FI119062B

FI119062B - Menetelmä mekaanisen massan valmistamiseksi

Info

Publication number: FI119062B
Application number: FI20065860A
Authority: FI
Inventors: Esko Haerkoenen; Ernst-Martin Billing; Jean-Christophe Hostachy; Serge Kocimski; Taisto Tienvieri; Jouko Lehto; Markku Gummerus; Folke Oersaa; Liisa Pirinen; Mia Piirainen
Original assignee: Upm Kymmene Corp; Itt Mfg Enterprises Inc
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-07-15
Also published as: EP2097582A4; CN101389808B; BRPI0707368A2; EP2097582A1; WO2008081078A1; CN101389808A; JP4882090B2; FI20065860A0; RU2373313C1; JP2009530508A; US20110036523A1; CA2633800C; CA2633800A1

Description

119062

Menetelmä mekaanisen massan valmistamiseksi

Nyt esillä oleva keksintö koskee menetelmää mekaanisen massan valmistamiseksi.

5

Julkaisussa Fl 61926 ja vastaavassa julkaisussa DE 2444475 on esitetty menetelmä, jossa massaa käsitellään otsonilla. On mahdollista, että massan pH:ta säädetään otsonoinnin jälkeen.

10 Julkaisussa Fl 67412 ja vastaavassa julkaisussa CA 1083870 on esitetty menetelmä, jossa massa fraktioidaan ja yksi jae, mahdollisesti karkea jae, käsitellään otsonilla. Otsonoinnin aikana prosessiin syötetään alkalia.

Otsonointiprosessiin liittyvänä ongelmana on se, että siinä syntyy väkeviä 15 orgaanisia happoja. Orgaaniset hapot alentavat massan pH:ta, mikä aiheuttaa ongelmia valkaisuprosessissa, esimerkiksi kun rautapitoisia aineita saostuu prosessivedestä. Orgaaniset hapot myös kuluttavat prosessilaitteita aiheuttamalla korroosiota.

20 Edellä mainitut epäkohdat voidaan poistaa keksinnön mukaisella menetel-mällä. Menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: ··· . - syötetään mekaanisen massan raaka-aineet, .v. - jauhetaan raaka-aineet ensimmäisessä jauhatusvaiheessa mekaanisen • · · .* I massan muodostamiseksi, • · φ "Y 25 - säädetään mekaanisen massan pH välille 9-11 prosessivaiheessa, • · · johon järjestetään ensimmäinen prosessiviive, joka on vähintään 0,5 tuntia, - jaetaan mekaaninen massa ensimmäiseen hyväksyttyyn jakeeseen ja • · v.: ensimmäiseen hylättyyn jakeeseen, 30 - käsitellään otsonilla ensimmäinen hylätty jae, jonka pH on otsonointi- prosessin alussa välillä 9-11, - kuiduistaan otsonoitu ensimmäinen hylätty jae toisessa jauhatusvaihees- **:·’ sa siten, että ainakin osa siitä kuuluu toiseen hyväksyttyyn jakeeseen, ja ϊ...ϊ - yhdistetään hyväksytyt jakeet.

·:··: 35 2 119062

Mekaanista massaa käsitellään siten, että otsonointiprosessin jälkeen massan pH on koko massassa vakiotasolla, jolloin massa on helpompi valkaista. Tekniikan tason mukaisiin mekaanisten massojen otsonointiprosesseihin verrattuna uudella menetelmällä saadaan seuraavat edut: 5 - pienempi energiankulutus massan freeness-tavoitearvon saavuttamiseksi, - paremmat lujuusominaisuudet, - otsonointiprosessin jälkeisten prosessilaitteiden korroosion estäminen 10 happamuuden säädön avulla pH-arvoilla yli 4, ja - massan parempi lopullinen valkaistavuus.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä prosessiin syötetään mekaanisen massan raaka-ainetta. Raaka-aine voi olla havupuulajeja, kuten mäntyä 15 (Pinus sytvestris), etelän mäntyä (Pinus-suku, useita eri lajeja), kuusta (Picea abies), tai männyn ja kuusen seoksia. Lehtipuulajit sekä niiden ja havupuu-lajien seokset ovat myös mahdollisia raaka-aineita. Raaka-aine voi olla hakkeen muodossa. Lähtöraaka-aine voi olla myös tukkeja, jotka jauhetaan pai-nehioke- (pressure groundwood, PGW) -prosessissa.

20 ;*··. Raaka-aine, kuten hake, josta poistetaan vettä, jotta saadaan sakeus, joka . !·. on välillä 25-35 %, tyypillisesti 30 %, syötetään jauhimeen, jossa sitä jauhe- • · · taan ensimmäisessä jauhatusvaiheessa. Jauhin voi olla levyjauhin tai kartio- • · · jauhin. Raaka-ainetta jauhetaan jauhimessa kohotetussa lämpötilassa ja pai- :*V 25 neessa mekaanisen massan muodostamiseksi. Ensimmäinen jauhatusvaihe • · · *”·* voidaan tehdä myös vasaramyllyllä.

··♦

Sopivin raaka-aine on mänty, koska keksinnön mukainen menetelmä on sV: edullisin muihin prosesseihin verrattuna, kun raaka-aineena on mänty. On :[*]: 30 yleisesti tunnettua, että männyn kuidutettavuus on heikko. Sitä voidaan kui- \t tonkin parantaa otsonin avulla. Otsonilla käsitelty massa sisältää vähemmän ::: hienoainesta ja tikkuja kuin massa, jota ei ole käsitelty otsonilla. Otsonikäsit- • · '*:** telyllä on myös suotuisa vaikutus pihkanpoistoon, mikä on tärkeää mänty- raaka-aineen yhteydessä.

·!··: 35 3 119062

Ensimmäisen vaiheen jauhatus on melko kevyttä; massaa jauhetaan free-ness-arvoon 600-700 ml CSF. Yläraja voi olla jopa yli 700 ml CSF.

Ensimmäisen jauhatusvaiheen jälkeen on kaksi päävaihtoehtoa: 1) kaikki 5 mekaaninen massa voidaan johtaa alkalikäsittelyreaktoriin tai 2) massa voidaan jakaa ensimmäiseen hyväksyttyyn jakeeseen ja ensimmäiseen hylättyyn jakeeseen, ja hylätty jae johdetaan alkalikäsittelyreaktoriin.

Ensimmäisen päävaihtoehdon mukaan mekaaninen massa johdetaan koko-10 naisuudessaan alkalikäsittelyreaktoriin tietyn pH-tason saavuttamiseksi. Mekaaninen massa käsitellään alkalilla, kuten natriumhydroksidilla (NaOH), natriumbikarbonaatilla (Na2CC>3), magnesiumhydroksidilla (Mg(OH)2) tai kal-siumhydroksidilla (Ca(OH)2). Prosessi järjestetään alkalikäsittelyreaktorissa siten, että siinä on prosessiviive, eli massa viipyy reaktorissa ainakin 15 0,5 tuntia, yleensä 1-2 tuntia. Prosessiviive on välttämätön, koska alkalin pitäisi tunkeutua massan kuitujen pinnasta kuitujen (tai kuitukertymien, riippuen siitä, kuinka karkeaa massa on) sisäosiin, eli myös kuitujen ja/tai kuitu-kertymien sisäosat tulee käsitellä keksinnön hyötyjen saavuttamiseksi. Prosessiviive voidaan järjestää sekä eräprosessiin että jatkuvaan prosessiin.

20 .·*·. Kun massa on käsitelty alkalikäsittelyreaktorissa, se johdetaan erottimeen, • · · . kuten seulaan tai sykloniin. Mekaaninen massa jaetaan ensimmäiseen hyväksyttyyn jakeeseen ja ensimmäiseen hylättyyn jakeeseen. Erotteluvaihe • * * tapahtuu 0,5-1,5 prosentin sakeudessa, tyypillisesti noin yhden prosentin "V 25 sakeudessa, ja ensimmäinen hyväksytty jae jää erottelun jälkeen tähän * · · *;j;* sakeuteen. Hyväksytyn jakeen ja hylätyn jakeen välinen suhde voi yleensä *···* olla noin 20/80. Hyväksytyn jakeen ja hylätyn jakeen välinen suhde voi kui tenkin olla myös 60/40 tai 50/50. Näin ollen hyväksyttyä jaetta voi olla 20-:.v 60% massan kokonaismäärästä tai jopa 15-65% massan kokonais- 30 määrästä.

t · · * φ ·

Aluksi ensimmäisestä hylätystä jakeesta poistetaan vettä, joten ensimmäisen '*:** hylätyn jakeen sakeus on edullisesti yli 30 %. Sakeus on edullisemmin yli s..,! 35 %. Ylimääräinen neste kierrätetään takaisin prosessiin. Ensimmäinen *:**: 35 hylätty jae johdetaan yllämainitussa sakeudessa otsonireaktoriin, jossa ensimmäistä hylättyä jaetta revitään ja otsonoidaan. Energiansäästön ja 4 119062 massan laadun vaatimuksista riippuen otsonointiprosessi järjestetään siten, että otsonin määrä on 0,5-10 % ja sopivimmin 1-4 % massan painosta. Pro-sessilämpötila on 20...90°C. Otsonointiprosessissa muodostuu voimakkaita orgaanisia happoja, mutta alkali, jolla ensimmäinen hylätty jae on käsitelty, 5 neutraloi nämä voimakkaat orgaaniset hapot. Voimakkaat orgaaniset hapot ja alkali muodostavat puskuriliuoksen, jonka pH voidaan pitää tietyllä tasolla pitkän aikaa, vaikka otsonointiprosessissa muodostuu jatkuvasti orgaanisia happoja. Otsonointiprosessin lopussa hylätyn jakeen pH on välillä 5-7, mikä on edullinen alue seuraavien prosessivaiheiden kannalta.

10

Otsonoinnin jälkeen ensimmäistä hylättyä jaetta jauhetaan pääjauhatus-linjassa, joka voi käsittää peräkkäisiä jauhimia. On mahdollista, että ensimmäinen hylätty jae jaetaan toiseksi hyväksytyksi jakeeksi ja toiseksi hylätyksi jakeeksi. Toinen hylätty jae voidaan johtaa jatkojauhatukseen eli kolmanteen 15 jauhatusvaiheeseen, mutta on myös mahdollista, että se vain poistetaan prosessista. Jos on olemassa kolmas jauhatusvaihe, se suoritetaan samalla tavoin kuin edeltävät jauhatusvaiheet.

Edellä mainittujen prosessivaiheiden jälkeen ensimmäinen hyväksytty jae ja 20 ensimmäisen hylätyn jakeen hyväksytty osa yhdistetään. Ensimmäisen hylä- .*·*. tyn jakeen hyväksytty osa tarkoittaa kaikkia hyväksyttyjä jakeita, jotka on . !·. saatu sen jälkeen, kun massa on jaettu ensimmäiseen hyväksyttyyn jakee- • ♦ « , v. seen ja ensimmäiseen hylättyyn jakeeseen.

• · · • ♦ • · • · · :*V 25 On mahdollista, että ensimmäinen hyväksytty jae käsitellään otsonilla ja • · · otsonikäsitellyt massat yhdistetään. On myös mahdollista, että alkalia lisä-tään ensimmäiseen hyväksyttyyn jakeeseen sen jälkeen, kun tämä on käsitelty otsonilla. Alkali voi olla samaa, jota lisätään ennen otsonointia. Lisäksi ϊ.Ο on mahdollista, että hyväksytty jae, jota ei ole otsonoitu, käsitellään alkalilla 30 ennen kuin se yhdistetään ensimmäisen hylätyn jakeen hyväksyttyyn osaan.

· · "Il Tuloksensa saatavan jakeen freeness-arvo voi olla 90-150 ml CSF, mutta on • · ’·”* myös mahdollista, että alaraja on 30 tai 40 ml CSF. On selvää, että edellä s***: mainittu freeness-arvo riippuu halutusta paperilaadusta.

·:··: 35 5 119062

Toisen päävaihtoehdon mukaan ensimmäisen jauhatusvaiheen jälkeen massa jaetaan erottimessa, kuten seulassa tai syklonissa, ensimmäiseen hyväksyttyyn jakeeseen ja ensimmäiseen hylättyyn jakeeseen. Erottimessa sakeus on 1-2 %. Hyväksytyn jakeen ja hylätyn jakeen välinen suhde voi 5 yleensä olla noin 20/80. Hyväksytyn jakeen ja hylätyn jakeen välinen suhde voi kuitenkin olla myös 60/40 tai 50/50. Näin ollen hyväksyttyä jaetta voi olla 20-60% massan kokonaismäärästä, tai jopa 15-65% massan kokonaismäärästä.

10 Ensimmäinen hylätty jae käsitellään alkalilla, kuten natriumhydroksidilla (NaOH), natriumbikarbonaatilla (Na2C03), magnesiumhydroksidilla (Mg(OH)2) tai kalsiumhydroksidilla (Ca(OH)2), alkalikäsittelyreaktorissa. Ensimmäisen hylätyn jakeen pH nostetaan tasolle 9-11, joka riippuu käytettävästä otsonimäärästä ja käsitellystä raaka-aineesta. Tämän jälkeen 15 ensimmäisestä hylätystä jakeesta poistetaan nestettä, jolloin saavutetaan sakeus, joka on edullisesti yli 30 %. Sakeus on edullisemmin yli 35 %. Ylimääräinen neste kierrätetään takaisin prosessiin. Ensimmäinen hylätty jae johdetaan yllämainitussa sakeudessa otsonireaktoriin, jossa ensimmäistä hylättyä jaetta revitään ja otsonoidaan. Energiansäästön ja massan laadun 20 vaatimuksista riippuen otsonointiprosessi järjestetään siten, että otsonin määrä on 0,5-10 % ja sopivimmin 1-4 % massan painosta. Prosessilämpö- ; tila on 20...90°C. Otsonointiprosessissa muodostuu voimakkaita orgaanisia • · · happoja, mutta alkali, jolla ensimmäinen hylätty jae on käsitelty, neutraloi nämä voimakkaat orgaaniset hapot. Voimakkaat orgaaniset hapot ja alkali • · · "V 25 muodostavat puskuriliuoksen, jonka pH voidaan pitää tietyllä tasolla pitkän aikaa, vaikka otsonointiprosessissa muodostuu jatkuvasti orgaanisia happo-*···* ja. Otsonointiprosessin lopussa hylätyn jakeen pH on välillä 5-7, mikä on edullinen alue seuraavien prosessivaiheiden kannalta.

* · · • · · • * ·♦ · 30 Otsonoinnin jälkeen ensimmäinen hylätty jae johdetaan jauhimeen toisen jauhatusvaiheen suorittamiseksi. Kun ensimmäinen hylätty jae on käsitelty otsonilla, sen ominaisuudet ovat muuttuneet niin, että toisessa jauhatus- • · T vaiheessa kuluu paljon vähemmän energiaa kuin massoilla, joita ei ole käsi- telty otsonilla. Ensimmäinen hylätty jae johdetaan jauhimesta lajittimelle, joka 35 erottelee ensimmäisen hylätyn jakeen toiseen hyväksyttyyn jakeeseen ja toiseen hylättyyn jakeeseen. Hyväksyttyjen jakeiden eli ensimmäisen hyväk- 119062 6 sytyn jakeen ja toisen hyväksytyn jakeen muodostaman massan freeness-arvo voi olla 90-150 ml CSF, mutta alaraja voi olla myös 30-40 ml CSF. On selvää, että edellä mainittu freeness-arvo riippuu halutusta paperilaadusta.

5 Toinen hylätty jae voidaan johtaa jatkojauhatukseen eli kolmanteen jauhatus-vaiheeseen, mutta on myös mahdollista, että se vain poistetaan prosessista. Jos on olemassa kolmas jauhatusvaihe, se suoritetaan samalla tavoin kuin edeltävät jauhatusvaiheet.

10 Ensimmäinen hyväksytty jae voidaan poistaa prosessista ja sitä voidaan käyttää muihin tarkoituksiin, mutta on myös mahdollista, että ensimmäinen hyväksytty jae ja toinen hyväksytty jae yhdistetään siten, että ne voidaan johtaa yhtenä jakeena seuraavaan prosessivaiheeseen, joka on yleensä val-kaisuvaihe. Ensimmäisestä jauhatusvaiheesta saadun massan pH on välillä 15 5-7, ja ensimmäisellä hyväksytyllä massalla on suunnilleen sama pH, joten ei tarvita muita vaiheita pH-tason säätämiseksi.

PH:n säätäminen tasolle 9-11 ennen jauhatusta helpottaa valkaisuvaihetta, koska peroksidin kulutus pienenee. Haitallisia puun uuteaineita liukenee 20 veteen, johon alkali lisätään.

*·· • « • · ··· . .·. Tällä keksinnöllä saatua mekaanista massaa (edellä mainitut ensimmäinen ja .*!*. toinen päävaihtoehto) käytetään paperituotteen valmistusprosessissa. Pape- ·*.*. rituote voi olla mekaanista massaa sisältävää paperia, kuten mekaanista • · · " V 25 massaa sisältävää painopaperia, tai se voi olla kartonkia.

* < * ·· * » * • * ***** Seuraavassa keksintöä selostetaan esimerkkien avulla ja viittaamalla piirus tuksiin, joissa • « • * « t · • 9 30 kuva 1 esittää kaaviomaisesti ensimmäistä prosessia, 9 ··· kuva 2 esittää kaaviomaisesti toista prosessia, • · «·* ··· kuva 3 esittää kaaviomaisesti kolmatta ja neljättä prosessia, ·:·*: 35 7 119062 kuva 4 esittää vetoindeksiä ominaisenergiankulutuksen (engl. specific energy consumption, SEC) funktiona, ja kuva 5 esittää repäisyindeksiä vetoindeksin funktiona.

5

Esimerkki 0.

Männystä valmistetun mekaanisen massan käsittelyyn käytettiin menetelmiä, jotka eivät sisällä alkalikäsittelyä ennen otsonointia.

10

Pisteet 1 ja 2 vastaavat tuloksia, jotka on saatu tavallisella kuumahiertämi-sellä (TMP), jossa raaka-aineena käytetään mäntyä.

Piste 5 kuvissa 5 ja 6 vastaa tuloksia, jotka on saatu prosessista, jossa otso-15 noitua hylättyä mäntyjaetta ön sekoitettu otsonoimattomaan hyväksyttyyn mäntyjakeeseen. Alkalia ei ole lisätty.

Piste 7 kuvissa 5 ja 6 vastaa tuloksia, jotka on saatu prosessista, jossa otso-noitua hylättyä mäntyjaetta on sekoitettu otsonoituun hyväksyttyyn mänty-20 jakeeseen. Alkalia ei ole lisätty.

«M • · • · , ,·, Kuten kuvista 5 ja 6 voidaan nähdä, hylätyn mäntyjakeen otsonoinnilla saa- ,v, vutettiin ± 20 % energiansäästö ja paremmat lujuusominaisuudet kuin tavan- • i · .* Ϊ omaisella mäntyprosessilla.

i · · _ _ *··.1 25 :·* Esimerkki 1.

·« • · 8 119062 on edullisin muihin prosesseihin verrattuna, kun raaka-aineena on mänty. Ensimmäisen vaiheen jauhatus on melko kevyttä; massaa kuidutetaan free-ness-arvoon 600-700 ml CSF. On mahdollista, että freeness-arvo on jopa yli 700 ml CSF. Massa käsitellään alkalilla, kuten natriumhydroksidilla, alkali-5 käsittelyreaktorissa 3. Ensimmäisen hylätyn jakeen pH nostetaan tasolle 9- 11. Alkalikäsittelyreaktorissa 3 on viive, joten massa viipyy alkalikäsittely-reaktorin sisällä ainakin 0,5 tunnin, yleensä 1-2 tunnin ajan. Massa myös laimenee alkalikäsittelyreaktorissa, joten sen sakeus on 0,5-1,5 %.

10 Massa jaetaan lajittimella 4, kuten seulalla, ensimmäiseen hyväksyttyyn jakeeseen A1 ja ensimmäiseen hylättyyn jakeeseen R1. Yleensä hyväksytyn jakeen ja hylätyn jakeen suhde on noin 20/80, mutta myös muut suhteet, joita on kuvattu yleisessä selityksessä, ovat sopivia.

15 Tämän jälkeen ensimmäinen hylätty jae R1 johdetaan sakeuttimeen 5, kuten ruuvipuristimeen, joka poistaa massasta nestettä siten, että saavutetaan sakeus, joka on yli 35 %. Ylimääräinen neste 9 kierrätetään takaisin prosessiin. Ensimmäinen hylätty jae R1 johdetaan yllämainitussa sakeudessa otsonireaktoriin 6, jossa ensimmäistä hylättyä jaetta R1 otsonoidaan. 20 Otsonointiprosessissa muodostuu voimakkaita orgaanisia happoja, mutta alkali, jolla ensimmäinen hylätty jae on käsitelty, neutraloi nämä voimakkaat • ·': orgaaniset hapot. Voimakkaat orgaaniset hapot ja alkali muodostavat pusku- * · riliuoksen, jonka pH voidaan pitää tietyllä tasolla pitkän aikaa, vaikka otso-nointiprosessissa muodostuu jatkuvasti orgaanisia happoja. Otsonointi- • · « "V 25 prosessin lopussa hylätyn jakeen pH on välillä 5-7, mikä on edullinen alue *;"* seuraavien prosessivaiheiden kannalta.

« · • * * · ·

Otsonoinnin jälkeen ensimmäinen hylätty jae R1 johdetaan jauhimeen 7.

* · \v Kun ensimmäinen hylätty jae R1 on käsitelty otsonilla, sen ominaisuudet ovat 30 muuttuneet niin, että jauhatusvaiheessa kuluu paljon vähemmän energiaa kuin massoilla, joita ei ole käsitelty otsonilla. Ensimmäinen hylätty jae R1 voi-]·*·. daan johtaa jauhimesta 7 toiseen jauhimeen 8. On myös mahdollista, että * m V ensimmäinen hylätty jae johdetaan lajittimelle (ei esitetty), joka lajittelee ensimmäisen hylätyn jakeen toiseen hyväksyttyyn jakeeseen ja toiseen *:**: 35 hylättyyn jakeeseen. Toinen hylätty jae voidaan johtaa jatkojauhatukseen, mutta on myös mahdollista, että se vain poistetaan prosessista.

9 119062

Ensimmäinen hyväksytty jae ja ensimmäisen hylätyn jakeen hyväksytty osa voidaan yhdistää sen jälkeen, kun ensimmäinen hylätty jae on käsitelty edellä mainitulla tavalla, joten ne voidaan johtaa yhtenä jakeena seuraavaan pro-5 sessivaiheeseen, joka on yleensä valkaisuvaihe. Saadun massan pH on välillä 5-7.

Piste 4 kuvissa 4 ja 5 vastaa tulosta, joka on saatu edellä mainitulla prosessilla.

10

Esimerkki 2.

Seuraavassa selostetaan toista prosessia viittaamalla kuvaan 2.

15 Mekaanisen massan raaka-aineesta poistetaan aluksi vettä esimerkiksi sakeuttimessa 1, kuten ruuvipuristimessa, ja tämän jälkeen raaka-aine syötetään jauhimeen 2, jossa raaka-ainetta, kuten haketta, jauhetaan ensimmäisessä jauhatusvaiheessa kohotetussa lämpötilassa ja paineessa mekaanisen massan muodostamiseksi. Massan sakeus on noin 30 %. Sopivin raaka-aine 20 on mänty, koska keksinnön mukainen menetelmä on edullisin muihin proses-seihin verrattuna, kun raaka-aineena on mänty. Ensimmäisen vaiheen jau- : ·*: hatus on melko kevyttä; massaa jauhetaan freeness-arvoon 600- ··· 700 ml CSF. Massa käsitellään alkalilla, kuten natriumhydroksidilla, alkali-: .·. käsittelyreaktorissa 3. Ensimmäisen hylätyn jakeen pH nostetaan tasolle 9- t * · )*V 25 11. Alkalikäsittelyreaktorissa 3 on viive, joten massa viipyy alkalikäsittely- reaktorin sisällä ainakin 0,5 tunnin, yleensä 1-2 tunnin ajan. Samalla massa **··* laimenee sakeuteen, joka on välillä 0,5-1,5 %.

• * :.v Massa lajitellaan lajittimessa 4, kuten seulassa, ensimmäiseen hyväksyttyyn •e· 30 jakeeseen A1 ja ensimmäiseen hylättyyn jakeeseen R1. Hyväksytyn jakeen ja hylätyn jakeen suhde on yleensä noin 20/80, mutta muutkin suhteet ovat ”··. sopivia.

• · ··· Tämän jälkeen ensimmäinen hylätty jae R1 johdetaan sakeuttimeen 5, kuten 35 muvipuristimeen, joka poistaa massasta nestettä siten, että saavutetaan sakeus, joka on yli 35 %. Ylimääräinen neste 9 kierrätetään takaisin proses- 10 119062 siin. Ensimmäinen hylätty jae R1 johdetaan yllämainitussa sakeudessa otsonireaktoriin 6, jossa ensimmäistä hylättyä jaetta R1 otsonoidaan. Otsonin määrä on 0,5-10% ja sopivimmin 1-4% massan painosta. Otsonoinnin aikana lämpötila on 20...90°C.

5

Otsonointiprosessissa muodostuu voimakkaita orgaanisia happoja, mutta alkali, jolla ensimmäinen hylätty jae on käsitelty, neutraloi nämä voimakkaat orgaaniset hapot. Voimakkaat orgaaniset hapot ja alkali muodostavat puskuriliuoksen, jonka pH voidaan pitää tietyllä tasolla pitkän aikaa, vaikka 10 otsonointiprosessissa muodostuu jatkuvasti orgaanisia happoja. Otsonointi-prosessin lopussa hylätyn jakeen pH on välillä 5-7, mikä on edullinen alue seuraavien prosessivaiheiden kannalta.

Otsonoinnin jälkeen ensimmäinen hylätty jae R1 johdetaan lajittimelle 7. Kun 15 ensimmäinen hylätty jae R1 on käsitelty otsonilla, sen ominaisuudet ovat muuttuneet niin, että toisessa jauhatusvaiheessa kuluu paljon vähemmän energiaa kuin massoilla, joita ei ole käsitelty otsonilla. Ensimmäinen hylätty jae R1 voidaan johtaa jauhimesta 7 toiseen jauhimeen 8. On myös mahdollista, että ensimmäinen hylätty jae johdetaan lajittimelle (ei esitetty), joka 20 lajittelee ensimmäisen hylätyn jakeen toiseen hyväksyttyyn jakeeseen ja toi- :***: seen hylättyyn jakeeseen. Toinen hylätty jae voidaan johtaa jatkokuidutuk- « · · * seen, mutta on myös mahdollista, että se vain poistetaan prosessista.

··« • · · • · · ·1.!. Ensimmäinen hyväksytty jae A1 johdetaan otsonireaktoriin 11 sakeudessa, ♦ 1 · "V 25 joka on välillä 0,5-1,5%. Ensimmäinen hyväksytty jae A1 otsonoidaan otsonireaktorissa 11. Otsonia voidaan ruiskuttaa ensimmäiseen hyväksyttyyn • 1 *···1 jakeeseen A1.

· \v Ensimmäinen hyväksytty jae A1 ja ensimmäisen hylätyn jakeen R1 hyväk- ·«1 30 sytty osa voidaan yhdistää sen jälkeen, kun ensimmäiset jakeet on käsitelty edellä mainitulla tavalla, joten ne voidaan johtaa yhtenä massana seuraa-vaan prosessivaiheeseen, joka on yleensä valkaisuvaihe. Saadun massan **:1' pH on välillä 5-7.

e·· v t • · ·1« 35 Piste 6 kuvissa 4 ja 5 vastaa tulosta, joka on saatu edellä kuvatulla prosessi-vaihtoehdolla.

„ 119062

Kuten kuvista 4 ja 5 voidaan nähdä, saavutettiin ± 30 % energiansäästö ja paremmat lujuusominaisuudet kuin tavanomaisella mäntyprosessilla, kun hylätty mäntyjae käsiteltiin alkalilla ja otsonoitiin (piste 4 ja piste 6).

5

Esimerkki 3.

Seuraavassa selostetaan kolmatta prosessia viittaamalla kuvaan 3.

10 Kolmas prosessi on samankaltainen kuin kuvassa 2 paitsi että ensimmäinen hyväksytty jae käsitellään alkalilla sen jälkeen, kun se on otsonoitu sekoitus-reaktorissa 13. Alkalin määrä oli 0,5 p-% kuivan ensimmäisen hyväksytyn jakeen kokonaismäärästä (esim. 0,5 p-% 100-prosenttisesta NaOH:sta). , Sekoitusreaktoriin 13 on järjestetty prosessiviive. Massa viipyy reaktorissa 13 15 ainakin 0,5 tuntia.

Piste 8 kuvissa 4 ja 5 vastaa tulosta, joka on saatu edellä kuvatulla prosessi-vaihtoehdolla.

20 Esimerkki 4.

«·· • · • · *·· : ;*: Seuraavassa selostetaan neljättä prosessia viittaamalla kuvaan 3.

··· • · t · # • · ·

Neljäs prosessi on samankaltainen kuin kuvassa 2 paitsi että ensimmäinen • · · “V 25 hyväksytty jae käsitellään alkalilla sen jälkeen, kun se on otsonoitu sekoituskin* reaktorissa 13. Alkalin määrä oli 2 p-% kuivan ensimmäisen hyväksytyn • 9 *··* jakeen kokonaismäärästä (esim. 2 p-% 100-prosenttisesta NaOH:sta).

Sekoitusreaktoriin 13 on järjestetty prosessiviive. Massa viipyy reaktorissa 13 v ainakin 0,5 tuntia.

··· 30

Piste 9 kuvissa 4 ja 5 vastaa tulosta, joka on saatu edellä kuvatulla prosessi- "**. vaihtoehdolla.

• ·

Kuten kuvista 4 ja 5 voidaan nähdä, saavutettiin ± 30 % energiansäästö ja 35 paremmat lujuusominaisuudet kuin tavanomaisella mäntyprosessilla, kun 9 12 1 1 9062 hylätty mäntyjae käsiteltiin alkalilla, hylätty mäntyjae otsonoitiin, ja hyväksyttyyn jakeeseen lisättiin alkalia (piste 8 ja piste 9).

Alan ammattilaiselle on selvää, että edellä olevissa esimerkeissä kuvattuja 5 prosesseja voidaan yhdistellä eri tavoin. Alan ammatilaiselle on myös selvää, mitä sakeuksia vaaditaan kunkin prosessivaiheen suorittamiseksi. Ensimmäisen prosessiviiveen ja lajitteluvaiheen keskinäinen järjestys voi olla päinvastainen; siinä tapauksessa alan ammatilaiselle on selvää, että sakeuksia on säädettävä ja ensimmäinen hyväksytty jae ja ensimmäinen hylätty jae on 10 käsiteltävä erikseen alkalilla, jos tällainen käsittely tarvitaan molemmille jakeille.

• M

* 9 9 9 999 9 • 9 9 9 9 9 999 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 999 9 9 9 9 9 9 9 9 999 999 9 9 9 9 999 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 999 9 9 9 9 999 9 9 999 9 9999 999 9 9 9 9 999 9 999 9 9 9 9 999 9 9 9

Claims

13 119062

1. Menetelmä mekaanisen massan valmistamiseksi, jossa menetelmässä - tuodaan mekaanisen massan raaka-aineet, 5. jauhetaan raaka-aineet ensimmäisessä jauhatusvaiheessa mekaanisen massan muodostamiseksi, - säädetään mekaanisen massan pH välille 9-11 prosessivaiheessa, johon järjestetään ensimmäinen prosessiviive, joka on vähintään 0,5 tuntia, 10. lajitellaan mekaaninen massa ensimmäiseen hyväksyttyyn jakeeseen (A1) ja ensimmäiseen hylättyyn jakeeseen (R1), - käsitellään otsonilla ensimmäinen hylätty jae (R1), jonka pH on otsonointiprosessin alussa välillä 9-11, - lajitellaan otsonoitu ensimmäinen hylätty jae (R1) toisessa jauhatus-15 vaiheessa siten, että ainakin osa siitä kuuluu toiseen hyväksyttyyn jakeeseen, ja - yhdistetään hyväksytyt jakeet.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensim-20 mäinen hylätty jae (R1) otsonoidaan sakeudessa, joka on yli 30 %. e·· • · * · ··· .

.·. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen hylätyn jakeen (R1) käsittelyssä i - lajitellaan otsonoitu ja jauhettu ensimmäinen hylätty jae (R1) toiseen ;*V 25 hyväksyttyyn jakeeseen ja toiseen hylättyyn jakeeseen. • · · ··· • •e

• · ***** 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen hyväksytyn jakeen (A1) käsittelyssä • · \v - otsonoidaan ensimmäinen hyväksytty jae (A1). *·· ϊ ** 30

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensim- "*·. mäinen hyväksytty jae (A1) otsonoidaan 0,5-1,5 %:n sakeudessa. • *** ··#

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, *"'! 35 että ensimmäisen hyväksytyn jakeen (A1) käsittelyssä lisäksi 14 119062 - lisätään otsonoituun ensimmäiseen hyväksyttyyn jakeeseen (A1) alkalia prosessivaiheessa, johon on järjestetty toinen prosessiviive, joka on ainakin 0,5 tuntia.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hyväksytyt jakeet valkaistaan.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaan valmistetun mekaanisen massan käyttö paperituotteen valmistusprosessissa. 10 aaa • · • ·«· te* • · aaa e · aaa aaa • a • a • · i aaa aaa a • • a a a a m ··« ··· • * a a aaa • a aaa aaa a a aaa a a a a aaa a a • aa a aaaa aaa • a a a aaa a aaa a a a a aaa a a a 119062 15