FI105833B - Menetelmä prosessivesien LK-aineiden konsentroimiseksi - Google Patents

Menetelmä prosessivesien LK-aineiden konsentroimiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI105833B
FI105833B FI981602A FI981602A FI105833B FI 105833 B FI105833 B FI 105833B FI 981602 A FI981602 A FI 981602A FI 981602 A FI981602 A FI 981602A FI 105833 B FI105833 B FI 105833B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
process water
viscosity
concentrated
water
concentrate
Prior art date
Application number
FI981602A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI981602A0 (fi
FI981602A (fi
Inventor
Liisa Viikari
Annikka Mustranta
Leena Fagernaes
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI981602A priority Critical patent/FI105833B/fi
Publication of FI981602A0 publication Critical patent/FI981602A0/fi
Priority to EP99934768A priority patent/EP1099020A1/en
Priority to US09/743,635 priority patent/US6425975B1/en
Priority to CA002337411A priority patent/CA2337411A1/en
Priority to AU50434/99A priority patent/AU5043499A/en
Priority to PCT/FI1999/000624 priority patent/WO2000003083A1/fi
Publication of FI981602A publication Critical patent/FI981602A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI105833B publication Critical patent/FI105833B/fi

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C11/00Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
    • D21C11/0021Introduction of various effluents, e.g. waste waters, into the pulping, recovery and regeneration cycle (closed-cycle)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/12Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C02F3/342Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used characterised by the enzymes used
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/22Other features of pulping processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/26Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof
    • C02F2103/28Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof from the paper or cellulose industry

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

105833
Menetelmä prosessivesien LK-aineiden konsentroimiseksi
Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää mekaanisesta massanvalmistuksesta peräisin olevien kierrätettävien prosessivesien *....... ------------ —- 5 kuituperäisten liukoisten j a kolloidaalisten aineiden konsentroimiseksi.
Mekaanisen massanvalmistuksen aikana puusta vapautuu prosessiveteen kuituperäisiä liukoisia ja kolloidaalisia (LK-) aineita, joiden määrä ja koostumus riippuu käytetystä puuraaka-aineesta ja kuidutustavasta. Hierteestä liukenee huomattavasti enemmän LK-10 aineita kuin hiokkeesta, mutta LK-aineiden koostumus on kummassakin lähes samanlainen. Mekaanisessa kuidutuksessa ja sitä seuraavissa käsittelyvaiheissa vapautuu 2-5 % puuaineksesta prosessiveteen. Koska merkittäviä kemiallisia muutoksia ei tapahdu, prosessivesissä esiintyy samoja orgaanisia aineita kuin puussa. Valkaisemattomasta kuusihierteestä vapautuvista LK-aineista on yli 40 % hiilihydraatteja. Niiden lisäksi 15 vapautuu rasvaliukoisia uuteaineita (14 %), vesiliukoisia lignaaneja (7 %) ja pienimo-. lekyylisiä happoja (2 %). Muun osan muodostavat mm. ligniini, kuoriperäiset fenolit, ' ‘ proteiinit, kolloidaalinen kuituhienoaines ja epäorgaaniset suolat. Valkaisemattomasta kuusihierteestä liukenevista hiilihydraateista pääosan muodostavat asetyloidut galakto-glukomannaanit (60 %). Lisäksi liukenee pienempiä määriä arabinogalaktaaneja (11 20 %), arabinoglukuronoksyläänejä (2 %) sekä pektiinejä (2 %).
Perinteisissä mekaanisen massan valmistusmenetelmissä tuottolinjat on yleensä integroitu paperinvalmistukseen, jossa prosessivetenä käytetään mekaanisesta jauha-tusprosessista saatua liuenneita komponentteja sisältävää vesifraktiota. Liuenneita 25 komponentteja ei yleensä poisteta, vaan ne kierrätetään prosessivesikierrossa. Osa LK-aineista poistuu prosessista paperin mukana, mutta osa jää kiertoveteen. Tällöin ne voivat reagoida paperikemikaalien kanssa ja aiheuttaa teknisiä ongelmia. Vesikiertoja suljettaessa erilaiset LK-aineet rikastuvat veteen eri tavalla. Niukkaliukoisimmat ja helpoimmin kuituihin adsorboituvat aineet poistuvat paperin mukana. Esimerkiksi 30 ligniinin ja rasvaliukoisten uuteaineiden osuus LK-aineiden kokonaismäärästä laskee kiertoveden LK-ainetason noustessa, mutta hiilihydraattien suhteellinen osuus sitävastoin kasvaa. Liuenneita ja kolloidaalisia komponentteja sisältävän prosessiveden 105833 2 käyttäminen kuitujen jatkokäsittelyssä voi olla teknisesti vaikeaa. Prosessivesi voi huonontaa paperikoneen ajettavuutta tai lisätä prosessin orgaanista kuormitusta, jolloin tarvitaan ulkoista puhdistamista. Tällaisia puhdistusmenetelmiä voivat olla haihdutus, saostus, selkeytys, flotaatio tai suodatusmenetelmät. Konsentroinnissa saatu puhdas vesi 5 voidaan palauttaa kiertoon. Haihdutus on selluteollisuudessa yleinen menetelmä, mutta paperiprosesseissa sitä käytetään vielä vähän. Polymeerisiä hiilihydraatteja sisältävän prosessiveden käsittely konsentroimalla on vaikeaa kolloidisten aineiden ja viskoosi-ominaisuuksien takia.
10 FI-patenttijulkaisussa 85 041 on ehdotettu paperimassasta liuenneiden tai dispergoitu-neiden ainesten hajottamista entsyymien avulla lisäämällä erityisesti hemiselluloosaa pilkkovia entsyymejä paperikoneen vesikiertoon. Tarkoituksena on ollut parantaa suo-taumista viiralle muodostuvasta massaradasta ja parantaa kuitujen retentiota. FI-patent-tijulkaisussa 954377 on kuvattu entsyymien mm. hemisellulaasien käyttöä paperiko-15 neen liikkuvaan elimeen tarttuvien puu- tai päällysteperäisten yhdisteiden iirottamises-. sa. FI-patenttijulkaisusta 90 670 on tunnettua, että pektinaaseja voidaan käyttää pro- ' sessivesien LK-aineiden sisältämien pektiinihappojen modifiointiin tavoitteena vesi- systeemin kationitarpeen alentaminen. Patenttijulkaisusta US 5,415,735 on tunnettua, että LK-aineiden glukomannaaneja voidaan käsitellä esteraaseilla glukomannaanien 20 uudelleen saostamiseksi kuitujen pinnalle ja liuenneiden aineiden pitoisuuden vähentämiseksi. FI-patenttijulkaisussa 93 230 on ehdotettu hemisellulaaseja glukomannaanien ja muiden liuenneiden hemiselluloosien pilkkomiseen tavoitteena kolloidaalisen pihkan aggregoiminen prosessivesissä. Missään yllämainituista julkaisuista ei ole kuitenkaan pyritty ratkaisemaan massanvalmistuksesta peräisin olevien prosessivesien 25 konsentroimiseen liittyvää ongelmaa.
• Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnetun tekniikan epäkohdat ja saada aikaan aivan uudenlainen menetelmä mekaanisesta massanvalmistuksesta peräisin olevien prosessivesien LK-aineiden konsentroinnin tehostamiseksi.
30
Keksinnön mukaisessa menetelmässä LK-aineiden konsentrointia voidaan tehostaa käyttäen apuna entsyymejä, jolloin konsentraatista voidaan erottaa enemmän ... i 105833 3 kierrätettävää vettä.Tällöin myös paperikoneelle tuleva kiertovesi sisältää vähemmän haitallisia aineita. Keksinnön tarkoituksena on erityisesti massanvalmistusprosessien ja paperikoneen kiertovesien jätevesimäärien pienentäminen.
5 On tunnettua, että massanvalmistusprosessin jätevesimääriä voitaisiin pienentää konsentroimalla prosessivettä. Kun prosessivettä konsentroidaan, prosessiveden viskositeetti pyrkii kuitenkin nousemaan niin korkeaksi, ettei konsentrointia voida jatkaa. Konsentroimalla päästään vain noin 40% kuiva-ainepitoisuuteen, jolloin konsentraatin polttaminen on epätaloudellista. Keksinnön mukaisessa menetelmässä viskositeetin 10 nousu prosessivettä konsentroitaessa estetään entsymaattisen menetelmän avulla tai jo konsentroidun prosessiveden viskositeettia alennetaan, jolloin konsentroinnin seurauksena päästään korkeampiin kuiva-ainepitoisuuksiin. Menetelmän avulla päästään yli 40%, edullisesti yli 50 ja edullisimmin yli 60 % kuiva-ainepitoisuuteen, jolloin kon-sentraatti on kannattavaa jälkikäsitellä polttamalla. Menetelmän avulla saadaan siten 15 taloudellisempi konsentraattien käsittelyprosessi, koska konsentraattien volyymit •. pienenevät j a niiden käsittely joko kaatopaikalla tai poltossa helpottuu.
Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle ratkaisulle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
20
Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä entsymaattisin menetelmin on mahdollista modifioida prosessiveden LK-aineita niin, että prosessivettä voidaan konsentroida esim. haihduttamalla korkeaan kuiva-ainepitoisuuteen ilman prosessiveden viskositeetin nousua ja prosessivedestä suurempi osa pystytään palauttamaan puhtaana 25 vetenä takaisin kiertoon. Konsentroinnin jälkeen konsentraatin kuiva-ainepitoisuus on edullisimmin yli 60%. Konsentraatin tilavuuden pienenemisen takia sen jatkokäsittely a « on helpompaa. Konsentraatti voidaan polttaa tai viedä kaatopaikalle.
Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan yksityiskohtaisen selityksen 30 ja muutaman sovellusesimerkin avulla.
Kuviossa 1 on graafisena esityksenä kuvattu TMP-veden viskositeetti mannanaasi- 105833 4 annostuksen funktiona. Mannanaasin (50, 200 ja 500 nkat/g, 2 h, 30°C, 150 rpm) vaikutus on esitetty TMP-konsentraatin viskositeettiin eri pyörimisnopeuksilla.
Kuviossa 2 on graafisena esityksenä kuvattu TMP-veden viskositeetti endoglukanaasi I 5 -preparaatin annostuksen funktiona. Endoglukanaasin (EG I) (10, 50,200 ja 500 nkat/g, 2 h, 30°C, 150 rpm) vaikutus on esitetty TMP-konsentraatin viskositeettiin eri pyörimisnopeuksilla.
Kuviossa 3 on vastaava esitys endoglukanaasi II -valmisteen vaikutuksesta TMP-veden 10 viskositeettiin. Endoglukanaasin (EG Π) (50, 200 ja 500 nkat/g, 2 h, 30°C, 150 rpm) vaikutus on esitetty TMP-konsentraatin viskositeettiin eri pyörimisnopeuksilla.
Kuviossa 4 on esitetty TMP-veden viskositeetti kaupallisen endoglukanaasivalmisteen annostuksen funktiona. Endoglukanaasin (Econase) (20 ja 100 nkat/g, 2 h, 30°C, 150 15 rpm) vaikutus on esitetty TMP-konsentraatin viskositeettiin eri pyörimisnopeuksilla.
• • ' Kuviossa 5 on esitetty pektinaasin vaikutus viskositeettiin. Pektinaasin (Pectinex Ultra) (50 ja 100 nkat/g, 2 h, 30°C, 150 rpm) vaikutus on esitetty TMP-konsentraatin viskositeettiin eri pyörimisnopeuksilla.
20
Kuviossa 6 on esitetty pektinaasin ja pektiinimetyyliesteraasin vaikutus viskositeettiin. Pektinaasin ja pektiinimetyyliesteraasin (200 ja 500 nkat/g, 2 h, 30°C, 150 rpm) vaikutus on esitetty TMP-konsentraatin viskositeettiin eri pyörimisnopeuksilla.
25 Kuviossa 7 on esitetty ksylanaasin vaikutus viskositettiin. Puhtaan ksylanaasin (1000 nkat/g, 2 h, 30°C, 150 rpm) vaikutus on esitetty TMP-konsentraatin viskositeettiin • « : eri pyörimisnopeuksilla.
Kuviossa 8 on esitetty lipaasin vaikutus viskositeettiin. Lipaasin (Resinase, Novo) 30 (1000 ja 5000 nkat/g, 2 h, 30°C, 150 rpm) vaikutus on esitetty TMP-konsentraatin viskositeettiin eri pyörimisnopeuksilla.
105833 5
Puusta prosessiveteen liuenneet hiilihydraatit koostuvat eri hemiselluloosayhdisteistä, joiden moolimassajakautuma on välillä 3000 - 200 000. Pääosa koostuu asetyloidusta galaktoglukomannaanista, joka väkevöitäessä muodostaa viskooseja, hyytelömäisiä „ liuoksia. Lisäksi liukenee pieniä määriä ksyloosista, arabinoosista ja metyyliglukuroni- 5 happoyksiköistä koostuvia ksylaaneja, glukoosista koostuvia glukaaneja ja galakturoni-happoyksiköistä koostuvia pektiinejä. Keksinnön mukaisessa menetelmässä on entsy-maattisin menetelmin mahdollista modifioida prosessiveden LK-aineita niin, että konsentroidun prosessiveden viskositeetti laskee. Entsymaattisessa menetelmässä prosessi-vettä käsitellään hiilihydraatteihin vaikuttavilla entsyymeillä, jotka pilkkovat hiilihyd-10 raattipolymeerit niin, että niiden molekyylipaino laskee. Vapautuneet pienimolekyyliset vesiliukoiset oligosakkaridit eivät enää muodosta viskooseja liuoksia. Entsyymit, jotka saavat halutun vaikutuksen aikaan, ovat tyypillisesti depolymeroivia. Erityisen edullisia hydrolyyttisiä entsyymejä tässä keksinnössä ovat mannanaasit ja endoglukanaasit.
15 •. Keksinnön mukaisessa menetelmässä entsyymejä lisätään konsentroinnin yhteydessä joko yhdessä tai useammassa vaiheessa ennen konsentrointia tai sen aikana. Viskositeetin laskun ansiosta konsentrointia voidaan jatkaa korkeampaan kuiva-ainepitoisuuteen kuin ilman entsyymikäsittelyä. Ilman entsyymikäsittelyä prosessivettä pystytään 20 haihduttamaan korkeintaan noin 40 - 50 % kuiva-ainepitoisuuteen. Entsyymilisäyksen avulla konsentrointia voidaan jatkaa niin pitkälle, että konsentraatin polttaminen on taloudellisesti kannattavaa. Keksinnön mukaisesti konsentraattia pystytään haihduttamaan yli 40%, edullisesti yli 50%, edullisimmin yli 60% kuiva-ainepitoisuuteen.
25 Esillä olevassa keksinnössä “prosessivesi” tarkoittaa mekaanisessa tai kemimekaani-sessa massanvalmistuksessa käytettyä prosessivettä, joka sisältää massasta liuenneita • < hiilihydraatteja. Mekaaniseen ja kemimekaaniseen massan valmistukseen kuuluu esimerkiksi hierteen valmistus (refiner mechanical pulping = RMP), painehierteen valmistus (pressurized refiner mechanical pulping = PRMP), termomekaaninen massanval-30 mistus (TMP), hiokkeen (groundwood = GW) ja painehiokkeen valmistus (pressurized groundwood = PGW) ja kemitermomekaaninen massanvalmistus (CTMP).
105833 6
Yllä mainituilla menetelmillä valmistetun massan lisäksi keksintöä voidaan soveltaa myös suursaantoisen kemiallisen massan, kuten kraftlainerin, kiertovesiin.
Prosessivesi käsittää mekaanisen tai kemimekaanisen massanvalmistusprosessin sisäi-5 sen kiertovirran. Tällainen virta voidaan saada tyypillisesti jauhetun massan vedenpoiston yhteydessä saadusta “ruskeasta vedestä”. Siten voidaan yleisesti sanoa, että käsiteltävä prosessivesi käsittää raaka-aineen kuiva-ainepitoisuutta lisäävissä prosesseissa muodostuneen jäteveden, joka on saatu esimerkiksi puristamalla, suodattamalla tai saostamalla. Prosessivesi voi myös olla peräisin jauhetun massan pesuvaiheesta. On 10 vastaavasti mahdollista käsitellä vesivirta, esimerkiksi ruskea vesi tai pesusta tuleva jätevesi, joka johdetaan mekaanisesta tai kemimekaanisesta massan valmistusprosessista paperi- tai kartonkikoneeseen.
Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan käsitellä konsentroitua tai konsentroima-15 tonta prosessivettä hiilihydraatteihin vaikuttavilla entsyymeillä. Tässä keksinnössä on *. ' yllättäen havaittu, että erityisen hyvin keksinnön mukaisessa menetelmässä toimivat
• V
mannanaasit ja endoglukanaasit. Puhtailla entsyymeillä tehdyissä kokeissa havaittiin, että puhdas pektinaasi, ksylanaasi tai lipaasi ei saanut aikaan viskositeetin laskua.
20 “Mannanaasia ja/tai endoglukanaasia” sisältävillä entsyymivalmisteilla tarkoitetaan entsyymi valmisteita, jotka sisältävät sellaisen määrän mannanaasi-ja/tai endogluka-naasientsyymiä, että se riittää konsentroidun prosessiveden viskositeetin alentamiseen tai riittää estämään viskositeetin nousun prosessivettä konsentroitaessa. Keksinnön erään edullisen sovellusmuodon mukaan prosessivettä on ensin konsentroitu yli 30 % 25 kuiva-ainepitoisuuteen. Konsentroidun prosessiveden viskositeetti pystytään alentamaan kolmasosaan, edullisesti neljäsosaan tai jopa kymmenesosaan konsentraatin alku-peräisestä viskositeetista. Entsyymimäärä, joka riittää alentamaan konsentraatin viskositeettia tai estämään viskositeetin nousun prosessivettä edelleen konsentroitaessa, vastaa mannanaasi- tai endoglukanaasiaktiivisuutena laskettuna 1-100.000 nkat, edullisesti 30 20-1000 nkat / g, edullisimmin 50 - 100 nkat/g kuiva-ainetta. Mainituilla entsyymimää- rillä pystytään estämään konsentraatin viskositeetin nousu konsentroitaessa prosessi-vettä 40 - 60 %, edullisesti yli 60 %, edullisimmin 60-70% kuiva-ainepitoisuuteen.
i 105833 7
Hemiselluloosaa ja/tai selluloosaa hydrolysoivat entsyymit, mannanaasi ja endoglukanaasi voivat olla peräisin mistä tahansa näitä entsyymeitä tuottamaan kykenevistä mikro-organismeista kuten homesienistä, etenkin sienisuvuista Trichoderma, Aspergillus, Penicillium, Paecilomyces, Sclerotium, Sporotrichum, * 5 Thielavia, Polyporus, Tyromyces tai bakteereista kuten Bacillus tai Streptomyces. Keksintö ei kuitenkaan rajoitu näihin entsyymien lähteisiin eikä johonkin tiettyyn eristysmenetelmään, vaan entsyymit voidaan saada muillakin keinoin.
Tässä hakemuksessa käytetyllä termillä "entsyymivalmiste" tarkoitetaan mitä tahansa 10 sellaista tuotetta, joka sisältää ainakin yhden entsyymin. Niinpä entsyymivalmiste voi olla esim. entsyymiä tai entsyymejä sisältävä kasvatusliuos, eristetty entsyymi tai kahden tai useamman entsyymin seos. "Mannanaasi" tai "mannanaasi-entsyymival-miste" tai “endoglukanaasi” tai “endoglukanaasivalmiste” tarkoittaa puolestaan entsyymivalmistetta, joka sisältää jommankumman edellämainituista entsyymeistä.
15 . Mannanaasia tai endoglukanaasia on myös mahdollista tuottaa kannoilla, jotka on geneettisesti parannettu tuottamaan juuri näitä proteiineja tai muilla geneettisesti parannetuilla tuottoisännillä, joihin näitä proteiineja koodaavat geenit on siirretty.
Kun halutun proteiinin geenit on kloonattu, on proteiinia tai sen osaa mahdollista 20 tuottaa halutussa isännässä. Haluttuna isäntänä voi olla T. reesei -home, hiiva, jokin toinen home, esim. Aspergillus -suvusta, bakteeri tai mikä tahansa muu genetiikaltaan riittävästi tunnettu mikro-organismi. Mannanaasi- tai endoglukanaasivalmiste voi olla geneettisesti parannetun tuottokannan kasvatusliuos tai siitä puhdistettu entsyymi-valmiste.
25 . Mannanaasi- ja endoglukanaasientsyymivalmisteita on saatavissa myös kaupallisina, esimerkiksi ECONASE-entsyymivaknisteet (Rohm Enzyme Finland Oy, Nurmijärvi).
Prosessivettä käsitellään mannanaasi-ja/tai endoglukanaasientsyymeillä 20 - 90 °C:een, 30 edullisesti 30-60 °C:een lämpötilassa. Käsittelyaika on 10 min-24 tuntia, edullisesti 0,5- 2 tuntia.
8 105833
Prosessiveden käsittely tapahtuu pH:ssa 5-8, eikä pH:n säätöä yleensä tarvita. Seuraavat ei-rajoittavat esimerkit havainnollistavat keksintöä: 5
Esimerkki 1 TMP-massan prosessiveden koostumus
Havupuun termomekaanisessa jauhatuksessa (TMP) käytetyn prosessiveden kuiva-10 aineen kemiallinen koostumus oli seuraava:
Gravimetrinen ligniini 7,4 % kuiva-aineesta Liukoinen ligniini 3,4 “
Lipofiiliset uuteaineet 1,2 “
Hiilihydraatit 34,6 15 Lignaanit 4,6 “ .. - tuhka 30,5 “
Hiilihydraattifraktion koostumus oli seuraava:
Ksylaani 0,8 % kuiva-aineesta 20 Glukomannaani 20,9 “
Pektiini 0,6 “
Selluloosa 8,5 “
Arabinogalaktaani 3,8 25 Esimerkki 2
Konsentroidun TMP-veden käsittely mannanaasilla
Haihduttamalla konsentroidun TMP-veden kuiva-ainepitoisuus oli 37 % ja pH 5,8. Konsentraattia käsiteltiin Trichoderma reesei homeen (RUT-C-30) tuottamalla 30 mannanaasilla käyttämällä entsyymiannosta 50-500 nkat /g konsentraatin kuiva-ainetta kohti 30°C:ssa 2 tuntia lievästi sekoittaen (150 rpm). Referenssinäytettä inkuboitiin ilman entsyymiä. Inkuboinnin jälkeen viskositeetti mitattiin välittömästi Bohlin Visco 105833 9 88 BV-viskosimetrillä (Bohlin Reologi AB, Ruotsi) eri pyörimisnopeuksilla. Näyte-tilavuus oli 17 ml ja laitteen mittapää C30. Mittauslämpötila vaihteli välillä 23,4 - 24,5 °C . Pienimmällä entsyymiannostuksella, 50 nkat/g, viskositeetti laski alle puoleen alkuperäisestä ja 200 nkat/g:n annostuksella viidesosaan (25 MPas) (Kuvio 1).
5
Esimerkki 3
Konsentroidun TMP-veden käsittely endoglukanaasi I:llä TMP-konsentraattia käsiteltiin esimerkin 1 mukaisesti Trichoderma reesei homeella 10 tuotetulla endoglukanaasi I -preparaatilla (EG I). EG I oli tehokas viskositeetin alentaja. Vain 50 nkat/g endoglukanaasia laski viskositeetin neljäsosaan (29 mpas) (Kuvio 2).
Esimerkki 4 15 Konsentroidun TMP-veden käsittely endoglukanaasi II:lla « TMP-konsentraattia käsiteltiin esimerkin 1 mukaisesti Trichoderma reesei homeella tuotetulla endoglukanaasi II - preparaatilla (EG II). EG Π entsyymiä tarvittiin kymmenkertainen määrä (500 nkat/g) EG I:een verrattuna saman viskositeetin aleneman 20 saavuttamiseksi (Kuvio 3).
Esimerkki 5
Konsentroidun TMP-veden käsittely teollisella sellulaasientsyymillä 25 TMP-konsentraattia käsiteltiin esimerkin 1 mukaisesti kaupallisella selluloosan ja hemiselluloosan pilkkomiseen soveltuvalla teollisuusentsyymillä (Econase CE, Rohm Enzyme Finland Oy, Nurmijärvi). Koska Econase sisältää endoglukanaasia ja manna-> naasia, konsentraatin viskositeetti laski neljäsosaan jo pienellä endoglukanaasiaktiivi- suuden mukaan lasketulla entsyymimäärällä (100 nkat/g) (Kuvio 4).
30 105833 10
Esimerkki 6
Konsentroidun TMP-veden käsittely teollisella pektinaasientsyymillä TMP-konsentraattia käsiteltiin esimerkin 1 mukaisesti kaupallisella pektinaasi-5 preparaatilla (Pectinex Ultra SP-L, Novo), joka sisältää endopolygalakturonaasin lisäksi mm. endoglukanaasia ja mannanaasia. Endopolygalakturonaasiaktiivisuuden mukaan laskettu entsyymiannos (100 nkat/g) laski konsentraatin viskositeetin lähes kolmasosaan (Kuvio 5).
10 Esimerkki 7
Konsentroidun TMP-veden käsittely puhtaalla pektinaasientsyymillä TMP-konsentraattia käsiteltiin esimerkin 1 mukaisesti Aspergillus niger homeelta eristetyn ja puhdistetun endopolygalakturonaasin (MegaZyme) ja pektiinime-15 tyyliesteraasin (P 5400, Sigma) seoksella, joka pilkkoo pektiinin pienemmiksi oligosakkarideiksi. Puhdas pektinaasi ei vaikuttanut TMP-veden viskositeettiin, joten pektiini ei ole tämän prosessiveden viskositeettia nostava yhdiste (Kuvio 8).
Esimerkki 8 20
Konsentroidun TMP-veden käsittely puhtaalla ksylanaasilla TMP-konsentraattia käsiteltiin esimerkin 1 mukaisesti Trichoderma reesei homeelta eristetyllä ja puhdistetulla ksylanaasilla, joka pilkkoo ksylaanin pienemmiksi oligosakkarideiksi. Puhdas ksylanaasi ei vaikuttanut TMP-veden viskositeettiin, joten 25 ksylaani ei ole tämän prosessiveden viskositeettia nostava yhdiste (Kuvio7).
Esimerkki 9
Konsentroidun TMP-veden käsittely lipaasientsyymillä 30 TMP-konsentraattia käsiteltiin esimerkin 1 mukaisesti kaupallisella lipaasilla (Resinase A, Novo), joka pilkkoo uuteaineiden sisältämät triglyseridit vapaiksi rasvahapoiksi ja glyseroliksi. Lipaasi ei vaikuttanut TMP-veden viskositeettiin, joten i 105833 11 uuteaineiden triglyseridit eivät ole tämän prosessiveden viskositeettia nostava yhdiste (Kuvio 8).
Esimerkki 10 5
Entsyymikäsittelyjen vaikutus viskositeettiin TMP-prosessiveden konsentroinnissa Käsittelemätöntä ja mannanaasilla ja endoglukanaasilla esikäsiteltyä TMP-prosessi-vettä konsentroitiin eri kuiva-ainepitoisuuksiin. Entsyymikäsiteltyjä vesiä voitiin konsentroida korkeampiin kuiva-ainepitoisuuksiin kuin käsittelemätöntä vettä.
10 Entsyymikäsiteltyjen vesien viskositeetti ei noussut konsentrointia haittaavaksi tekijäksi.
• «

Claims (17)

105833
1. Menetelmä mekaanisesta massanvalmistuksesta peräisin olevan kierrätettävän prosessiveden kuituperäisten Huokoisten ja kolloidaalisten aineiden konsentroimiseksi, 5 jonka menetelmän mukaan prosessivettä konsentroidaan yhden tai useamman kerran, tunnettu siitä, että prosessivesi saatetaan valinnaisissa vaiheissa kosketuksiin yhden tai useamman kerran entsyymivalmisteen kanssa, joka laskee konsentroidun prosessiveden viskositeettia ja/tai joka estää viskositeetin nousun prosessivettä konsentroitaessa. 10
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessivettä konsentroidaan ensin yli 30 %, edullisesti yli 40 % kuiva-ainepitoisuuteen ja kon-sentraatti saatetaan sen jälkeen kosketuksiin entsyymivalmisteen kanssa.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään sellainen määrä entsyymivalmistetta, että se riittää konsentroidun prosessiveden viskositeetin alentamiseen ja/tai riittää estämään viskositeetin nousun prosessivettä konsentroitaessa.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että konsentraatin viskositeetti laskee kolmannekseen, edullisesti neljännekseen, edullisimmin kymmenenteen osaan alkuperäisestä entsyymikäsittelyn vaikutuksesta.
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 25 entsyymikäsittelynjakonsentroinnin avulla saatetaan konsentraatin kuiva-ainepitoisuus yli yli 60%. · 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että konsentraatille tehdään jälkikäsittely, kuten poltto tai kuljetus kaatopaikalle.
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsyymivalmiste sisältää depolymeroivia entsyymejä. 30 105833
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsyymivalmiste sisältää mannanaasi-ja/ tai endoglukanaasiaktiivisuuksia.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 prosessivesi on peräisin termomekaanisen massan valmistuksesta (TMP), painehiokkeen valmistuksesta (PGW), hiokkeen valmistuksesta (GW), kemi-termomekaanisen massan valmistuksesta (CTMP), hierteen valmistuksesta (RMP), painehierteen valmistuksesta (PRMP) tai kraftlainerista .
10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessivettä käsitellään sellaisella määrällä entsyymi valmistetta, joka mannanaasi- tai endoglukanaasiaktiivisuutena laskettuna vastaa 1 - 100.000 nkat, edullisesti 20 - 1000 nkat / g kuiva-ainetta.
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessivettä käsitellään entsyymeillä lämpötilassa 20 - 90 °C, edullisesti 30 - 60 °C.
12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että prosessivettä käsitellään entsyymeillä 10 min - 24 tunnin, edullisesti 0,5 - 2 tunnin ajan.
13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessivettä käsitellään entsyymeillä pH:ssa 5-8. 25
14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ·., että menetelmässä käytettävän entsyymi valmisteen mannanaasi ja/tai endoglukanaasi ovat peräisin homeista, kuten Trichoderma, Aspergillus, Penicillium, Paecilomyces, Sclerotium, Sporotrichum, Thielavia, Polyporus tai Tyromyces. 30
15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mannanaasi ja/tai endoglukanaasi ovat peräisin sienisuvuista Trichoderma tai Aspergillus. 105833
16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mannanaasi ja/tai endoglukanaasi ovat peräisin bakteereista, kuten Bacillus tai Streptomyces.
17. Menetelmä mekaanisesta massanvalmistuksesta peräisin olevan kierrätettävän prosessiveden kuituperäisten Huokoisten ja kolloidaalisten aineiden konsentroimiseksi, jonka menetelmän mukaan prosessivettä konsentroidaan yhden tai useamman kerran, tunnettu siitä, että prosessivesi saatetaan valinnaisissa vaiheissa kosketuksiin yhden tai useamman kerran entsyymi valmisteen kanssa, joka aikaansaa konsentroidun 10 prosessiveden viskositeetin laskun ja/tai joka estää viskositeetin nousun prosessivettä konsentroitaessa, ja että konsentrointia jatketaan kunnes konsentraatin kuiva-ainepitoisuus on 40 - 60 %, edullisesti yli 60 % ja että konsentraatille tehdään jälkikäsittely, kuten poltto tai kuljetus kaatopaikalle. 15 • _ m • I 105833
FI981602A 1998-07-13 1998-07-13 Menetelmä prosessivesien LK-aineiden konsentroimiseksi FI105833B (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI981602A FI105833B (fi) 1998-07-13 1998-07-13 Menetelmä prosessivesien LK-aineiden konsentroimiseksi
EP99934768A EP1099020A1 (en) 1998-07-13 1999-07-13 A process for concentrating soluble and colloidal substances in process waters
US09/743,635 US6425975B1 (en) 1998-07-13 1999-07-13 Process for concentrating soluble and colloidal substances in process waters
CA002337411A CA2337411A1 (en) 1998-07-13 1999-07-13 A process for concentrating soluble and colloidal substances in process waters
AU50434/99A AU5043499A (en) 1998-07-13 1999-07-13 A process for concentrating soluble and colloidal substances in process waters
PCT/FI1999/000624 WO2000003083A1 (fi) 1998-07-13 1999-07-13 A process for concentrating soluble and colloidal substances in process waters

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI981602 1998-07-13
FI981602A FI105833B (fi) 1998-07-13 1998-07-13 Menetelmä prosessivesien LK-aineiden konsentroimiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI981602A0 FI981602A0 (fi) 1998-07-13
FI981602A FI981602A (fi) 2000-01-14
FI105833B true FI105833B (fi) 2000-10-13

Family

ID=8552188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI981602A FI105833B (fi) 1998-07-13 1998-07-13 Menetelmä prosessivesien LK-aineiden konsentroimiseksi

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6425975B1 (fi)
EP (1) EP1099020A1 (fi)
AU (1) AU5043499A (fi)
CA (1) CA2337411A1 (fi)
FI (1) FI105833B (fi)
WO (1) WO2000003083A1 (fi)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102472015A (zh) * 2009-07-07 2012-05-23 斯托拉恩索公司 生产微纤纤维素的方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004101889A2 (en) * 2003-05-06 2004-11-25 Novozymes North America, Inc. Use of hemicellulase composition in mechanical pulp production
US7308517B1 (en) * 2003-12-29 2007-12-11 Apple Inc. Gap count analysis for a high speed serialized bus
WO2006061018A1 (en) * 2004-12-06 2006-06-15 Novozymes A/S Use of carbohydrate oxidase for sediment control
SE0950534A1 (sv) 2009-07-07 2010-10-12 Stora Enso Oyj Metod för framställning av mikrofibrillär cellulosa
PL2707540T3 (pl) 2011-05-13 2016-12-30 Sposób obróbki mikrofibrylowanej celulozy i mikrofibrylowana celuloza poddana obróbce tym sposobem
FI126563B (fi) * 2012-03-12 2017-02-15 Upm Kymmene Corp Menetelmä ja järjestelmä nestevirtauksien käsittelemiseksi sellutehtaassa

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7711211A (nl) * 1977-10-12 1979-04-18 Naarden International Nv Werkwijze voor de enzymatische behandeling van afvalwater van tarwezetmeelfabrieken.
FI85041C (fi) 1989-01-16 1992-02-25 Enso Gutzeit Oy Foerfarande foer att bringa pappersmassa pao en pappersmaskins vira.
FI93230C (fi) 1991-03-22 1995-03-10 Genencor Int Europ Menetelmä mekaanisen massan pihkavaikeuksien vähentämiseksi
US5246542A (en) 1991-09-18 1993-09-21 Fosberg Theodore M Evaporation and recovery process for bleached chemical thermo-mechanical pulp (BCTMP) effluent
FI97733C (fi) 1992-07-17 1997-02-10 Metsae Serla Oy Mekaanisten massojen uusi käsittelytapa

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102472015A (zh) * 2009-07-07 2012-05-23 斯托拉恩索公司 生产微纤纤维素的方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1099020A1 (en) 2001-05-16
AU5043499A (en) 2000-02-01
CA2337411A1 (en) 2000-01-20
WO2000003083A1 (fi) 2000-01-20
FI981602A0 (fi) 1998-07-13
FI981602A (fi) 2000-01-14
US6425975B1 (en) 2002-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Torres et al. Enzymatic approaches in paper industry for pulp refining and biofilm control
Gübitz et al. Effect of endoglucanases and hemicellulases in magnetic and flotation deinking of xerographic and laser-printed papers
Oksanen et al. The effect of Trichoderma reesei cellulases and hemicellulases on the paper technical properties of never-dried bleached kraft pulp
EP3071749B1 (en) Enzymatic treatment of virgin fiber and recycled paper to reduce residual mineral oil levels for paper production
KR20180042367A (ko) 리그노셀룰로스 종이 및 종이 제품의 제조 방법
AU622738B2 (en) Method for avoiding pitch troubles
JP4365219B2 (ja) 酵素処理スラッジを用いる製紙プロセスおよび製品
FI105833B (fi) Menetelmä prosessivesien LK-aineiden konsentroimiseksi
Wei et al. Application of enzyme technology in biopulping and biobleaching
Christov et al. Enzymatic prebleaching of sulphite pulps
JP2006523781A (ja) 製紙用パルプの酵素処理
Pathak et al. Microbial enzymes for pulp and paper industry
Sharma et al. Microbial pectinases and their applications
Kantelinen et al. Enzymatic solubilization of fibre-bound and isolated birch xylans
Thornton et al. Possibility of increasing mechanical pulp yield by enzymatic treatment
EP0512790B1 (en) Treatment of alkali treated pulp for use in papermaking
Bajpai et al. Production of dissolving-grade pulp
Bajpai et al. Pectinases in papermaking
Golestani Extraction of hemicelluloses from softwood and hardwood cellulosic fibers by enzymatic treatments
Akbari et al. Effects of pH variation on efficiency of old newspaper deinking by pectinase derived from Aspergillus Niger
FI97733C (fi) Mekaanisten massojen uusi käsittelytapa
Viikari et al. Industrial biotechnology in the paper and pulp sector
Rashmi et al. Enzymatic treatment of secondary fibres for improving drainage: An overview
AU702824B2 (en) Method in a paper machine
Buchert et al. Enzymatic control of dissolved and colloidal substances during mechanical pulping

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired