DE495146C

DE495146C - Verfahren zur Gewinnung von Zellstoff durch Aufschluss von Holz mittels waessriger schwefliger Saeure unter Zusatz von Ammoniak

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Publication number: DE495146C
Application number: DEC35576D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1914-07-06
Filing date: 1924-10-23
Publication date: 1930-04-02
Also published as: NL16847C; FR24034E; US1547907A; FR588071A; FR477895A; DE469372C; FR22049E; GB156777A; FR24174E

Description

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Holz und andere verholzte Stoffe, ζ. Β. Lignocellulose, durch Erhitzen mit wäßriger schwefliger Säure unter Druck aufzuschließen. Bei der Ausübung dieses Verfahrens hat es sich gezeigt, daß die erhaltene Cellulose eine unschöne Färbung aufweist. Der Grund liegt in dem Schwefelsäuregehalt der Kochlaüge, während das Verfahren mit einer schwefelsäurefreien Lösung von schwefliger Säure sehr glatt ausgeübt werden kann. Die hergestellte Cellulose war jedoch nicht ganz frei von Lignonstoffen, deren nicht abgesättigte Carbonyl-, Aldehyd- und Ketongruppen

die spätere Verfärbung des Zellstoffes und der Ablauge hervorrufen dürften. Infolgedessen werden erfindungsgemäß Hilfsstoffe verwendet, welche"'mit diesen Gruppen leicht reagieren, und zwar Ammoniak in sehr geringen Mengen, mit dem Ergebnis, daß sowohl die Ausbeute vergrößert als auch die Erzeugnisse verbessert werden.

Zwar sind Verfahren bekannt, bei welchen Holzstoff mit schwefliger Säure gemeinsam mit Ammoniak behandelt wird; diese Verfahren arbeiten jedoch entweder mit neutralem Ammonsulfit oder mit gemischten Bisulfitlösungen, die durch Einleiten genügender Mengen von schwefliger Säure in ein Gemisch von Natronlauge und Ammoniak bis zur schwach sauren Reaktion hergestellt werden. Hier ist teils gar keine freie schweflige Säure, teils nur in sehr unwesentlichem Mengenverhältnis in der Aufschließungslauge, welche aus einem Gemisch von Sulfiten und Bisulfiten des Ammoniaks und des Natriums nebst etwas schwefliger Säure besteht. In den beiden Fällen sind für das Aufschließen sehr hohe Temperaturen erforderlich.

Das vorliegende Verfahren verwendet ebenfalls ein Gemisch von schwefliger Säure mit Ammoniak (als solches oder in Form von Sulfit oder Carbonat) für die Behandlung von Holz oder Lignocellulose. Der Unterschied von dem bekannten Verfahren besteht aber darin, daß dieJVTenge des Ammoniaks .im Verhältnis zu derjenigen der schwefligen Säure 'derart gering ist, daß die, Flüssigkeit hauptsächlich aus freier schwefliger Säure besteht, so daß eigentlich der Aufschluß in ahnlicher Weise vor sich geht, als wenn schweflige Säure allein benutzt worden wäre, wobei jedoch das Ammoniak die allmählich abgebauten Aldehyd-, Keton- und Carbonylgruppen sofort bindet und umkehrbare Reaktionen sowie Kondensationen verhindert. Die nach vorliegendem Verfahren hergestellten Produkte ähneln in der Tat denjenigen, die man mit Schwefligsäure allein erzeugen kann, jedoch mit vergrößerter Ausbeute und verbes-

serter Güte. Bekanntlich unterscheiden sich die mittels schwefliger Säure aufgeschlossenen Zellstoffe wesentlich und vorteilhaft von denen nach dem Bisulfitverfahren. Das vorliegende Verfahren verwendet Ammoniak in eiiner Menge von 0,1 bis 0,5 °/₀ MH₃ der Lauge. Die Anwendung des Verfahrens bedingt veränderliche Arbeitsweise, je nach der Beschaffenheit des Zellstoffes oder den örtlichen Verhältnissen. Bei einer Ausführungsform beträgt der Gehalt an schwefliger Säure in der Lauge 6 bis 7 %. Der Gehalt an Ammoniak oder dessen Äquivalent kann bis 0,25 °/₀ NH₃, berechnet auf das Gewicht

der'Lauge, 'betragen. Bei Fichtenholz kann 0,1 bis 0,5 % als wirtschaftliche Grenze benutzt werfen. In bezug auf die Temperatur und Kochzeit gestattet die höhere Grenze dee Ammoniaks eine Ersparnis mit höherer Ausbeute von Cellulose bei höherer Temperatur und geringerer Dauer.

Beispieli

Das Holz wird in üblicher Weise wie für das Bisulfitverfahren vorbehandelt. Es wird in einen zementbekleideten Kocher eingelegt, der dem Druck und dem Angriff durch schweflige Säure widersteht. Die wäßrige schweflige Säure wird erhalten durch Sättigung von Wasser mit Schwefeldioxyd bei gewöhnlicher Temperatur unter solchem Druck wie zur Herstellung einer Lösung von 7 °/o nötig ist. Zu dieser Lösung wird eine starke wäßrige Ammoniaklösung in solchem Verhältnis zugefügt, daß die fertige Flüssigkeit 0,25 % ihres Gewichtes von NH₃ enthält. Die Flüssigkeit wird in den Kocher im Verhältnis von sechs Gewidhtsteilen zu einem Gewichtsteil Holz eingepumpt, der Kocher geschlossen und auf ioo° C während 4 Stunden durch Dampf erhitzt, der so eingeführt wird, daß er die Ladung gut durchrührt. Nachdem die Ladung bei ioo° C 2 Stunden gehalten wurde, wird die Temperatur auf 110⁰C innerhalb einer Stunde erhöht und das Kodien bei dieser Temperatur während 15 bis 18 Stunden fortgesetzt. Der Überschuß von Schwefeldioxyd wird nunmehr abgeblasen und zur Verstärkung der Schwefligsäurelösung benutzt. Das gewaschene Erzeugnis ist leicht bleichbar und wird erhalten in einer Ausbeute von 51 */o ^voln Holzgeiwiicht im Vergleich zu 47 °/₀ bei dem bekannten Verfahren.

B e i s ρ i e 1 2 „

Die allgemeinen Verhältnisse sind dieselben wie bei Beispiel I, während das Gewicht von NH₃ o,5 °/₀ der Lauge ist. Die Temperatur wird zunächst auf ioo° C innerhalb 4 Stunden erhöht und hierbei 3 Stunden gehalten. Sie wird dann auf 115° C erhöht und 13 bis 15 Stunden aufrechterhalten. Die Stoffausbeute ist höher als im Beispiel 1 und erreicht 53 °/₀ des Holzgewichtes.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Gewinnung von Zellstoff durch Aufschluß von Holz mittels wäßriger schwefliger Säure unter Zusatz von Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Ammoniaks ungefähr 0,5 °/₀ vom Gewicht der Lauge bzw. 8% der darin enthaltenen Schwefligsäure beträgt, so daß die Aufschlußlauge hauptsächlich aus freier schwefliger Säure besteht und der Aufschluß demzufolge nicht dem Aufschluß durch Bisulfite entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschließung des Holzes bei einer Temperatur zwischen •100 bis 115° C geführt wird.