DE3932347A1 - Herstellung chemo-mechanischer und/oder chemo-thermo-mechanischer holzstoffe - Google Patents
Herstellung chemo-mechanischer und/oder chemo-thermo-mechanischer holzstoffeInfo
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- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
- D21C3/20—Pulping cellulose-containing materials with organic solvents or in solvent environment
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Herstellung von Holzstoffen in Refinern ermöglicht
unter optimierten Bedingungen bessere Qualitäten als
bei der Steinschliffproduktion. Dazu erforderlich ist
jedoch eine thermische oder thermische und chemische
Behandlung des Holzes vor der Defibrierung. Ziel einer
solchen Vorbehandlung ist die Erweichung des Lignins,
wodurch der Energiebedarf zur Lösung der Fasern aus
dem Gewebeverband reduziert und Sollbruchstellen im
Bereich von Primärwand und S1 erzeugt werden. Die
resultierenden Faseroberflächen sind kohlenhydratreich
und besitzen dadurch gute Voraussetzungen zur
Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen
den Oberflächen dieser Fasern. Die bei der thermischen
Vorbehandlung anzuwendenden Temperaturen liegen
zwischen 125 und 150°C. Bei einer Behandlungsdauer
von wenigen Minuten soll das erwähnte Ziel der
Ligninplastifizierung zwar erreicht werden, aber
letztere soll nicht so weitgehend sein, daß es zu
einer Trennung der Fasern im Bereich der Mittellamelle
kommt, wodurch zwar eine intakte Faser entstünde, die
jedoch mit einer hydrophoben Ligninschicht auf der
Oberfläche versehen wäre. Höhere Temperaturen oder
eine längere Behandlungsdauer haben zudem den
Nachteil, daß die Ligninstruktur sich durch
Kondensationsreaktionen verändert und die Fasern
erheblich abdunkeln.
Durch eine Sulfonierung des Holzes im Bereich der
Sollbruchstellen wird eine gezielte Defibrierung des
Holzes erreicht, ein Weißgradverlust verhindert und
ein hydrophileres Lignin im Bereich der späteren
Faseroberfläche erzeugt. Als weiterer positiver Aspekt
der Sulfonierung ist die Erzeugung flexibler Fasern
anzusehen.
Der Energiebedarf zur Isolierung von Fasern aus dem
Holzgewebe wird durch eine thermische oder chemische
Vorbehandlung des Holzes vermindert. Zur Herstellung
von qualitativ hochwertigen Faserstoffen für die
Papier- und Pappenproduktion müssen diese jedoch
weiter mechanisch defibrilliert werden. Hierbei werden
durch mechanische Krafteinwirkung von der Oberfläche
der Fasern Wandschichten oder Fibrillen abgeschält,
wodurch die spezifische Oberfläche der Fasern erhöht
und somit ihre Bindungskapazität und ihre Flexibilität
verbessert werden. Derartige Verfahren sind
ausführlich in der Literaturstelle "Pulp and Paper
Manufacture, Volume 2, Mechanical Pulping, Tappi,
Atlanta 1987" beschrieben.
Im Vergleich zum Steinschliffverfahren ist der
Energiebedarf bei allen Refinerholzstoff-Verfahren
bedeutend höher. Beim Steinschliffprozeß wird die
Zerfaserungsenergie gezielt an die Holzschicht
abgegeben, die unmittelbar an der Steinoberfläche
liegt. Bei Refinerverfahren ist die Energieübertragung
ungezielter, da Energie für die Stoffbeschleunigung,
für die Reibung der Holzpartikel untereinander und an
den Scheiben, für die Formung der Partikel und für die
Flüssigkeitsreibung verbraucht wird. Beim
Steinschliffprozeß greifen die Kräfte immer quer zur
Faserrichtung an, wo das Holz geringere Festigkeiten
aufweist. Da die Hackschnitzel im Refiner mit ihrer
Faserrichtung nicht immer parallel zur
Zentrifugalkraft ausgerichtet sind, ist hier der
Energieaufwand für die Zerfaserung höher. Die
thermische und chemische Vorbehandlung kann zwar den
Energiebedarf zur Lösung der Fasern aus dem Holzgewebe
reduzieren, der Gesamtenergiebedarf zur Herstellung
eines mehr oder weniger weitgehend defibrillierten
Holzstoffes vermindert sich dagegen nicht, da die
Faser durch die Vorbehandlung flexibler geworden ist
und der Einwirkung der Mahlsegmente des Refiners
ausweichen kann, so daß zwar eine gezieltere
Defibrillierung möglich wird, für diese jedoch mehr
Be- und Entlastungsvorgänge erforderlich sind.
Müssen für einen hochwertigen Nadelholz-Steinschliff
etwa 1500 kWh/t aufgewendet werden, so sind dies für
TMP etwa 2000 und für CTMP 2500 kWh/t.
Zur Erzeugung hochwertiger Holzstoffe ist, wie bereits
erwähnt, eine Sulfonierung des Lignins erforderlich.
Dies geschieht üblicherweise durch Einsatz von
Natriumsulfit im alkalischen Medium, da auch
gleichzeitig eine Quellung der Faser erfolgt, was
günstige Bedingungen für die anschließende
Defibrierung schafft. Eine Sulfonierungsreakton läuft
bekanntlich auch im sauren pH-Bereich ab, je niedriger
der pH-Wert, um so schneller erfolgt sie.
Konkurrierende Kondensationsreaktionen des Lignins
werden jedoch auch durch niedrige pH-Werte begünstigt.
Lignosulfonate mit einem höheren Sulfonierungsgrad
sind wasserlöslich und vermindern daher die
Faserstoffausbeute. Andererseits greifen Säuren die
Kohlenhydrate an, depolymerisieren sie und führen zu
einer Schwächung des Faserverbandes.
Der hohe Energiebedarf, insbesondere der CTMP-Stoffe,
begrenzt deren Produktion auf Länder mit günstigen
Energiepreisen. Die zukünftige Entwicklung auf dem
Gebiet der Holzstoffherstellung ist daher wesentlich
vom Energiebedarf der Verfahren abhängig. Eine
deutliche Reduzierung des Energieeinsatzes erscheint
unabdingbar.
Aufgabe eines neu zu entwickelnden, energetisch
günstigen Holzstoffherstellungsverfahrens ist es
daher, Bedingungen zu finden, die eine gezielte
Sulfonierung in geringem Ausmaß ermöglichen, eine
Kondensation des Lignins verhindern, Ausbeuteverluste
vermeiden und den Energiebedarf zur Defibrierung des
Holzes und Defibrillierung der entstehenden Fasern
deutlich reduzieren. Für die Umweltfreundlichkeit
eines solchen Verfahrens wäre es zudem sehr
vorteilhaft, wenn die eingesetzten
Vorbehandlungschemikalien vollkommen oder zumindest
möglichst weitgehend zurückgewonnen werden könnten.
Die Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Schorning hat über den basenlosen Sulfitaufschluß
unter Einsatz von Methanol zur Herstellung von
Zellstoffen in der Literaturstelle "Faserforschung und
Textiltechnik 12, 487 bis 494, 1957" berichtet. Dabei
lagen die Zellstoffausbeuten zwischen 40 und 60%,
bezogen auf das eingesetzte Holz. Wählt man nun
mildere Temperaturbedingungen und/oder kürzere
Reaktionszeiten, so läßt sich überraschenderweise ohne
größere Ausbeuteverluste das Lignin sulfonieren, ohne
daß es zu den gefürchteten Kondensationsreaktionen
kommt. Der Kraftbedarf bei der anschließenden
Defibrierung des Holzes kann dann in Abhängigkeit von
den Vorbehandlungsbedingungen durchaus auf ca. 50%
gesenkt werden, wobei die entstehenden Holzstoffe
ausgezeichnete technologische Eigenschaften aufweisen.
Dabei wird die spezifische Mahlarbeit in Abhängigkeit
des erwünschten Feinheits- oder Mahlgrades in einem
Bereich von 1200 bis 1900 kWh/t Faserstoff
ausgewählt.
Die Verwendung des Systems aliphatischer
Alkohol/Wasser/SO2 vermag nicht nur Lignin zu
sulfonieren, wobei der Alkohol die Funktion der Base
übernimmt, sondern durch die Anwesenheit des Alkohols
wird auch die Imprägnierung verbessert, werden
Kondensationsreaktionen im Lignin zurückgedrängt und
Harz- und Fettsäuren gelöst. Der Alkohol erhöht
zusätzlich die Löslichkeit des SO2 im Wasser. Dieses
System ist bereits bei Temperaturen unter 100°C
wirksam, aber auch höhere Temperaturen können
angewendet werden.
Ein wesentlicher Vorteil bei dieser Art von
Vorbehandlung besteht darin, daß die eingesetzten
Chemikalien auf einfache Weise zurückgewonnen werden
können. Für den Alkohol ist dies quantitativ möglich,
während beim SO2 nur der nicht mit dem Holz
reagierende Anteil zurückführbar ist. Im Vergleich zu
basenhaltigen Sulfitsystemen mit deren komplizierter
Rückgewinnung ist dies ein bedeutender Vorteil.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete
wäßrige Aufschlußlösung enthält 10 bis 70 Vol.%
aliphatische, mit Wasser mischbare Alkohole und 1,0
bis 100,0 g/l Schwefeldioxid. Die Hackschnitzel werden
in dieser Lösung suspendiert, wobei ein
Flottenverhältnis von 1 : 3 bis 1 : 6 gewählt wird, d. h.
1 kg atro Hackschnitzel werden in 3 bis 6 kg Lösung
suspendiert. Bei der Wahl des Flottenverhältnisses ist
die jeweilig gemessene Hackschnitzelfeuchte zu
berücksichtigen, die die Konzentration der
Aufschlußlösung erniedrigt. Der Anteil des in der
Aufschlußlösung enthaltenen Schwefeldioxids hängt vom
Vol.%-Gehalt an Alkohol ab. Weitere Gesichtspunkte für
die Wahl der Schwefeldioxidkonzentration sind das
Ausmaß der gewünschten Ligninsulfonierung im Hinblick
auf die gewünschte Ausbeute, die Temperatur und die
Zeit, die für die Ligninsulfonierung gewählt werden.
Nach dem Tränken der Hackschnitzel mit der
Aufschlußlösung werden diese zur Einleitung der
Ligninsulfonierungsreaktion auf 50 bis 170°C erwärmt.
Ggf. kann nach dem Tränken überschüssige
Aufschlußlösung abgezogen werden, insbesondere dann,
wenn die Ligninsulfonierung in der Dampfphase erfolgen
soll. Die Erwärmung kann dabei indirekt durch Umwälzen
der Aufschlußlösung über einen Wärmeaustauscher oder
direkt durch Einleiten von Dampf erfolgen.
Die Endtemperatur wird dabei wiederum in Abhängigkeit
von der gewünschten Ausbeute, der Konzentration der
Aufschlußlösungen und der Aufschlußzeit gewählt. Bei
kurzen Aufschlußzeiten kann eine
höhere Endtemperatur und umgekehrt angestrebt werden.
Wird die Endtemperatur über 70°C gewählt, ist die
Durchführung der Reaktion in einem druckfesten
Reaktionsgefäß erforderlich, um vorzeitiges Ausgasen
des Alkohols und des Schwefeldioxids zu vermeiden.
Nach Erreichen der vorgewählten Endtemperatur wird
diese während eines Zeitraumes von 1 bis 300 Minuten
aufrecht erhalten. Bei niedrigen Endtemperaturen sind
längere Haltezeiten und umgekehrt, wiederum in
Abhängigkeit von der gewünschten Ausbeute,
erforderlich.
Nach Ablauf der Haltezeit kann zunächst das vorhandene
Gemisch aus Alkohol, Wasserdampf und nicht
verbrauchtem SO2-Gas abgezogen und einer
Wiederaufbereitung, z. B. durch Kondensation,
zugeführt werden. Noch in der Flüssigkeit vorhandener
Alkohol und Schwefeldioxid kann durch Druckabsenkung
bzw. Dampfeinblasung ebenfalls verdampft und
wiedergewonnen werden. Die Wiedergewinnung des
Alkohols und des nichtverbrauchten Schwefeldioxides
kann aber auch erst nach der Defibriereinrichtung in
einer nachgeschalteten, an sich bekannten
Wärmerückgewinnungsanlage mit Kondensationsstufe
erfolgen.
Daran anschließend werden die Hackschnitzel durch an
sich bekannte Fördereinrichtungen einer an sich
bekannten Defibriereinrichtung, wie z. B.
Scheibenrefiner, zugeführt und mechanisch zerfasert.
Ggf. kann der Defibriereinrichtung eine
Hackschnitzelwaschvorrichtung vorgeschaltet werden.
Ein vorgewählter Feinheitsgrad der zu defibrierenden
Hackschnitzel wird durch die Durchsatzmenge pro
Zeiteinheit und die Arbeitsaufnahme des Antriebs des
Scheibenrefiners in kwh/t Faserstoff erreicht.
Für die in der Aufschlußlösung verwendeten Alkohole
sind solche mit geraden oder verzweigten Ketten,
einzeln oder in Mischungen, bevorzugt.
Um eine vollständige und verfahrenstechnisch einfache
Rückgewinnung der Alkohole nach Beendigung der
Ligninsulfonierung sicherzustellen, werden Alkohole
bevorzugt, deren Siedepunkt bei Normaldruck unterhalb
von 100°C liegt. Zu diesen Alkoholen zählen Methanol,
Äthanol, Propanol, Isopropanol sowie tertiärer
Butylalkohol. Wegen seiner großen Verfügbarkeit und
günstigem Preis wird Methanol vorzugsweise eingesetzt.
Das Mischungsverhältnis zwischen Wasser und Alkohol
kann zwar in weiten Grenzen variiert werden, bevorzugt
wird jedoch der Alkoholanteil zwischen 20 bis 50
Vol.%, insbesondere zwischen 20 bis 40 Vol.%,
ausgewählt.
Da die Geschwindigkeit der Ligninsulfonierung von der
Schwefeldioxidkonzentration abhängig ist, sind an sich
hohe Konzentrationen erwünscht. Diese kann jedoch bei
erhöhter Temperatur während der Haltezeit zu
unerwünschten Ausbeuteverlusten führen, so daß ein
Schwefeldioxidgehalt der Aufschlußlösung von 5 bis 40 g/l
bevorzugt wird.
Der angegebene Endtemperaturbereich während der
Haltezeit kann zwar in Abstimmung mit der Verweilzeit
und der Konzentration der Aufschlußlösung in den
angegebenen Grenzen frei gewählt werden. Höhere
Temperaturen erfordern jedoch einen Mehraufwand an
Wärme sowie zusätzliche konstruktive Maßnahmen an dem
Reaktionsgefäß wegen des sich dabei aufbauenden
Druckes. Deshalb wird eine Erwärmung der die
Hackschnitzel enthaltenden Aufschlußlösung auf eine
Temperatur von 80 bis 120°C bevorzugt. Werden
Alkohole mit einem Siedepunkt nahe 100°C verwendet,
so wird eine Temperatur von 100 bis 120°C gewählt.
Die Haltezeit bei der Endtemperatur beeinflußt
einerseits den Grad der Ausbeute und wird andererseits
durch das Volumen des Reaktionsgefäßes in Abhängigkeit
des durchzusetzenden Massestromes an Aufschlußlösung
und Hackschnitzel vorgegeben. Daher wird insbesondere
bei kontinuierlichen Verfahren eine Haltezeit bei
Endtemperatur von 2 bis 120 Minuten bevorzugt.
Soll die Möglichkeit der Energiereduzierung bei der
Herstellung von chemisch-thermo-mechanischen
Holzstoffen durch Imprägnierung mit einer
Alkohol-Wasser-Schwefeldioxidlösung mit einer sehr
schonenden Defribrierung kombiniert werden, kann der
eigentlichen Impragnierstufe eine Behandlung
vorgeschaltet werden, wobei die Hackschnitzel mit
einer alkoholisch wäßrigen Lösung vorbehandelt werden,
die eine neutrale und/oder alkalische
Natriumverbindung enthält.
Derartige Natriumverbindungen können aus Natriumsulfit
und/oder Natriumhydroxid und/oder Natriumcarbonat
bestehen, wobei die Lösung bevorzugt eine
Konzentration von 1 bis 10 g/l Gesamtalkali, berechnet
als NaOH, enthält.
Diese Natriumverbindungen haben die Aufgabe, die bei
der eigentlichen Ligninsulfonierungsreaktion während
der Haltezeit bei Endtemperatur aus dem Holz
entstehenden organischen Säuren, wie Ameisen- und
Essigsäure, abzupuffern, eine Ligninkondensation durch
zu niedrigen pH-Wert zu vermeiden und die Quellung des
Holzes zu fördern. Ein weiterer Vorteil der Zugabe der
Natriumverbindungen ist die Erhaltung des Weißgehaltes
der zu defribierenden Hackschnitzel, insbesondere bei
Zugabe von Natriumsulfit.
Die Behandlung der Hackschnitzel mit einer eine
Natriumverbindung enthaltenden wäßrigen Lösung kann
auch nach der Ligninsulfonierungsreaktion in dem
Reaktionsgefäß und nach dem Austreiben und Abziehen
des Alkohols und Schwefeldioxidgases von der
verbleibenden Aufschlußlösung erfolgen. Dazu werden
die Hackschnitzel zunächst von der verbliebenen
Aufschlußlösung mit Hilfe an sich bekannter
Vorrichtungen abgetrennt und anschließend mit einer
die Natriumverbindung enthaltenden Lösung bei einer
Temperatur von 20 bis 150°C nachbehandelt. Bevorzugt
wird eine Lösung, die 1 bis 10 g/l Natriumsulfit,
Natriumhydroxid oder Natriumcarbonat, berechnet als
NaOH, allein oder in Abmischung enthält. Auf diese
Weise ist es ebenfalls möglich, die
papiertechnologischen Eigenschaften des zu erzeugenden
Holzstoffes positiv zu beeinflussen.
Das vorliegende Verfahren kann auch auf bereits
mechanisch zerfaserte Faserstoffe, wie z. B. bei der
Holzschlifferzeugung anfallendes Sauerkraut,
angewendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird in den
nachfolgenden Beispielen näher erläutert.
Fichtenholzhackschnitzel werden bei 120°C 10 Minuten
mit einem Methanol-Wassergemisch von 40 : 60 Vol.%
behandelt, das 12,5 g/l SO2 enthält. Das
Flottenverhältnis beträgt 1 : 4. Nach der
Behandlungszeit wird das Methanol sowie das nicht
verbrauchte SO2 in der Gasphase zurückgewonnen und das
Holz in einem Refiner zerfasert. Bei einer Mahlung auf
70°SR beträgt der Mahlenergiebedarf nur 1400 kWh/t,
während mit 25 g/l Na2SO3 vorbehandelte
Fichtenholzhackschnitzel zur Erzielung des gleichen
Mahlgrades 2500 kWh/t benötigten. Die
Energieeinsparung beträgt somit 44%.
Die Ausbeute beträgt 95%, der Faserstoff hat folgende
technologische Werte:
Reißlänge 3260 m,
Fortreißfestigkeit (Brecht/Imset) 1,04 J/m,
spez. Volumen 2,30 cm3/g,
Lichtstreuungskoeffizient nach SCAN C27 : 69 42,5 m2/kg.
Reißlänge 3260 m,
Fortreißfestigkeit (Brecht/Imset) 1,04 J/m,
spez. Volumen 2,30 cm3/g,
Lichtstreuungskoeffizient nach SCAN C27 : 69 42,5 m2/kg.
Fichtenholzhackschnitzel werden zunächst 15 Min. bei
100°C mit einem Methanol-Wassergemisch, das 5 g/l
Na2SO3 enthält, behandelt, anschließend wird eine
wäßrige SO2-Lösung mit 50,0 g/l zugegeben und 60 Min.
bei 100°C aufgeschlossen. Das Flottenverhältnis
beträgt nach der Zugabe der SO2-Lösung 1 : 4. Nach
Rückgewinnung der gasförmigen Aufschlußchemikalien
werden die Hackschnitzel im Refiner auf einen Mahlgrad
von 70°SR zerfasert. Der Energiebedarf beträgt 1850
kWh/t, was im Vergleich zu einem Standard-CTMP eine
Einsparung von 26% bedeutet.
Die Ausbeute beträgt 96%, der Faserstoff hat folgende
technologische Werte bei 70°SR:
Reißlänge 4320 m,
Fortreißfestigkeit (Brecht/Imset) 1,23 J/m,
spez. Volumen 2,22 cm3/g,
Lichtstreungskoeffizient nach SCAN C27 : 69 46,7 m2/kg.
Reißlänge 4320 m,
Fortreißfestigkeit (Brecht/Imset) 1,23 J/m,
spez. Volumen 2,22 cm3/g,
Lichtstreungskoeffizient nach SCAN C27 : 69 46,7 m2/kg.
Ein im Refiner ohne Vorbehandlung auf einen Mahlgrad
von 15°SR zerfaserter Holzstoff wird 10 Min. bei 100°C
mit der im Beispiel 1 beschriebenen
Methanol/Wasser/SO2 Lösung behandelt und anschließend
in einer Jokro-Mühle unter Standardbedingungen
weitergemahlen. Zur Erreichung eines Mahlgrades von
70°SR wurden 6750 Umdrehungen benötigt. Der nicht
behandelte Referenzstoff benötigte zur Erreichung
eines Mahlgrades von 63°SR 15 750 Umdrehungen.
Fichtenholzhackschnitzel werden bei 100°C 60 Minuten
mit einem Methanol-Wassergemisch von 30 : 70 Vol.%
behandelt, das 50 g/l SO2 enthält. Nach der
Behandlungszeit werden das Methanol sowie das nicht
verbrauchte SO2 zurückgewonnen und die Hackschnitzel
in einem Refiner zerfasert. Zum Erreichen eines
Mahlgrades von 77°SR sind 1390 kWh/t erforderlich.
Die Ausbeute beträgt 92,0%, der Faserstoff hat
folgende technologischen Werte:
Reißlänge 4070 m,
Fortreißfestigkeit (Brecht/Imset) 0,96 J/m,
spez. Volumem 2,03 cm3/g,
Lichtstreuungskoeffizient nach SCAN C27 : 69 39,9 m2/kg.
Reißlänge 4070 m,
Fortreißfestigkeit (Brecht/Imset) 0,96 J/m,
spez. Volumem 2,03 cm3/g,
Lichtstreuungskoeffizient nach SCAN C27 : 69 39,9 m2/kg.
Fichtenholzhackschnitzel werden 20 Minuten gedämpft
und in ein Methanol-Wassergemisch von 50 : 50 Vol.%
eingetragen, das 100 g/l SO2 enthält. Nach einer
Imprägnierungszeit von 30 Minuten wird die
überschüssige Flüssigkeitsmenge abgezogen. Die auf
diese Weise imprägnierten Hackschnitzel werden in
einem Defibrator mit 150°C heißem Dampf 5 Minuten
behandelt und anschließend unter Druck defibriert. Die
Mahlenergie zum Erreichen eines Mahlgrades von 68°SR
liegt bei 1510 kWh/t.
Der hergestellte Faserstoff weist folgende
technologischen Eigenschaften auf:
Reißlänge 4130 m,
Fortreißfestigkeit (Brecht/Imset) 1,02 J/m,
spez. Volumen 2,28 cm3/g,
Lichtstreuungskoeffizient nach SCAN C27 : 69 41,5 m2/kg.
Reißlänge 4130 m,
Fortreißfestigkeit (Brecht/Imset) 1,02 J/m,
spez. Volumen 2,28 cm3/g,
Lichtstreuungskoeffizient nach SCAN C27 : 69 41,5 m2/kg.
Claims (14)
1. Verfahren zur Herstellung chemo-mechanischer
und/oder chemo-thermo-mechanischer Holzstoffe aus
lignocellulosehaltigen Rohstoffen, wie
Holzhackschnitzel, Holzspäne, vorzerfasertes Holz
oder Sägemehl für die Papier-, Pappe- oder
Kartonherstellung mit der Arbeitsabfolge
mechanische Zerkleinerung, Sortierung und
Homogenisierung der lignocellulosehaltigen
Rohstoffe,
Imprägnierung mit einer Aufschlußlösung,
Aufschließen der Rohstoffe,
Zerfaserung in einer oder mehreren neben- oder hintereinandergeschalteten Defibriereinrichtungen,
Sortierung des erzeugten Faserstoffes, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
Imprägnierung mit einer Aufschlußlösung,
Aufschließen der Rohstoffe,
Zerfaserung in einer oder mehreren neben- oder hintereinandergeschalteten Defibriereinrichtungen,
Sortierung des erzeugten Faserstoffes, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
- a) Vereinigen der lignocellulosehaltigen Rohstoffe
mit einer wäßrigen Aufschlußlösung, die
enthält:
- aa) 10 bis 70 Vol.% aliphatische, mit Wasser mischbare Alkohole,
- ab) 1,0 bis 100 g/l Schwefeldioxid,
- b) Einleiten der Ligninsulfonierungsreaktion durch Erwärmen der Mischung aus a) auf eine Temperatur zwischen 50 und 170 °C,
- c) Halten der Endtemperatur während eines Zeitraumes von 1 bis 300 Minuten,
- d) Austreiben und Rückgewinnen des Alkohols und des nichtverbrauchten Schwefeldioxids,
- e) Zerfaserung des lignocellulosehaltigen Rohstoffes in an sich bekannten Defibriereinrichtungen zu einem vorgewählten Feinheitsgrad mittels vorgewählter spezifischer Mahlarbeit in einem Bereich von 1200 bis 1900 kWh/t Faserstoff.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufschlußlösung Alkohole mit geraden oder
verzweigten Ketten enthält.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Siedepunkt der
Alkohole bei Normaldruck unter 100°C liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlußlösung 20
bis 50 Vol.% aliphatische, mit Wasser mischbare
Alkohole enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlußlösung 20
bis 40 Vol.% aliphatische, mit Wasser mischbare
Alkohole enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlußlösung 5
bis 40 g/l gelöstes SO2 enthält.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus
Aufschlußlösung und lignocellulosehaltigem
Rohstoff auf eine Temperatur von 70 bis 120°C
erwärmt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus
Aufschlußlösung und lignocellulosehaltigem
Rohstoff auf eine Temperatur von 70 bis 100°C
erwärmt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Endtemperatur
während eines Zeitraumes von 2 bis 120 Min.
aufrechterhalten wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der
lignocellulosehaltige Rohstoff vor der Mischung
mit der Aufschlußlösung mit einer weiteren Lösung,
enthaltend einen mit Wasser mischbaren,
aliphatischen Alkohol und/oder Wasser und eine
neutrale und/oder alkalische Natriumverbindung,
vorbehandelt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die weitere Lösung
Natriumsulfit und/oder Natriumhydroxid und/oder
Natriumcarbonat in einem Anteil von 1 bis 10 g/l
Gesamtalkali, berechnet als NaOH, enthält.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der
lignocellulosehaltige Rohstoff nach dem Austreiben
und Abziehen des Alkohols und SO2-Gases von der
verbleibenden Aufschlußlösung abgetrennt und mit
einer wäßrigen Lösung einer neutralen oder
alkalischen Natriumverbindung bei einer Temperatur
von 20 bis 150°C nachbehandelt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lösung zum Nachbehandeln
des lignocellulosehaltigen Rohstoffes
Natriumsulfit, Natriumhydroxid oder
Natriumcarbonat in einem Anteil von 1 bis 10 g/l
Gesamtalkali, berechnet als NaOH, enthält.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der
lignocellulosehaltige Rohstoff vor der Vereinigung
mit der Aufschlußlösung mechanisch zu einem
Grobstoff vordefibriert wird.
Priority Applications (11)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3932347A DE3932347A1 (de) | 1989-09-28 | 1989-09-28 | Herstellung chemo-mechanischer und/oder chemo-thermo-mechanischer holzstoffe |
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