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Verfahren zur Herstellung von Halbzellstoff aus Holz, Bambus, Stroh,
Gräsern und sonstigen cellulosehaltigen Pflanzen Es ist bekannt, Halbzellstoff aus
Stroh und ähnlichen Gräsern dadurch herzustellen, daß man das Fasergut unter Verwendung
einer Hammer- oder Schlagkreuzmühle zu Schnitzeln von ungefähr iomm Länge derart
zerkleinert, daß eine Aufspaltung der Schnitzel erfolgt, und da.ß man-dann das Fasergut
bei erhöhter Temperatur,. jedoch unter Vermeidung- von Kochen und ohne Anwendung
von Druck, mit bis 5 % vom Gewicht des Rohgutes nicht übersteigenden Mengen von
Kalk, vorteilhaft im. io%iger Lösung, und ohne Zusatz von anderweitigen Chemikalien,
gegebenenfalls unter mäßiger Bewegung, aufschließt.
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Es wurde = nun gefunden, daß man dieses Verfahren= durch bestimmte.
neue Maßnahmen ganz wesentlich verbessern und damit gleichzeitig auch `die Herstellung
von Halbzellstoff bezüglich der Ausgangsstoffe und Behandlungsmöglichkeiten auf
eine breitere Grundlage stellen kann, d. h. ganz - allgemein aus Holz, Bambus, Stroh,
Gräsern und sonstigen cellulosehaltigen Pflanzen durch Behandlung der gegebenenfalls
zerkleinerten Ausgangsstoffe mit flüssigen Aufbereitungen von Alkalien, z. B. Kalk,
bei erhöhter Temperatur auf einfache und sichere Weise zu einem ausgezeichneten
Halbzellstoff gelangen kann.
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Diese neuen Maßnahmen bestehen darin, daß .das Ausgangsmaterial im
trockenen Zustande einer Vakuumbehandlung ausgesetzt wird und nach der Alkalienzügabe
und Druckkochung -:eine. plötzliche Druckentspannung vorgenommen wird,- worauf die
Masse bis zur Vollendung des Aufschlusses sich -selbst überlassen bleibt.
Das
Verfahren nach der Erfindung bietet zunächst den Vorteil, d.aß man auf Grund desselben
die Ausgangsstoffe nicht oder zum mindesten sticht so tveitgehend wie i:m Falle
des eingangs erwähnten bekannten Verfahrens zu zerkleinern bzw. zu zerschnitzeln
braucht und so z. B. auch gewöhnliches Stroh als solches ohne weiteres der Alkalienbehandlung
zuführen und auch zerkleinertes Holz auf Halbzellstoff verarbehen kann. Weitere
damit verbundene große Vorteile bestehest darin, daß man auf solche Weise die je
nach- Art der Ausgangsstoffe und Behandlungsbedingungen erforderlichen Reaktionszeiten
gegenüber den bekannten Verfahren ganz wesent.ich verkürzen und eine weitgehende
Schonung der Fasern sowie Splitterfreiheit erreichen kann.
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Die-kombinierte e-Anwendung einer Vakuumbehandlung vor der Alhalienzugabe
und einer Druckbehandlung nach der Alkalienzugabe ergibt sich sinngemäß durch eine
aufe:nanderfolgende Anwendung und Vereinigung der betreffenden Maßnahmen; d. h.
-nachdem das Behandlun-gut in die Reaktionsgefäße eingefüllt ist und diese geschlossen
sind, wird zunächst, wie oben beschrieben, evakuiert. Nach Beendigung der Vakuumbehandlung
%verden vorgewärmte Laugen und Verdünnungswasser in den oben beschriebenen Verhältnissen
zugeführt. Dann wird schnell unter Druck gesetzt, z. B. i,5 Atm. (etwa i i o°) und
hierauf momentan entspannt.
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Für die Vakuumbehandlung werden Bambus, grasartige Pflanzen, Stroh
usw. entweder ungehäckselt, gehäckselt oder auch durch Behandlung in einer Spezialmaschine
der e:nigangs genannten Art noch weiter zerkleinert, z. B. zu etwa io mm langen
Schnitzeln aufgespalten in das Reaktionsgefäß eingefüllt. Hölzer und andere ähnliche
Ausgang3stoffe werdest hierfür entweder vorher in die bei der Zellstoffherstel:ung
üblichen Schnitzel gehackt oder bei kleineren Stücken auch ohne eine -solche vorlierige
Zerkleinerungsbehandlung in eine. solche Spezialmaschine eingegeben, die sie in
etwa bohnengroße Stücke zerkleinert. In :dieser Forin werden -sie dann gleichfalls,
gegebenenfaIIs nach vorheriger Sortierung und Entstaubung, in das Reaktionsgefäß
eingegeben. In allen Fällen wird zunächst trocken, d. h. also ohne Zusatz von Wasser,
Laugen oder anderen Flüssigkeiten, abgesehen von d -,r aus. dem natür:ich@en Feuchtigkeitsgehalt
der :1usgangsstofe stammenden Flüssigkeit, gearbeitet. Nach dem Verschließen des
Gefäßes wird dieses dann ,evakuiert und so der Inhalt desselben einem zweckmäßig
hohen Unterdruckrausgesetzt, wobei die in den Faserstoffen intermolekular vorhandenen
Luftmengen entfernt und. de Fasern freigelegt werden, was seinerseits zur Folge
.hat. daß die Fasert: den Behandlungslaugen, die im a.llgem.einen nur in schwacher
honzentra@ion und bei nur gering erhöhter Temperatur zur An-%rendung kommen, sehr
viel leichter zugänglich werden. Die Folge davon ist wiederum eine größere Schonung
der Faser und Eineerhebliche Herabsetzung der für den Aufschluß .erforderlichen
Reaktionszeit, da die interinolekular vorhandene Luft sich durch Verdrängung nur
schwer und langsam beseitigen läßt, nach erfolgter Evakuierung also nicht mehr von
den.-Laugen und dem Wasser verdrängt werden muß, diese vielmehr von dein zu behandelnden
Gut gierig aufgesaugt werden.
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Nachdem die Vakuum.hehandlung beendet ist, wird in das Reaktionsgefäß
die nveckmäßigerweiee vorgewärmte Behandlungslauge .eingelassen, die z. B. bis zu
50'0 vom Gewicht des Rohgutes Kalk, und zwar solchen vorzugsweise in io0'oiger Suspension,
enthalten kann, gegebenenfalls ohne Zusatz sonstiger anderer Chemikalien, oder die
auch aus anderen Chesnikalien, z. B. Soda oder _ltznatroil, ist zweckmäßig ebenfa''ls
50;o vorn Gewicht des Rohgutes sacht übersteigender Menge in z. B. io0'oiger Lösung
oder Suspension bestehen kann. Zweckmäßig ist es dabei, das Behandlungsgut in Bewegtnlg
zu halten, so daß eine gute Mischung mit den Langen gewährleistet ist. Diese Bewegung
des Gutes kann. auf bekannte Weise, z. B. durch Rühren oder Drehen der Reaktionsgefäße,
erfolgen. Es kann aber auch das Gut still liegengelassen und die Reaktionsflüssigkeit
vermittels Latagenumwälzung durch dasselbe hindurchgetrieben werden, wobei. die
Erwärmung der Lauge zweckmäßig außerhalb des Reaktionsgefäßes mit Hilfe eines Durchflußerhitzers
vorgenommen wird. Die Reaktionszeit beträgt be_ allem irn allgemeinen etwa 9o bis
t 2o Minuten. Die Temperatur wird während der Behandlung auf etwa 8o."- gehalten.
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Hierauf wird durch Zuführung von Dampf für eine möglichst schnelle
Erwärmung und Druckbildung, z. D. _ bis. auf I I O° (etwa 1,5 Atin.),
Sorge getragen. Um dabei mög liehst schnell auf die gewünschten Temperaturen und
Drucke zu kommen, ist es zweckmäßig, das Behandlungsgut möglichst hoch vorzuwärmen.
Nach Erreichung des gewünschtenDruckes itdrd dann sofort entspannt und das. Behandlungsgut
bis zur Vollendung des angestrebten. Aufschlusses, z. B. etwa 9o bis 120 Minuten,
sich selbst überlassen. Hierbei ist zu beachten, daß währenddessen so viel Wärme
weiter, zugeführt werden muß, daß während dieser Zeit die Temperatur nicht unter
die für den Aufschluß erforderliche Temperatur,welche etwa 85° beträgt, absinkt.
Durch fliese kurze Druckperiode und die momentane
Entspanunug werden
die Faserverbände zersprengt -und so der Aufschluß ebenfalls erleichtert und die
Behandlungsdauer abgekürzt.
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Gegebenenfalls kann die Behandlungslauge vor oder nach der Druckbehandlung
nochweiter verdünnt werden, z. B. derart, daß auf i oo kg Behandlungsgut insgesamt
etwa 3oo bis ¢o01 Wasser vorhanden sind.
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Nach Beendigung der Behandlung wird dann das Gefäß entleert, und der
Stoff kann hierauf je nach dem ihm zugedachten Vervendungszweck gewaschen, in Kollergängen,
Stabmühlen, Hol.ändern oder ähnlichen Maschinen behandelt und auch sortiert werden.
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In allen Fällen ist es zweckmäßig, Reaktionsgefäße mit Laugenumwälzung
und Erwärmung der Lauge außerhalb der Reaktionsgefäße in Durchlauferhitzern zu verwenden.
Auf diese Weise kommt nämlich kein Kondenswasser in das Behandlungsgut. Ferner wird
hierdurch @ein:e weitere Ver3ünnung der Laugen vermieden, was auch seinerseits von
günstigem Einfluß auf die Beschleunigung der Reaktionszeit ist. Eine solche Laugenumwälzung
verbessert ferner auch die Wärmewirtschaft, indem das Kondenswasser zur Nutzbarin,cliung
seiner Wärme (heißes Verdünn@ungs- und Waschwasser, Laugenvorwärmung usw.) wieder
benutzt werden kann.. Bei dieser indirekten Erwärmung kommt der Dampf auch mit dem
Kochgut nicht in Berührung, was auf die Farbe des Behandlungsgutes von günstigem
Eineuß ist. Schließlich vdrd durch die Laugenumwälzung auch noch die Möglichkeit
einer besonders einfachen, schnellen und gründlichen Waschung gegeben.