DE739668C

DE739668C - Verfahren zur Herstellung von hoch veredeltem Zellstoff aus Stroh

Info

Publication number: DE739668C
Application number: DEE50162D
Authority: DE
Inventors: Johann Eggert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-09-11
Filing date: 1937-09-12
Publication date: 1943-10-01
Also published as: FR836242A

Description

Verfahren zur Herstellung von hoch veredeltem Zellstoff aus Stroh Es ist bekannt, daß Stroh mittels Alkalien und Erdalkalien zu mehr oder weniger reinem Zellstoff aufgechlossen und' zu diesem Zweck elementares Chlor als Gas oder in einer wäßrigen Lösung verwendet -,verden kann. Diese Verfahren beabsichtigen in erster Linie die Herstellung eines guten Papierzellstoffes.
Die Erfindung bezweckt nun die Erzeugung eines hochveredelten Zellstoffes aus. Stroh, der sich zu Celluloselösungen verarbeiten läßt und dem besten Holzzellstoff entspricht. Dies wird erfindungsgemäß durch ein Kombinationsverfahren erreicht; .das auf genauem Stu-(lium der morphologischen und chemischen Zusammensetzung des Strohs aufgebaut ist.
Nach Untersuchungen namhafter Forscher besteht beispielsweise das Getreidestroh aus 38'/o Cellulose, 23°/o Pentosan, 240% Lignin, 3,8°/o Asche, davon 2,6% Si O_, außerdem aus Rohprotein, Wachs und Fettsubstanz in Mengen von etwa 1,5 bis 2% bei io bis 12°!o Wassergehalt. Ein Teil der organischen Verbindungen ist wasserlöslich, und zwar etwa 9 bis'ioo/o vom Strohgewicht.
Gemäß der Erfindung ist nun -.gefunden worden, daß sich das der Knotenlänge entsprechend fein gehäckselte Stroh leichter und vollkommener mit Natriumhydroxydlösung aufschließen läßt, wenn es einer mehrmaligen Druckextraktion im Verhältnis von i : io mit Wasser, dem Phosphate und reduzierend wirkende Mittel zugesetzt worden sind, bei einer Temperaturvon i2obis i3o°unterworfenwird. Es ist zwar bekannt, daß das Stroh zwecks Erreichung eines mechanisch peinlich vorgereinigten Strohhäcksels fein gehäckselt werden kann; im vorliegenden Falle handelt es sich aber bei der Häckselung auf Knotenlänge um Erreichung einer besseren Benetzbarkeit des Rohstoffes bzw. um eine bessere Durchdringung desselben durch die Vorbehandlungsflüssigkeit. Es ist auch bereits die Auslaugung des Rohmaterials mit Wasser vorgeschlagen worden, dagegen nicht, wie bei der Erfindung, eine mehrmalige Druckextraktion mit Wasser, welches Phosphate und recluzierend -wirkende Mittel enthält und im Verhältnis i : io angewendet wird.
Es ist nun gefunden -worden, daß bei einer solchen Arbeitsweise von den den Aufschluß hindernden Beimengungen 12 bis 150'/o des Strohgewichts herausgelöst werden und so ein Material erhalten wird, das sich durch nachträglichen alkalischen Aufschluß leichter und vollkommener aufschließen läßt.
Erfindungsgemäß wird das durch Druckextraktion vorbehandelte Strohhäcksel mit einer 1 atriumhydroxydlösung von 3,50/0, bei einer Höchsttemperatur von 15o° und bei einer Behandlungsdauer von 4 Stunden aufgeschlossen, worauf dann .das Reaktionsgemisch im noch heißen Zustand mit kochendem Wasser entlaugt wird. Diese Art des Aufschlusses unterscheidet sich für den gemäß der Erfindung vorliegenden Rohstoff :gegenüber den bekannten alkalischen Aufschlußverfahren dadurch, daß hier .das Alkali die -wertvollen Cellulosefasern ohne die sonst auftretenden Nebenreaktionen denkbar schonend freilegt, ohne die Cellulose zu depolymerisieren oder sonstwie zu schädigen. Es treten beispielsweise keine organischen Säuren auf, die bekanntlich bei höheren Drücken dieZellstoffaser abbauen, auch -wird die angewandte Alkalimenge von diesen nicht unnötig verbraucht. Das kochend heißeWaschen des noch heißen Aufschlußgutes ist, wie gefunden wurde, notwendig, um die hydrolisierten bzw. karamelisierten Halbcellulosen besser auswaschen zu können, bevor diese durch Abkühlen verharzen.
Nach erfolgter Grob- und Feinsortierung des Stoffes, die aber ,auch im Verlauf der weiteren Nachbehandlung vorgenommen werden kann, wird der Halbzellstoff zur Veredelung einer Behandlung mit elementarem Chlor unterworfen. Zweck dieser Chlorierung ist die Überführung des Lignins in Ligninchl cri d.
Es ist bekannt, daß sich bei der Behandlung von noch Lignine enthaltenden Halbzell-Stoffen mit elementarem Chlor Chlorwasserstoffsäure bildet, und zwar in Mengen von 5o bis 6o0/0 des angewendeten Chlors, und daß die gebildete Chlorwasserstoffsäure sich äußerst schädigend auf die Cellulosefaser im Sinne der Depolymerisation auswirkt. Gemäß ,der Erfindung wird deshalb bei Beginn der Chlorierung eine Chlorgaskonzentration von i0/0 angewendet und im späteren Verlauf .bis -0,-1.3°/° vermindert. Die am Anfang der Renktion angewandten größeren Chlorgasmengen werden begierig vom Lignin gebunden, wobei im weiteren Verlauf, wo sich Chlorwasserstoffsäure zu bilden beginnt, die Chlorkonzentration gemindert -wird. Außerdem werden zur Aufhebung der Chlorwasserstoffsäurebildung Acetate zugesetzt, die im Gegensatz zu den bekannten Verfahren keine Hypochlorite bilden, sondern, wenn sich solche auch nur in kleinen Mengen bilden würden, durch die frei werdende Essigsäure infolge der Oxydation derselben unschädlich gemacht werden.
Ist durch Stichproben festgestellt -worden, daß durch die Chlorierung das ganze Lignin in Chlorlignin übergeführt worden ist, so wird erfindungsgemäß die Reaktionsmasse anschließend einer alkalischen Nachbehandlung mit 360%iger Ätznatronlauge unterworfen. Dieses Verfahren ,besitzt zum Unterschied gegenüber den bekannten Verfahren den großen Vorteil, daß keine Celluloseverluste entstehen. Außerdem ist es möglich, die verKandte konzentrierte Alkalilauge mittels wäßrigen Dampfes oder auf andere Weise fast restlos zurückzugewinnen.
Zur Erreichung des notwendigen ZVeiß-_iieitsgrades und genauer Korrektur der Zellstoffviscosität wird in bekannter Weise mittels- Alkali- bzw. Erdalkal.ihvToch.loritlösung die Zellstoffmasse gebleicht, wobei ' der Bleichpfozeß in dem Augenblick ohne Rücksicht auf noch vorhandenen Chlor unterbrochen -wird, -wenn durch Testversuche fest-,-estellt worden ist, daß die Güteforderungen erreicht sind. Diese Bleichunterbrechung wird beispielsweise durch Zusatz eines Antichlors oder durch schnellen Waschprozeß erzielt.
Zur Heruntersetzung des Aschegehaltes und Aufhellung des Fertigfabrikates wird der Zellstoffbrei, wie bekannt, vor dem letzten Waschprozeß noch abgesäuert, wozu verdünnte anorganische Säuren, wie beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure bzw. schweflige Säure verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von hoch veredeltem Zellstoff aus Stroh, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst das Stroh so kurz gehäckselt wird, daß die Halmlänge des Häcksels der Knotenlänge entspricht und das so vorbereitete Material vor dem chemischen Aufschluß einer mehrmaligen Druckextraktion im Verhältnis i : io mit Wasser, welchem Phosphate und reduzierende :Mittel zugesetzt worden sind, bei einer Temperatur von 120 bis 13o° unterworfen wird, um anschließend mit einer @Tatriumhydroxydlösung von 3,50,'0 bei einer Höchsttemperatur von 15o° und bei einer Behandlungsdauer von 4. Stunden behandelt zu werden, -worauf dann das Reaktionsgemisch noch im heißen Zustand mit kochendem Wasser entlaugt und zwecks Veredelung mit Chlorgas chloriert wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Chlorierung sich bildende Chlorwasserstoffsä@ure mittels Acetaten unschädlich gemacht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und- 2, dadurch gekennzeichnet, daß die so gewonnene Zellstoffmasse mit einer mindestens 36°/oigen Alkalihydrolydlösung bei Raumtemperatur behandelt wird. Zur Abgrenzung .des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungszerfahren in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift Nr. 6:21951, 646 Sig, französische Patentschrift N1.491 529, Soo 433, S'4, Zeile 41 bis 52, britische Patentschrift Nr. 312 634, amerianische Patentschrift Nr. i ggo 942, 2 o2i 612, Zeitschrift »Cellulosecliemie« 1V11 (1g36), S. 3i bis 37, Zeitschrift »Chemiker-Zeitung« 55 (1931) S.53, 59, Zeitschrift »Paper Trade Journal« 103, Nv. 15, S. 31 bis 36 (1936), referiert im Chemischen Zentralblatt 1937 1, S. 1595, das Referat über die Arbeit von Henderson im ChemischenZentralblattIo361, S.4231, aus dem Buch von Hoyer »Die Strohzellstoffabrikation« (1926) .die Seiten 36, 39 und 45, aus dem Buch von Opfermann und Hochberger »DieBleiche desZellstoffes«, vom i.Teil (i935) die Seiten63 bis 66, S.2oi, letzter Absatz, und S.201 z. Absatz, vom z. Teil (1936), S.214, letzte Zeile, und S. 342, 3. und
4. Absatz.