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Verfahren zur Gewinnung von Zellstoff aus Pflanzenfaserstoffen mittels
Chlors In neuerer Zeit sind leine Anzahl Verfahren bekannt geworden, welche eine
Vereinfachung und Verbilligung der Zellstoffabrikation gegenüber den klassischen
Verfahren anstreben und gleichzeitig unter Erhöhung der zellstoffchemischen Wirtschaftlichkeit
leine allgemeinere Anwendbarkeit auf Pflanzenrohstoffe aller Art zum Ziele haben.
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Hierzu gehört besonders der Chloraufschluß. Die geringe Tiefenwirkung
und die damit verbundene Ungleichmäßigkeit beim Cbloraufschluß war bisher das Hau
pthind@erni;s, weshalb sich diese Methoden, besonders in der Anwendung auf Holz,
nicht einführen konnten.
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Man hat die verschiedensten Maßnahmen versucht, die Tiefen- und damit
gleichmäßige Wirkung des Chlors während des Aufschlußprozesses zu verstärken, aber
die Versuche scheiterten bei Holz an der Dichte des Materials und an der geringen
spezifischen Oberfläche, welche die Holzstückchen, auch bei bedeutender Zerkleinerung,
dem Gase bieten.
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So ist es bekannt, -die pflanzlichen Rohstoffe mit Alkali zu behandeln,
zu zerfasern und dann mit Hypochlorit aufzuschließen. Dieses Verfahren führte jedoch
nicht zum Ziele, da die Reaktionsfähigkeit des so hergestellten Faserproduktes nicht
ausreichte, - um bei der nachfolgenden einfachem Hypochlort- _ behandlung einen
brauchbaren Zellstoff zu erhalten. 0 Ferner hat man sich saurer oder auch basischer
Einweichungsprozesse bedient, um die spätere Diffusion der Aufsc lußchemikalien
zu erleichtern, wobei man speziell die leichtere Durchführung eines nachfolgenden
Sulfitaufschlußprozesses im Auge hatte.
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Es ist auch bekannt, das Rohmaterial, insbesondere Holz, nach einer
doppelten aufeinanderfolgenden basischen und sauren Behandlung zu bleichen oder
einem Sulfitaufschluß zu unterwerfen, aber auch eine derartige Methode hat sich
nicht durchsefzen können, in dem einen Fall wegen der Umständlichkeit des ganzen
Arbeitsprozesses, in dem anderen deshalb, weil die Bleiche ungleichm;äßig verlief
und bereits erhebliche Anteile der Fasern überbleicht waren, während bei anderen
das bleichende Agenz überhaupt noch nicht gewirkt hatte.
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Es wurde nun die Beobachtung gemacht, daß das Pflanzenmaterial, sogar
Hartholz, durch die doppelte, basische und saure aufeinanderfolgende Vorbehandlung
eine eigenartige Durchlässigkeit und poröse Struktur erhält, besonders dann, wenn
es der sauren. Behandlung in zerfasertem Zustande dargeboten wird. Die erforderliche
Zerfaseru@g läßt sich nach dem basischen Teil der Vorbehandlung, welcher je nach
der Beschaffenheit des Fasermaterials mit Lösungen wechselnder Stärke bei verschiedenen
Temperaturgraden während kürzerer oder längerer
Zeitdauer durchzuführen
ist, besonders leicht ohne Faserschädigung-_durchführen. Die poröse Struktur, die
das Material nach der Säurebehandlung annimmt,,- ermöglicht nun eine gleichmäßige
Chlörierung bis zu einem gebleichten Zellstoff in einem einzigen Arbeitsgang unter
Aufwand verhältnismäßig geringer Chemikalienmengen, obwohl das Fasermaterial vor
der Chlorbehandlung keineswegs die Eigenschaften eines normalen ungebleichten Zellstoffes
aufweist, vielmehr noch bedeutende Inkrustenmengen,entli,ält: Die Chlorierung kann
nun derart vorgenommen werden, daß die Acidität, Alkalität, Hypochloritkonzentration
und der Grad der Chloreinwirkung auf einfache Weise in der Art geregelt wird, daß,
zu der wäßrigen Suspension des Faserbreies unter Bewegung kontinuierlich oder periodisch
gemessene Mengen einerseits einer basischen Lösung, andererseits von Chlorgas zugesetzt
werden.
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Das Verfahren bedeutet die Schaffung eines allgemeinen, selbst für
Harthölzer, Bambus u. dgl. anwendbaren Chloraufschlußverfahrens und ist an folgenden
Beispielen !erläutert.
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i. Zoo g BuchenholzhackspÄne, zerkleinerter Bambus, Strohhäcksel o.
dgl. werden mit i l einer i, 5prozentigen Natronlauge 8 Stunden lang bei mehr oder
weniger erhöhter Temperatur behandelt. Nach dem Trennen von der Lauge wird das Material
-gewaschen und dann gegebenenfalls in Beine Diffusionsbatterieeiner o, i- bis 2prozentigen
Schwefelsäure ohne Anwendung von Druck bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur
ausgesetzt. Nach genügender Einwirkung wird die Holzmasse von der Säure getrennt,
in Vorrichtungen bekannter Art zerfasert und ausgewaschen, darauf mit verdünnter
Natronlauge, unter ständigem Chloreinleben, einige Stunden gerührt, bis gegebenenfalls
nach Zusatz einer weiteren geringen Menge Natronlauge und weiterem Chlöreinleiten
sein nein weißer' Zellstoff entsteht.
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2. soo g Buchenholzhackspäne, zeakleinerter Bambus, Strohhäcksel o.
dgl. werden gegebenenfalls in einer Diffusionsbatterie der Wirkungeiner o,i- bis
2prozentigen Schwefelsäure ausgesetzt, wobei: Temperaturen und Zeitdauer der Einwirkung
in weiten Grenzen. variiert werden können. Nach, dem Abtrennen von der Säure und
dem Auswaschen wird mit i 1 verdünnter, beispielsweise- a,5prozeutiger Natronlauge
behandelt und dann, in einem Kollergang o. dgl. zerfasert. Das zerfaserte Material
wird unter Zusatz einer *eiteren Menge Natronlauge wie im Beispiel i chloriert.
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3. Zoo g Buc'henholzhackspäne, zerkleinerter Bambus, Strohhäcksel
o. dgl. werden mit i 1 einer i, 5prozentigen Natronlauge 3 Stunden -lang bei mehr
oder weniger erhöhtear Temperatur- behandelt. Nach einer Zerfaserung des vollständig
durchweichten Materials in einem Kollergang wird der Stoff gegebenenfalls meiner
Diffusionsbatterie in seinem nunmehr fein zerteilten Zustand der Wirkung einer o,
i- bis 2prozentigen Schwefelsäure bei mehr oder weniger erhöhter Temperatur, aber
ohne Anwendung von Druck, 3 Stunden lang ausgesetzt. Das Material wird nun von der
Säure getrennt, ausgewaschen und in einem geeigneten Behälter mit Wasser suspendiert,
wobei das Verhältnis Flüssigkeit zu Trockenfaser innerhalb weiter Grenzen variiert
werden kann. Unter Bewegung des mehr oder weniger konsistenten Breies wird nun einerseits
Chlorgas .eingelassen, andererseits sofort oder nacheiniger Zeit, periodisch oder
kontinuierlich, in wechselnder Stärke eine solche Menge Natronlauge,- Sodalösung,
Kalklösung o. dgl. zugeführt, daß je nach Bedarf zeitweise die alkalische,
zeitweise die saure Reaktion eintritt. Nach 6 bis 12 Stunden besteht der Faserbrei
m einem gebleichten, für die Papierfabrikation und andere Zwecke brauchbaren Zellstoff
in hoher Ausbeute und von vorzüglicher Beschaffenheit.
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Die milde Behandlung hinsichtlich Temperatur und Chemikalienkonzentration
in allen Stufen des oben beschriebenen Prozesses ermöglicht selbst bei sehr empfindlichen
Fasermaterialien besonders hohe Ausbeuten und gute Qualitäten des Endproduktes.