FI121787B - Menetelmä ja laitteisto massan jatkuvatoimiseksi valmistamiseksi - Google Patents

Description

MENETELMÄ JA LAITTEISTO MASSAN JATKUVATOIMISEKSI VALMISTAMISEKSI

Perinteisen tiedon mukaan selluloosan kraftkeitossa liuenneen orgaanisen materiaalin 5 (dissolved organic material, DOM) tasolla tiedetään olevan haitallinen vaikutus keittoprosessin myöhemmissä vaiheissa, koska se vaikeuttaa delignifiointiprosessia, mikä johtuu aktiivisen keittokemikaalin kulumisesta liuoksessa ennen kuin se voi reagoida puun jäännösligniinin tai natiivin ligniinin kanssa. Liuennut orgaaninen materiaali, DOM, koostuu pääasiassa liuenneesta hemiselluloosasta ja ligniinistä mutta myös liuenneesta 10 selluloosasta, uuteaineista ja muusta materiaalista, jota on uutettu puusta keittoprosessissa. DOM-pitoisuuden vaikutusta aikaisemmissa keiton vaiheissa pidetään perinteisen tiedon mukaan merkityksettömänä. DOM:n haitallinen vaikutus keiton myöhemmissä vaiheissa voidaan minimoida joillakin tekniikan tason mukaisilla vuokeittomenetelmillä, erityisesti käyttämällä Glens Fallsissa New Yorkissa sijaitsevan 15 Andritz lnc.:n EMCC®-keitintä, koska liuoksen (joka sisältää myös valkolipeää) vastavirta keiton lopussa vähentää DOM-pitoisuutta sekä "bulkkidelignifioinnin" lopussa että koko ns. "jäännösdelignifioinnin" aikana.

Esilläolevan keksinnön mukaan on havaittu paitsi, että DOM:lla on epäedullinen vaikutus 20 keittoon keittovaiheen lopussa, myös että DOM:n läsnäolo vaikuttaa epäedullisesti missä tahansa keittoprosessin vaiheessa - eli bulkkidelignifioinnin alussa, keskellä tai lopussa -valmistetun massan lujuuteen. Mekanismia, jolla DOM vaikuttaa massakuituihin ja siten • · · : V vaikuttaa epäedullisesti missä tahansa keittoprosessin vaiheessa valmistetun massan • · •/•l lujuuteen, ei täysin tunneta, mutta sen on arveltu johtuvan alkalilla uutettavien orgaanisten :Y: 25 aineiden vähentyneestä massansiirtonopeudesta kuituseinämien läpi, mikä aiheutuu siitä, :***: että DOM ympäröi kuituja, ja kuitujen kiteisten alueiden ja amorfisten alueiden (so.

• · kyhmyjen) erilaisesta uutettavuudesta. Joka tapauksessa keksinnön mukaan on osoitettu, että jos DOM-taso (pitoisuus) minimoidaan koko keiton ajan, massan lujuus lisääntyy • · · huomattavasti. Keksinnön mukaan on todettu, että jos DOM-taso on lähellä nollaa koko ... 30 kraftkeiton ajan, massan repäisylujuus kasvaa suuresti, ts. jopa noin 25 % (esim. 27 %:iin) • · · **!/ 11 km:n vetolujuudella verrattuna perinteisesti valmistettuun kraftmassaan. Jopa DOM- • · *···’ tason lasku puoleen tai neljännekseen normaalista tasosta lisää huomattavasti massan :*·.· lujuutta.

• · • · 35 Tekniikan tason mukaisissa kraftkeitoissa on yleistä, että DOM-pitoisuus on joissakin * · · keiton vaiheissa 130 grammaa litraa kohti (g/l) tai sen yli ja 100 g/l tai yli useissa kraftkeiton *...· vaiheissa (esimerkiksi Andritz Inc. MCC® -vuokeittimien pohjakierrossa, säätökierrossa, ylä- ja pääpoistoissa ja MC-kierrossa), vaikka DOM-pitoisuus pidetään tasolla 30 - 90 g/l 2 pesukierrossa (perinteisen tiedon mukaan myöhemmissä keittovaiheissa). Tällaisissa perinteisissä tilanteissa on myös yleistä, että DOM-tason ligniiniosa on yli 60 g/l tai jopa yli 100 g/l, ja että DOM-tason hemiselluloosaosa on paljon yli 20 g/l. Ei tiedetä, onko liuenneella hemiselluloosaosalla voimakkaampi haitallinen vaikutus massan lujuuteen -5 esim. koska se vaikuttaa epäedullisesti orgaanisten aineiden siirtymiseen kuiduista - kuin ligniinillä tai päinvastoin, vai onko vaikutus synergistinen, mutta liuenneilla hemiselluloosilla epäillään olevan merkittävä vaikutus.

Keksinnön mukaan on ensimmäistä kertaa havaittu, että DOM-pitoisuus tulisi minimoida 10 koko kraftkeiton ajan, jotta voitaisiin vaikuttaa positiivisesti massan valkaistavuuteen, vähentää kemiallista kulutusta ja ehkä merkittävimmin lisätä massan lujuutta. Minimoimalla DOM-tasot on mahdollista suunnitella pienempiä vuokeittimiä, joilla saavutetaan silti samanlainen läpisyöttö. Näin voidaan myös saavuttaa joitakin vuokeittimien etuja eräkeittojärjestelmillä. Monet näistä hyödyllisistä tuloksista voidaan ennakoida pitämällä 15 DOM-pitoisuus tasolla 100g/l tai sen alle olennaisesti koko kraftkeiton ajan (ts. bulkkidelignifioinnin alun, keskikohdan ja lopun ajan) ja edullisesti noin tasolla 50 g/l tai alle (mitä lähemmäksi nollaa DOM-taso menee, sitä parempia ovat tulokset). On erityisen toivottavaa pitää ligniinipitoisuus tasolla 50 g/l tai alle (edullisesti noin tasolla 25 g/l tai alle) ja hemiselluloosapitoisuus noin tasolla 15 g/l tai alle (edullisesti noin tasolla 10 g/l tai alle).

20

Keksinnön mukaan on myös havaittu, että on mahdollista ainakin suurelta osin passivoida DOM-pitoisuuden haitalliset vaikutukset massan lujuuteen. Keksinnön tämän : V suoritusmuodon mukaan on havaittu, että jos poistetaan mustalipeää ja altistetaan se • · painelämpökäsittelylle US-patentin 4,929,307 mukaan, esim. noin 170 - 350 °C:ssa 25 (edullisesti 240 °C:ssa) noin 5-90 minuutin ajaksi (edullisesti noin 30 - 60 minuutin ajaksi) :*·*: ja syötetään sitten takaisin, voidaan lisätä repäisylujuutta jopa 15 %. Mekanismia, jolla • · I*·.. DOM:n passivointi lämpökäsittelyllä tapahtuu, ei myöskään täysin tunneta, mutta se on yhteneväinen yllä selostetun hypoteesin kanssa, ja se vaikuttaa massan lujuuteen havaittavasti ja voimakkaasti.

30 • · · ;[.* Keksinnön mukaan esitetään erilaisia menetelmiä sekä vuo- että eräkeittoa varten • · ***·' kraftmassan lujuuden lisäämiseksi ottaen huomioon edellä esitetyt DOM:n haitalliset vaikutukset lujuuteen. Keksinnön mukaan saadaan myös aikaan kraftmassaa, jonka lujuus ·:··· on lisääntynyt, sekä esitetään laite, jolla saavutetaan keksinnön mukaiset toivotut tulokset.

35 Lisäksi keksinnön mukaan H-tekijää voidaan merkittävästi pienentää. On mahdollista • · · '*[** pienentää H-tekijää ainakin 5 %:a tietyn kappaluvun saavuttamiseksi. Myös kulutetun • · *···* tehollisen alkalin määrää voidaan merkittävästi vähentää, esim. noin 0,5 %:lla puusta laskettuna (esim. noin 4 %) tietyn kappaluvun saavuttamiseksi. Lisäksi voidaan lisätä 3 valkaistavuutta, mikä esimerkiksi lisää ISO- vaaleutta ainakin yhden yksikön tietyllä täysisekvenssikappatekijällä.

Keksinnön yhden suoritusmuodon mukaan esitetään menetelmä kraftmassan 5 valmistamiseksi keittämällä hienonnettua selluloosa- ja kuitupitoista materiaalia. Menetelmään kuuluvat seuraavat materiaalin kraftkeiton eri vaiheiden ajan jatkuvat tapahtumat (a) Erotetaan liuosta, jonka DOM-taso on riittävän merkittävä vaikuttamaan epäedullisesti massan lujuuteen, sekä (b) korvataan massan lujuuden lisäämiseksi osa erotetusta liuoksesta tai koko liuos sellaisella liuoksella, jonka vaikuttava DOM-taso on 10 olennaisesti alhaisempi kuin erotetun liuoksen DOM-taso. Vaihe (b) on tyypillisesti suoritettu korvaamalla poistettu liuos liuoksella, joka valitaan ryhmästä, johon kuuluu pääasiallisesti vesi, olennaisesti DOM:ää sisältämätön valkolipeä, painelämpökäsitelty mustalipeä, pesusuodos, kylmäpuskusuodos ja niiden yhdistelmät. Esimerkiksi ainakin yhden keittovaiheen ajaksi mustalipeää voidaan poistaa ja käsitellä paineen ja lämmön 15 alaisena (esim. ylipaineessa noin 170 - 350 °C:ssa noin 5-90 minuutin ajan ja ainakin 20 °C keittolämpötilaa korkeammassa lämmössä) DOM:n epäedullisten vaikutusten passivoimiseksi merkittävästi. Selitysosassa ja vaatimuksissa käytetty termi "tehollinen DOM" tarkoittaa sitä DOM:n osaa, joka vaikuttaa massan lujuuteen, H-tekijään, tehollisen alkalin kulutukseen ja/tai valkaistavuuteen. Alhainen tehollinen DOM voidaan saavuttaa 2 0 passivoinnilla (paitsi valkaistavuuden osalta) tai jo alunperin alhaisella DOM-pitoisuudella.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan toteuttaa pystysuorassa vuokeittimessä, missä • · · : V tapauksessa vaiheet (a) ja (b) voidaan toteuttaa ainakin keittimen kahdella eri tasolla.

• · ·’.*·: Tyypillisesti suoritetaan myös jatkovaihe (c), jossa vaiheesta (b) saatu korvausliuos :V: 25 kuumennetaan olennaisesti samaan lämpötilaan kuin poistettu liuos ennen kuin korvausliuos saatetaan kosketukseen keitettävän materiaalin kanssa. Vaiheet (a) ja (b) • · j*.voidaan suorittaa impregnoinnin aikana, keiton alun tienoilla, keiton keskivaiheen aikana ja keiton lopun tienoilla, ts. olennaisesti koko bulkkidelignifioinnin ajan.

• · · ... 30 Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan kraftkeittomenetelmään kuuluvat keiton • · · alun tienoilla seuraavat vaiheet: (a) Erotetaan liuosta, jonka DOM-taso on riittävän • · *···' huomattava vaikuttamaan epäedullisesti massan lujuuteen, sekä (b) korvataan massan lujuuden lisäämiseksi osa erotetusta liuoksesta tai koko liuos sellaisella liuoksella, jonka • · ·:··| vaikuttava DOM-taso on olennaisesti alhaisempi kuin erotetun liuoksen DOM-taso.

35 • · · *·’·* Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan kraftkeittomenetelmään kuuluvat • · · '·.·* selluloosapitoisen kuitumateriaalin impregnoinnin aikana seuraavat vaiheet: (a) Erotetaan liuosta, jonka DOM-taso on riittävän huomattava vaikuttamaan epäedullisesti massan 4 lujuuteen, sekä (b) korvataan massan lujuuden lisäämiseksi osa erotetusta liuoksesta tai koko liuos sellaisella liuoksella, jonka tehollinen DOM-taso on olennaisesti alhaisempi kuin erotetun liuoksen DOM-taso.

5 Vielä keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan kraftmassan keittomenetelmään kuuluvat seuraavat vaiheet: (a) Erotetaan mustalipeää massasta tietyssä keittovaiheessa; (b) painekuumennetaan mustalipeä lämpötilaan, joka on riittävä passivoimaan merkittävästi mustalipeän sisältämän DOM:n haitalliset vaikutukset massan lujuuteen, sekä (c) syötetään tietyssä vaiheessa DOM-passivoitu mustalipeä uudestaan massan 10 sekaan.

Keksintöön kuuluu myös kraftmassa, jota valmistetaan yllä esitetyillä menetelmillä. Tämä kraftmassa on erilaista kuin aikaisemmin valmistetut massat, sillä sen repäisylujuus on jopa 25 % suurempi täysin jauhetun massan tietyllä vetolujuudella (esim. 9 km:n 15 vetolujuudella tai 11 km:n vetolujuudella) (ja ainakin noin 15 % suurempi) verrattuna kraftmassaan, joka on valmistettu identtisissä olosuhteissa ilman keksinnön mukaisia DOM:n säilyttämis- tai poistamisvaiheita, tai ainakin 15 % suurempi (esim. ainakin noin 10 % suurempi) silloin kun käytetään passivoitua mustalipeää.

20 Keksintöä voi soveltaa myös selluloosapitoisen kuitumateriaalin kraft-eräkeittoon, jossa käytetään mustalipeää sisältävää astiaa ja materiaalin sisältävää eräkeitintä. Tällaiseen keksinnön mukaiseen kraft-eräkeittomenetelmään kuuluvat seuraavat vaiheet: (a) : .* Painekuumennetaan mustalipeä astiassa lämpötilaan, joka on riittävä passivoimaan • · DOM:n haitalliset vaikutukset massan lujuuteen, sekä (b) syötetään mustalipeä keittimeen, • · 25 jossa se joutuu kosketukseen siellä olevan selluloosapitoisen kuitumateriaalin kanssa.

:*·*: Vaihe (a) suoritetaan kuumentamalla mustalipeä ylipaineessa noin 170 - 350 °C:n * · lämpötilassa noin 5-90 minuutin ajan (tyypillisesti ainakin noin 190 °C:ssa 30 - 60 minuuttia ja ainakin 20 °C keittolämpötilaa korkeammassa lämpötilassa), ja vaihe (b) • · · voidaan suorittaa syöttämällä keittimeen samanaikaisesti mustalipeää ja valkolipeää ... 30 selluloosapitoisen kuitumateriaalin keiton aikaansaamiseksi.

• · · • · · ··· • · *···* Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan esitetään selluloosamassan kraftkeittoon tarkoitettu laite. Laitteeseen kuuluvat seuraavat osat: pystysuora vuokeitin; ainakin kaksi • · ·;··· poisto/erotussihtiä, jotka on sijoitettu keittimen eri tasoille ja eri keittovaiheille; kierrätyslinja 35 ja erotuslinja, jotka ovat yhteydessä kuhunkin sihtiin; sekä väline korvausliuoksen • · · tuomiseksi kierrätyslinjaan täydentämään poistolinjasta poistettua liuosta. Kuhunkin • · *···* kierrätyslinjaan kuuluu tyypillisesti kuumennuslaite, ja keitin voi liittyä erilliseen impregnointiastiaan, jossa myös paljon DOM:ää sisältävän liuoksen poisto ja korvaaminen 5 vähemmän DOM:ää sisältävällä liuoksella tapahtuu (takaisinsyöttölinjassa on myös yhteys impregnointiastian yläosan ja korkeapainesulkusyöttimen välillä).

Keksinnön kohteena on myös kaupallinen menetelmä hienonnetun selluloosapitoisen 5 kuitumateriaalin kraftkeiton toteuttamiseksi vaiheella (a), jossa jatkuvasti saatetaan olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä liuosta kosketukseen materiaalin kanssa ja jälleen pois aivan materiaalin kraftkeiton loppuun asti, ja valmistetaan näin massaa ainakin 100 tonnia päivässä. Tämä menetelmä toteutetaan edullisesti käyttämällä eräkeitintä, jonka kapasiteetti on ainakin 8 tonnia päivässä (esim 8 - 20), ja toteuttamalla vaihetta (a) 10 edeltävä vaihe (b), jossa keitin täytetään selluloosamateriaalilla, sekä vaihetta (a) seuraava vaihe (c), jossa kraftmassaa poistetaan keittimestä. Keksinnön kohteena on myös tämän suoritusmuodon toteuttamiseen tarkoitettu eräkeittojärjestelmä, jossa jokaisen keittimen tuotantokyky on ainakin 8 tonnia päivässä (tarkoittaa kaupallisella menetelmällä saavutettavaa määrää, ei laboratorio-oloissa saatavaa).

15

Keksinnön kohteena on myös useiden erityyppisten vuokeittimien, perinteisten MCC® Andritz Inc. -keittimien tai EMCC® Andritz Inc. -keittimien muunnelma, jolla voidaan merkittävästi laimentaa keittoliuoksen vaikuttavaa DOM:ää keiton ainakin yhden varhaisen tai keskivaiheen aikana. Jäljestämällä erotus- ja kierrätyssihdit tietyllä tavalla voidaan 20 saavuttaa keksinnön mukaiset edulliset tulokset kaikilla perinteisen tyyppisillä vuokeittimillä, joihin kuuluu yksiastiainen hydraulinen keitin, kaksiastiainen hydraulinen keitin jne. johtamalla vain eri nestevirtoja uudella tavalla ja syöttämällä alhaisen DOM- • · · : \; tason sisältävää laimennusliuosta ja/tai valkolipeää tietyissä vaiheissa.

• · • · · • ·· • · :V: 25 Keksinnön tarkoitus on ensisijaisesti valmisteta kraftmassaa, jonka lujuus on lisääntynyt, :1 2 3: ja/tai myös tyypillisesti pienentää H-tekijää ja alkalin kulutusta sekä lisätä valkaistavuutta.

• · Tämä ja keksinnön muut tarkoitukset käyvät ilmi keksinnön yksityiskohtaisesta kuvauksesta ja oheisista patenttivaatimuksista.

• · · ... 30 Kuvio 1 on kaavamainen esitys eräästä keksinnön mukaisesta esimerkinomaisesta kraft- • · · * vuokeittolaitteiston suoritusmuodosta keksinnön mukaisten esimerkinomaisten • · · 2 • · 3 menetelmien toteuttamiseksi; • » • · · • · · ·;··· Kuviot 2 ja 3 ovat graafisia esityksiä keksinnön mukaan valmistetun massan lujuudesta .·. 35 verrattuna identtisissä olosuhteissa mutta keksintöä soveltamatta valmistetun massan • ♦ · *·[·' lujuuteen; • · • · ♦ ♦♦ 6

Kuvio 4 on kaavamainen kuvanto keksinnön mukaisesta esimerkinomaisesta parannettuun kraft-eräkeittomenetelmään tarkoitetusta laitteistosta; 5 Kuvio 5 on kaavamainen sivukuvanto toisesta keksinnön mukaisesta esimerkinomaisen eräkeittimen suoritusmuodosta;

Kuvio 6 on graafinen esitys keksinnön mukaisen massanvalmistuksen H-tekijästä verrattuna identtisissä olosuhteissa keksintöä soveltamatta valmistetun kraftmassan H-10 tekijään;

Kuvio 7 on graafinen esitys keksinnön mukaisen massanvalmistuksen tehollisen alkalin kulutuksesta verrattuna identtisissä olosuhteissa keksintöä soveltamatta valmistetun kraftmassan tehollisen alkalin kulutukseen; 15

Kuvio 8 on graafinen esitys tehollisen alkalin kulutuksesta tehdaslipeän eri prosenttiosuuksilla DOM:ää sisältämättömästä liuoksesta;

Kuvio 9 on graafinen esitys, jossa verrataan keksinnön mukaan valmistettujen massojen 2 0 vaaleutta identtisissä olosuhteissa keksintöä soveltamatta valmistetun massan vaaleuteen;

Kuviot 10 - 14B ovat edelleen graafisia esityksiä keksinnön mukaan valmistetun massan : V eri lujuusaspekteista, joita • · « · « • ♦· • · : : : 25 Kuvioissa 12A - B verrataan identtisissä olosuhteissa keksintöä soveltamatta valmistetun * · ·1·1: kraftmassan lujuusaspekteihin; • · ♦ · • · • ··

Kuvio 15 on graafinen esitys DOM-pitoisuuksista, joka perustuu kolmea eri liuoslähdettä • · · käyttävien laboratoriokeittojen varsinaiseen lipeäanalyysiin keiton eri vaiheissa; 30 • · 1 *;1/ Kuvio 16 on kaavamainen esitys keksintöä soveltavasta kaksiastiaiseen hydrauliseen • · *···1 keittojärjestelmään kuuluvasta esimerkinomaisesta keittimestä; • · • · · • ·· • · ♦:♦·· Kuvio 17 on graafinen esitys teoreettisesta tutkimuksesta, joka vertailee DOM-pitoisuutta 35 perinteisessä MCC©-keittimessä DOM-pitoisuuteen kuvion 16 keittimessä; • · · • · · • · ·· • · • · • « · 7

Kuviot 18-20 ovat kaavamaisia esityksiä muista keksinnön mukaisista esimerkinomaisista keittimistä; ja 5 Kuviot 21 - 25 ovat graafisia esityksiä vaihtelevia laimennus- ja erotusparametrejä koskevista teoreettisista tutkimuksista, joissa käytetään kuvion 19 keitintä.

Kuvio 1 esittää kaksiastiaista hydraulista kraftkeitinjärjestelmää, jollaista edustaa esimerkiksi Glens Fallsissa New Yorkissa sijaitsevan Andritz Inc.rn myymä järjestelmä, 10 joka on muunneltu sopivaksi keksinnön mukaisten esimerkinomaisten menetelmien soveltamiseen. Tietysti mitkä tahansa muutkin olemassaolevat keitinjärjestelmät, myös yksiastiaiset hydrauliset keittimet sekä yksi- ja kaksiastiaiset höyryvaihekeittimet, voidaan muunnella sopiviksi keksinnön soveltamiseen.

15 Kuviossa 1 esitetyssä esimerkinomaisessa suoritusmuodossa perinteinen impregnointiastia (IV) 10 on yhdistetty perinteiseen pystysuoraan vuokeittimeen 11. Veden mukana kulkeutunut hienonnettu selluloosapitoinen kuitumateriaali kuljetetaan perinteisestä korkeapainesulkusyöttimestä linjan 12 kautta IV:n 10 yläosaan, ja osa liuoksesta poistetaan linjassa 13 kuten perinteisestikin ja palautetaan 20 korkeapainesulkusyöttimeen. Keksinnön mukaan DOM-pitoisuuden vähentämiseksi (tässä selitysosassa ja vaatimuksissa liuennut orgaaninen materiaali määritellään koostuvaksi pääasiassa liuenneesta hemiselluloosasta ja ligniinistä mutta myös liuenneesta ·· · : V selluloosasta, uuteaineista ja muusta materiaalista, jota on uutettu puusta * · kraftkeittoprosessissa) liuosta poistetaan pumpulla 14 linjassa 15 (tai astian 10 yläosasta) :V: 25 ja käsitellään vaiheessa 16 DOM:n tai sen tiettyjen aineosien poistamiseksi tai :*·*: passivoimiseksi. Vaihe 16 voi käsittää saostamisvaiheen (esim. alennetaan pH alle 9:n), • · absorptiovaiheen (esim. selluloosakuitukolonni tai aktiivihiili) tai välineet suodatuksen toteuttamiseen (esim. ultrasuodatus, mikrosuodatus, nanosuodatus jne.), uuttamisen • · · liuottimilla, hajottamisen (esim. säteilyllä pommittaminen), ylikriittisen uuttamisen, ... 30 painovoimaerotuksen tai haihduttamisen (jota seuraa kondensaatio).

♦ · · • · · ♦ ··« • · *···’ Korvausliuosta voidaan (esim. vaiheen 16 jälkeen) lisätä tai olla lisäämättä linjaan 13 :*·.· pumpulla 14 linjassa 17 riippuen siitä, suoritetaanko impregnaatio myötä- vai vastavirtaan.

• ·

Vaiheessa 16 käsitellyn erotetun liuoksen tilalle linjassa 17 lisättävä korvausliuos voi olla .·. 35 laimennusliuosta, esim. tuoretta (ts. olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä) valkolipeää, • · · ’;!** vettä, pesusuodosta (esim. ruskean massan pesusuodosta), kylmäpuskusuodosta tai niiden yhdistelmiä. Jos halutaan lisätä linjoissa 12 ja 13 kierrätettävän liuoksen 8 sulfidisuutta, voidaan linjassa 17 lisätä mustalipeää, mutta mustalipeä täytyy käsitellä niin, että siinä olevan DOM:n passivointi toteutuu, kuten tämän jälkeen selostetaan.

5 Joka tapauksessa linjassa 15 poistetun liuoksen DOM-pitoisuus on suhteellisen korkea, kun taas linjassa 17 lisättävän liuoksen tehollisen DOM:n taso on paljon alhaisempi, niin että massan lujuuteen voidaan vaikuttaa positiivisesti.

Myös itse impregnointiastiassa 10 DOM:ää säädellään edullisesti käyttämällä perinteistä 10 sihtiä 18, pumppua 19 ja takaisinsyöttöyhdettä 20. Yhteessä 20 kierrätettävään liuokseen lisätään laimennusliuosta - kuten osoitetaan nuolella 21 - DOM-pitoisuuden laimentamiseksi. Myös laimennusliuos sisältää ainakin jonkin verran valkolipeää. Toisin sanoen yhteen 20 kautta takaisin syötettävän liuoksen tehollisen DOM:n taso on olennaisesti alhaisempi kuin sihdin 18 kautta poistettavan liuoksen DOM-taso, ja siinä on 15 ainakin jonkin verran valkolipeää. Käsittelyvaihe 16’ - samoin kuin vaihe 16 - voidaan myös toteuttaa yhteessä 20, kuten kuviossa 1 osoitetaan katkoviivalla.

Hienonnetun selluloosapitoisen kuitumateriaalin liete kuljetetaan impregnointiastian 10 alaosasta linjan 22 kautta keittimen 11 yläosaan, ja kuten tunnettua, osa lieteliuoksesta 20 poistetaan linjassa 23 ja siihen lisätään valkolipeää kohdassa 24. Liuos kulkee lämmittimen 25 läpi (tyypillisesti epäsuora lämmitin), minkä jälkeen se syötetään takaisin IV:n 10 alaosaan linjan 26 kautta ja/tai syötetään lähelle yhteen 22 alkupäätä, kuten • · · : V osoitetaan kuvion 1 linjalla 27.

• · • · · • · · • · 25 Olemassaolevissa vuokeittimissä liuosta poistetaan yleensä keittimen eri tasoilla, • · ·*·': kuumennetaan sitä ja syötetään sitten takaisin samalla tasolla kuin millä oli poistettu.

• · :\ Normaaleissa olosuhteissa liuosta ei kuitenkaan eroteta järjestelmästä eikä korvata [·;·. tuoreella liuoksella, jonka DOM-tasoa on vähennetty. Olemassaolevissa vuokeittimissä • · · mustalipeää erotetaan keittimen keskipaikkeilla, mutta mustalipeää ei syötetä takaisin vaan ... 30 kuljetetaan paisuntasäiliöihin ja sieltä lopulta talteenottokattilaan tai vastaavaan. Töisin kuin • · · ’** * olemassaolevissa vuokeittimissä keksinnön mukaisessa vuokeittimessä 11 liuosta • · * *·.·: erotetaan useilla eri tasoilla ja korkeuksilla, ja erotettu liuos korvataan vähemmän DOM.ää :’·.· sisältävällä liuoksella. Näin tehdään keiton alun tienoilla, keiton keskivaiheessa ja keiton • · lopun tienoilla. Kun käytetään kuvion 1 esittämää keitintä 11 ja sovelletaan keksinnön .·. 35 mukaista menetelmää, on linjassa 28 poistettavan valmiin massan lujuus suurempi • · · *·*·' verrattuna olemassaolevassa vuokeittimessä muuten identtisissä olosuhteissa käsiteltyyn • · · *... * perinteiseen kraftmassaan.

9

Keittimeen 11 kuuluu keittimen yläosassa sijaitseva, keiton alkuun kuuluva ensimmäinen poistosihtien 30 sarja, keiton keskivaiheilla käytettävä toinen sihtisarja 31 sekä keiton loppuvaiheilla käytettävät kolmas ja neljäs sihtisarja 32, 33. Sihdit 30 - 33 on yhdistetty pumppuihin 34 - 37, jotka sijaitsevat kierrätyslinjoissa 38-41, joihin voi kuulua 5 myös lämmittimet 42 - 45. Kierrätyslinjat sinänsä ovat perinteisiä. Keksinnön mukaan osa liuoksesta kuitenkin erotetaan linjoissa 46 - 49, esimerkiksi johtamalla linja 46 paisuntasäiliöiden 50 Saijaan kuten osoitetaan kuviossa 1 ensimmäisen sihtisarjan 30 yhteydessä.

10 Suhteellisen paljon DOM:ää sisältävän erotetun liuoksen täydentämiseksi ja DOM-tason alentamiseksi lisätään korvausliuosta (laimennusliuosta), kuten osoitetaan linjoilla 51 - 54. Näissä kohdin lisätyn liuoksen tehollinen DOM-pitoisuus on merkittävästi alhaisempi kuin linjoissa 46 - 49 erotetun liuoksen DOM-pitoisuus, jotta voitaisiin lisätä massan lujuutta. Linjoissa 51 - 54 lisättävä liuos voi olla samaa kuin edellä linjan 17 yhteydessä esitetyt 15 laimennusliuokset. Lämmittimet 42 - 45 kuumentavat korvausliuoksen, samoin kuin minkä tahansa kierrätysliuoksen olennaisesti poistoliuoksen lämpötilaan (tyypillisesti hiukan sen yli).

Keittimeen 11 voi kuulua mikä tahansa määrä sihtejä 30 - 33.

20

Ennen kuin erotettu liuos kuljetetaan etäisempään kohtaan ja korvataan korvausliuoksella, se voidaan saattaa lämmönvaihtosuhteeseen korvausliuoksen kanssa, kuten kuviossa 1 • · · : V viitenumerolla 56 kaavamaisesti osoitetaan. Erotettu liuos voidaan edelleen käsitellä sen • · sisältämän DOM:n poistamiseksi tai passivoimiseksi ja syöttää sitten heti takaisin :V: 25 korvausliuoksena (johon on haluttaessa voitu lisätä muuta laimennusliuosta). Tämä ·*·'; esitetään kaavamaisesti viitenumerolla 57 kuviossa 1, mistä nähdään, että linjassa 48 • · erotettu liuos käsitellään DOM:n poistamiseksi asemassa 57 (samalla tavalla kuin linjassa /;·, 16) ja syötetään sitten takaisin kohdassa 53. Siihen lisätään myös valkolipeää, kuten • · · osoitetaan kuviossa 1. Itse asiassa jokaisessa kuvion 1 sihteihin 30 - 33 liittyvissä ... 30 vaiheissa voidaan lisätä valkolipeää (linjoille 51 - 54).

• · · • · · • · ·

Toinen vaihtoehto käsittelyvaiheessa 57 - joka esitetään kaavamaisesti kuviossa 1 - on :*·.· mustalipeän painekuumennus. Liuosta, jota voidaan pitää "mustalipeänä", poistetaan • · ....: sihdeistä 32, ja osa tästä erotetaan linjassa 48.

35 i i « *·*·* Painekuumennus vaiheessa 57 voi tapahtua US-patentin 4,929,307 mukaan. Tyypillisesti • · · *...· vaiheessa 57 mustalipeä kuumennettaisiin noin 170 - 350 °C:n lämpötilaan (edullisesti yli 190 °C:seen, esim. noin 240 °C:seen) ylipaineessa noin 5-90 minuuttia (edullisesti noin 10 30 - 60 minuuttia), ainakin 20 °C keittolämpötilaa korkeammassa lämpötilassa. Tuloksena on merkittävä DOM:n passivoituminen, minkä jälkeen mustalipeä voidaan palauttaa linjaan 53. Käsittelyvaihe 58, joka on yhteydessä viimeiseen poisto/erotussihtisaijaan 33, toimii 5 kuten vaihe 16. Käsittely 58 voi olla mukana tai voidaan jättää pois millä tahansa keittimen 11 tasolla, jolla käytetään erotusliuosta laimennusliuoksen lisäämisen sijasta. Valkolipeää voidaan lisätä myös vaiheessa 58, minkä jälkeen DOM-passivoitu liuos palautetaan linjaan 54.

10 Käytetäänpä sitten käsiteltyä erotettua liuosta tai laimennusliuosta, keksinnön mukaan on toivottavaa pitää keittoliuoksen DOM:n kokonaispitoisuus tasolla 100 g/l tai sen alapuolella olennaisesti koko kraftkeiton (bulkkidelignifioinnin) ajan, edullisesti noin 50 g/l:n alapuolella. On myös toivottavaa pitää ligniinipitoisuus tasolla 50 g/l tai sen alapuolella (edullisesti noin 25 g/l tai sen alle) ja hemiselluloosapitoisuus tasolla 15 g/l tai alle (edullisesti noin 10 g/l tai 15 alle). Kaupallisesti aivan optimaalista pitoisuutta ei vielä tunneta, ja se voikin vaihdella keitettävien puulajien mukaan.

Kuviot 2 ja 3 esittävät keksinnön mukaan suoritettujen varsinaisten laboratoriotestien tuloksia. Kuvio 2 esittää kolmen eri laboratorio-kraftkeiton repäisy- ja vetolujuuskäyriä, kun 2 0 puuraaka-aine on kaikilla sama. Repäisytekijä on luontaisen kuitu- ja massalujuuden mitta.

Kuvion 2 käyrä A osoittaa, että massaa on valmistettu käyttämällä perinteisiä massan • · · : tehdaslipeänäytteitä (kaupallisesta tehdasmittakaavan MCC©· • · massanvalmistusprosessista) keittoliuoksena. Käyrä B on saatu keitosta, jossa keittoliuos sV: 25 on sama kuin käyrällä A, paitsi että liuosnäytteitä kuumennettiin noin 190 °C:ssa ·*·*: ylipaineessa yhden tunnin ajan ennen niiden käyttämistä keitossa. Käyrä C kuvaa keittoa, • · jossa käytettiin keittoliuoksena synteettistä valkolipeää, joka oli olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä, (ts. DOM:ää oli alle 50 g/l). Käyrien A ja B keitot suoritettiin niin, että alkali-, • · · lämpötila- (noin 160 °C) ja DOM-profiilit olivat identtisiä tehdasmittakaavan ... 30 massanvalmistusprosessin vastaavien profiilien kanssa, mistä tehdasmittakaavan • · ·

prosessista näytteet oli saatu. Käyrän C alkali- ja lämpötilaprofiilit olivat identtisiä käyrien A

• · *···* ja B profiilien kanssa, mutta keittoliuoksessa ei ollut DOM:ää.

• · • · · • · · • · ·:··· Kuvio 2 osoittaa selvästi, että kun vain vähän DOM:ää sisältävä liuos on kosketuksessa .·. 35 hakkeen kanssa koko kraftkeiton ajan, repäisylujuus kasvaa noin 27 % 11 km:n • · · vetolujuudella. DOM:n passivointi, jossa käytettiin keksinnön mukaan mustalipeän • · *···* painekuumennusta kuten käyrällä B, johti myös olennaiseen lujuuden kasvuun verrattuna 11 standardikäyrään A. Tässä tapauksessa repäisylujuus kasvoi noin 15 % 11 km:n vetolujuudella.

5 Kuvio 3 esittää edelleen laboratoriokokeita, joissa vertaillaan perinteisiä kraftkeittoja keksinnön mukaisiin keittoihin. Käyrien D - G esittämät keitot suoritettiin käyttämällä koko kraftkeiton ajan identtisiä alkali- ja lämpötilaprofiileja ja samaa puuraaka-ainetta mutta eri DOM-pitoisuuksia. Käyrän D DOM-pitoisuus, joka saatiin standardista (tehdasmittakaavan lipeää käyttävästä) MCC®-kraftkeitosta, oli korkein ja käyrän G DOM-pitoisuus oli alhaisin 10 (olennaisesti DOM:ää sisältämätön). Käyrän E DOM-pitoisuus oli noin 25 % alhaisempi kuin käyrän D DOM-pitoisuus, ja käyrän F DOM-pitoisuus oli noin 50 % alhaisempi kuin käyrän D DOM-pitoisuus. Kuten voidaan nähdä, saavutettiin olennainen repäisylujuuden kasvu, joka on kääntäen verrannollinen koko keiton ajan läsnäolevaan DOM:ään.

15 Keksinnön mukainen keitto suoritetaan edullisesti, jotta massan lujuus (esim. repäisylujuus täysin jauhetun massan tietyllä vetolujuudella, esim. 9 tai 10 km) kasvaisi ainakin noin 10 % ja edullisesti ainakin noin 15 % verrattuna muuten identtisiin olosuhteisiin, missä kuitenkaan DOM:ää ei erityisesti käsitellä.

20 Vaikka kuvion 1 yhteydessä selostettiin keksintöä pääasiassa kraft-vuokeittoon liittyen, keksinnön mukaisia periaatteita voi soveltaa myös eräkeittoon.

• · · : V Kuvio 4 esittää kaavamaisesti perinteistä laitteistoa, jota voidaan käyttää Beloit RDH™- • · eräkeittoprosessissa tai Sunds Super Batch™-prosessissa. Kuviossa 4 kaavamaisesti : : : 25 esitettyyn jäijestelmään kuuluu eräkeitin 60, jossa on poistosihti 61, hakelähde 62, ensimmäinen, toinen ja kolmas akku 63, 64, 65, valkolipeälähde 66, suodossäiliö 67, • · f*·.. puskusäiliö 68 ja useita venttiilimekanismeja, joista pääasiallisin on merkitty kuviossa viitenumerolla 69. Tyypillisessä perinteisessä Beloit RDH™-prosessin käyttökierrossa * · · keitin 60 täytetään lähteestä 62 tulevalla hakkeella ja höyrytetään vaaditulla tavalla. Tämän ... 30 jälkeen syötetään lämmintä mustalipeää keittimeen 60. Lämpimän mustalipeän • · · sulfidipitoisuus on tyypillisesti korkea ja alkalipitoisuus alhainen, ja sen lämpötila on • » tyypillisesti noin 110 - 125 °C. Mustalipeä tulee yhdestä akusta (esim. 63:sta). Ylimääräinen lämmin mustalipeä voidaan kuljettaa lipeäsäiliöön ja lopulta haihduttimiin, ·:··· minkä jälkeen se voidaan johtaa kemialliseen talteenottoon. Impregnoinnin jälkeen 35 keittimessä 60 oleva lämmin mustalipeä palautetaan akkuun 63, minkä jälkeen keitin 60 • · · ’*!;* täytetään kuumalla musta- ja valkolipeällä. Kuuma mustalipeä voi olla peräisin akusta 65 ja • · *···* kuuma valkolipeä akusta 63, alunperin lähteestä 66. Tyypillisesti kuuman valkolipeän lämpötila on noin 155 °C, ja mustalipeän lämpötila on noin 150 - 165 °C. Keittimessä 60 12 olevaa haketta keitetään tietyssä lämpötilassa niin pitkän aikaa kuin on etukäteen määritelty, jotta saavutettaisiin toivottu H-tekijä. Tämän jälkeen kuuma lipeä johdetaan suoraan akkuun 65 ja korvataan suodoksella, joka tulee säiliöstä 67. Hake kylmäpuhalletaan paineilmalla tai pumppaamalla astiasta 60 puskusäiliöön 68.

5

Tyypillisen RDH™-prosessin aikana valkolipeää esikuumennetaan jatkuvasti kuuman mustalipeän akusta peräisin olevalla liuoksella ja varastoidaan tämän jälkeen kuuman valkolipeän akkuun 64. Mustalipeä kuljetetaan lämpimän laihan mustalipeän akkuun 63. Lämmin mustalipeä kuljetetaan lämmönvaihtajaan, jotta saadaan aikaan kuumaa vettä, ja 10 varastoidaan ilmanpaineen alaiseen säiliöön, ennen kuin se pumpataan haihduttimiin.

Viitaten edelleen kuvioon 4 voidaan todeta, että ainoa merkittävä keksinnön ja yllä kuvatun prosessin välinen ero on mustalipeän kuumennus, joka voi tapahtua suoraan akussa 65 niin, että voidaan merkittävästi passivoida lipeän sisältämä DOM. Tämä voidaan saada 15 aikaan esimerkiksi kuumentamalla mustalipeä ainakin 20 °C keittolämpötilaa korkeampaan lämpöön, esim. ylipaineessa ainakin 170 °C:ssa noin 5-90 minuutin ajan, edullisesti 190 °C:ssa tai sitä korkeammassa lämpötilassa (esim. 240 °C:ssa) noin 5-90 minuuttia.

Kuviossa 4 esitetään kaavamaisesti, miten tätä lisälämpöä tuodaan kohdassa 71. Lämpö voi olla peräisin mistä tahansa halutusta lähteestä. Mustalipeän painekuumennuksen 20 aikana syntyy paljon orgaanisia rikkiyhdisteitä sisältäviä poistokaasuja, jotka poistetaan

kuvion kohdassa 72. Tyypillisesti - kuten sinänsä tiedetäänkin - kohdassa 72 syntyvä DMS

(dimetyylisulfidi) muunnetaan metaaniksi ja rikkivedyksi. Metaania voidaan käyttää : V polttoainetäydennyksenä (esimerkiksi tuomaan lämpöä kohdassa 71). Rikkivetyä • · puolestaan voidaan käyttää hakkeen esi-impregnoimiseen lähteessä 62 ennen 25 massanvalmistusta, tai se voidaan muuntaa alkuainerikiksi ja poistaa. Sitä voidaan käyttää myös muodostamaan polysulfidia, tai se voidaan absorboida valkolipeään tuottamaan • · ·*·" lipeää, jolla on korkea sulfiditeetti, jne. Jos lämpökäsittely akussa suoritetaan noin 20 - 40 °C keittolämpötilaa korkeammassa lämmössä, mustalipeää voidaan käyttää helpottamaan • · · kraftkeiton aikaista impregnointia.

30 • · ·

Vaihtoehtoisesti keksinnön mukaan kuvion 4 suoritusmuodossa voi venttiilimekanismi 69 • · *···* liittyä johonkin käsittelyvaiheeseen, esimerkiksi kuvion 1 vaiheeseen 16, jotta DOM:ää saataisiin poistettua keittoliuoksesta, jota poistetaan eräkeiton aikana sihdistä 61 ja • · ·:··· kierrätetään keittimeen 60.

35 • · ·

Kuvio 5 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaista esimerkinomaista kaupallista (ts.

• · *···* ainakin 8, esim. 8-20 tonnia massaa päivässä tuottavaa) eräkeitinjärjestelmää 74. Kuvion 2 käyrä C saatiin, kun käytettiin kuviossa 5 yhtenäisellä viivalla merkittyä järjestelmän 74 13 laboratoriokokeista versiota, joka on ollut käytössä useita vuosia. Järjestelmään 74 kuuluu eräkeitin 75, jossa on yläosa 76 ja alaosa 77. Yläosassa on hakkeen tuloaukko 78 ja alaosassa poistoaukko 79. Keittimen sisään muodostuu keiton aikana hakepatsas 80. Keittimen yhdellä tasolla (esim. alaosassa 77) on sihti 81, joka on yhteydessä poistolinjaan 5 82 ja pumppuun 83, joiden kautta on yhteys lämmittimeen 84. Kuumennettu liuos kierrätetään lämmittimestä 84 linjan 85 kautta takaisin keittimeen 75 muulle kuin sihdin 81 tasolle (esim. lähelle yläosaa 76).

Ennen liuoksen kuljettamista lämmittimeen 84 erotetaan linjassa 86 merkittävä osa linjassa 10 82 poistetusta ligniinistä (esim. jotta voitaisiin suorittaa kolme liuoskiertoa päivässä). Tämä suhteellisen paljon DOM:ää sisältävä liuos korvataan kohdassa 87 olennaisesti DOM:ää sisältämättömällä liuoksella (ainakin sellaisella liuoksella, jonka DOM-pitoisuus on huomattavasti alhaisempi kuin linjan 86 liuoksen). Kohdassa 87 lisättävän olennaisesti DOM:ää sisältämättömän liuoksen alkalipitosuutta voidaan vaihdella kuten halutaan 15 sopivanlaisen kraftkeiton aikaansaamiseksi. Vaihtelevaa alkalipitoisuutta voidaan käyttää kraft-vuokeiton simuloimiseksi eräastiassa 75. Venttiilien 88, 89 avulla voidaan estää tai synnyttää liuosvirtauksia ja/tai korvata tai täydentää haluttua käsittelyä käytettäessä katkoviivalla merkittyä järjestelmää.

20 Keksinnön mukaan haluttu DOM:n ja sen aineosien taso (esim. < 50 g/l DOM:ää, < 25 g/l ligniiniä ja < 10 g/l hemiselluloosaa) voidaan saada aikaan poisto-ja laimennuslinjojen 86, 87 asemesta tai lisäksi käsittelemällä erotettua liuosta esimerkiksi ohjaamalla linjassa 90 ·· · : V paljon DOM:ää sisältävä liuos käsittelyvaiheeseen 91 - kuten vaiheeseen 16 kuviossa 1.

• · Käsittelyvaiheessa DOM:ää ja sen tiettyjä aineosia poistetaan, jotta niiden pitoisuudet :Y: 25 liuoksessa alenisivat huomattavasti. Täydentävää valkolipeää voidaan myös lisätä (ei näy ·***: kuviossa). Lipeää voidaan kuumentaa uudelleen lämmittimessä 92 ja palauttaa tämän • · jälkeen keittimeen 75 linjan 93 kautta. Linjojen 90 ja 93 asemesta linjat 86 ja 87 voivat olla yhteydessä käsittely-yksikköön 91, kuten kuviossa 5 katkoviivoilla 95, 96 kaavamaisesti • · · esitetään.

30 i i ·

Muita laboratoriokoetuloksia, jotka osoittavat keksinnön mukaan saavutettavia etuja, • · *···* kuvataan kuvioissa 6-15. Näissä koetuloksissa käytettiin menetelmiä, joissa simuloidaan :*·.· vuokeittoa kierrättämällä kuumennettua massanvalmistusliuosta peräkkäisissä jaksoissa « · sellaisen astian kautta, jossa on pysyvä määrä puuhaketta. Vuokeiton eri vaiheita .·. 35 simuloitiin vaihtelemalla kierroissa käytettävää aikaa, lämpötilaa ja kemikaalipitoisuuksia.

• · · ’·[·' Simuloinneissa käytettiin varsinaista tehdasmittakaavan liuosta, kun laboratoriokeitossa *... · saavutettiin vastaava vuokeittimen vaihe.

14

Massanvalmistusliuoksissa olevan DOM:n minimoinnin vaikutus vaadittuihin massanvalmistusoloihin (ts. aikaan ja lämpötilaan) on esitetty kuviossa 6. Kuviossa verrataan kappaluvun ja H-tekijän suhdetta laboratoriokeitoissa, joissa käytetään tehdasmittakaavan lipeää ja olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä valkolipeää. Kuviossa 5 esitettyihin keittoihin käytetty puuraaka-aine oli tyypillistä luoteis-yhdysvaltalaista havupuuta, joka koostuu setrin, kuusen, männyn ja jalokuusen sekoituksesta. H-tekijä on standardiparametri, joka kuvaa keittoaikaa ja -lämpötilaa yhtenä muuttujana, ja jota kuvaillaan esimerkiksi teoksessa Rydholm: Pulping Processes, 1965, s. 618.

10 Kuvan 6 käyrä 98 kuvaa kappaluvun suhdetta H-tekijään laboratoriokeitossa, jossa käytetään tehdasmittakaavan lipeää (jota °n kerätty tehtaalla ja sitten käytetty laboratorioeräkeittimessä). Alempi käyrä 99 kuvaa kappaluvun suhdetta H-tekijään laboratoriokeitossa, jossa käytetään olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä laboratoriossa valmistettua valkolipeää. Käyrät 98 ja 99 osoittavat, että tietyllä kappaluvulla H-tekijä on 15 olennaisesti alhaisempi, kun DOM-pitoisuus on alhaisempi. Esimerkiksi kuviossa 6 kappaluvulla 30 ero H-tekijässä on noin sata yksikköä. Tämä tarkoittaa, että jos käytetään vähemmän DOM:ää sisältävää keittoliuosta, tarvitaan samaa raaka-ainetta ja samaa kemikaalimäärää varten miedompi keitto (ts. vähemmän aikaa ja alhaisempi lämpötila) kuin perinteisessä keitossa. Jotta H-tekijää saataisiin merkittävästi pienennettyä, voidaan 20 esimerkiksi erottaa liuosta, jonka DOM-taso on olennaisesti riittävä vaikuttamaan epäedullisesti H-tekijään, ja korvata koko erotettu liuos tai osa siitä liuoksella, jossa on olennaisesti vähemmän tehollista DOM:ää kuin erotetussa liuoksessa. Edullisesti näillä ·« « : V vaiheilla pyritään pienentämään H-tekijää ainakin 5 %, jotta päästäisiin tiettyyn kappalukuun. Kraftkeiton aikana pyritään tehollisen DOM:n pitoisuus pitämään noin tasolla 25 50 g/l tai sen alle suurimman osan ajasta.

• · • · « ♦ ♦ ♦ ♦ · • ·

Kuviosta 7 nähdään, että kun käytetään liuosta, jonka DOM-pitoisuutta on alennettu • · · [·;*' keksinnön mukaan, tehollisen alkalin (EA) kulutus vähenee. EA osoittaa keitossa • ♦ ♦ käytettyjen keittokemikaalien, erityisesti NaOH:n ja Na2S:n määrän. Kuvion 7 käyristä 100, ... 30 101 nähtävät tulokset saatiin, kun tehtiin kokeet samoissa olosuhteissa ja käyttäen samoja • · · raaka-aineita kuin kuviossa 6. Käyrä 100 osoittaa tuloksia, kun keittoliuos oli perinteistä • · · ·..* tehdasmittakaavan lipeää, kun taas käyrä 101 osoittaa tuloksia, kun keittoliuos oli :*·.· olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä valkolipeää. Kappaluvulla 30 DOM:ää sisältämätön • · keitto kulutti noin 30 % vähemmän alkalia (ts. 5 % vähemmän EA:ta puusta laskettuna) 35 kuin perinteinen tehdasmittakaavan keitto. Kun siis erotetaan liuosta, jossa on riittävästi • · · *·*·* DOM:ää vaikuttamaan epäedullisesti tietyn kappaluvun saamiseen kuluvan tehollisen • · · *...· alkalin määrään, ja kun koko erotettu liuos tai osa siitä korvataan liuoksella, jossa on olennaisesti vähemmän tehollista DOM:ää, voidaan tietyn kappaluvun saamiseen kuluvan 15 tehollisen alkalin määrää olennaisesti vähentää. Tietyn kappaluvun saavuttamiseen kulutetun alkalin määrää voidaan vähentää esimerkiksi ainakin 0,5 %:lla puusta laskettuna (esim. noin 4 %:lla puusta laskettuna).

5 Sekä edulliset H-tekijätulokset että EA:n kulutustulokset, jotka esitetään kuvioissa 6 ja 7, voidaan saavuttaa korvaamalla erotettua suhteellisen paljon DOM:ää sisältävää liuosta vedellä, olennaisesti DOM:ää sisältämättömällä valkolipeäilä, painekuumennetulla mustalipeällä, suodoksella ja näiden yhdistelmillä.

10 Kuvio 8 esittää edelleen kaavamaisesti tehollisen alkalin kulutusta verrattuna prosenttiosuuteen, joka osoittaa tehdasmittakaavan lipeän ja olennaisesti DOM:ää sisältämättömän valkolipeän suhdetta. Käyrä 101 osoittaa, että samalla suhteellisella kappaluvulla tehollisen alkalin kulutus vähenee tehdasmittakaavan lipeän prosenttiosuuden vähetessä (ts. olennaisesti DOM:ää sisältämättömän valkolipeän 15 prosenttiosuuden lisääntyessä). Seuraava taulukko 1 esittää varsinaiset laboratoriotulokset, joihin kuvion 8 käyrä 101 pohjautuu.

Taulukko 1

Tehollisen alkalin kulutus 20 Keittonro A3208 A3219 A3216 A3239 A3217

Kuvaus Tmk.l._75% tmk. 50% tmk. 25% tmk. Lab.l._ EA:n kokonais- kulutus, % 15,8 16,5 14,9_15,7 14,0_

Kappaluku, *. *. 25 seulottu 30,7 30,6 28,0 29,8 30,8 ··· 9 9 9 9 9 • · · • · • · ·

Tmk.l. = tehdasmittakaavan lipeä • · · ·' ·* Lab.l. = laboratoriomittakaavan lipeä • · • · • ·· • · · : 30 Massanvalmistusliuoksen DOM:n vähentäminen tai poistaminen myös helpottaa syntyvän massan valkaistavuutta. Kuvio 9 esittää varsinaisia laboratoriokoetuloksia, joista näkyy, miten valkaistun setri-kuusi-mänty-jalokuusi -massan vaaleus lisääntyy valkaisukemikaalin määrän lisääntyessä. Kuvion 9 käyrästön X-akseliin merkitty parametri, "täyden • ♦· .· . sekvenssin kappatekijä", on vastaavan klooriannoksen suhde massalle saatavaan • · · ** *j 35 kappalukuun. Toisin sanoen se kuvaa jokseenkin vakioitua käytetyn kloorin ja ruskean massan alkuperäisen ligniinisisällön välistä suhdetta. Kuvio 9 osoittaa näin, miten massan vaaleus vastaa käytetyn valkaisukemikaalin määrää.

• · • · « • · • · ··· 16

Kuvion 9 käyrät 102, 103, 104 ja 105 kuvaavat olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä valkolipeää (102), perinteistä tehdasmittakaavan lipeää (103), tehdasmittakaavassa keitettyä massaa (ei laboratoriomassaa, johon olisi käytetty tehdasmittakaavan lipeää) 5 (104) ja tehdasmittakaavassa lämpökäsiteltyä mustalipeää (105). Nämä kaavamaiset esitykset osoittavat selvästi, että paras valkaistavuus saavutetaan, kun keittoliuoksena käytetään olennaisesti DOMrää sisältämätöntä liuosta. Kun näin ollen erotetaan liuosta, joka sisältää riittävästi DOM:ää huonontamaan massan valkaistavuutta, ja korvataan koko erotettu liuos tai osa siitä olennaisesti vähemmän tehollista DOM:ää sisältävällä liuoksella, 10 tuotetun massan valkaistavuutta voidaan parantaa huomattavasti, esimerkiksi ainakin yhden ISO-vaaleusyksikön verran tietyllä täyden sekvenssin kappatekijällä. Vaihtoehtoisesti nämä tulokset osoittavat että tietty ISO-vaaleus voidaan saavuttaa vaikka käytetään vähemmän valkaisukemikaalia. Käyrä 105 osoittaa kuitenkin, että vaikka lämpökäsitelty mustalipeä voi parantaa delignifiointia (ks. kuvio 2), jäännösligniini ei 15 välttämättä ole yhtä helposti poistettavissa. Näin ollen käsitellyn mustalipeän käyttö laimennusliuoksena ei välttämättä ole toivottavaa, kun halutaan parantaa valkaistavuutta, vaan sopivampia laimennusliuoksia olisivat vesi, olennaisesti DOM:ää sisältämätön valkolipeä ja suodos (sekä näiden yhdistelmät). Lämpökäsiteltyä lipeää voidaan kuitenkin käyttää massaan, jota ei valkaista, ts. valkaisemattomiin lajeihin.

20

Kuten jo edellä todettiin, massanvalmistusliuosten DOM-pitoisuuden vähentämisellä näyttää olevan voimakkain vaikutus massan lujuuteen. Tätä tukevat myös kuvioissa 10 - • · · : V 14b kaavamaisesti esitetyt tulokset. Kaikki nämä tulokset on saatu käyttäen samaa jo • · kuvioiden 6-9 yhteydessä mainittua setristä, kuusesta, männystä ja jalokuusesta :Y: 25 koostuvaa raaka-ainetta. Tulosten mukaan repäisylujuus samoissa keitto-olosuhteissa :*·*: kasvaa huomattavasti DOMrn määrän vähentyessä. Esimerkiksi kuvio 10 osoittaa, että • · repäisylujuus 11 km:llä kasvaa (ks. käyrä 106), kun tehdasmittakaavan lipeän määrä .·;·. vähenee (ja näin ollen olennaisesti DOMrää sisältämättömän valkolipeän määrä lisääntyy) • · · kuvatuissa laboratoriokeitoissa. Sama perussuhde käy ilmi kuvion 11 käyrästä 107, joka ... 30 kuvaa tehdasmittakaavan prosenttiosuuden ja repäisylujuuden ** suhdetta 600 CSFrllä.

• · · • » • ·

Taulukko 2 kuvaa repäisylujuutta kahdella vetolujuudella laboratoriokeitoissa, joissa on • ♦ käytetty eri liuoksia, ja vertailun vuoksi esitetään eräs tehdasmittakaavassa tuotetun .·. 35 massan repäisylujuus. Taulukon keittoja 2 ja 3 koskevat tulokset osoittavat että • · * *·]·* repäisylujuus kasvoi 20 prosenttia 10 km:n vetolujuudella laboratoriokeitossa, jossa käytettiin olennaisesti DOMrää sisältämätöntä valkolipeää verrattuna laboratoriokeittoon, jossa käytettiin tehdasmittakaavan lipeää. 11 kmrn vetolujuudella repäisylujuus kasvoi 12 17 prosenttia. Taulukon 2 laboratoriokeitot 4, 5 ja 6 osoittavat tuloksen, kun DOM:ää sisältämätöntä liuosta korvataan tietyissä keiton osissa vastaavalla tehdasmittakaavan lipeällä. Esimerkiksi laboratoriokeitossa 4 pohjakierron, BC, liuoksella korvattiin laboratorioliuos laboratoriokeiton BC-vaiheessa. Samoin keitossa 5 BC ja modifioidussa 5 keitossa, MC, käytettiin tehdasmittakaavan lipeää laboratoriokeiton BC- ja MC-vaiheissa, kun taas muissa vaiheissa käytettiin olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä liuosta. Taulukon 2 tulokset osoittavat, että DOM:n minimoiminen on tärkeää koko keiton ajan eikä vain loppuvaiheissa. Tulokset tukevat täysin kuvioiden 2 ja 3 yhteydessä esitettyä analyysiä.

10 Taulukko 2

Liuenneiden orgaanisten aineiden vaikutus massan repäisylujuuteen käytettäessä hemlokki-raaka-ainetta

Keitto-olosuhteet Repäisyl. @10 km Repäisyl. @ 11 km_ 15 1)Tehdasmitta- kaavan keitto_123_N/A__ 2) Laboratoriokeitto (A) 174 156 + tehdasmittak. lipeä (B) 173 150

Keskiarvo_173,5_153_ 20 3) Laboratoriokeitto (A) 207 174 + laboratoriolipeä (B) 206 170

Keskiarvo_206,5_172_ 4) Laboratoriokeitto + tehdasmittakaavan BC- 25 lipeä 183 159 ·· · • · · *. \ 5) Laboratoriokeitto :: + tehdasmittakaavan BC- jaMC-lipeä 181 157 · 30__ :***: 6) Laboratoriokeitto ). / + tehdasmittakaavan

: ** pesukiertolipeä 187 N/A

e · · • · · • · · 3 5 (N/A = "not analyzed", ei analysoitu) • · · • · · • · ·

:***: Kuviot 12A - 14B kuvaavat DOM:n vaikutusta valkaistun massan lujuuteen. Kuviosta 12A

··· .* . nähdään repäisy- ja vetolujuudet valkaisemattomalle massalle. Käyrän 108 massa on • · · ’· valmistettu käyttäen olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä laboratoriolipeää, käyrän 109 40 massa käyttäen painekuumennettua mustalipeää, ja käyrän 110 massa perinteistä tehdasmittakaavan lipeää. Kuvio 12B kuvaa repäisy- ja vetolujuuden suhdetta sen jälkeen, • · kun kaavamaisesti kuviossa 12A kuvatut massat valkaistiin käyttämällä ·*· laboratoriovalkaisusekvenssiä DEoD(nD). Käyrä 111 kuvaa valkaistua massaa, joka on 18 valmistettu olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä valkolipeää käyttäen. Käyrä 112 kuvaa massaa, joka on valmistettu käyttäen painekuumennettua tehdasmittakaavan lipeää, ja käyrä 113 valkaistua massaa, joka on valmistettu käyttäen perinteistä tehdasmittakaavan 5 lipeää. Vertailun vuoksi käyrä 114 kuvaa sakeuttimesta otetun tehdasmittakaavan massan lujuutta valkaisun jälkeen. Kuvio 12B osoittaa, että olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä liuosta käyttäen valmistettu massa ei ole ainoastaan lujempaa kuin tehdastason liuosta käyttäen valmistettu massa, vaan tämä suhteellinen lujuus säilyy myös valkaisun jälkeen. Myös lämpökäsiteltyä liuosta käyttäen keitetty massa säilyttää valkaisun jälkeen 10 suuremman lujuuden kuin tehdastason liuoksella keitetty massa, mutta valkaisun jälkeinen lujuusero on minimaalinen.

Kuviot 13A ja 13B kuvaavat samojen keittojen/valkaisujen testituloksia kuin kuviot 12A ja 12B sillä erolla, että repäisylujuustekijä esitetään Kanadan standardin mukaisen freenessin 15 (CSF) funktiona. Käyrä 115 on olennaisesti DOM:ää sisältämättömästä liuoksesta valmistettua massaa, käyrä 116 painekuumennetulla tehdasmittakaavan liuoksella valmistettua massaa, käyrä 117 tehdasmittakaavan liuoksella valmistettua massaa, käyrä 118 valkaistua, olennaisesti DOM:ää sisältämättömällä liuoksella valmistettua massaa, käyrä 119 painekuumennetulla liuoksella valmistettua valkaistua massaa, käyrä 120 20 valkaistua, tehdasmittakaavan liuoksella valmistettua massaa ja käyrä 121 tehdasmittakaavan sakeuttimesta otettua massaa.

• · · : *.* Kuviot 14A ja 14B kuvaavat samoja keittoja/valkaisuja kuin kuviot 12A ja 12B sillä erolla, • · että niissä esitetään vetolujuuden ja freenessin suhde. Käyrä 122 kuvaa :V: 25 tehdasmittakaavan liuoksella valmistettua massaa, käyrä 123 painekuumennetulla ·’·*: tehdasmittakaavan liuoksella valmistettua massaa, käyrä 124 olennaisesti DOM:ää • · sisältämättömällä liuoksella valmistettua massaa, käyrä 125 valkaistua tehdasmittakaavan liuoksella valmistettua massaa, käyrä 126 valkaistua, olennaisesti DOM:ää • * · sisältämättömällä liuoksella valmistettua massaa, käyrä 127 sakeuttimesta otettua ... 30 massaa, ja käyrä 128 valkaistua, painekuumennetulla tehdasmittakaavan liuoksella • · ♦ valmistettua massaa. Kuviot 14A ja 14B osoittavat, että sekä painekuumennetulla • · *···’ liuoksella valmistetun massan että olennaisesti DOM:ää sisältämättömällä liuoksella valmistetun massan vetolujuus vähenee; kuvio 14B osoittaa kuitenkin myös, että valkaisu • · saa painekuumennetulla liuoksella valmistetun massan suhteellisen vetolujuuden .·. 35 heikkenemään alle DOM:ää sisältämättömällä liuoksella valmistetun massan vetolujuuden.

• · · *·]·* Kuten edellä jo huomautettiin, lämpökäsitelty liuos voi sopia prosesseihin, joissa massaa ei ·...' valkaista.

19

Kaikki edellä esitetyt laboratoriokeitot simuloivat Andritz Inc. MCC® -vuokeittimen massanvalmistussekvenssiä. Jokaisessa laboratoriokeitossa on vastaava impregnointivaihe, yhdensuuntaisvirta-keittovaihe, vastavirta-MCC®-keittovaihe ja vastavirta-pesuvaihe. Kuviossa 15 on esitetty kolmen eri liuoslähdettä käyttävien 5 laboratoriokeittojen tyypilliset DOM-pitoisuudet, jotka perustuvat varsinaiseen lipeäanalyysiin. Käyrän 130 keitossa on käytetty tehdasmittakaavan liuosta, käyrän 131 keitossa on käytetty 50 % tehdasmittakaavan liuosta ja 50 % olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä laboratoriovalkolipeää, ja X:t 132 kuvaavat keittoa, jossa on käytetty 100 % olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä laboratoriovalkolipeää. Kuviosta 15 on syytä huomata, 10 että kun aika = 0 impregnoinnin alussa, kaikki käytetyt laboratorioliuokset olivat DOM:ää sisältämättömiä, koska tässä keittovaiheessa tehtaalla ei ollut luotettavaa liuosten näytteenottomenetelmää. Täten näiden tulosten mukaan tehdastason keiton ja 50/50-liuoskeiton DOM-pitoisuudet impregnoinnin lopussa ovat odotettua alhaisempia; kuvaavammat pitoisuudet on ekstrapoloitu ja esitetty suluissa kuviossa 15. Kuviosta 15 nähdään, että jokainen pitoisuus osoittaa tiettyä suuntausta koko keiton ajan: pitoisuudet kasvavat vähitellen poistovaiheeseen asti ja tämän jälkeen laskevat vähitellen vastavirta-MCOB>-vaiheen ja pesuvaiheen aikana. Tietysti myös silloin kun kyseessä on olennaisesti DOM:ää sisältämätön liuoslähde, pääsee liuokseen DOM:ää keiton edetessä.

20 Kuvio 16 kuvaa esimerkinomaista vuokeitinjäijestelmää 133, jolla pyritään keksinnön mukaan valmistamaan lujempaa massaa. Jäijestelmään 133 kuuluu perinteinen kaksiastiainen MCC®-keittojärjestelmällä varustettu Andritz Inc. -hydraulinen vuokeitin.

: *.* Vuokeittimeen kuuluvaa impregnointiastiaa ei näy kuviossa, mutta siinä on esitetty • · :.*·· vuokeitin 134. Kuvion 16 perinteistä MCC®-keitintä 134 on modifioitu, jotta sillä voidaan : V: 25 suorittaa keksinnön mukaisia alhaisia DOM-tasoja käyttäviä keittomenetelmiä.

• · · • · · • · • ·

Keittimeen 134 kuuluu yläosassa sijaitseva sisääntuloaukko 135 ja alaosassa sijaitseva ulosmenoaukko 136 valmiille massalle. Hienonnetun selluloosapitoisen kuitumateriaalin • · · (puuhakkeen) liete syötetään impregnointiastiasta linjassa 137 sisääntuloon 135.

... 30 Yläosassa sijaitseva sihtiryhmä 138 poistaa syötetystä lietteestä jonkin verran lipeää • · · *;]/ linjassa 139, joka lipeä syötetään takaisin pohjakiertolämmittimiin ja impregnointiastiaan.

• · *···* Yläosan sihtiryhmän 138 alapuolella on erotussihtiryhmä 140, johon kuuluu linja 141. Linja 141 johtaa ensimmäiseen paisuntasäiliöön 142, joka kuuluu tyypillisesti • · ·.··· paisuntasäiliöryhmään. Erotussihtiryhmän 140 alapuolella on keittosihtiryhmä 143, josta .·. 35 lähtee kaksi linjaa. Toinen linja 144 huolehtii erotuksesta (ja yhtyy linjaan 141), ja toinen • · · *; [; ’ linja 145 johtaa pumppuun 145'. Linjojen 144,145 yhtymäkohtaan voidaan järjestää venttiili *..·* 146 kussakin linjassa kulkevan liuosmäärän vaihtelemiseksi. Liuos kulkee linjassa 145 lämmittimen 147 ja linjan 148 läpi ja palaa keittimen 134 sisäosaan putken 151 kautta, 20 jonka putken suu sijaitsee suunnilleen keittosihtiryhmän 143 tasolla. Myös sivulinjasta 149 voi tulla kierrätettyä liuosta putkeen 150, jonka suu sijaitsee suunnilleen erotussihtien 140 tasolla. Keittosihtiryhmän 143 alapuolella on pesusihtiryhmä 152, josta lähtee poistolinja 153. Poistolinja 153 johtaa pumppuun 154, joka ohjaa liuosta 5 lämmittimen 155 kautta linjaan 156. Linjasta 156 liuos palaa keittimen 134 sisäosaan putken 157 kautta, jonka putken suu sijaitsee suunnilleen sihdin 152 tasolla.

Järjestelmän 133 keittimen tuotantoa on viime aikoina lisätty tehtaalla yli sille suunnitellun kapasiteetin, ja tuotantoa rajoittaa nykyisin liuosmäärä, joka on mahdollista erottaa. Tämän 10 rajoituksen vähentämiseen voidaan käyttää keksinnön mukaisia tekniikoita, joita kuvataan yksityiskohtaisesti kuviossa 16. Koska linjassa 141 erotettava liuosmäärä on rajallinen, sitä voidaan lisätä keksinnön mukaan suorittamalla erotusta myös linjasta 144. Erotusmäärä keksintöä soveltamalla on tyypillisesti noin kaksi tonnia liuosta yhtä massatonnia kohti. Käytännössä yksi liuostonni yhtä massatonnia kohti erotetaan linjassa 144 ja korvataan 15 laimennusliuoksella (pesuliuoksella), joka on peräisin lähteestä 158. Tämä suoritetaan kuviossa 16 kuljettamalla pesuliuos lähteestä 158 (esim. suodosvesi) pumpun 159 ja venttiilin 160 läpi, jolloin suurin osa pesuliuoksesta (esim. 1,5 tonnia liuosta yhtä massatonnia kohti) ohjautuu linjassa 161 keittimen alaosaan, kun taas loput (esim. yksi tonni liuosta yhtä massatonnia kohti) ohjautuu linjan 162 kautta linjaan 145 20 laimennusliuokseksi. Lähteestä 163 voidaan myös lisätä linjassa 164 olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä valkolipeää linjaan 145 ennen lämmitintä 147, ja kierrätys takaisin keittimeen tapahtuu putkien 150 ja/tai 151 kautta. Tietysti valkolipeää voidaan lisätä myös • ·* pesukiertoon linjassa 153 (ks. linja 165) EMCC®-keiton aikaansaamiseksi. Virtaa • · *.*·: osoittavat nuolet 166 kuvaavat keittimen 134 yhdensuuntaisvirta-aluetta. Kuviossa 16 • · v.: 25 esitettyjen muunnelmien seurauksena MCC®-keittoalueen 167 vastavirrassa on :***: puhtaampaa, vähemmän DOM:ää sisältävää liuosta, jonka avulla saadaan aikaan • * ·.. lujempaa massaa ja tässä tapauksessa myös lisätään keittimen 134 kapasiteettia.

• • · · • · · • · ·

Kuviossa 16 kuvattujen muunnelmien vaikutusta DOM-pitoisuuteen on tutkittu käyttämällä 30 Andritz lnc.:n vuokeittimen dynaamista tietokonemallia. Tämän teoreettisen tutkimuksen • · a alustavat tulokset esitetään kaavamaisesti kuviossa 17. Kuviossa 16 verrataan DOM- • · **;·’ pitoisuuden vaihtelua perinteisessä MCC®-keittimessä DOM-pitoisuuden vaihteluun kuvion 16 keittimessä. Perinteisellä MCC®-keittimellä saatuja tuloksia kuvataan käyrällä ·:··· 168 ja kuvion 16 keittimen tuloksia käyrällä 169. Kuten kuviosta 17 nähdään, DOM- 35 pitoisuus vähenee voimakkaasti sihtiryhmän 143 kohdalla, kun lisätään vähemmän M DOM:ää sisältävää laimennusliuosta, mikä vähentää DOM:ää myös vastavirrassa, joka • · *···* suuntautuu takaisin ylös kohti erotussihtisarjaa 140. Myös alaspäin vastavirtaan suuntautuva pesuliuos sisältää vähemmän DOM:ää, koska massan mukana kulkeutuu 21 vähemmän DOM.ää. Käyrät 170,171 sekä osa käyristä 168, 169 osoittavat, että vastavirta-keittoalueella DOM lisääntyy aina liuosvirtauksen suuntaisesti. Toisin sanoen vastavirta keittää ja kerää DOM:ää kulkiessaan alaspäin viilaavan hakemassan läpi.

5 Kuviot 16 ja 17 kuvaavat täten vain yhden erotus-laimennusvaiheen voimakasta vaikutusta DOM-profiiliin vuokeittimessä. DOM:n vähenemisellä voi olla myös voimakas vaikutus valmistetun massan lujuuteen.

Kuvio 18 esittää toista keksinnön mukaisia menetelmiä käyttävää tehdasmuunnelmaa. 10 Myös tässä esitetään keitin 134, joka on osa kaksiastiaista hydraulista keitintä. Koska monet komponentit ovat samoja kuvioissa 16 ja 18, niihin viitataan samoilla viitenumeroilla. Ainoastaan muunnelmat, joiden osalta nämä jäijestelmät eroavat toisistaan, selostetaan yksityiskohtaisesti.

15 Kuvion 18 suoritusmuodossa DOM vähenee vieläkin voimakkaammin. Tässä suoritusmuodossa sihdit 140, 143 ovat päinvastoin kuin kuvion 16 suoritusmuodossa, ja sihtiryhmien 138, 143 väliin on jäljestetty vielä yksi sihtiryhmä. Sihtiryhmä 173 on säätösihtiryhmä; keksinnön mukaan siitä lähtevän poistoyhteen 174 kautta hoituu poisto paisuntasäiliöön 142.

20

Kuvion 18 suoritusmuodon yhdessä käytännön esimerkissä erotetaan kaksi tonnia liuosta yhtä massatonnia kohti linjassa 174 ja neljä tonnia liuosta yhtä massatonnia kohti linjassa i V 141. Linjassa 162 lisätään laimennusliuosta ja linjassa 164 olennaisesti DOM:ää • t sisältämätöntä valkolipeää. Tämän seurauksena syntyvät kuviossa 18 esitetyt virtaukset :V: 25 176, 177, jolloin keittimessä 134 vaikuttavat yhdensuuntaisella, vastavirta, • * · *: yhdensuuntaisella, vastaerta (mitä voi kutsua vuoroerta-vuokeitoksi).

• · ·· • · • · ·

Kueossa 19 esitetään eelä yksi keksinnön mukainen keitinjäijestelmä 179. Tässä • · · kaksiastiaisessa järjestelmässä esitetään impregnointiastia 180, jonka yläosassa on ... 30 sisäänmenoaukko 181 ja alaosassa ulosmenoaukko 182. Kohdasta 183 poistettua liuosta » « « ';*/ kierrätetään perinteiseen korkeapainesulkusyöttimeen, ja valkolipeää lisätään kohdassa • · *♦·♦* 184. Kohdasta 185 poistettua liuosta voidaan kuljettaa ensimmäisen paisuntasäiliön 186 ja toisen paisuntasäiliön 187 väliseen tilaan. Liete linjasta 182 ohjataan kohdasta 188 • · keittimen 189 yläosaan, jossa on "tislausastiajärjestelmä" 190, josta liuosta poistetaan .*. 35 kohdassa 191 ja kierrätetään impregnointiastian 180 alaosaan. Liuos kuumennetaan • · · *·*·* kierrätettäessä lämmittimessä 192.

·«· • · • · • ♦ · 22

Myös keittimessä 189 on säätösihtiryhmä 194, josta lähtee poistolinja 195. Linjassa poistettava liuos yhtyy tässä tapauksessa linjassa 191 kiertävään liuokseen. Keittosihtiryhmä 196 sijaitsee sääätösihtiryhmän 194 alapuolella, ja siitä linjassa 197 poistuva liuos ohjataan venttiilin 198 kautta linjaan 199. Osa liuoksesta voidaan myös 5 kuljettaa venttiilistä 198 linjassa 200 paisuntasäiliöön 186. Liuos laimennetaan linjassa 199 vähemmän DOM.ää sisältävällä liuoksella, esimerkiksi olennaisesti DOM:ää sisältämättömällä valkolipeällä 201 ja suodoksella 202, ennen kuin se ohjataan lämmittimen 203 läpi ja syötetään takaisin keittimeen 189 yhteen 204 avulla noin sihtiryhmän 196 tasolla. Poistosihtiryhmästä 206 lähtee poistolinja 207, joka johtaa 10 paisuntasäiliöön 186. Pesusihtiryhmään 208 kuuluu kierrätyslinja 209, johon voidaan lisätä valkolipeää kohdassa 210, ennen kuin liuos ohjataan lämmittimen 211 läpi ja syötetään takaisin yhteen 212 avulla noin pesusihtiryhmän 208 tasolla. Suodosta, josta saadaan pesuliuosta, lisätään kohdassa 213, ja tuotettu massa poistetaan linjassa 193.

15 Jäijestelmästä 179 kannattaa huomata, että poisto voi tapahtua linjasta 197 venttiilin 198 kautta yhteeseen 200. Myös suodoksen muodossa oleva laimennusliuos lisätään edullisesti kohdassa 214 linjaan 182, ja olennaisesti DOM:ää sisältämätöntä valkolipeää lisätään kohdassa 214'.

20 Kuvio 20 esittää yksiastiaista hydraulista keitintä, jota on modifioitu keksinnön mukaan. Tähän muunnelmaan kuuluu myös kaksi keittosihtiryhmää, kuten perinteisestikin. Tämä mahdollistaa erotuksen/laimennuksen edellisten lisäksi kahdessa muussa paikassa.

·♦ · • · · • · • · • «

Yksiastiaiseen hydrauliseen keitinjäijestelmään 215 kuuluu hakesäiliön 216 tavanomaiset :V: 25 osat, höyrytysastia 217, korkeapainesiirtolaite (korkeapainesulkusyötin) 218, linja 219 :*·*: selluloosapitoisen kuitumateriaalin lietteen syöttämiseen vuokeittimen 221 yläosaan 220 • · sekä keittimen 221 alaosassa sijaitseva valmiin massan poistoaukko 222. Osa liuoksesta on poistettu linjassa 223 ja kierrätetty takaisin korkeapainesulkusyöttimeen 218.

• · ·

Keittosihdit, esimerkiksi ensimmäinen keittosihtiryhmä 224 ja toinen keittosihtiryhmä 225, ... 30 sijaitsevat linjan 223 alapuolella.

• · · « « · • · · ♦ · *···* Ensimmäiseen keittosihtiryhmään 224 liittyy ensimmäinen laitteisto ensimmäisen keittosihtiryhmästä 224 poistetun liuosannoksen kierrättämiseen takaisin keittimen 121 • · ·:··· sisäosaan. Laitteistoon kuuluvat linja 226, pumppu 227 ja lämmitin 228, josta lähtee .*. 35 takaisinsyöttöyhde 229 noin sihtiryhmän 224 tasolle. Laitteistoon voi kuulua myös venttiili • · · *;[·* 230 liuoksen erotukseen ennen lämmitintä 228 linjaan 231, kun laimennusliuosta, *···* esimerkiksi valkolipeää (esim. 10 % käytetyn valkolipeän kokonaismäärästä) lisätään yhteen 232 kautta juuri ennen lämmitintä 228.

23

Toinen laitteisto jonkin poistetun liuoksen kierrättämiseen ja toisen poistetun liuoksen erottamiseen on järjestetty toisen keittosihtiryhmän 225 yhteyteen. Tähän toiseen järjestelmään kuuluu yhde 235, pumppu 236, lämmitin 237, venttiili 238 ja 5 takaisinsyöttöyhde 239. Yksi liuosannos lisääntyy laimennusliuoksen myötä yhteessä 242, kun laimennuslipeää lisätään valkolipeän muodossa linjassa 241 ja kun osa liuoksesta erotetaan linjassa 240. Tällä tavoin DOM-pitoisuus vähenee huomattavasti sihtiryhmien 224,225 viereisellä keittoalueella.

10 Toisen keittosihtiryhmän 225 alapuolella sijaitsee erotussihtiryhmä 245, josta lähtee yhde 246 venttiiliin 247. Venttiilistä 247 lähtee linja 248 talteenottojärjestelmän ensimmäiseen paisuntasäiliöön 249. Tällaiseen talteenottojärjestelmään kuuluu tyypillisesti toinen paisuntasäiliö 250. Osa linjan 246 liuoksesta voidaan kierrättää ohjaamalla se venttiilin 247 kautta linjaan 251.

15

Keittimeen 221 kuuluu lisäksi kolmas sihtiryhmä 253, joka sijaitsee sihtiryhmän 245 alapuolella, sekä sihtiryhmään liittyvä venttiili 254, josta lähtee poistoyhde 255 ja erotusyhde 256. Toisin sanoen venttiilien 247, 254 sijainnista riippuen liuosta voi virrata linjasta 246 linjaan 255 tai linjasta 256 linjaan 248.

20

Linja 255 on pumpun 257 välityksellä yhteydessä lämmittimeen 260 ja palautusyhteeseen 261 noin kolmannen sihtiryhmän 253 tasolla. Laimennusliuosta lisätään linjaan 255 ennen • · · : *.*' lämmitintä 260; valkolipeää (esim. noin 15 % keittoon käytettävästä valkolipeästä) lisätään • · :.*·· linjan 258 kautta, ja laimennusliuosta, esimerkiksi pesusuodosta lähteestä 243, lisätään 25 linjan 259 kautta.

• · · • · · • · • · I*. Keittimeen 221 kuuluu myös pesusihtiryhmä 263, johon kuuluu poistoyhde 264.

Poistoyhteeseen voidaan lisätä valkolipeää lähteestä 233 (esim. 15 % prosessiin kaikkiaan • · · käytettävästä valkolipeästä) linjan 265 kautta. Keittimeen kuuluvat myös pumppu 266, ... 30 lämmitin 267 ja palautusyhde 268 poistetun liuoksen takaisin syöttämiseen noin • · · sihtiryhmän 263 tasolla. Pesusuodosta lisätään myös sihtiryhmän 263 alapuolella « · *···’ pesusuodoslähteeseen 243 liitetyn yhteen 269 kautta.

• · • · · • ·« • ·

Yhdessä keksinnön mukaisessa suoritusmuodossa 55 % massan käsittelemiseen • · .*. 35 käytettävästä valkolipeästä lisätään linjassa 271, jotta hake voidaan impregnoida, kun sitä • · · **[** käsitellään korkeapainesiirtolaitteessa 218 ja lasketaan linjaan 219. 5 % valkolipeästä *·..* lisätään korkeapainesulkusyöttimeen 218 linjan 272 kautta, yhteensä 10 % lisätään linjoihin 232,241 (esim. 5 % molempiin), ja 15 % lisätään sekä linjaan 258 että linjaan 265.

24 Käyttämällä kuvion 20 yksiastiaista hydraulista vuokeitinryhmää 215 voidaan ylläpitää alhaista DOM-tasoa, ja lisäksi voidaan soveltaa useita toimintamalleja. Voidaan esimerkiksi käyttää ainakin yhtä seuraavista kolmesta toimintamallista: 5 (A) Jatkettu modifioitu vuokeitto, jossa erotus/laimennus tapahtuu alemmista keittosihdeistä: Tässä mallissa liuosta erotetaan keittimestä 221 tavanomaisesti linjassa 246, ja käytetään jatkettua modifioitua vuokeittoa. Valkolipeää lisätään linjoissa 232,258,265. Liuosta poistetaan myös linjassa 240, ja vastaavaa laimennusliuosta lisätään linjassa 242 pesusuodoksesta 10 243. Tämän tuloksena syntyy joko yhdensuuntainen tai vastavirtainen DOM- tasoltaan aiempaa alhaisempi liuosvirtaus erotussihtiryhmän 245 ja alemman keittosihtiryhmän 225 välille. Se, onko virtaus yhdensuuntainen vai vastavirtainen riippuu linjojen 240,246 erotusten arvoista.

(B) Jatkettu modifioitu vuokeitto, jossa erotus/laimennus tapahtuu modifioidussa 15 vuokeittokierrossa: Tässä mallissa käytetään kaikkia (A)-kohdassa kuvattuja virtauksia, ja niiden lisäksi erotetaan liuosta linjassa 256. Venttiilejä 247, 254 säädetään, jotta osa liuoksesta pääsee kolmannesta sihtiryhmästä 253 (modifioidusta vuokeittosihtiryhmästä) linjaan 248. Laimennusliuosta, jolla korvataan tämä erotettu liuos, lisätään linjassa 259, jolloin saadaan aikaan 20 vielä yksi DOM-tasoltaan aiempaa alhaisempi vastavirtainen nestevirtaus sihtiryhmien 245,253 väliin.

(C) Syijäytysimpregnointi ja erotuslaimennus ylemmistä keittosihdeistä: Tätä mallia • · · • .* voidaan käyttää sellaisenaan tai perinteisen modifioidun vuokeittoprosessin • · yhteydessä tai yllä esitettyjen mallien (A) ja (B) lisäksi. Tähän malliin kuuluu • · V.: 25 erotus ylemmästä sihtiryhmästä 224 linjaan 231 venttiilin 230 säädellessä :***: liuoksen kulkua ja valkolipeälaimennuksen tapahtuessa linjassa 232.

·*·.. Lisälaimennusta voidaan suorittaa linjasta 259 (ei näy kuviossa 20). Tästä seuraa syrjäytysimpregnointi, joka saadaan aikaan, kun vastavirta keittimen sisääntulon kohdalla kiihtyy. Kiihtymistä ei aiheuta erotus vaan sisääntulevan 30 hakkeen lipeäpitoisuus. Hakkeen alhaisen lipeäpitoisuuden vaikutuksesta hydraulinen keitin 221 pakottaa laimennusvirran takaisin sisääntuloon 220, • · ’·;·* mistä aiheutuu aiempaa vähemmän DOM:ää sisältävän lipeän vastavirtaus.

• · • · ·

• M

• · ····· Kuviossa 20 esitetty järjestelmä 215 ei rajoitu yllä kuvattuihin malleihin A - C, vaan mallit 35 ovat vain esimerkkejä monista modifoiduista muodoista, joita virtaus voi saada, jotta • · · voidaan valmistaa entistä lujempaa massaa keksinnön mukaisen alhaisen DOM- • · *···* pitoisuuden mukaan.

25

On huomattava, että kaikkien kuvioiden 16 ja 18 - 20 suoritusmuotojen mukaiset järjestelmät voidaan asentaa olemassaoleviin tehtaisiin, ja yksityiskohtaiset käyttöohjeet riippuvat niistä tehdasolosuhteista, joissa kyseistä tekniikkaa sovelletaan. Kaikkien suoritusmuotojen tuloksena on edellä esitetyn mukaisesti vähentyneestä DOM-5 pitoisuudesta saatavia etuja, esimerkiksi lisääntynyt lujuus, lisääntynyt valkaistavuus, vähentynyt tehollisen alkalin kulutus ja/tai pienempi H-tekijä. Tätä havainnollistaa parhaiten kuvion 19 laitteisto sekä siihen liittyvät kuvioiden 21-25 käyrät.

Kuviossa 19 viitenumero 185 tarkoittaa ensimmäistä erotusta, 200 toista erotusta, 207 10 kolmatta erotusta, 214 ensimmäistä laimennusta, 202 toista laimennusta ja 213 kolmatta laimennusta.

Kuvio 21 vertaa tietokonesimulaation avulla standardin mukaisen EMCC®-keiton ja samanlaisen keksinnön mukaisen keiton DOM-profiileja, kun jälkimmäisessä käytetään 15 kuvion 19 järjestelmää, jossa suoritetaan jatkettu yhdensuuntaiskeitto. Standardin mukaisessa EMCC®-keitossa poistetaan liuosta perinteisistä poistosihdeistä, ja lisätään valkolipeää perinteisiin keitto- ja pesukiertoon, jolloin liuosvirtaus keittimen yläosasta perinteisiin poistosihteihin on yhdensuuntainen, kun taas liuosvirtaus keittimen loppuosassa on vastavirtainen. Kuvion 19 jatketun yhdensuuntaismallin mukaan kolmas 2 0 erotus 207 on pääasiallinen erotus, niin että yhdensuuntaista keittoa tapahtuu koko matkan sihtiryhmään 206. Kuvio 21 kuvaa perinteistä EMCC®-keittoa käyrällä 275 ja jatkettua yhdensuuntaisvirtakeittoa käyrällä 276. Kuvion 21 tietokonemallissa tonniluku oli 1200 • · · : V ADMT/D ja valkolipeän osuus 60 % impregnaatiossa, 184,5 % BC-linjassa 214’, 15 % MCCXgMderrossa 201 ja 20 % pesukierrossa 210. Linjassa 213 lisättiin 1,5 tonnia liuosta : V: 25 massanpesusuodosta kohti vastavirtanesteeksi.

• · · • · · • φ • · a Kuviosta 21 nähdään, että vaikka DOM-pitoisuutta alunperin vähennetään keittoalueella, se on suurempi vastavirtavaiheessa. Näin ollen tällaisella jatketulla • · · yhdensuuntaisvirtakeitolla (276) saadaan aikaan vain vähäistä parannusta DOM- ... 30 pitoisuuteen. Vaikka tietokonemallilla on rajoituksensa, kuvio 21 osoittaa, että DOM- • · · pitoisuutta voidaan vaihdella koko keiton aikana.

• · • · • · · :*·.· Kuviossa 22 esitetään, miten valkolipeän lisääminen kuvion 19 linjassa 201 ja vain vähän • · DOM:ää sisältävän laimennusliuoksen lisääminen linjassa 202 vaikuttaa teoreettisesti. 35 Kuviossa 22 lisätään 1,0 tonnia liuosta massapesusuodostonnia kohti linjassa 202, sekä • · · '·'·* 0,6 t/tp valkolipeää. Vastaava 1,6 t/tp:n liuosvirta poistetaan linjassa 200. Kun verrataan käyrää 277 kuvion 21 käyrään 276, huomataan, että DOM-pitoisuus putoaa voimakkaasti sihtien 196, 206 välissä.

26

Kuviossa 23 esitetään, miten vaikuttaa, kun pesusuodosta lisätään vaihtelevasti laimennukseen linjoissa 202 ja 213. Tässä tapauksessa pesusuodoksen kokonaismäärä 1,5 + 1,0 = 2,5 t/tp lisätään linjoissa 213 ja 202. Käyrän 278 simulaatiossa lisätään 1/3 5 laimennusliuoksesta linjassa 202; käyrän 279 simulaatiossa 1/2 linjassa 202; ja käyrän 280 simulaatiossa 2/3 linjassa 202 (loput lisätään kussakin tapauksessa linjassa 213). Näin ollen on selvää, että DOM-profiili vaihtelee merkittävästi erilaisen laimennusvirran mukaan: mitä enemmän laimennusliuosta lisätään keittoalueelle, sitä voimakkaammin siinä oleva DOM vähenee (vaikka se tosin lisääntyy pesualueella).

10

Kuvio 24 kuvaa erotuksen vaihtelemisen teoreettista vaikutusta linjassa 200. Käyrä 281 kuvaa DOM-profiilia, kun erotus linjassa 200 on 1,35 t/tp; käyrä 282 DOM-profiilia, kun erotus linjassa 200 on 1,85 t/tp; ja käyrä 283, kun erotus linjassa 200 on 2,6 t/tp. Kussakin tapauksessa laimennusliuoksen 2,5 t/tp:n kokonaismäärä jaetaan tasaisesti linjojen 202 ja 15 213 kesken, ja lisäksi lisätään 0,6 t/tp:n verran valkolipeää linjassa 201. Kuvio 24 osoittaa selvästi, että teoreettinen DOM-pitoisuus keittoalueella vähenee, kun erotuksen määrä kasvaa linjassa 200, ja pysyy olennaisesti muuttumattomana koko vastavirta-alueen läpi. Näin ollen tätä erotusta voidaan vaihdella ja mukauttaa erotussihdin painehäviöön vaikuttamatta kovin paljon DOM-profiiliin.

20

Kuvio 25 kuvaa erotuksen vaikutusta linjasta 185 (impregnointiastian 180 yläosasta), kun halutaan luoda vastavirtaimpregnointi käytettäessä jatkettua yhdensuuntaiskeittoa ja : 1.1 laimennusta. Tässä tapauksessa referenssinä olevan yhdensuuntaisvirta- • · impregnointiastian käytöstä saadut tulokset ovat samanlaisia kuin kuviossa 22 esitetyt.

:V: 25 Erotusvirta 185 on 1,1 t/tp; erotettua liuosta ei korvata pesusuodoksella vaan valkolipeällä ·1·1: linjassa 184. Kuvioiden 21 - 24 malleissa 60 % valkolipeästä lisättiin linjassa 184 ja 5 % • · ". linjassa 214'. Kuviossa 25 tilanne on päinvastainen: 5 % lisättiin linjassa 184 ja 60 % linjassa 214'. Käyrä 284 osoittaa yhdensuuntaisvirran impregnointiastian virtausta, kun • · · taas linja 285 osoittaa vastavirtausta (60 % valkolipeää linjassa 214'). Näin ollen tämä ... 30 osoittaa, että teoreettinen DOM-pitoisuus vähenee sekä astiassa 180 että keittoalueella, ja • · φ on vertailukelpoinen vastavirta-keittoalueen kanssa. Täten alhaisemmat DOM-pitoisuudet • · *···1 ovat mahdollisia astiassa 180 tapahtuvan erotuksen sekä keittimessä 189 tapahtuvan : ’ 1.: erotuksen ja laimennuksen johdosta.

• · ····« • · 35 Täten havaitaan, että keksinnön mukaan esitetään menetelmä ja laite, jotka lisäävät • · · *;[·1 kraftmassan lujuutta poistamalla, minimoimalla (esim. laimennuksen avulla) tai • · *·..1 passivoimalla DOM:ää missä tahansa kraftkeiton vaiheessa sekä lisäämällä muita massa ta! prosessiparametrejä. Vaikka keksintö esitetään ja kuvaillaan tässä viitaten 27 tämänhetkisen tiedon mukaan käytännöllisimpään ja edullisimpaan suoritusmuotoon, on selvää, että keksinnöstä voidaan tehdä monia muunnelmia sen suojapiirissä, mille vaatimuksissa esitetylle suojapiirille on annettava mahdollisimman laaja tulkinta, jotta se kattaa kaikki vastaavat rakenteet, menetelmät ja tuotteet.

• · · • · · • · • · • · • · · • · · • · • · I i i • · · • · • · · • · · • · • · • · • · • · · • · · • · · • · · • · · • · · • · · • · ♦ • · • · ··♦ • · • · ♦ • · · • « • · • · • · · • · · • · 1 2 3 · · • · 2 • · 3

Claims (20)

28

1. Menetelmä kraftmassan jatkuvatoimiseksi valmistamiseksi käyttäen keittimessä ainakin yhtä sihtiryhmää (143, 196, 225, 253), tunnettu siitä, että menetelmään kuuluu ainakin 5 seuraavat osavaiheet: (a) johdetaan hienonnetun selluloosapitoisen kuitumateriaalin nesteliete ensimmäiseen suuntaan sihtiryhmälle ja sen ohi, jolla nestelietteellä on liuenneen orgaanisen materiaalin ensimmäinen taso; (b) poistetaan osa nesteestä, jolla on ensimmäinen liuenneen orgaanisen materiaalin taso, 10 lietteestä sihtiryhmän kohdalla; (c) kierrätetään ainakin osa osavaiheessa (b) poistetusta nesteestä palautuskierrossa (145, 199, 235, 255) takaisin keittimeen suunnilleen sihtiryhmän sijainnin kohdalla; (d) tuodaan palautuskiertoon keittoliuosta (164, 201,241,258); (e) tuodaan palautuskiertoon laimennusnestettä (162, 202, 242, 259), jolla on liuenneen 15 orgaanisen materiaalin toinen taso, joka on sen verran merkittävästi alhaisempi kuin ensimmäinen taso, että sillä on positiivinen vaikutus massan vahvuuteen, kuluvaan tehollliseen alkaliin, H-tekijään tai valkaistavuuteen; ja (f) tuodaan neste palautuskierrossa takaisin keittimeen, niin että palautuskierrosta tuodulla nesteellä on liuenneen orgaanisen materiaalin kolmas taso, joka on sen verran 20 merkittävästi alhaisempi kuin ensimmäinen taso, että sillä on positiivinen vaikutus massan vahvuuteen, kuluvaan teholliseen alkaliin, H-tekijään tai valkaistavuuteen. • · · • · • · • ·

2. Vaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ainakin • · osavaiheiden (b) ja (c) välille sijoittuva lisäosavaihe (g), jossa johdetaan (144, 200, 240, 25 256) osavaiheessa (b) poistettu ensimmäinen nesteosa talteenottoon tai muuhun keittimen ulkopuoliseen käsittelyyn ja kierrätetään (145,199, 239, 255) toinen osa osavaiheessa (c). • • ·· * * · • · ·

3. Vaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osavaiheet (b) - (g) suoritetaan ... niin, että olennaisesti kaikki osavaiheessa (b) poistettu neste johdetaan talteenottoon tai • · · 30 muuhun keittimen ulkopuoliseen käsittelyyn ja korvataan olennaisesti laimennusliuoksella ja • · *·;·* keittoliuoksella osavaiheissa (d) ja (e).

• · • · · • · · • · ·;··· 4. Vaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, jossa käytetään toista sihtiryhmää (140, 173, 224, 245), joka on sijoitettu ensimmäiseen suuntaan mainitusta sihtiryhmästä, tunnettu 35 siitä, että menetelmään kuuluu lisäosavaiheet (h) ja (i), jotka suoritetaan ennen osavaihetta • · ’···* (a), jolloin 29 (h) johdetaan hienonnetun selluloosapitoisen kuitumateriaalin nesteliete ensimmäistä suuntaa vastaan toiselle sihtiryhmälle ja sen ohi, jolla lietteellä on liuenneen orgaanisen materiaalin neljäs taso; ja (i) poistetaan nestettä, jolla on liuenneen orgaanisen materiaalin neljäs taso, lietteestä 5 toisen sihtiryhmän kohdalla, ja johdetaan (141, 174, 231, 246/248) poistettu neste talteenottoon tai muuhun keittimen ulkopuoliseen käsittelyyn.

5. Vaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osavaihe (e) suoritetaan pesusuodoksen (162, 202, 242, 259) tai veden tai näiden yhdistelmien tuomiseksi. 10

6. Vaatimusten 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osavaiheet (a) - (i) suoritetaan ennen keittoa tai keiton alussa.

7. Vaatimusten 1 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osavaiheet (a) - (i) 15 suoritetaan liuenneen orgaanisen materiaalin määrän pitämiseksi tason 100 g/l alapuolella olennaisesti koko keiton ajan.

8. Vaatimusten 1 - 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osavaiheet (a) - (i) suoritetaan liuenneen orgaanisen materiaalin määrän pitämiseksi tason 50 g/l alapuolella 2. olennaisesti koko keiton ajan.

• · · • · · : ·’ 9. Vaatimusten 1 - 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osavaiheet (a) - (i) • · ·.**: suoritetaan liuenneen hemiselluloosan määrän pitämiseksi tasolla 15 g/l tai sen alapuolella • · : olennaisesti koko keiton ajan. t · · : · : 25 • ·

10. Jonkin vaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siihen kuuluu osavaiheiden (e) ja (f) väliin sijoittuva lisäosavaihe (j), jossa palautuskierron neste lämmitetään ennen sen palauttamista palautuskierrossa keittimeen. • · · • · · • · ·

11. Vuokeitin, jossa on yläosa ja alaosa, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ainakin • · *·;*’ keitettävän selluloosapitoisen materiaalin tuloaukko keittimen yläosassa ja keitetyn massan poistoaukko alaosassa; ensimmäinen sihtiryhmä (143, 196, 225, 253), jolla on ·;··· ensimmäinen poistoyhde (145, 197, 235, 256); välineet (162, 202, 242, 259) vain vähän 'Λ' liuennutta orgaanista materiaalia sisältävän nesteen ja keittoliuoksen lisäämiseksi *.*!;* 35 mainittuun ensimmäiseen poistoyhteesen; ja välineet (145, 204, 239, 261) nesteen • · 1 kierrättämiseksi mainitussa ensimmäisessä poistoyhteessä lisätyllä liuenneella orgaanisella 30 materiaalinesteellä ja keittoliuoksella keittimen sisälle noin ensimmäisen sihtiryhmän tasolla.

12. Vaatimuksen 11 mukainen vuokeitin, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ainakin mainitun ensimmäisen sihtiryhmän yläpuolella sijaitseva toinen sihtiryhmä (140, 173, 224, 245), jolla 5 on toinen poistoyhde.

13. Vaatimusten 11 ja 12 mukainen vuokeitin, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ainakin mainitun ensimmäisen sihtiryhmän alapuolella sijaitseva kolmas sihtiryhmä (140, 206, 245), jolla on kolmas poistoyhde (141, 207, 246), joka on toiminnallisesti yhdistetty talteenottojär- 10 jestelmään tai muuhun keittimen ulkopuoliseen käsittelyjärjestelmään.

14. Vaatimusten 11-13 mukainen vuokeitin, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ainakin välineet ensimmäisen sihtiryhmän avulla talteenottoon tai muuhun keittimen ulkopuoliseen käsittelyyn poistetun ensimmäisen liuos- 15 annoksen tuomiseksi.

15. Vaatimusten 11-14 mukainen vuokeitin, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ainakin mainitun ensimmäisen sihtiryhmän yläpuolella sijaitseva vastavirtainen vuokeittoalue (167, 176). 20 ...

16. Vaatimusten 11-14 mukainen vuokeitin, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ainakin • · · •( ·1 mainitun ensimmäisen sihtiryhmän yläpuolella sijaitseva myötävirtainen vuokeittoalue. • · · • ·· • · • · \v

17. Jonkin vaatimuksen 11-16 mukainen vuokeitin, tunnettu siitä, että se on hydraulinen • V 25 vuokeitin. ·· • · • ♦· :1·1;

18. Jonkin vaatimuksen 11-16 mukainen vuokeitin, tunnettu siitä, että se on höyry- faasivuokeitin. ··· ♦ ♦ ♦ • « ·

19. Jonkin vaatimuksen 11-18 mukainen vuokeitin, tunnettu siitä, että se on yksiastiainen **:·1 vuokeitin (215). • · ♦ · ♦ • ·· • · *:2:

20. Jonkin vaatimuksen 11-18 mukainen vuokeitin, tunnettu siitä, että se on .·]·. useampiastiainen vuokeitin. • · · • · · · • · • · 2 * · · 31