FI109545B - Process for the production of fibrous pulp from herbaceous plants - Google Patents

Process for the production of fibrous pulp from herbaceous plants Download PDF

Info

Publication number
FI109545B
FI109545B FI981836A FI981836A FI109545B FI 109545 B FI109545 B FI 109545B FI 981836 A FI981836 A FI 981836A FI 981836 A FI981836 A FI 981836A FI 109545 B FI109545 B FI 109545B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cooking
bleaching
pulp
fiber
acid
Prior art date
Application number
FI981836A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI981836A0 (en
FI981836A (en
Inventor
Allan Johansson
Kai Sipilae
Anja Leminen
Original Assignee
Metso Paper Inc
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 Metso Paper Inc filed Critical Metso Paper Inc
Priority to FI981836A priority Critical patent/FI109545B/en
Publication of FI981836A0 publication Critical patent/FI981836A0/en
Priority to PCT/FI1999/000697 priority patent/WO2000012810A1/en
Priority to JP2000567785A priority patent/JP2002523650A/en
Priority to EP99939478A priority patent/EP1115944A1/en
Priority to AU53761/99A priority patent/AU5376199A/en
Publication of FI981836A publication Critical patent/FI981836A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI109545B publication Critical patent/FI109545B/en

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
    • D21C5/00Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • 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
    • D21C3/003Pulping cellulose-containing materials with organic compounds
    • 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
    • D21C3/04Pulping cellulose-containing materials with acids, acid salts or acid anhydrides
    • 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
    • D21C9/00After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/16Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds
    • D21C9/163Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds with peroxides

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

109545109545

Menetelmä kuitumassan valmistamiseksi ruohovartisista kasveista Förfarande för att framställa fibermassa av växter med örtstam 5Process for the production of fibrous pulp from herbaceous plants Förfarande för att framställa fibermassa av växter med örtstam 5

Keksinnön kohteena on menetelmä paperinvalmistukseen soveltuvan kuitumassan valmistamiseksi ruohovartisista kasveista, jossa menetelmässä kuituraaka-aine silputaan, keitetään ja valkaistaan.The invention relates to a process for the production of pulp suitable for papermaking from herbaceous plants, in which the fiber raw material is chopped, boiled and bleached.

10 Viljakasvien olki ja muut yksivuotiset ruohokasvit ovat metsien ohella maapallon suurin potentiaalinen kuituvara. Monissa niukkapuustoisissa maissa ruohovartiset kasvit ovat olleet jo pitkään paperimassan pääasiallisin raaka-aine. Käytännön ongelmia ruohovartis-ten kasvien hyödyntämisessä aiheuttavat raaka-aineen saatavuus, keruu, kuljetus, varastointi ja puhdistus. Jotta non-wood-kuituraaka-aineen käyttö olisi taloudellisesti 15 kilpailukykyistä, on eduksi toteuttaa massanvalmistus suhteellisen pienissä yksiköissä, joiden vuosituotanto on suuruusluokkaa 30 000 - 50 000 tonnia/vuosi. Tämä asettaa vaatimuksen, että massan valmistuslinjan tulee olla yksinkertainen.10 In addition to forests, cereal straw and other annual grasses are the world's largest potential fiber resource. In many scarce wooded countries, herbaceous plants have long been the main raw material for paper pulp. Practical problems in the utilization of herbaceous plants are caused by the availability, collection, transportation, storage and cleaning of the raw material. In order to be economically competitive in the use of non-wood fiber raw material, it is advantageous to carry out mass production in relatively small units with an annual output of the order of 30,000 to 50,000 tons / year. This requires that the pulp production line be simple.

Käsitettä ruohovartiset kasvit käytetään seuraavassa kattamaan kaikki ne non-wood-^ 20 kuituraaka-aineet, joita voidaan käyttää kuitumassan valmistukseen. Ruohovartisten kasvien ominaisuudet ja soveltuvuus massanvalmistukseen vaihtelee. Yleisesti ottaen ne sisältävät vähemmän ligniiniä kuin puuraaka-aine, mutta niiden silikaatti- ja tuhkapitoi- • · · ,...: suus voi olla huomattavan suuri. Tämä aiheuttaa omat erityisvaatimuksensa käytettävälle massanvalmistusmenetelmälle.The term herbaceous plants is used hereafter to cover all non-wood fiber materials that can be used to make pulp. The characteristics of grassy plants and their suitability for pulping vary. In general, they contain less lignin than the wood raw material, but their silicate and ash content may be remarkably high. This creates its own specific requirements for the pulping process used.

2525

Non-wood-kuituraaka-aineiden delignifiointiin käytetään nykyään yleisimmin puun j delignifiointiin kehitettyjä keittomenetelmiä kuten sulfaatti- ja soodakeittoa ja niiden : t: : muunnelmia. Keittokemikaalien talteenottoa näissä prosesseissa vaikeuttaa usein kasvien suuri silikaattipitoisuus. Alkalisessa keitossa silikaatit liukenevat keittoliemeen ja * · 30 saostuvat sitten kemikaalikierrossa haihduttamon lämpöpinnoille, mikäli prosessia ei ole .. ’ varustettu erillisellä silikaatinpoistovaiheella. Valitettavan usein kehitysmaissa keittoliemi 109545 2 johdetaan edelleen suoraan vesistöön, koska kemikaalien talteenotto on hankalaa ja kallista. Aikalisissä keittomenetelmissä myös saanto jää pieneksi.For the delignification of non-wood fibrous raw materials, cooking methods such as sulphate and soda soup and their variants are commonly used to delignify wood. The recovery of cooking chemicals in these processes is often hampered by the high silicate content of the plants. In alkaline cooking, the silicates dissolve in the cooking liquor and then * · 30 are precipitated in the chemical cycle on the heat surfaces of the evaporator, unless a separate silicate removal step is provided. Unfortunately, often in developing countries, soup 109545 2 is still discharged directly into the water because of the difficult and costly recovery of chemicals. Yields in low cooking methods also remain low.

Ruohokasvien keittoon on etsitty ratkaisua myös erilaisten orgaanisten liuottimien 5 käyttöön perustuvista organosolv-keittomenetelmistä. Artikkelissa Paperi ja Puu, voi. 78 (1996), no 10, E. Rousu, “Muurahaishappo keittokemikaalina", s. 594-596 on kuvattu eräs tällainen keittomenetelmä. Siinä joudutaan kuitenkin käyttämään korkeita happopi-toisuuksia, jolloin hapon kulutus on suuri. Menetelmä on kallis sekä investointi- että käyttökustannuksiltaan.A solution has also been sought for the cooking of herbaceous plants using organosolv cooking methods based on the use of various organic solvents. In Paper and Wood, Vol. 78 (1996), No. 10, E. Rousu, "Formic Acid as a Cooking Chemical", pp. 594-596, describes one such cooking method. However, it requires the use of high acid concentrations, resulting in high acid consumption. operating costs.

10 FI-patenttihakemuksessa 940638 on kuvattu ns. lannoitekeitto, jossa keiton jäteliemi soveltuu suoraan käytettäväksi pellolla lannoitteena. Menetelmän taloudellinen kannattavuus on kuitenkin asetettu kyseenalaiseksi. Keittomenetelmä soveltuu parhaiten sellaisille seuduille, joissa on valmiina vesikastelujärjestelmä.10 FI patent application 940638 describes a so-called. fertilizer soup, in which the soup slurry is suitable for direct use in the field as fertilizer. However, the economic viability of the method has been questioned. The cooking method is best suited for areas with a water irrigation system.

1515

Esillä olevan keksinnön päämääränä on saada aikaan uudenlainen menetelmä paperinvalmistukseen käytettävän kuitumassan valmistamiseksi ruohovartisista kasveista, jolla menetelmällä vältetään tunnettuihin menetelmiin liittyvät haitat.It is an object of the present invention to provide a novel method of making pulp for papermaking from herbaceous plants which avoids the drawbacks of known methods.

* * · 20 Keksinnön tavoitteena on ympäristöystävällinen ja teknisiltä ratkaisuiltaan yksinkertainen massanvalmistusmenetelmä, joka on taloudellisesti kannattava myös yksikön ollessa : pieni.* * · 20 The object of the invention is a mass-production process which is environmentally friendly and simple in technical terms, and which is economically viable even when the unit is small.

·' Edellä esitettyihin päämääriin pääsemiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on 25 tunnusomaista, että keitto suoritetaan 60...130 °C lämpötilassa ja että keittoliuoksena ;*.* käytetään vettä, johon on lisätty happoa siten, että keiton loppu-pH on alle 7 mutta yli * 3.In order to achieve the above objects, the process according to the invention is characterized in that the cooking is carried out at a temperature of 60 to 130 ° C and that the water used is acidified so that the final pH of the cooking is below 7 but above * 3.

‘ · · · ‘ Tunnetuissa keittomenetelmissä käytetään yleensä väkeviä kemikaaliliuoksia ja korkeita ::: 30 keittolämpötiloja. Kun keittovaihe suoritetaan keksinnön mukaisesti happamassa vedessä ’ · * * * ja suhteellisen alhaisessa lämpötilassa, saantohäviö keitossa on vähäinen, mutta massa on 3 109545 helposti valkaistavissa keittoa seuraavassa valkaisussa. Pääosa kuitumateriaalin sisältämästä, kuituja toisiinsa sitovasta ligniinistä liukenee vasta valkaisun aikana.'· · ·' Known cooking methods generally use concentrated chemical solutions and high cooking temperatures of:: 30. When the cooking step is carried out in accordance with the invention in acidic water and at a relatively low temperature, the yield loss in cooking is low, but the mass is 3,109,545 easily bleached in the subsequent bleaching of the cooking. The majority of the fiber-binding lignin in the fiber material is not dissolved until bleaching.

Koska keitossa ei käytetä suuria kemikaaliannoksia, ei ole tarpeen järjestää raskasta 5 kemikaalien talteenottojärjestelmää. Keiton jäteliemi ja pesuvedet voidaan johtaa jätevedenpuhdistamoon käsiteltäviksi tunnetuilla biologisilla puhdistusmenetelmillä. Tämän vuoksi prosessin investointi- ja käyttökustannukset ovat edulliset, jolloin se on kannattava myös pienissä yksiköissä. Suhteellisen yksinkertainen massanvalmistusproses-si voidaan helposti integroida paperitehtaan yhteyteen tuottamaan paperikoneelle 10 kuituraaka-aineesta riippuen joko armeerausmassaa tai lyhytkuituista massaa. Menetelmä tuottaa hyvälaatuista kuitumassaa, joka soveltuu monenlaisiin lopputuotteisiin. Massan saanto on jonkin verran parempi kuin perinteisillä menetelmillä valmistetuilla non-wood-massoilla.Since high doses of chemicals are not used in cooking, it is not necessary to provide a heavy chemical recovery system. The cooking liquor and washings can be led to a sewage treatment plant for treatment by known biological purification methods. As a result, the investment and operating costs of the process are inexpensive, making it profitable even for small units. The relatively simple pulping process can be easily integrated with the paper mill to produce either reinforcement pulp or short fiber pulp, depending on the fiber raw material, for the paper machine 10. The process produces a good quality pulp which is suitable for a variety of end products. The yield of the pulp is somewhat better than that of non-wood pulps produced by conventional methods.

15 Keksinnön mukainen vesikeittomenetelmä soveltuu monien erilaisten ruohovartisten kasvien delignifiointiin. Kuituraaka-aineen esikäsittelyn tarve riippuu mm. siitä, onko koko kasvi hyödynnettävissä sellaisenaan vai joudutaanko kuitufraktio erottamaan kasvimateriaalista mekaanisesti. Monilla viljakasveilla riittää esikäsittelyksi usein pelkkä . 4 oljen silppuaminen, kun taas esimerkiksi pellava täytyy ennen keittoa loukuttaa ja lihdata : v. 20 tai muulla sopivalla tavalla mekaanisesti fraktioida, jotta keittoa varten saadaan erilleen * * I · . ·. ·. sen kuitupitoinen aines.The water cooking method according to the invention is suitable for delignification of many different herbaceous plants. The need for pre-treatment of the fiber raw material depends, e.g. whether the whole plant is recoverable as such or whether the fiber fraction has to be mechanically separated from the plant material. Many cereals are often enough for pre-treatment alone. 4 shredding straw, for example, linen must be trapped and pressed before cooking: mechanically fractionate v. 20 or otherwise to separate * * I · for cooking. ·. ·. its fibrous material.

• · · .':: Pitkäkuituisilla kasveilla massanvalmistukseen käytettävän silpun on oltava suhteellisen lyhyttä, jotta kuitukimput eivät kiertyisi toistensa kanssa solmuun keiton aikana. 25 Pellavalla näyttäisi sopiva silpun pituus olevan 5...10 mm. Lyhytkuituisilla kasveilla ! silpun pituus voi olla jopa 50 mm.• · ·. ':: For long fiber plants, the pulp used for pulping must be relatively short to prevent the fiber bundles from twisting with each other during cooking. 25 Linen seems to be a suitable chopping length of 5 ... 10 mm. With short fiber plants! the length of the chipper can be up to 50 mm.

I · · » I * i i iI · · »I * i i i

. ’. ·. Kuitusilppu keitetään vedessä, johon on lisätty happoa niin paljon, että keiton loppu-pH. '. ·. The fiber shred is boiled in water to which the acid has been added to the final pH of the soup

tulee olemaan alle 7 mutta yli 3. Käytettävä happo voi olla mitä tahansa epäorgaanista • · · ;>j 30 tai orgaanista happoa. Edullisesti pH:n säätöön käytetään orgaanisia happoja kuten • · · : muurahaishappoa tai etikkahappoa tai niiden seosta. Käytettävä happolisäys on niin.will be less than 7 but more than 3. The acid used may be any inorganic or organic acid. Preferably, organic acids such as · · ·: formic acid or acetic acid or a mixture thereof are used to adjust the pH. The acid addition used is so.

• » » • · 109545 4 vähäinen, että mistään organosolv-keitosta ei ole kysymys. Organosolv-keitoissa orgaanisen liuottimen osuus keittoliuoksesta on yleensä 20...100 %. Keksinnön mukaisessa vesikeitossa happolisäys on aina alle 2 % keittoliuoksen koko tilavuudesta, edullisesti alle 1 %. Hyviä tuloksia on saatu jo noin 0,06 % happolisäyksellä.• »» • · 109545 4 that there is no organosolv soup. Organosolv soups generally contain from 20 to 100% organic solvent in the cooking solution. In the aqueous cooking according to the invention, the acid addition is always less than 2% of the total volume of the cooking solution, preferably less than 1%. Good results have already been obtained with about 0.06% acid addition.

55

Keitto suoritetaan 60...130 °C:n lämpötilassa, edullisesti 70...100 °C:ssa. Keiton jälkeen jäteliemi erotetaan kuitusilpusta ja johdetaan jätevedenkäsittelyyn.The cooking is carried out at a temperature of 60-130 ° C, preferably 70-100 ° C. After cooking, the waste liquor is separated from the fiber shingle and led to waste water treatment.

Saantohäviö happamassa vesikeitossa on suhteellisen pieni. Niinpä ilman mekaanista 10 esikäsittelyä keitetty kuituraaka-aine ei välttämättä kuituunnu vielä keiton jälkeen. Tämän vuoksi vesikeittoa seuraa valkaisu, jonka tavoitteena on paitsi lisätä massan vaaleutta myös liuottaa ligniiniä ja saada aikaan massan kuituuntuminen. Valkaisussa voidaan käyttää mitä tahansa tunnettua valkaisumenetelmää. Edullisesti kuitenkin käytetään kloorittomia valkaisukemikaaleja kuten peroksidia.The yield loss in acidic water boiling is relatively small. Thus, without mechanical pre-treatment, the cooked fiber raw material may not be converted to fiber after cooking. Therefore, water boiling is followed by bleaching, which aims not only to increase the brightness of the pulp but also to dissolve the lignin and cause the pulp to fiberize. Any known bleaching method can be used for bleaching. Preferably, however, chlorine-free bleaching chemicals such as peroxide are used.

1515

Peroksidivalkaisua käytettäessä kuitusilppu on kelatoitava ennen valkaisua raskasmetalli- ionien stabiloimiseksi, jotta ne eivät nopeuttaisi peroksidin hajoamista valkaisun aikana.When using peroxide bleaching, the fiber shred must be chelated prior to bleaching to stabilize heavy metal ions so that they do not accelerate peroxide degradation during bleaching.

Tätä tarkoitusta varten massa käsitellään sinänsä tunnettuun tapaan sopivalla kelaatin- . muodostajalla. Kelatointi voidaan suorittaa joko erillisenä vaiheena ennen valkaisua tai * * * 20 keiton yhteydessä lisäämällä keittoveteen pieni annos kelaatinmuodostajaa.For this purpose, the pulp is treated in a manner known per se with a suitable chelator. generator. Chelation can be performed either as a separate step before bleaching or * * * 20 during cooking by adding a small amount of chelating agent to the cooking water.

•: · · j Valkaisu suoritetaan tavanomaiseen tapaan käyttäen kuitenkin sellaisia kemikaaliannoksia ja olosuhteita, joilla saadaan osa kuitumateriaalin sisältämästä ligniinistä liukenemaan.•: · · j Bleaching is carried out in the usual manner, however, using dosages of chemical and conditions which dissolve some of the lignin contained in the fiber material.

25 Keksinnön mukaisella menetelmällä ruohovartisista kasveista kuitumassaa valmistava •. · t: yksikkö voidaan sijoittaa paperitehtaan yhteyteen niin, että se muodostaa osan paperi- :.: : koneen massajärjestelmästä. Tällöin prosessin tuottamaa kuitumassaa voidaan hyödyntää : Y: suoraan paperikoneella normaaliin puumassaan sekoitettuna. Kuituraaka-aineesta riippuen : ’ ”: voidaan valmistaa joko halpaa lyhytkuituista täytemassaa tai pitkäkuituista armeeraus- I · · 30 massaa. Ruohovartisista kasveista valmistetut massat eivät yleensä tarvitse kovin . *. : voimakasta jauhatusta, vaan kuidutustyyppinen käsittely tai pulpperointi voi riittää.The process according to the invention for preparing fibrous pulp from grassy plants. · T: The unit can be positioned adjacent to a paper mill to form part of the paper:.:: Pulp system of the machine. In this case, the pulp produced by the process can be utilized: Y: directly mixed with a normal pulp on a paper machine. Depending on the fiber raw material: '': either cheap short-fiber filler pulp or long-fiber reinforcement pulp may be produced. The masses of herbaceous plants generally do not need very much. *. : vigorous milling, but pulping or pulping may be sufficient.

I · f 109545 5I · f 109545 5

Lyhytkuituista massaa (olki ym.) voidaan käyttää mm. monikerroskartongin välikerroksiin korvaamaan uusio- tai puukuitua. Pitkäkuituisella massalla (pellava, hamppu, kenaf) voidaan korvata puukuitua esimerkiksi uusiopaperin valmistuksessa. Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan myös valmistaa paperimassaa lyhytkuituisen ja 5 pitkäkuituisen kasvin seoksesta käytettäväksi sellaisenaan paperinvalmistukseen.Short fiber pulp (straw, etc.) can be used e.g. interlayer of multi-ply paperboard to replace recycled or wood fiber. Long fiber pulp (flax, hemp, kenaf) can be used to replace wood fiber, for example in the manufacture of recycled paper. The process of the invention can also be used to make paper pulp from a mixture of short fiber and long fiber plants for use as such in papermaking.

Keksinnön mukainen menetelmä vaatii vähän investointeja, koska kemikaalien talteenottoa ei tarvitse järjestää. Kemikaalikulutus keitossa on pieni, mutta valkaisussa joudutaan vastaavasti käyttämään enemmän kemikaaleja, mikäli tavoitteena on täysvalkaistu massa. 10 Menetelmä on myös ympäristöystävällinen, koska keitossa ei käytetä rikkiyhdisteitä ja edullisesti valkaisussa ei käytetä klooriyhdisteitä.The method according to the invention requires little investment since the recovery of chemicals does not have to be arranged. Consumption of chemicals in cooking is low, but similarly, more chemicals need to be used in the bleaching process if the goal is to fully bleach the pulp. The process is also environmentally friendly because sulfur compounds are not used in cooking and preferably chlorine compounds are not used in bleaching.

Seuraavassa keksinnön mukaista massanvalmistusmenetelmää selostetaan vielä kolmen esimerkin avulla, joihin keksinnön suojapiiriä ja soveltamisalaa ei kuitenkaan haluta 15 rajoittaa.In the following, the pulping process according to the invention will be described by means of three further examples, which, however, are not to be limited in scope and scope.

Esimerkki 1: Vehnän oljen keitto ja valkaisu , Vehnän oljelle suoritettiin vesikeitto ja peroksidi/peretikkahappovalkaisu laboratorio- : *. ·. 20 olosuhteissa. Olki silputtiin aluksi noin 50 mm:n mittaiseksi ja silppu keitettiin 15 litran • · pyörivissä sähkölämmitteisissä keittimissä. Kahden eri lämpötiloissa suoritetun keiton •: · · · olosuhteet ja saannot on esitetty taulukossa 1.Example 1: Soaking and bleaching of wheat straw, Wheat straw was subjected to water cooking and peroxide / peracetic acid bleaching laboratory: *. ·. 20 conditions. The straw was initially chopped to a length of about 50 mm and cooked in 15-liter rotating electric heaters. The conditions and yields of the two soups at different temperatures are set out in Table 1.

Keittoliuoksena käytettiin vettä, joka oli tehty happamaksi lisäämällä siihen pieni määrä 25 happoliuosta, joka oli valmistettu sekoittamalla väkevää muurahaishappoa ja väkevää : : etikkahappoa suhteessa 1:3. Happoliuoksen lisäksi keittimeen lisättiin tarvittava määrä v : vettä halutun neste-olkisuhteen 10:1 saavuttamiseksi. Happolisäys oli näin ollen mo- :Y: lemmissa keitoissa 0,064 % keittoliuoksen tilavuudesta.Water made acidified by adding a small amount of 25 acid solutions prepared by mixing concentrated formic acid and concentrated acetic acid: 1: 3 was used as the cooking solution. In addition to the acid solution, the required amount of v: water was added to the digester to achieve the desired liquid to straw ratio of 10: 1. The acid addition was thus 0.064% of the volume of the broth in both soups.

30 109545 630 109545 6

Taulukko 1. Vehnän oljen vesikeittojen olosuhteet ja saannot.Table 1. Conditions and yields of wheat straw water soups.

Keitto 1 Keitto 2Soup 1 Soup 2

Oljen määrä, g 875 1000Amount of straw, g 875 1000

Happoliuos*, ml 5,6 6,4 5 Lämpötila, °C 100 130Acid solution *, ml 5.6 6.4 5 Temperature, ° C 100 130

Keittoaika, min 240 240Cooking time, min 240 240

Loppu-pH 5,5 5,0End pH 5.5 5.0

Saanto, % 92,1 88,6 10 * Happoliuos sisälsi väkevää muurahaishappoa ja väkevää etikkahappoa suhteessa 1:3.Yield,% 92.1 88.6 10 * The acid solution contained concentrated formic acid and concentrated acetic acid in a ratio of 1: 3.

Keiton jälkeen olkisilppu pestiin ja sitä kelatoitiin tunnin ajan 0,3 % EDTA-annoksella 3 % sakeudessa ja 70 °C lämpötilassa. Kelatoinnin jälkeen yhä kuituuntumaton olkisilppu valkaistiin taulukossa 2 kuvatuissa olosuhteissa. Valkaisu käsitti kaksi peroksidi-15 vaihetta, peretikkahappovaiheen ja kolmannen peroksidivaiheen. Valkaisujen tulokset on • esitetty taulukossa 3. Valkaistut massat jauhettiin ja niistä määritettiin paperitekniset ominaisuudet.After cooking, the straw chips were washed and chelated for 1 hour with a 0.3% EDTA dose at 3% consistency and 70 ° C. After chelation, the still non-fibrous straw chips were bleached under the conditions described in Table 2. The bleaching comprised two peroxide-15 steps, a peracetic acid step and a third peroxide step. The results of bleaching are shown in Table 3. The bleached pulps were milled and the paper properties were determined.

Taulukko 2. Vehnän oljen valkaisuolosuhteet, sakeus 10 %.Table 2. Wheat straw bleaching conditions, 10% consistency.

2020

v · Valkaisu- Kemikaali- Lämpötila, Aika, min NaOH, % Loppu-pHv · Bleaching Chemical - Temperature, Time, min NaOH,% Final pH

vaihe annos, % °Cstep dose,% ° C

I peroksidi 4,0 85 180 7,5 9,0/9,1 ! :Y: II peroksidi 2,0 85 180 3,5 9,5 25 Peretikka 1,0 85 60 0,5 4,8/4,9 . III peroksidi 2,0 85 240 3,0 10,4 109545 7I peroxide 4.0 85 180 7.5 9.0 / 9.1! : Y: Peroxide II 2.0 85 180 3.5 9.5 25 Peracarp 1.085 60 0.5 4.8 / 4.9. Peroxide III 2.0 85 240 3.0 10.4 109545 7

Taulukko 3. Vehnänolkikeittojen 1 ja 2 valkaisutulokset.Table 3. Bleaching results for wheat colts soups 1 and 2.

Keitto 1 Keitto 2Soup 1 Soup 2

Vaaleus, % 80,9 76,4 5 Saanto, % raaka-aineesta 51,5 50,9 H202-kulutus, % 7,49 7,34Brightness,% 80.9 76.4 5 Yield,% of raw material 51.5 50.9 Consumption of H2O2,% 7.49 7.34

Peretikkahappokulutus, % 0,84 0,85 10 Keiton jälkeen raaka-aine oli vielä olkimuodossa, mutta se kuituuntui toisen peroksidi vaiheen aikana. Saantolukujen perusteella materiaalihäviö keitossa oli noin 10 % ja valkaisussa noin 40 % alkuperäisen raaka-aineen painosta.Peracetic Acid Consumption,% 0.84 0.85 10 After cooking, the raw material was still in straw form, but it was fiber-fiberized during the second peroxide step. Based on the yields, the material loss in the cooking was about 10% and in the bleaching about 40% of the weight of the original raw material.

Vesikeittomenetelmällä ja peroksidi/peretikkahappovalkaisulla saatiin vaaleustasolle 15 80 % valkaistua olkimassaa, jonka vetolujuus oli melko korkea heti jauhatuksen alussa ja repäisyindeksi oli alhainen. Jauhatuksen aikana massan ominaisuudet eivät kehittyneet .·. positiiviseen suuntaan, joten olkimassaa ei kannattane paljon jauhaa. Massan veden- i ‘. poistokyky oli huono johtuen lyhyestä kuitupituudesta ja suuresta hienoainepitoisuudesta.The water cooking method and the peroxide / peracetic acid bleaching resulted in a bleaching straw pulp of 15% to 80% with a relatively high tensile strength at the very beginning of refining and a low tear index. During the grinding process, the pulp properties did not develop. in a positive direction, so it is not worth much to grind the straw mass. Pulp water '. the removal capacity was poor due to the short fiber length and high fines content.

t I · *: · i 20 Käytetyistä kahdesta keittolämpötilasta alhaisempi 100 °C näytti olevan massan saannon, : vaaleuden, ja paperiteknisten ominaisuuksien kannalta edullisempi kuin 130 °C.t I · *: · i 20 Of the two cooking temperatures used, lower than 100 ° C appeared to be more favorable than 130 ° C for pulp yield, lightness, and paper technical properties.

*» ** »*

> · I> · I

Esimerkki 2: Pellavan keitto ja valkaisu » · » » · ti» v : 25 Pellavamassan valmistuksessa käytettiin raaka-aineena osittain peltoliotettua, loukutettua :Y: ja lihdattua pellavaa, joka katkottiin noin 12 mm mittaiseksi. Mekaaninen esikäsittelyn tarkoituksena oli erottaa kuitufraktio muusta kasviaineksesta. Pitkäkuituinen pellava #i silputtiin, jotta kuitukimput eivät kiertyisi solmuun keiton ja massan jatkokäsittelyn *· : aikana.Example 2: Flax soup and bleaching »·» »· ti» v: 25 The raw material used for the production of the flax pulp is partially field-soaked, trapped: Y and condensed flax, which is cut to a length of about 12 mm. The purpose of the mechanical pre-treatment was to separate the fiber fraction from the rest of the plant material. Long fiber linen #i was shredded to prevent the fiber bundles from twisting into the knot during cooking and pulp processing.

* » » • · 109545 8* »» • · 109545 8

Puhdistettua ja silputtua pellavan kuitufraktiota keitettiin happamassa vedessä 240 minuutin ajan 100 °C lämpötilassa. Keitto-olosuhteet olivat olennaisesti samanlaiset kuin esimerkin 1 keitossa 1. Happoliuosta, joka sisälsi yhden osan väkevää muurahaishappoa ja kolme osaa väkevää etikkahappoa, käytettiin 6,1 ml/950 g pellavaa, jolloin nestekui-5 tusuhteen ollessa 10:1 happolisäys vastasi 0,064 % keittoliuoksen tilavuudesta. Pellava-keiton loppu-pH oli 5,1 ja saanto oli 92,0 %.The purified and shredded flax fiber fraction was boiled in acidic water for 240 minutes at 100 ° C. The cooking conditions were essentially the same as in cooking 1 of Example 1. An acid solution containing one part concentrated formic acid and three parts concentrated acetic acid was used in 6.1 ml / 950 g of flax, with a 10: 1 acid addition to 0.064% cooking solution. by volume. The final pH of the flax soup was 5.1 and the yield was 92.0%.

Keiton, pesun ja kelatoinnin jälkeen pellavamassa valkaistiin kolmessa vaiheessa sekvenssillä peroksidi-peretikkahappo-peroksidi. Valkaisuolosuhteet on esitetty taulukos-10 sa 4. Pellavamassa jauhettiin seostettuna koivumassaan.After cooking, washing and chelating, the flax mass was bleached in three steps with the peroxide-peracetic acid-peroxide sequence. The bleaching conditions are shown in Table-10. 4. The flax pulp was blended into its birch pulp.

Taulukko 4. Pellavamassan valkaisussa käytetyt olosuhteet, sakeus 10 %.Table 4. Conditions used for bleaching the flax pulp, 10% consistency.

Valkaisu- Kemikaali- Lämpötila, Aika, min NaOH, % Loppu-pH 15 vaihe annos, % °CBleaching Chemical- Temperature, Time, min. NaOH,% End-pH 15 Step Dose,% ° C

I peroksidi 4,0 85 240 4,3 9,7Peroxide I 4.0 85 240 4.3 9.7

Peretikka 1,0 85 150 0,5 4,7 :.i.: II peroksidi 2,0 85 300 2,4 10,2 t · · t · · 20 Valkaistun pellavamassan saanto oli 75,0 % alkuperäisestä kuituraaka-aineesta. Massan . ^ vaaleus oli 86,9 % eli selvästi parempi kuin esimerkin 1 olkimassoilla. Tämän vaa- * · · t-;·. leustason saavuttamiseksi tarvittiin vähemmän valkaisukemikaaleja kuin olkimassoilla.Peroxide 1.0 85 150 0.5 4.7: peri: II Peroxide 2.0 85 300 2.4 10.2 t · · t · · 20 The yield of bleached flax pulp was 75.0% of the original fibrous raw material. Massan. The lightness was 86.9%, which is significantly better than that of Example 1. This scale * · · t-; ·. less bleaching chemicals were needed to reach the leukine level than the straw pulps.

» · ·»· ·

Peroksidin kokonaiskulutus oli 4,25 % ja peretikkahapon kulutus 0,81 % vesikeitetyn pellavan kuiva-aineesta laskettuna.The total consumption of peroxide was 4.25% and that of peracetic acid 0.81% based on the dry matter of boiled flax.

25 * · ·25 * · ·

Laboratoriovalkaisussa pellavakuidut kiertyivät pieniksi tiukoiksi sykeröiksi, mikä I » · (’ · ·. vaikeutti massan paperiteknisten ominaisuuksien määrittämistä jauhatuskokeissa. 20 %: n pellavalisäys paransi koivumassasta valmistetun arkin repäisylujuutta huomattavasti.In laboratory bleaching, the flax fibers twisted into small, tight cores, which made it difficult to determine the paper technical properties of the pulp in the milling experiments. The addition of 20% flax significantly improved the tear strength of the birch pulp sheet.

'· 30 109545 9'· 30 109545 9

Esimerkki 3. Oljen ja pellavan seoskeitto ja valkaisuExample 3. Stir-bleaching and bleaching of straw and flax

Vehnän oljesta ja pellavasta valmistettiin seosmassaa keittämällä niitä yhdessä suhteellisen matalassa lämpötilassa kelaatin läsnäollessa. 645 g silputtua vehnän olkea (pituus 5 50 mm) ja 100 g osittain liotettua, loukutettua, lihdattua ja silputtua pellavan kuitufrak- tiota (pituus 12 mm) keitettiin 60 minuutin ajan 70 °C lämpötilassa. Keittoveteen lisättiin kelatointia varten 0,3 % EDTA:a kuituraaka-aineen painosta sekä pH:n säätämiseksi 6,4 ml väkevän muurahaishapon ja väkevän etikkahapon seosta (1:3), jolloin hapon konsentraatio keittoliuoksessa 0,086 tilavuus-%. Keiton loppu-pH oli 4,9.Wheat straw and flax were made into a mixture by boiling them together at a relatively low temperature in the presence of chelate. 645 g of chopped wheat straw (length 5 50 mm) and 100 g of partially steeped, trapped, pressed and chopped flax fiber fraction (length 12 mm) were boiled for 60 minutes at 70 ° C. 0.3% EDTA by weight of the fibrous raw material was added to the cooking water and 6.4 ml of a concentrated formic acid / concentrated acetic acid mixture (1: 3) was added to the chelating agent to adjust the pH to 0.086% v / v in the cooking medium. The final pH of the soup was 4.9.

1010

Pellavan ja oljen seosmassa valkaistiin samalla nelivaiheisella sekvenssillä ja samoissa olosuhteissa kuin puhdas olkimassa, ks. taulukko 2. Pellavan ja vehnän erilaisista saannoista johtuen lopullinen seossuhde valkaistussa massassa oli noin 20:80. Valkaistun massan saanto oli 62,7 % alkuperäisestä raaka-aineesta ja vaaleus 84,6 %. Peroksidin 15 kulutus valkaisussa oli 7,2 % ja peretikkahapon kulutus oli 0,9 %.The blend of flax and straw was bleached with the same four-step sequence and under the same conditions as pure straw pulp, cf. Table 2. Due to the different yields of flax and wheat, the final blend ratio in the bleached pulp was about 20:80. The yield of bleached pulp was 62.7% of the original raw material and the brightness was 84.6%. Consumption of peroxide 15 in bleaching was 7.2% and consumption of peracetic acid was 0.9%.

Massan valkaistavuuteen ei vaikuttanut haitallisesti se, että keitto suoritettiin matalammassa lämpötilassa ja lyhyemmällä kestoajalla kuin esimerkeissä 1 ja 2. Kelatointi , ,·. voidaan hyvin suorittaa jo keiton yhteydessä. Koe osoitti myös, että eri kuituraaka- 20 aineita voidaan keittää ja valkaista yhdessä, kunhan valkaisuolosuhteita valittaessa otetaan huomioon vaikeammin vaalenevan raaka-aineen vaatimukset.The bleaching of the pulp was not adversely affected by the fact that the cooking was carried out at a lower temperature and for a shorter duration than in Examples 1 and 2. Chelation,, ·. can be well done already during cooking. The experiment also showed that different fiber raw materials can be cooked and bleached together, as long as bleaching conditions are selected taking into account the requirements of a more lighter raw material.

k » « t M · · * \ % • t · ! » · » » ·k »« t M · · * \% • t ·! »» »» ·

Claims (15)

1. Förfarande för att framställa fibermassa som lämpar sig för papperstillverkning av växter med örtstam, vid vilket förfarande fiberrämaterialet sönderhackas, kokas och 5 bleks, kännetecknat därav, att kokningen genomförs vid en temperatur av 60...130 °C, och att som koklösning används vatten, i vilket har tillsatts syra pä sädant sätt, att slut-pH vid kokningen är under 7 men over 3.A process for producing fibrous pulp suitable for papermaking of plants with herb stock, wherein the method of fiber raw material is chopped, boiled and bleached, characterized in that the cooking is carried out at a temperature of 60 ... 130 ° C, and that as a boiling solution water is used in which acid has been added in such a way that the final pH of the boiling is below 7 but over 3. 2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att vid blekningen 10 används sädana kemikaliedoser och blekningsförhällanden med vilka fibreringen av fiberrämaterialet säkras.2. A method according to claim 1, characterized in that such bleaching dosages and bleaching conditions with which the fiberization of the fibrous raw material is ensured are used in the bleaching 10. 3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att en oorga-nisk syra tillsätts i koklösningen för regiering av pH. 15Process according to claim 1 or 2, characterized in that an inorganic acid is added to the boiling solution for pH control. 15 4. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att syran som används för reglering av pH är en organisk syra, säsom myrsyra eller ättiksyra eller en blandning av dessa. « * · : V 204. A process according to claim 1 or 2, characterized in that the acid used for pH control is an organic acid, such as formic acid or acetic acid or a mixture thereof. «* ·: V 20 5. Förfarande enligt patentkravet 3 eller 4, kännetecknat därav, att tillsatsen ‘‘: av syra är högst 2 % av volymen av koklösningen, fördelaktigt under 1 volym-%.5. A process according to claim 3 or 4, characterized in that the addition of acid is not more than 2% of the volume of the boiling solution, advantageously below 1% by volume. 6. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat ·’ ’ därav, att kokningen genomförs vid en temperatur av 70...100 °C. 25Process according to any of the preceding claims, characterized in that the cooking is carried out at a temperature of 70 ... 100 ° C. 25 7. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat därav, att klorfria blekningskemikalier används vid den efter kokningen följande ";;; ’ blekningen. : 307. A process according to any of the preceding claims, characterized in that chlorine-free bleaching chemicals are used in the bleaching following: 8. Förfarande enligt patentkravet 7, kännetecknat därav, att peroxid används ' ' som blekningskemikalie och massan kelatiseras före blekningen. 1055458. A process according to claim 7, characterized in that peroxide is used as a bleaching chemical and the pulp is chelated before bleaching. 105545 9. Förfarande enligt patentkravet 8, kännetecknat därav, att kelatiseringen genomförs redan i samband med kokningen.9. A process according to claim 8, characterized in that the chelation is carried out already in connection with the cooking. 10. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat 5 därav, att fiberrämaterialet sönderhackas före kokningen tili hackelse med dimensionen 5...50 mm beroende pä växtarten.Method according to any of the preceding claims, characterized in that the fibrous raw material is chopped before cooking to chop with the dimension of 5 ... 50 mm depending on the type of plant. 11. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat därav, att frän fiberrämaterialet avskiljs före kokningen mekaniskt den fiberhaltiga 10 beständsdelen av detta.Method according to any of the preceding claims, characterized in that from the fibrous raw material prior to cooking, the fiber-containing component thereof is separated separately. 12. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat därav, att förfarandet tillämpas i en process placerad i anslutning tili en pappersfabrik och den fibermassa som processen producerar utnyttjas i pappersfabriken inblandad i 15 traditionell massa av ved.Process according to any of the preceding claims, characterized in that the method is applied in a process placed adjacent to a paper mill and the pulp produced by the process is utilized in the paper mill involved in traditional pulp of wood. 13. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat därav, att den med förfarandet producerade fibermassan används i önskade skikt i en flerskiktsbana. V 20Process according to any of the preceding claims, characterized in that the fiber pulp produced by the process is used in the desired layers in a multilayer web. V 20 .·.· 14. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat ’ ' därav, att tvä eller flera växter med örtstam kokas och bleks sammanblandade. jA method according to any of the preceding claims, characterized in that two or more plants with herb stock are boiled and blended together. j *’ 15. Förfarande enligt patentkravet 14, kännetecknat därav, att en längfibrig 25 växt och en kortfibrig växt med örtstam kokas och bleks sammanblandade.15. A method according to claim 14, characterized in that a long-fiber plant and a short-fiber plant with herb stock are boiled and blended together.
FI981836A 1998-08-27 1998-08-27 Process for the production of fibrous pulp from herbaceous plants FI109545B (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI981836A FI109545B (en) 1998-08-27 1998-08-27 Process for the production of fibrous pulp from herbaceous plants
PCT/FI1999/000697 WO2000012810A1 (en) 1998-08-27 1999-08-24 Method for preparation of a fibrous stock out of herb-stemmed plants
JP2000567785A JP2002523650A (en) 1998-08-27 1999-08-24 Method for preparing fibrous stock from pedunculated herbaceous plants
EP99939478A EP1115944A1 (en) 1998-08-27 1999-08-24 Method for preparation of a fibrous stock out of herb-stemmed plants
AU53761/99A AU5376199A (en) 1998-08-27 1999-08-24 Method for preparation of a fibrous stock out of herb-stemmed plants

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI981836A FI109545B (en) 1998-08-27 1998-08-27 Process for the production of fibrous pulp from herbaceous plants
FI981836 1998-08-27

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI981836A0 FI981836A0 (en) 1998-08-27
FI981836A FI981836A (en) 2000-02-28
FI109545B true FI109545B (en) 2002-08-30

Family

ID=8552372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI981836A FI109545B (en) 1998-08-27 1998-08-27 Process for the production of fibrous pulp from herbaceous plants

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1115944A1 (en)
JP (1) JP2002523650A (en)
AU (1) AU5376199A (en)
FI (1) FI109545B (en)
WO (1) WO2000012810A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8795469B2 (en) 2010-06-25 2014-08-05 Prairie Paper Ventures Inc. Method for preparing nonwood fiber paper
CN103890265A (en) * 2011-09-28 2014-06-25 草原纸业投资股份有限公司 Method for preparing nonwood fiber paper
TW201610265A (en) 2014-05-20 2016-03-16 喬治亞太平洋消費者產品公司 Bleaching and shive reduction process for non-wood fibers
TW201610261A (en) 2014-05-20 2016-03-16 喬治亞太平洋消費者產品公司 Bleaching and shive reduction process for non-wood fibers
TW201544652A (en) 2014-05-20 2015-12-01 Georgia Pacific Consumer Prod Bleaching and shive reduction process for non-wood fibers
CN116200959B (en) * 2023-02-27 2024-04-19 湖南康业生物科技有限公司 Clean pulping process for bamboo and straw

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB493713A (en) * 1936-05-13 1938-10-12 Ig Farbenindustrie Ag Improvements in the disintegration of vegetable fibrous materials
GB477842A (en) * 1936-07-03 1938-01-03 Henry Dreyfus Improvements in or relating to the manufacture of cellulose from lignin-containing cellulosic materials
EP0608949B1 (en) * 1993-01-25 1998-05-06 Ceres B.V. Process for the preparation of moisture resistant vegetable fibres
FI103899B1 (en) * 1996-11-06 1999-10-15 Chempolis Oy A process for preparing a particularly light pulp

Also Published As

Publication number Publication date
FI981836A0 (en) 1998-08-27
EP1115944A1 (en) 2001-07-18
FI981836A (en) 2000-02-28
JP2002523650A (en) 2002-07-30
WO2000012810A1 (en) 2000-03-09
AU5376199A (en) 2000-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101638863B (en) Natural color food wrapper and preparation method thereof
CN101451320B (en) Grass type low brightness pulp, preparation method and use thereof
RU2534067C2 (en) Method of obtaining cellulose from lignocellulose-containing biomass
US8734612B2 (en) Method and system for high alpha dissolving pulp production
US20040112557A1 (en) Refiner bleaching with magnesium oxide and hydrogen peroxide
EP2567023A1 (en) Method and system for high alpha dissolving pulp production
CN101451322B (en) Grass type un-bleaching pulp, preparation method and use thereof
Fang et al. Wheat straw pulping for paper and paperboard production
CN101451313B (en) Method for preparing bleached chemical pulp by using grass type plants as raw materials
WO2006132462A1 (en) Manufacturing method of mechanical pulp from cornstalk cellulose
FI109545B (en) Process for the production of fibrous pulp from herbaceous plants
AU2010202496A1 (en) Method and system for high alpha dissolving pulp production
CN101451321B (en) Low brightness pulp prepared by ammonium sulfite steam cooking wheat straw raw material, preparation method and use thereof
WO2006098531A1 (en) Manufacturing method of semichemical mechanical pulp from cornstalk
CN104703718B (en) The chemical treatment of lignocellulose fiber beam material and relative method and system
CN101353868B (en) Alkaline process cooking method for preparing high-hardness pulp from gramineae plants
Leponiemi et al. Producing pulp and energy from wheat straw
CN101451327B (en) Low brightness pulp prepared by alkaline steam cooking wheat straw raw material, preparation method and use thereof
CA2707330C (en) Method and system for high alpha dissolving pulp production
Tripathi et al. Pulping and papermaking of cornstalk
CN101451314B (en) Method for preparing high-hardness pulp by using grass type plants as raw materials
CN101451319B (en) Low brightness pulp prepared by ammonium sulfite steam cooking straw raw material, preparation method thereof and use thereof
CN100402742C (en) Mitigation technique in use for producing bleached chemical pulp by using raw material of grass
CN101451328B (en) Un-bleaching pulp prepared by alkaline steam cooking wheat straw raw material, preparation method and use thereof
CN101451312A (en) Method for preparing bleached chemical pulp by using grass type plants as raw materials