FI122169B - Treatment of wood chips for the production of hot pulp - Google Patents

Treatment of wood chips for the production of hot pulp Download PDF

Info

Publication number
FI122169B
FI122169B FI20105079A FI20105079A FI122169B FI 122169 B FI122169 B FI 122169B FI 20105079 A FI20105079 A FI 20105079A FI 20105079 A FI20105079 A FI 20105079A FI 122169 B FI122169 B FI 122169B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
enzyme
wood
activity
based material
impregnation
Prior art date
Application number
FI20105079A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20105079A0 (en
FI20105079A (en
Inventor
Olli Maeentausta
Original Assignee
Mzymes Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mzymes Oy filed Critical Mzymes Oy
Priority to FI20105079A priority Critical patent/FI122169B/en
Publication of FI20105079A0 publication Critical patent/FI20105079A0/en
Priority to PCT/FI2011/050064 priority patent/WO2011092378A1/en
Publication of FI20105079A publication Critical patent/FI20105079A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI122169B publication Critical patent/FI122169B/en

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C1/00Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21BFIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/02Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means
    • D21B1/021Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means by chemical means
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21BFIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/14Disintegrating in mills
    • D21B1/16Disintegrating in mills in the presence of chemical agents
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/005Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

Puuhakkeen käsittely kuumahierremassan valmistusta vartenTreatment of wood chips for the production of hot pulp

KEKSINNÖN ALAFIELD OF THE INVENTION

Esillä oleva keksintö liittyy kuumahierremassaprosessiin ja erityisesti puuhakkeen käsittelyyn kuumahierremassan valmistuksen yhteydessä.The present invention relates to a hot pulp process and, in particular, to the treatment of wood chips in connection with the production of hot pulp.

5 KEKSINNÖN TAUSTABACKGROUND OF THE INVENTION

Kuumahierremassa (TMP, thermo mechanical pulp) on puukuiduista prosessoimalla valmistettua massaa eli sulppua (pulp). Kuorittu puutavara muunnetaan yleensä ensin pieniksi puulastuiksi, hakkeeksi. Kuumahierremas-saprosessissa puuhake esilämmitetään ennen hiertoprosessia. Hakkeen hierto 10 viittaa hakkeen jauhatukseen, jolloin hakkeeseen kohdistetaan mekaaninen voima rouhinta- tai hiertotapahtumassa. Tällöin muodostuu lämpöä ja vesihöyryä pehmentäen puun ligniinin ja muut kuitujen väliin liittyvät molekyylisidokset, jolloin yksittäiset kuidut erottuvat. Muodostunutta höyryä voidaan käyttää myös hakkeen esilämmitykseen paineen alaisena tai normaali-ilmanpaineessa. Esi-15 lämmityksessä ligniini pehmentyy, jolloin kuidut irtoavat paremmin toisistaan ja ovat ehjempiä ja pitempiä.Thermo mechanical pulp (TMP) is pulp made from wood fibers by processing. Peeled timber is usually first converted into small pieces of wood, chips. In the Hot Hierremas process, wood chips are preheated before the rolling process. Chip milling 10 refers to milling chips, whereby the chips are subjected to mechanical force during a roughing or grinding operation. This softens heat and water vapor, softening the lignin in the wood and other molecular bonds between the fibers, thereby separating the individual fibers. The steam generated can also be used to preheat the chips under pressure or at normal atmospheric pressure. During pre-15 heating, the lignin softens, which allows the fibers to separate from one another and become more intense and longer.

TMP:tä voidaan käyttää esimerkiksi sanomalehtipaperin, kevyesti päällystettyjen (LWC-, light weight coated) ja superkalanteroitujen (SC-, super-calandered) paperien sekä kartonkien valmistukseen.TMP can be used, for example, in the manufacture of newsprint, lightweight coated (LWC) and super calendered (SC) paper and board.

20 Ongelmana yllä mainitussa järjestelyssä on, että kuumahierremas san valmistus kuluttaa varsin paljon energiaa.The problem with the above arrangement is that the preparation of heat massage heat consumes quite a lot of energy.

KEKSINNÖN LYHYT SELOSTUSBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

Keksinnön tavoitteena on siten kehittää menetelmä ja menetelmän toteuttava laitteisto siten, että yllä mainittua ongelmaa lievennetään. Keksinnön 25 tavoite saavutetaan menetelmällä, järjestelmällä, impregnointilaitteella, annos-o «m teluyksiköllä, optimointiyksiköllä, kuumahierremassalla ja käytöllä, joille on tun- i o nusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön ^ edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.It is therefore an object of the invention to provide a method and apparatus implementing the method so as to alleviate the above problem. The object of the invention is achieved by a method, a system, an impregnation device, a dose unit, an optimization unit, a hot pulp and a use which are characterized by what is stated in the independent claims. Preferred embodiments of the invention are claimed in the dependent claims.

x Keksintö perustuu siihen, että käytetään yhtä tai useampaa lignino- cc 30 lyyttistä tai muulla tavalla puuperäiseen materiaaliin hajottavasti vaikuttavaa ^ entsyymiä puuperäisen materiaalin esikäsittelemiseksi impregnointilaitteessa o g ennen varsinaista hiertoprosessia. Menetelmä käsittää entsyymin kierrätyksen, o jolloin impregnointilaitteesta ulostuleva entsyymi kierrätetään kierrätysvälinei-The invention is based on the use of one or more ligninous enzymes lysing or otherwise disrupting the wood-based material to pre-treat the wood-based material in an impregnation device o g prior to the actual shredding process. The method comprises recycling the enzyme, wherein the enzyme exiting the impregnator is recycled by means of

C\JC \ J

den avulla ainakin osittain takaisin impregnointilaitteeseen. Järjestelmä käsit- 2 tää lisäksi mittausvälineet entsyymi(e)n aktiivisuuden mittaamiseksi. Mittaustulos välitetään ohjausvälineille, jotka on konfiguroitu ohjaamaan annostelu-välineitä entsyymin annostelua mainitun mittaustuloksen perusteella.at least partially back to the impregnation device. The system further comprises measuring means for measuring the activity of the enzyme (s). The measurement result is transmitted to control means configured to control the delivery means based on said measurement result.

Esillä olevan järjestelyn etuna on, että se tarjoaa biologisen mene-5 telmän puuperäisen materiaalin käsittelyyn ennen varsinaista kuumahiertoa tehden näin järjestelmästä ympäristöystävällisemmän verrattuna esimerkiksi tilanteeseen, jossa puuperäistä materiaalia käsitellään kemikaaleilla (kemi-kuumahierre, cTMP (chemi-thermo mechanical pulp)), tai tilanteeseen, jossa ei ole puuperäisen materiaalin käsittelyä ennen varsinaista kuumahiertoproses-10 siä.An advantage of the present arrangement is that it provides a biological method for treating wood-based material prior to actual hot rolling, thereby making the system more environmentally friendly compared to, for example, chemical treatment of wood-based material (Kemi-heat pulp, Chemi-thermo mechanical pulp) with no treatment of the wood-based material prior to the actual hot rolling process.

KUVIOIDEN LYHYT SELOSTUSBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä viitaten oheiseen piirrokseen, jossa:The invention will now be further described in connection with preferred embodiments with reference to the accompanying drawing, in which:

Kuvio 1 esittää esillä olevan ratkaisun esimerkinomaisen suoritus-15 muodon mukaista järjestelmää.Figure 1 shows a system according to an exemplary embodiment of the present solution.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUSDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Esillä oleva ratkaisu liittyy menetelmään ja järjestelmään kuitupitoisen massan, puuhakkeen ja/tai muun puuperäisen materiaalin esikäsittelyn optimoimiseen käyttämällä entsyymejä kyllästyslaitteistossa. Menetelmässä 20 entsyymien aktiivisuutta voidaan mitata jatkuvasti entsyymiselektiivisten sensorien avulla (esimerkiksi biosensorien avulla tai tavallisten antureiden avulla kuten esimerkiksi pH-mittauksen eli pH-anturien avulla). Menetelmässä entsyy-miseosta (tai ainakin osa siitä) kierrätetään edullisesti kyllästyslaitteessa. Kierrätys voi tapahtua esimerkiksi siten, että entsyymiä tai entsyymiä sisältävää 25 nestettä otetaan talteen laitteen alaosasta ja sitä kierrätetään laitteen ylä- ^ osaan, o ^ Esillä olevan ratkaisun esimerkinomaisessa suoritusmuodossa ent- I'» o syymejä annostellaan kyllästyslaitteeseen pumppaamalla ja entsyymien an- ^ nostelua optimoidaan puun (puuhakkeen, puulastujen tms.) käsittelyä varten £ 30 entsyymikuumahierremassan (eTMP, enzyme-thermo mechanical pulp) val- °· mistamiseksi. Entsyymin annostelun tarkoituksena on pehmentää massaa taiThe present solution relates to a method and system for optimizing the pretreatment of fibrous pulp, wood chips and / or other wood-based material using enzymes in an impregnation apparatus. In method 20, enzyme activity can be continuously measured by enzyme-selective sensors (e.g., biosensors or conventional sensors such as pH measurement, or pH sensors). In the process, the enzyme mixture (or at least a portion thereof) is preferably recycled in a impregnator. Recycling may, for example, be performed by recovering the enzyme or enzyme-containing fluid from the bottom of the device and circulating it to the top of the device. In an exemplary embodiment of the present invention, the enzymes are pumped into the impregnator and optimized for the treatment of wood (wood chips, wood chips, etc.) for the production of £ 30 enzyme-thermo mechanical pulp (eTMP). The purpose of dosing the enzyme is to soften the mass or

CDCD

^ haketta, jotta varsinainen kuumahierto helpottuu, jolloin voidaan alentaa kuu- o mahierremassan valmistuksen energiakustannuksia. Tällöin käytettävät ent- ^ syymit ovat ligninolyyttisiä, pektinolyyttisiä ja/tai muulla tavalla puuperäiseen 35 materiaaliin hajottavasti vaikuttavia entsyymejä. Entsyymimäärän optimointi 3 prosessissa kierrättämällä ja annostelemalla entsyymiseosta kyllästyslaitteis-toon perustuu entsyymin aktiivisuuden mittaamiseen kyllästys- eli impregnoin-tisäiliössä ja/tai kierrätysputkistossa sensorien, esimerkiksi sopivien biosenso-rien avulla. Eri entsyymien aktiivisuutta voidaan mitata käyttämällä eri senso-5 reita siten, että tietyn entsyymin aktiivisuus voidaan mitata erikseen käyttämällä tiettyä kyseiselle entsyymille spesifistä sensoria. Hajottavasti vaikuttavalla entsyymillä voidaan tässä yhteydessä viitata esimerkiksi puusoluja/puun rakennetta pehmentävästi ja/tai puukuituja erottelevasti vaikuttavaan entsyymiin.^ chips to facilitate the actual hot rolling, thereby reducing the energy cost of producing hot pulp. The enzymes used herein are ligninolytic, pectinolytic and / or otherwise degradative to the wood-based material. Optimizing the amount of enzyme in 3 processes by circulating and dispensing the enzyme mixture to the impregnator is based on measuring the activity of the enzyme in the impregnation tank and / or the recycling pipeline by means of sensors, for example suitable biosensors. The activity of different enzymes can be measured using different Senso-5s, so that the activity of a particular enzyme can be measured separately using a specific sensor specific to that enzyme. For example, a disintegrating enzyme may refer to an enzyme which softens wood cells / wood structure and / or differentiates wood fibers.

Kuumahierremassan tuotanto kuluttaa varsin paljon energiaa. Esillä 10 olevan ratkaisun esimerkinomaisessa suoritusmuodossa TMP:n valmistuksen energiankulutusta voi olla mahdollista alentaa jopa 24% käyttämällä entsyymejä ja entsyymien kierrätystä järjestelmässä. Sen lisäksi entsyymien käytöllä hakkeen/massan esikäsittelyyn voi olla muita vaikutuksia, jotka parantavat valmistettavan entsyymikuumahierremassan (eTMP) ominaisuuksia esimerkiksi 15 siten, että paperin tuotantoon tarvittavan keittosellun määrää voidaan pienentää sellumassassa. Esillä oleva ratkaisu mahdollistaa paperintuotannon kustannusten alentamisen ja siten paperintuotannon tekemisen kannattavammaksi. Toisin sanoen esillä oleva ratkaisu voi alentaa TMP-prosessin energiankulutusta merkittävästi, sillä voi olla positiivinen vaikutus eTMP-sulpun ominaisuuk-20 siin ja/tai sillä voidaan minimoida hierron aikaisen hylkytavaran määrää.Hot pulp production consumes quite a lot of energy. In an exemplary embodiment of the present solution, it may be possible to reduce the energy consumption of TMP manufacturing by up to 24% by using enzymes and enzyme recycling in the system. In addition, the use of enzymes for chip / pulp pre-treatment may have other effects that improve the properties of the enzyme hot pulp (eTMP) to be manufactured, for example, by reducing the amount of pulp needed to produce paper. The present solution makes it possible to reduce paper production costs and thus make paper production more profitable. In other words, the present solution may significantly reduce the energy consumption of the TMP process, may have a positive effect on the properties of the eTMP stock and / or may minimize the amount of debris during the massage.

Kuvio 1 havainnollistaa esillä olevan ratkaisun esimerkinomaisen suoritusmuodon mukaista järjestelmää S. Viitaten kuvioon 1 esillä olevan ratkaisun esimerkinomaisen suoritusmuodon mukaisen järjestelmän S komponentteihin sisältyvät "tuoreen" entsyymi(seokse)n annosteluyksikkö EAS, an-25 nostelupumppu P1 ja annosteluputkisto L1 entsyymin annostelemiseksi, sensorit) A entsyymi(e)n aktiivisuuden mittaamiseksi sekä kierrätysyksikkö (sisäl-^ täen esimerkiksi kierrätyspumpun P2 ja/tai kierrätysputkiston L2) entsyymiä o sisältävän nesteen kierrättämiseksi impregnointisäiliöön I2. Sensorit (ts. anturi. rit) A voivat käsittää erityisesti esillä olevaa ratkaisua varten kehitettyjä biosen- o 30 soreita ja/tai olemassa olevia biosensoreita ja/tai tavallisia sensoreita. Annos-^ teltavien entsyymien määrät voidaan laskea automaattisesti optimointiyksikönFigure 1 illustrates system S according to an exemplary embodiment of the present solution. Referring to Figure 1, the components of system S according to the exemplary embodiment of the present solution include a "fresh" enzyme (mixture) dosing unit EAS, an-25 dosing pump P1 and dosing tube L) an enzyme (s) for measuring the activity, and a recycling unit (including, for example, a recirculation pump P2 and / or a recirculation pipeline L2) for circulating the enzyme-containing liquid into the impregnation vessel I2. Sensors (i.e., sensor. Rit) A may comprise biosensors 30 and / or existing biosensors and / or conventional sensors specifically developed for the present solution. The amount of enzyme to be dosed can be automatically calculated by the optimization unit

XX

£ O parametrien perusteella. Optimointiyksikkö O on datayhteydessä sensorei- cd den A sekä entsyyminannosteluyksikön EAS kanssa, jotta optimointiyksikkö g pystyy ohjaamaan annosteluvälineitä EAS, P1 sensoreilta vastaanotetun infor- ? 35 maation perusteella. Optimointiyksikkö O voi olla konfiguroitu ohjaamaan myös o ^ entsyymin kierrätysvälineitä P1 perustuen sensoreilta A vastaanotettuun infor- 4 maatioon. Lisäksi optimointiyksikkö O voi olla yhteydessä tehtaan/laitoksen prosessinohjaukseen ja/tai internetiin. Optimointiyksikkö O voi olla konfiguroitu käyttämään prosessinohjauksesta ja/tai internetistä vastaanottamaansa dataa annostelu- ja/tai kierrätysvälineiden ohjaamiseen. Lisäksi optimointiyksikkö O 5 voi olla konfiguroitu välittämään prosessinohjaukselle ja/tai internetiin annostelu- ja/tai kierrätysvälineiden ohjaamiseen liittyviä parametreja. Entsyymin tarkoituksenmukaisen annostelun suorittaa entsyymin annosteluyksikkö EAS op-timointijärjestelmän O välittämien parametrien perusteella. Entsyymin annoste-luyksikköön EAS voi olla liitetty annostelupumppu P1 entsyymi(e)n pumppaa-10 miseksi impregnointilaitteeseen I2 (esimerkiksi annostelu/kierrätysputkiston L1+L2 kautta).£ O based on parameters. The optimization unit O communicates with the sensors cd A and the enzyme dosing unit EAS to enable the optimization unit g to control the dosing means EAS, P1 from the information received from the sensors. 35 on the ground. The optimization unit O may also be configured to control the O1 enzyme recycling means P1 based on information received from the sensors A. In addition, the optimization unit O may be connected to a factory / plant process control and / or the Internet. The optimization unit O may be configured to use the data it receives from the process control and / or the Internet to control the dosing and / or recycling means. In addition, the optimization unit O5 may be configured to transmit parameters related to process control and / or the Internet to control dosing and / or recycling means. Appropriate dosing of the enzyme is performed by the enzyme dosing unit based on parameters transmitted by the EAS optimization system O. An enzyme dosing unit EAS may be connected to a dosing pump P1 for pumping enzyme (s) to impregnation device I2 (e.g., via dosing / recycling piping L1 + L2).

Näin ollen esillä olevan ratkaisun esimerkinomainen suoritusmuoto käsittää entsyymin aktiivisuuden ohjausyksikön O ja kierrätyspumpun P2 entsyymin käsittelyyn. Entsyymi(t) voidaan syöttää impregnointisäiliöön I2 annos-15 telupumpulla P1 kierrätyspumpun P2 kautta paremman sekoittumisen aikaansaamiseksi. Järjestelmä käsittää entsyymin annostelupumpun P1 ja entsyymin annostelulinjan L1 (esimerkiksi yksi pumppu ja/tai yksi linja entsyymiä kohti), kierrätyspumpun P2 (ja mahdollisen kierrätyslinjan L2) impregnointilaitetta (esimerkiksi impregnointisäiliötä) I2 varten nesteen kierrättämiseksi impregnointi-20 laitteessa (esimerkiksi säiliön I2 pohjalta impregnointilaitteen I2 yläosaan), sensorit A entsyymien aktiivisuuden mittaamiseksi (esimerkiksi yksi sensori A yhtä entsyymiä kohti) ja tietokone/logiikkayksikön O entsyymin annostelun ohjaamiseksi ja optimoimiseksi.Thus, an exemplary embodiment of the present solution comprises an enzyme activity control unit O and a recirculation pump P2 for processing the enzyme. The enzyme (s) can be introduced into the impregnation vessel I2 via a dose-15 roll pump P1 via a recirculation pump P2 for better mixing. The system comprises an enzyme dosing pump P1 and an enzyme dosing line L1 (e.g. one pump and / or one line per enzyme), a recirculation pump P2 (and a possible recirculation line L2) for an impregnation device (e.g. an impregnation container I2) top), sensors A to measure enzyme activity (for example, one sensor A per enzyme) and to control and optimize the enzyme dosing of the computer / logic unit O.

Esillä olevan ratkaisun esimerkinomainen suoritusmuodossa annos-25 teluvälineet EAS, P1 on konfiguroitu annostelemaan yhtä tai useampaa ligni-nolyyttistä tai muulla tavalla puuperäiseen materiaaliin (kuten puuhakkeeseen ja/tai kuitupitoiseen massaan) hajottavasti vaikuttavaa entsyymiä annosteluvä-o lineiltä EAS, P1 impregnointilaitteeseen I2 syöttöä varten. Menetelmässä kierrä rätysvälineiden P2 kautta kierrätetään ainakin osa impregnointilaitteesta I2 o ^ 30 poistuvasta, yhtä tai useampaa ligninolyyttistä tai muulla tavalla puuperäiseen materiaaliin hajottavasti vaikuttavaa entsyymiä sisältävästä nesteestä takaisin | impregnointilaitteeseen I2. Mittausvälineet A on konfiguroitu mittaamaan yhden (j) tai useamman ligninolyyttisen tai muulla tavalla puuperäiseen materiaaliin ha- o jottavasti vaikuttavan entsyymin aktiivisuutta impregnointilaitteessa I2 olevassa 2 35 nesteessä ja/tai impregnointilaitteeseen I2 syötettävässä nesteessä. Ohjausvä-In an exemplary embodiment of the present solution, dosage delivery devices EAS, P1 are configured to deliver one or more ligninolytic or otherwise degradable enzymes to wood-based material (such as wood chips and / or fibrous pulp) from the EAS, P1 impregnating delivery device. In the method, at least a portion of the liquid containing one or more ligninolytic or other enzymes that degrade the wood-based material is recirculated through the rags P2 through the rags P2 | to impregnation device I2. Measuring means A is configured to measure the activity of one (j) or more of the ligninolytic or otherwise degradable enzymes in the liquid 35 contained in the impregnator I2 and / or in the liquid supplied to the impregnator I2. The guiding

Oo

^ lineet O on konfiguroitu ohjaamaan annosteluvälineitä EAS, P1 perustuen mit- 5 tausvälineiltä A vastaanotettuun, yhden tai useamman ligninolyyttisen tai muulla tavalla puuperäiseen materiaaliin vaikuttavan entsyymin aktiivisuutta kuvaavaan mittausinformaatioon, jotta entsyymin aktiivisuus impregnointilaitteessa 12 pidetään tasolla, jolla on saavutettavissa riittävä puuperäisen materiaalin kyl-5 lästäminen entsyymillä.The lines 0 are configured to control dosing means EAS, P1 based on measurement information of the activity of one or more ligninolytic or otherwise affecting wood-based material received from the measuring means A to maintain the enzyme activity in the impregnating device 12 at enzymatic impounding.

Lisäksi esillä olevan ratkaisun esimerkinomaisen suoritusmuodon mukainen järjestelmä S voi käsittää esihöyrytyssäiliön C1, johon puuhaketta (ja/tai kuitupitoista massaa ja/tai muuta vastaavaa puuperäistä materiaalia) syötetään puuhakkeen kostuttamiseksi. Esihöyrytetty puuhake kuljetetaan esi-10 merkiksi RT-kuljettimen K1, kiertoventtiilin V ja kuljettimen K2 kautta (vaakasuoraan) puristusimpregnointilaitteeseen 11 (impregnointiruuvi). Puristusim-pregnointilaite 11 on konfiguroitu puristamaan vesihöyryllä kyllästetystä puu-hakkeesta pois ylimääräistä kosteutta ennen puuhakkeen syöttämistä pystysuoraan impregnointilaitteeseen 11, jossa tapahtuu puuhakkeen kyllästäminen 15 entsyymillä tai entsyymiseoksella esillä olevan ratkaisun mukaisesti. Entsyymeillä impregnoitu puuhake otetaan talteen esimerkiksi impregnointilaitteen ylä- ja/tai keskiosasta, ja se kuljetetaan esimerkiksi ruuvikuljettimella K3 varas-tointisäiliöön C2 väliaikaista varastointia varten. Varastointisäiliöstä C2 impregnoitu puuhake toimitetaan puskurisäiliöön/puristimeen C3 tasohiertoa (smooth 20 refining) varten ja sieltä edelleen primaarihiertoon ja/tai varsinaiseen hiertopro-sessiin (hakkeen jauhatukseen). Entsyymiliuos voidaan jättää impregnaattorin I2 jälkeiseen imeytysastiaan (ei esitetty).Further, system S according to an exemplary embodiment of the present solution may comprise a pre-steaming tank C1 into which wood chips (and / or fibrous pulp and / or other similar wood-based material) are fed to moisten the wood chips. The pre-steamed wood chips are conveyed, for example, via the RT conveyor K1, the rotary valve V and the conveyor K2 (horizontally) to the press impregnation device 11 (impregnation screw). The press impregnation device 11 is configured to squeeze excess moisture from the wood vapor impregnated wood chips prior to feeding the wood chips to the vertical impregnation device 11, which impregnates the wood chips with an enzyme or enzyme mixture according to the present solution. The wood chips impregnated with the enzymes are recovered, for example, from the top and / or the middle of the impregnation device and are transported, for example, by a screw conveyor K3 to a storage tank C2 for temporary storage. The impregnated wood chips from the storage tank C2 are delivered to the buffer tank / press C3 for smooth 20 refining and from there to the primary rolling and / or the actual chipping process (chipping milling). The enzyme solution can be left in the impregnator after impregnator I2 (not shown).

Esillä oleva entsyymiesikäsittelyratkaisu perustuu ajatukseen käsitellä puuhaketta entsyymiseoksella ennen hakkeen hiertoa TMP-prosessissa. 25 Entsyymikäsittely voidaan suorittaa normaalissa lämpötilassa tai korotetussa lämpötilassa (kuten esimerkiksi noin 60 °C:ssa). Esikäsittelyn tarkoituksena on parantaa hierrossa saatavan mekaanisen massan ominaisuuksia ja säästää o energiaa hiertoprosessin aikana. Entsyymikäsittelyn avulla on mahdollista tuot- r-L taa korkeatasoisempaa mekaanista massaa kustannustehokkaammin ja pie- o ' 30 nemmillä kemikaalimäärillä kuin tunnetuissa tekniikoissa. Esillä olevassa rat-The present enzyme pretreatment solution is based on the idea of treating wood chips with an enzyme mixture before chipping the wood chips in the TMP process. Enzyme treatment can be performed at normal temperature or at elevated temperature (such as about 60 ° C). The purpose of the pretreatment is to improve the properties of the mechanical pulp obtained during the pulp and to save energy during the rolling process. Enzyme treatment makes it possible to produce a higher level of mechanical pulp in a more cost-effective manner and with a lower amount of chemicals than in prior art. In the present rat-

•'sT• 'sT

kaisussa tarjotaan välineet tarvittavan entsyymiseoksen annosteluun ja mittaa-means for dispensing and measuring the required enzyme mixture

XX

£ miseen.£ m.

cd Jotta esillä oleva ratkaisu voidaan sovittaa eri tehtaille sopivaksi, l'- g voidaan kyseessä olevia (kyseisellä tehtaalla käytettäviä) puuhakenäytteitä/ 2 35 kuitupitoisen massan näytteitä tarvittaessa ensin testata laboratorio-olosuh- ^ teissä ja/tai pilottilaitteistolla. Näin entsyymikäsittelyä voidaan esioptimoida 6 spesifisesti eri tehdaslaitoksia varten. Kullekin tapaukselle pyritään löytämään sopivin entsyymiyhdistelmä puuhaketta testaamalla. Kun tieto entsyymiseosta ja ohjausparametreja varten on valmiina, entsyymiseos ja optimointiyksikkö O sisältäen ohjausparametrit voidaan toimittaa tehtaalle koekäyttöä varten. Koe-5 käytössä haketta jalostetaan mekaaniseksi massaksi, jolloin saatua massaa voidaan testata laboratoriomittauksilla esimerkiksi kuidun pituusjakauman, vaaleuden ja/tai karheuden suhteen. Koekäytön ja mittaustulosten perusteella voidaan valita lopullinen tehdasmittakaavan entsyymiseos ja seoksen koostumus. Tehdasmittakaavan entsyymiseoskoostumus on näin ollen mahdollista tarjota 10 asiakas- ja tehdasspesifisenä tietyntyyppiselle hakkeelle. Samalla on mahdollista asettaa optimointiyksikön (ts. entsyymin aktiivisuuden ohjausyksikön O) ohjausparametrit, jotka ohjaavat entsyymin annostelua hakkeelle soveltuvan entsyymiseoksen annostelemiseksi. Parametrit tallennetaan muistiyksiköihin, ja parametreja käytetään optimointiyksikön O ohjelmissa. Ohjelmat voidaan 15 asentaa tehtaan prosessin osaksi. Entsyymin aktiivisuuden ohjausyksikkö O voidaan toteuttaa tehdasmittakaavan lisäksi myös laboratorio- tai pilottimitta-kaavaan soveltuvana esioptimointeja varten.cd In order to adapt the present solution to the different mills, l'- g of the wood chips samples / 2 35 fiber pulp samples (used at that mill) may first be tested under laboratory conditions and / or in pilot equipment. Thus, enzyme treatment can be pre-optimized 6 specifically for different mills. For each case, the most appropriate enzyme combination is sought by testing wood chips. Once the information for the enzyme mixture and control parameters is ready, the enzyme mixture and the optimization unit O, including the control parameters, can be supplied to the factory for trial use. In Test-5, the chips are processed into mechanical pulp, whereby the resulting pulp can be tested by laboratory measurements for, for example, fiber length distribution, brightness and / or roughness. Based on test use and measurement results, the final factory scale enzyme mixture and composition of the mixture can be selected. Thus, it is possible to provide a factory-scale enzyme mixture composition for 10 customer and factory specific types of chips. At the same time, it is possible to set the control parameters of the optimization unit (i.e., the enzyme activity control unit O) which controls the dosing of the enzyme to dispense a suitable enzyme mixture for the chip. The parameters are stored in the memory units, and the parameters are used in the programs of the optimization unit O. The programs can be installed as part of the factory process. In addition to the factory scale, the enzyme activity control unit O may also be implemented as a laboratory or pilot scale formula suitable for pre-optimizations.

Esillä olevan ratkaisun esimerkinomaisen suoritusmuodon mukaan on myös mahdollista, että impregnointilaitteeseen I2 liitettyjen kierrätysvälinei-20 den P2, L2 sijasta/lisäksi järjestelmä käsittää entsyymin kierrätyksen ’’sisäisesti” impregnointilaitteessa I2. Tämä voi tarkoittaa esimerkiksi entsyymiä sisältävän nesteen tehokasta sekoitusta impregnointilaitteen I2 sisällä. On myös mahdollista, että järjestelmässä on entsyymin aktiivisuuden mittaus, mutta ei entsyymin kierrätystä. Mikäli järjestelmässä S ei ole entsyymiä sisältävän nes-25 teen ’’ulkoista” kierrätystä (L2:n ja P2:n kautta), mitataan entsyymin aktiivisuutta impregnointilaitteesta I2.According to an exemplary embodiment of the present solution, it is also possible that instead of / in addition to the recycling means P2, L2 connected to the impregnation device I2, the system comprises the "internal" recycling of the enzyme in the impregnation device I2. This may mean, for example, efficient mixing of the enzyme-containing liquid within the impregnation device I2. It is also possible that the system will measure the activity of the enzyme, but not the recycling of the enzyme. If system S does not have '' external 'recycling (via L2 and P2) of the enzyme-containing liquid 25, the activity of the enzyme is measured from impregnator I2.

Esillä olevan ratkaisun esimerkinomaisen suoritusmuodon mukai- o nen optimointiyksikkö O käsittää välineet signaalin vastaanottamiseksi mittaus- välineiltä A koskien yhden tai useamman ligninolyyttisen, pektinolyyttisen ja/tai o ^ 30 muun puun/puusolujen rakenteeseen vaikuttavan entsyymin kuten hemisellu- ^ laasin aktiivisuutta kuvaavaa mittausinformaatiota impregnointilaitteessa I2 ja/ £ tai impregnointilaitteen I2 syöttövirrassa, välineet signaalin generoimiseksi vasen teenä mainitun entsyymin aktiivisuutta kuvaavan mittausinformaation vastaan- I'» o ottamiselle mittausvälineiltä A sekä välineet signaalin lähettämiseksi entsyymin ? 35 annosteluvälineille EAS mainitun entsyymin impregnointilaitteeseen I2 annos- o telun ohjaamiseksi mainitun informaation perusteella entsyymin aktiivisuuden 7 impregnointilaitteessa 12 pitämiseksi ennalta määrätyllä tasolla. Optimointiyk-sikkö O voi lisäksi käsittää välineet signaalin lähettämiseksi entsyymin kierrä-tysvälineille P2 mainitun entsyymin impregnointilaitteessa 12 kierrätyksen ohjaamiseksi mainitun entsyymin aktiivisuutta kuvaavan mittausinformaation pe-5 rusteella entsyymin aktiivisuuden impregnointilaitteessa 12 pitämiseksi ennalta määrätyllä tasolla. Esillä olevan ratkaisun esimerkinomaisen suoritusmuodon mukainen entsyymin annosteluyksikkö EAS käsittää välineet signaalin vastaanottamiseksi ohjausvälineiltä A koskien mainitun entsyymin aktiivisuutta impregnointilaitteessa 12 ja/tai impregnointilaitteen 12 syöttövirrassa sekä väli-10 neet mainitun entsyymin annostelemiseksi impregnointilaitteeseen I2 mainitun informaation perusteella entsyymin aktiivisuuden impregnointilaitteessa I2 pitämiseksi ennalta määrätyllä tasolla.The optimization unit O according to an exemplary embodiment of the present solution comprises means for receiving a signal from the measuring means A for measuring the activity of one or more ligninolytic, pectinolytic and / or other wood / wood cell enzymes, such as hemicellulase, and measuring information. / £ or in the feed stream of impregnator I2, means for generating a signal to the left to receive measurement information describing the activity of said enzyme from measuring means A and means for transmitting the signal to the enzyme? 35 for dispensing means EAS to the impregnation device I2 of said enzyme to control dosing based on said information to maintain the activity of the enzyme 7 in the impregnating device 12 at a predetermined level. The optimization unit O may further comprise means for transmitting a signal to the enzyme recycling means P2 in said enzyme impregnation device 12 on the basis of measurement information describing said enzyme activity to maintain the enzyme activity in the impregnation device 12 at a predetermined level. The enzyme dispensing unit EAS according to an exemplary embodiment of the present solution comprises means for receiving a signal from the control means A regarding the activity of said enzyme in the impregnation device 12 and / or in the feed stream of the impregnation device 12.

Tavoitteena on kehittää järjestelmä, joka on konfiguroitu mittaamaan ja ohjaamaan sekä annostelemaan oikeaa entsyymiseosta eTMP-prosessiin. 15 Annostelu ja oikea/optimoitu entsyymien seos alentaa entsyymien kulutusta ja entsyymikäsittelyn operointikustannuksia. Entsyymejä on tarkoitus annostella riittävä määrä, jotta saavutetaan haluttu puuhakkeen pehmenemisvaikutus. Entsyymin määrä optimoidaan kuitenkin niin, ettei entsyymiä käytetä ylimäärin, eli entsyymin annostelua ylimäärin halutaan välttää, sillä entsyymit ovat tyypil-20 lisesti melko kalliita. Tämän vuoksi entsyymiä myös kierrätetään prosessissa sekä halutaan löytää kullekin hake/kuitutyypille sopivin entsyymi tai entsyymi-seos. Pilottikokeilla voidaan tarkistaa järjestelmän ja entsyymiseoksen toiminta, ja jatkuvassa operoinnissa voidaan tarkistaa energiansäästöpotentiaali. Samanaikaisesti entsyymin aktiivisuuden ohjausyksikön O testausyksikkö ja 25 sensorit A voidaan testata teknisesti kussakin tuotantoympäristössä. Sopivat laitteet eTMP-prosessia varten voidaan kehittää ja tarjota. Entsyymin aktiivi-suuden ohjausyksikkö O asennetaan prosessilaitteistoon ja annostelu- ja mit-o tausprosessit integroidaan prosessikoneistoon.The goal is to develop a system configured to measure, control, and dispense the correct enzyme mixture for the eTMP process. 15 Dosage and correct / optimized enzyme mixture will reduce enzyme consumption and operating costs of enzyme treatment. Enzymes are to be administered in an amount sufficient to achieve the desired softening effect of wood chips. However, the amount of enzyme is optimized so that the enzyme is not used excessively, i.e., it is desired to avoid excess enzyme dosing as the enzymes are typically quite expensive. Therefore, the enzyme is also recycled in the process and it is desired to find the most suitable enzyme or enzyme mixture for each type of chips / fiber. Pilot tests can be used to check the performance of the system and the enzyme mixture and, in continuous operation, to verify the energy saving potential. Simultaneously, the enzyme activity control unit O testing unit and the sensors A can be technically tested in each production environment. Suitable devices for the eTMP process can be developed and provided. The enzyme activity control unit O is installed in the process equipment and the dosing and measurement processes are integrated into the process machinery.

i^l. Entsyymin aktiivisuuden ohjausyksikön O kehitys suoritetaan suh- o ^ 30 teessä eTMP-prosessin kehitykseen. Pilottiyksiköt voidaan testata jo eTMP- ^ prosessin pilottiajoissa, ja sen vuoksi entsyymin aktiivisuuden ohjausyksikön g kehitysaikataulu seuraa läheisesti eTMP-prosessin kehitystä. Taulukossa 1 on o, kuvattu eTMP-prosessisuunnittelun vaiheita.i ^ L. The development of the enzyme activity control unit O is performed in relation to the development of the eTMP process. The pilot units can already be tested during the pilot times of the eTMP process, and therefore the development schedule of the enzyme activity control unit g closely follows the evolution of the eTMP process. Table 1 illustrates the steps of eTMP process design.

r-· or- · o

LOLO

o δo δ

(M(M

88

Taulukko 1table 1

Projektivaihe__Toiminta_ entsyymin aktiivisuuden ohjausyksi- alustava suunnittelu kön kehitys__ entsyymin aktiivisuuden ohjausyksik- pilottimittakaavan testaus köön liittyvän annosteluyksikön kehi- - seoksen annostelun valmistelu tys - mittaukset ja tulokset entsyymin ak tiivisuuden ohjausyksikön rakentamista varten - (bio)sensorien kehitys - entsyymin aktiivisuuden ohjausyksi- __kön kehitys_ entsyymin aktiivisuuden ohjausyksi- pilottimittakaavan yksikön kehitys tes-kön kehitys tausta varten __pilottimittakaavan yksikön valmistus entsyymin aktiivisuuden ohjausyksi- tehdasmittakaavan testaus kön kehitys - entsyymin aktiivisuuden ohjausyksi kön tuotantomittakaavan testaus - entsyymien linjamittaukset __- seoksen annostelu ja valmistus_ entsyymin aktiivisuuden ohjausyksi- kaupallisen yksikön tuotanto kön kehitys__ entsyymin aktiivisuuden ohjausyksi- jatkuva kehitys ja parannukset koke- kön kehitys_ musten perusteella_ entsyymin aktiivisuuden ohjausyksi- kaupallisen jakelun eTMP ja entsyy-kön kehitys_ min aktiivisuuden ohjausyksikkö_ oProject Phase__Activity_ Preliminary Design of Enzyme Activity Control Unit __ Development of an Enzyme Activity Control Unit - Development of an Enzyme Activity Control Unit (Preparation of Measurement and Results for the Development of an Enzyme Activity Control Unit ((Bio) Enzyme Activity Control Unit ( control unit pilot scale unit development for test development background __ pilot scale unit control enzyme activity control unit factory scale test unit development - enzyme activity control unit production scale testing - enzyme line activity measurement unit __ activity mixing control unit __- mixing dosing and preparation - Continuous Development and Improvement Based on Experimental Development_of Enzyme Activity Control- Commercial Distribution eTMP and Enzyme Developmental Activity Control Unit

Sopivat entsyymi(t) kehitetään, ja suoritetaan hakkeen lopullinen ja-o lostus mekaaniseksi massaksi (pilottilaitoksella) eTMP. Entsyymin annostuspa- 5 rametrit koodataan optimointiyksiköllä testauslaitoksen testausten avulla. An-x nostusjärjestelmä suunnitellaan ja rakennetaan. Annostusjärjestelmä voi olla cc samanlainen eri pilottilaitoksilla ja annostusjärjestelmien parametrit voivat ^ myös olla samoja. Annostusjärjestelmän kapasiteetti mitoitetaan pilottiproses- o g sin mukaisesti. Järjestelyssä rakennetaan ja koodataan entsyymin aktiivisuu- S 10 den ohjausyksikkö O. Voidaan ajatella, että optimointiyksikkö O käsittää sen c\i osan entsyymin aktiivisuuden ohjausyksikköä O, joka sisältää tiedot entsyymin 9 käytöstä ja sekoituksesta TMP:n tuotannossa. Optimointiyksikön O toimitus voi sisältää seuraavat artikkelit: laitteisto (hardware): 5 -PLC-logiikka (esimerkiksi Siemens S7) -internetyhteys -prosessin sisääntulot entsyymin aktiivisuuden ohjausyksikköön ja prosessin ulostulot entsyymin aktiivisuuden ohjausyksiköstä -asiakasrajapinta 10 -paikallisohjauspaneeli ohjelmisto (software): -ohjelmointi prosessinohjausta varten -ohjelma entsyymin aktiivisuuden ohjaamiseksi 15 -ohjelma kauko-ohjausta ja päivitystä varten -suojausprotokollaSuitable enzyme (s) are developed and final chipping to mechanical pulp (pilot plant) eTMP is performed. Enzyme dosing parameters are encoded by the optimization unit through test facility testing. An-x lifting system is designed and built. The dosing system may be similar to each pilot plant and the parameters of the dosing systems may also be the same. The capacity of the dosing system is dimensioned according to the pilot process. In the arrangement, the enzyme activity control unit O is constructed and encoded. It is contemplated that the optimization unit O comprises a portion of the enzyme activity control unit O containing information on the use and mixing of enzyme 9 in the production of TMP. The delivery of the optimization unit O may include the following articles: hardware: 5PLC logic (for example, Siemens S7) internet connection process inputs to the enzyme activity control unit and process outputs from the enzyme activity control unit - client interface 10 software to process control software Program for Enzyme Activity Control 15 Program for Remote Control and Update Protection Protocol

Esillä olevan ratkaisun esimerkinomaisen suoritusmuodon mukaan on mahdollista tehdä erilaisia entsyymiseoksia eri puulajeille. Entsyymiseosten 20 laboratoriotestauksen jälkeen entsyymiseoksen resepti-informaatio voidaan siirtää asiakkaan pilottilaitokselle. Seoksen tehon varmistamiseksi pilottilaitok-sella eri entsyymin aktiivisuuden ohjauslaitteiden välisen mittakaavan muutoksen tulee olla oikea. Laite voi käsittää mittausvälineet entsyymiseoksen tehon arvioimiseksi. Informaatio ohjelmoidaan laitteelle reseptin optimoimiseksi. Tes-25 teissä voidaan käyttää esimerkiksi viidestä kymmeneen erityyppisiä entsyymejä. Oikean reseptin määrittämisen päävaiheisiin voivat sisältyä esimerkiksi seu-raavat vaiheet: o · protokolla entsyymien sekoittamiseksi rL · mittausmenetelmä entsyymin tehon arvioimiseksi o ^ 30 · mittakaavan muuttaminen pilottilaitoksen ja asiakkaan laitok- sen välillä £ · optimointiyksikön O ohjelmointi σ> 1^.According to an exemplary embodiment of the present solution, it is possible to make different mixtures of enzymes for different species of wood. After laboratory testing of the enzyme mixtures 20, the recipe information for the enzyme mixture can be transferred to the customer's pilot plant. In order to ensure the efficacy of the mixture at the pilot plant, the scale change between the various enzyme activity control devices must be correct. The device may comprise measuring means for evaluating the efficacy of the enzyme mixture. The information is programmed on the device to optimize the recipe. For example, five to ten different types of enzymes can be used in Tes-25. The key steps in determining the correct recipe may include, for example, the following steps: o · protocol for mixing enzymes rL · measurement method for evaluating enzyme potency o ^ 30 · scaling between pilot plant and client plant · · programming unit O σ> 1 ^.

o Hakkeen impregnointijärjestelmän periaate on täyttää puusolut ent- ° 35 syymiseoksella. Tämä aikaansaatavissa sopivilla prosessivälineillä tavalla, jos-o The principle of the chips impregnation system is to fill the wood cells with ent-35 mixture. This can be achieved by appropriate process means in a manner where-

Oo

^ sa ensin täytetään solut esihöyrytyssäiliössä C1 vedellä ja sen jälkeen puriste- 10 taan solut tyhjiksi mekaanisesti ja täytetään solut entsyymiseoksella impreg-nointilaitteessa I2. Kierrätyspumppu P2 kierrättää entsyymiseosta ja ylimääräistä vettä takaisin impregnointisäiliöön I2. Pääasiallinen impregnoituminen tapahtuu varastointisäiliön C2 läpi virtaamisen aikana ja osittain puskurisäiliös-5 sä C3. Hakkeen virtaus järjestelmän läpi voi kestää esimerkiksi yhdestä kahteen tuntia. Sen jälkeen puuhake on syötettävissä hiertoa varten.The cells are first filled with water in the pre-steaming vessel C1, and then the cells are mechanically depressed and the cells are filled with an enzyme mixture in impregnator I2. Recirculation pump P2 recycles the enzyme mixture and excess water back to the impregnation tank I2. The main impregnation occurs during flow through the storage tank C2 and partially through the buffer tank C3. For example, the flow of chips through the system may take from one to two hours. After that, the wood chips can be fed for trimming.

Tarkoituksena on valmistaa entsyymisekoitus tietyn protokollan mukaan, jolloin voidaan luoda ja ylläpitää tietokantaa toimitetuista seoksista ja niihin liittyvistä prosessiparametreista.The purpose is to prepare the enzyme mixture according to a specific protocol, whereby a database of the supplied mixtures and their associated process parameters can be created and maintained.

10 Esillä olevassa ratkaisussa entsyymin aktiivisuusmittauksia voidaan analysoida käyttäen nykyaikaisia analysaattoreita ja nykyaikaista laboratoriota. Voidaan myös suorittaa näytteenottoja raaka-aineista laadun seuraamiseksi raaka-ainetoimittajan spesifikaatioiden mukaisesti.In the present solution, enzyme activity assays can be analyzed using state-of-the-art analyzers and a modern laboratory. Raw material sampling may also be performed to monitor quality in accordance with the raw material supplier's specifications.

Esillä olevassa ratkaisussa käytetään sensoreita A entsyymin aktii-15 visuuden impregnointilaitteessa I2 ja kierrätyksessä L2, L1+L2 analysoimisek si. Esillä olevassa ratkaisussa voidaan hyödyntää sensoreita A, jotka ovat selektiivisiä juuri kyseisille online-entsyymikombinaatioille. Sen vuoksi on kiinnitetty huomiota kierrätysliuoksen puhtauteen, jotta entsyymin aktiivisuuden mittaus olisi luotettavaa.The present solution employs sensors A for analyzing the enzyme activity impregnator I2 and for recycling L2, L1 + L2. Sensors A which are selective for the particular online enzyme combinations can be utilized in the present solution. Therefore, attention has been paid to the purity of the recycle solution to provide a reliable measurement of enzyme activity.

20 Esillä oleva ratkaisu käsittää entsyymin aktiivisuuden ohjausyksikön O kehityksen sisältäen annostelujärjestelmän EAS, P1 suunnittelun, asennuksen ja toteutuksen.The present solution encompasses the development of an enzyme activity control unit O including the design, installation and implementation of an EAS, P1 dosing system.

Optimointiyksikön O kehitykseen sisältyvät suunnittelu, valmistus, ohjelmointi ja toteutus optimointilaskelmien ja laboratoriotestien parametrien 25 mukaisesti. Esillä oleva ratkaisu käsittää parametrien koodauksen ja asettamisen annostelua varten annosteluyksikön EAS ohjausta varten.The development of the optimization unit O includes design, fabrication, programming and implementation according to the parameters of the optimization calculations and laboratory tests. The present solution comprises encoding and setting parameters for metering for controlling the metering unit EAS.

Laboratoriomittakaavan pilottiprosessi voidaan rakentaa ostamalla o tai vuokraamalla prosessilaitteisto. Toimitetaan entsyymiseokset pilotti- ja teh-A laboratory-scale pilot process can be built by purchasing o or leasing process equipment. Delivered enzyme mixtures for pilot and

rL dastestausta varten. Tarvitaan analyysin ja entsyymin aktiivisuussensorin ArL for daste testing. Analysis and enzyme activity sensor A are required

0 ^ 30 kehitys, kuituanalyysi ja hiertotestaus, kuitu- ja partikkeliteknologialaboratorio, ^ prosessilaitteisto, laboratorio- ja/tai pilottiannostelulaitteisto EAS, toteutus ja0 ^ 30 development, fiber analysis and abrasion testing, fiber and particle technology laboratory, ^ process equipment, laboratory and / or pilot dosing equipment EAS, implementation and

XX

£ käynnistys, optimointiyksikkö O, logiikka (esimerkiksi Siemens S7), suunnittelu, 01 asennus, ohjelmointi. Tehdastestauksessa entsyymejä voi kulua esimerkiksi g noin 1000 kg/vrk.£ startup, optimization unit O, logic (eg Siemens S7), design, 01 installation, programming. In factory testing, for example, enzymes may be consumed in g about 1000 kg / day.

? 35 Entsyymiseoksen tulee toimia teknisesti impregnointijärjestelmässä.? 35 The enzyme mixture should function technically in the impregnation system.

^ Esillä olevassa ratkaisussa voidaan löytää ja valita tehokkain seos erityyppisil- 11 le puuhakkeille. Esillä olevassa ratkaisussa voidaan kehittää luotettava menetelmä ja/tai kehitys/testausprosessi optimaalisen entsyymiseoksen tuottamiseksi.In the present solution, the most effective blend for different types of wood chips can be found and selected. In the present solution, a reliable method and / or development / testing process can be developed to produce an optimal enzyme mixture.

Prosessin periaate on, että puusolut täytetään vedellä, vesi puriste-5 taan pois ja korvataan vesi entsyymiseoksella puusoluissa (ns. ’’sieniefekti”). Entsyymin ja ligniinin välinen reaktio tapahtuu varastointisäiliössä, ja tämä vaihe kestää noin 0,5 - 1 tuntia. Varastointisäiliö mitoitetaan sellaiselle massavir-taukselle, että se pystyy jatkuvaan prosessiin. Tätä varten tarvitaan yhteistyötä ja testausta yhdessä laitetoimittajan kanssa.The principle of the process is that the wood cells are filled with water, the water is squeezed out and replaced by a mixture of enzymes in the wood cells (the so-called '' fungal effect ''). The enzyme-lignin reaction occurs in a storage tank and this step takes about 0.5 to 1 hour. The storage tank is dimensioned for a mass flow such that it is capable of continuous process. This requires collaboration and testing with the equipment supplier.

10 Esillä olevassa ratkaisussa voidaan käyttää erilaisia ligninolyyttisiä (eli puun ligniiniä hajottavia ja/tai pehmentäviä ja/tai muita puusoluihin ja kuituihin vaikuttavia entsyymejä kuten esimerkiksi pektinaaseja, lakkaaseja, resi-naaseja, hemisellulaaseja ja/tai sellulaaseja riippuen puulajikkeesta, puuraaka-aineesta, kasvupaikasta tms. Kemialliselta koostumukseltaan entsyymit tyypil-15 lisesti ovat luonnossa esiintyviä valkuaisaineita.Various ligninolytic (i.e., wood-lignin-degrading and / or softening and / or other wood-cell and fiber-acting enzymes such as pectinases, laccases, resinases, hemicellulases and / or cellulases depending on the wood species, In their chemical composition, enzymes are typically naturally occurring proteins.

Käytettävät entsyymimäärät riippuvat puulajista ja raaka-aineen laadusta sekä käytetystä entsyymistä. Esimerkinomaisessa suoritusmuodossa entsyymiä käytetään noin 1 - 3 litraa/1000 kg kuiva-ainetta.The amount of enzyme used depends on the type of wood and the quality of the raw material and on the enzyme used. In the exemplary embodiment, the enzyme is used in an amount of about 1 to 3 liters / 1000 kg of dry matter.

Prosessiparametreina voidaan käyttää esimerkiksi lämpötilaa, pH:ta 20 ja reaktoritilavuutta. Esimerkinomaisessa suoritusmuodossa paine on olennaisesti atmosfääripaine. eTMP:ssä esimerkiksi lämpötila, pH ja prosessin spesifisyys tietynlaiselle puuhakkeelle voivat muuttua verrattuna cTMP-prosessiin ja/tai ’’pelkkään” TMP-prosessiin.Temperature, pH 20 and reactor volume may be used as process parameters. In an exemplary embodiment, the pressure is essentially atmospheric pressure. For example, in eTMP, the temperature, pH, and process specificity for a particular type of wood chips may change as compared to the cTMP process and / or the '' just 'TMP process.

Entsyymin aktiivisuus riippuu entsyymin määrän lisäksi entsyymin 25 luonteesta. Entsyymit ovat katalysaattoreita, eli ne voivat suorittaa useita reaktioita peräkkäin. Osa eTMP-prosessissa läsnä olevista entsyymeistä inaktivoi-tuu eli tulee toimintakyvyttömäksi, koska ne ovat proteiinimolekyylejä. Osa ent-o syymistä poistuu prosessista varastointisäiliöön C2 menevässä puuhakkeessa.In addition to the amount of enzyme, the activity of the enzyme depends on the nature of the enzyme. Enzymes are catalysts, i.e. they can carry out several reactions in succession. Some of the enzymes present in the eTMP process are inactivated, i.e. become inactive, because they are protein molecules. Some of the ent-o causes are exited from the process in the wood chips going to the storage tank C2.

ri. Entsyymin aktiivisuuteen vaikuttavat prosessiolosuhteet, eikä ent- o ^ 30 syymin aktiivisuus välttämättä ole suoraan verrannollinen entsyymipitoisuu- teen. Entsyymin aktiivisuus on määritettävissä esimerkiksi standardimenetel-£ millä Ec-luokituksen mukaisesti. Standardin mukainen määritys tapahtuu kui- σ> tenkin standardiolosuhteissa, jotka eivät suoraan päde käytännön prosessiolo- g suhteille, joten käytännön prosessiolosuhteille aktiivisuuden määritysmenetel- ? 35 mät optimoidaan esillä olevan ratkaisun mukaan prosessikohtaisesti. Tämäri. The enzyme activity is affected by the process conditions and the enzyme activity is not necessarily directly proportional to the enzyme concentration. For example, enzyme activity can be determined by standard methods according to the Ec classification. However, standard determination takes place under standard conditions that do not directly apply to practical process conditions, so for practical process conditions, the methods for determining activity? 35 optimized according to the present solution process-by-process. This

Oo

^ tarkoittaa esimerkiksi sitä, että kullekin prosessille voidaan määrittää sopiva 12 entsyymi(e)n aktiivisuustaso, joka on riittävä puuhakkeen riittävän entsyymeillä kyllästämisen aikaansaamiseksi prosessissa. Tämä tarkoittaa myös sitä, että on mahdollistetaan liiallisen entsyymin käytön välttäminen, jolloin säästetään entsyymin kulutuksessa.For example, it means that for each process an appropriate level of 12 enzyme (s) can be determined which is sufficient to provide sufficient enzyme impregnation of the wood chips in the process. This also means that it is possible to avoid excessive use of the enzyme, thus saving on the consumption of the enzyme.

5 Erityyppisiä sensoreita A voidaan käyttää esillä olevassa ratkaisus sa. Sensorit A perustuvat ideaan mitata entsyymiaktiivisuuden vaikutusta eri haihtuvien yhdisteiden, kuten esimerkiksi haihtuvien aldehydien, orgaanisten happojen, alkoholien, pitoisuuteen kaasuuntuneessa (höyrystyneessä) vesifaa-sissa. Lisäksi sensoreina voidaan käyttää immobilisoituja substraatteja (kuten 10 esimerkiksi erilaisia sokereita), joiden hajoamisnopeutta mitataan mittaamalla hajoamisen lopputuotteiden ilmaantumista hajoamisreaktion yhteydessä.5 Different types of sensors A can be used in the present solution. Sensors A are based on the idea of measuring the effect of enzyme activity on the concentration of various volatile compounds, such as volatile aldehydes, organic acids, alcohols, in the gasified (evaporated) aqueous phase. In addition, immobilized substrates (such as various sugars), whose degradation rate is measured by measuring the appearance of degradation end products during the degradation reaction, can be used as sensors.

Esillä olevaa ratkaisua voidaan ajatella sovellettavan eTMP:n lisäksi myös muissa teollisissa prosesseissa, jotka perustuvat entsymaattisiin reaktioihin (entsyymiliuoskäsittely tai puhdas entsyymikäsittely), kuten teollisuuden 15 (esimerkiksi sellu-, paperi-, elintarvike- ja/tai kemianteollisuuden) ja jätehuollon (esimerkiksi jätevesilaitosten ja/tai kaatopaikkojen) sivuvirroissa.The present solution can be thought of as applicable not only to eTMP but also to other industrial processes based on enzymatic reactions (enzyme solution treatment or pure enzyme treatment), such as industrial (e.g. pulp, paper, food and / or chemical) and waste (e.g. / or landfill sites).

Esillä olevan ratkaisun etuna on, että entsyymiseoksen koostumus ja annostelu voidaan (esi)optimoida kullekin tehtaalle erikseen.An advantage of the present solution is that the composition and dosage of the enzyme mixture can be (pre) optimized for each plant individually.

Esillä olevassa ratkaisun esimerkinomaisessa suoritusmuodossa 20 entsyymin kierrätys ja annostelu perustuvat pumppuun, sillä pumpulla voidaan aikaansaada tarkka annostelu, mutta kyseeseen voi tulla jokin muukin annostelutapa kuten esimerkiksi painovoimainen järjestely.In the exemplary embodiment of the present solution, the circulation and dosing of the enzyme is pump-based, since the pump can provide accurate dosing, but other dosing modes such as gravity may be used.

Näin ollen esillä oleva ratkaisu tarjoaa menetelmän hakkeen esikäsittelyyn yhdellä tai useammalla entsyymillä, jossa menetelmässä käytetään 25 sensoria (sensoreita) entsyymi(e)n aktiivisuuden mittaamiseksi ja kierrätys-pumppua ja -linjoja impregnointisäiliössä olevan, entsyymiä sisältävän nes-teen homogenoimiseksi ja entsyymin kulutuksen vähentämiseksi, o Kuviossa esitetyt nimikkeet ja toiminnot ovat yksinkertaistettuja, ja isL ne tähtäävät vain esillä olevan ratkaisun idean kuvaamiseen. Yllä kuviossa 1 ^ 30 kuvatut toiminnot eivät ole absoluuttisessa aikajärjestyksessä, ja jotkin vaiheis- ta/kohdista voidaan suorittaa samanaikaisesti tai muussa kuin annetussa jär-| jestyksessä. Muita toimintoja voidaan myös suorittaa vaiheiden/kohtien välilläAccordingly, the present invention provides a method of pre-treating chips with one or more enzymes using 25 sensors (s) to measure the activity of the enzyme (s) and to recycle the pump and lines in the impregnation tank to homogenize the enzyme-containing liquid and reduce enzyme consumption. The items and functions shown in the figure are simplified and are only intended to illustrate the idea of the present solution. The functions described in Fig. 1 ^ 30 above are not in absolute chronological order, and some of the steps / positions may be performed simultaneously or in a different order than the given one. order. Other operations can also be performed between steps / points

Co tai vaiheissa/kohdissa. Jotkin vaiheista/kohdista tai vaiheiden/kohtien osat voi- o daan myös jättää pois tai integroida yhteen tai korvata vastaavalla vaiheel- ° 35 la/kohdalla tai vaiheen/kohdan osalla. Laitetoiminnot havainnollistavat menet- o ^ telyä, joka voidaan toteuttaa yhdessä tai useammassa fyysisessä tai loogises- 13 sa yksikössä. Signalointisanomat ovat vain esimerkinomaisia ja ne voivat jopa sisältää useita erillisiä sanomia saman informaation lähettämiseksi. Sanomat palvelevat vain esimerkkeinä, ja ne voivat sisältää vain osan yllä mainitusta informaatiosta. Lisäksi sanomat voivat sisältää muuta informaatiota.Co or steps / points. Some of the steps / points or parts of the steps / points may also be omitted or integrated or replaced with the corresponding step / point or part of the step / point. Device functions illustrate a procedure that may be implemented in one or more physical or logical units. Signaling messages are exemplary only and may even include multiple discrete messages to send the same information. The messages serve only as examples and may contain only some of the above information. In addition, the messages may contain other information.

5 Tunnetun tekniikan välineiden lisäksi järjestelmä tai järjestelmän verkkosolmut, joka toteuttavat esillä olevan ratkaisun mukaisen toiminnallisuuden, käsittävät välineet yllä kuvatun entsyymin annostelun optimoinnin suorittamiseksi. Olemassa olevat verkkosolmut ja käyttäjäpäätteet käsittävät prosessoreita ja muistia, joita voidaan hyödyntää esillä olevan ratkaisun toiminnoissa.In addition to prior art tools, the system or network nodes of the system that implement the functionality of the present solution comprise means for performing optimization of the enzyme dosage described above. Existing network nodes and user terminals comprise processors and memory that can be utilized in the functions of the present solution.

10 Esillä olevan ratkaisun toteuttamiselle välttämättömät muutokset voidaan suorittaa ohjelmistorutiinien ja/tai asiakaspiireihin (ASIC, application-specific integrated Circuit) ja/tai ohjelmoitaviin piireihin kuten EPLD:ihin (electrically programmable logic device) tai FPGA:ihin (field programmable gate array) sisältyvien rutiinien päivityksillä tai täydennyksillä.Changes necessary to implement the present solution may be made by routines embedded in software routines and / or routines contained in application-specific integrated circuits (ASICs) and / or programmable circuits such as EPLDs (electrically programmable logic device) or FPGAs (field programmable gate array). updates or additions.

15 Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksin nön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin, vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.It will be obvious to a person skilled in the art that as technology advances, the basic idea of the invention can be implemented in many different ways. The invention and its embodiments are thus not limited to the examples described above, but may vary within the scope of the claims.

δδ

CMCM

OF·

Oo

sfrsfr

XX

cccc

CLCL

CT) oCT) o

LOLO

o δo δ

CMCM

Claims (29)

1. Menetelmä puuperäisen materiaalin käsittelyyn impregnointilait-teessa (I2) termomekaanisen massan valmistusta varten, tunnettu siitä, että menetelmässä annosteluvälineissä (EAS, P1) annostellaan yhtä tai useampaa ligni-nolyyttistä tai muulla tavalla puuperäiseen materiaaliin hajottavasti vaikuttavaa entsyymiä annosteluvälineiltä (EAS, P1) impregnointilaitteeseen (I2) syöttöä varten; kierrätysvälineiden (P2) kautta kierrätetään ainakin osa impregnoin-tilaitteesta (I2) poistuvasta, mainittua entsyymiä sisältävästä nesteestä takaisin impregnointilaitteeseen (I2); mittausvälineissä (A) mitataan mainitun entsyymin aktiivisuutta im-pregnointilaitteessa (I2) ja/tai impregnointilaitteen (I2) syöttövirrassa; ja ohjausvälineissä (O) ohjataan annosteluvälineitä (EAS, P1) perustuen mittausvälineiltä (A) vastaanotettuun, mainitun entsyymin aktiivisuutta kuvaavaan mittausinformaatioon entsyymin aktiivisuuden impregnointilaitteessa (I2) pitämiseksi tasolla, jolla on saavutettavissa riittävä puuperäisen materiaalin kyllästäminen entsyymillä.A process for treating a wood-based material in an impregnation device (I2) for producing a thermomechanical pulp, characterized in that the method comprises dispensing one or more ligninolytic or otherwise degradable enzymes on the wood-based material into the dispensing means (EAS, P1), (I2) for feeding; recycling means (P2) for recirculating at least a portion of the fluid containing said enzyme exiting the impregnating device (I2) to the impregnating device (I2); measuring means (A) for measuring the activity of said enzyme in the impregnating device (I2) and / or in the feed stream of the impregnating device (I2); and controlling the dispensing means (E), the control means (O) based on measurement information received from the measuring means (A) to describe the activity of said enzyme in an impregnation device (I2) to maintain a level sufficient to impregnate the woody material with the enzyme. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsyymin annostelu annosteluvälineiltä (EAS, P1) impregnointilaitteeseen (I2) suoritetaan kierrätysvälineiden (P2) kautta.Method according to Claim 1, characterized in that the delivery of the enzyme from the delivery means (EAS, P1) to the impregnation device (I2) is effected via the recycling means (P2). 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ohjausvälineissä (O) ohjataan kierrätysvälineitä (P2) perustuen mittausvälineiltä (A) vastaanotettuun, entsyymin aktiivisuutta kuvaavaan mittaus-informaatioon entsyymin aktiivisuuden impregnointilaitteessa (I2) pitämiseksi tasolla, jolla on saavutettavissa riittävä puuperäisen materiaalin kyllästäminen o entsyymillä. i^l.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the control means (O) controls the recycling means (P2) based on the measurement information received from the measuring means (A) describing the enzyme activity in the impregnation device (I2) to maintain a level of sufficient wood material. impregnation with o enzyme. i ^ L. 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnet- o ^ tu siitä, että mainittu entsyymi käsittää pektinaasin, lakkaasin, resinaasin, hemisellulaasin ja/tai sellulaasin. X4. A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that said enzyme comprises pectinase, laccase, resinase, hemicellulase and / or cellulase. X £ 5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen mene- σ> telmä, tunnettu siitä, että mittausvälineiltä (A) lähetetään ohjausvälineille § (O) informaatiota mitatusta entsyymin aktiivisuudesta, oThe method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that information about the measured enzyme activity is transmitted from the measuring means (A) to the control means (O). 6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen mene- ^ telmä, tunnettu siitä, että kierrätettävä, entsyymiä sisältävä impregnointi laitteen (I2) poistovirta otetaan talteen impregnointilaitteen (I2) alaosasta. 15A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the recycle stream of enzyme-containing impregnation device (I2) is recovered from the lower part of the impregnation device (I2). 15 7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsyymiä sisältävä impregnointilaitteen (I2) syöttövirta syötetään impregnointilaitteen (I2) yläosaan,Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the feed stream of the impregnating device (I2) containing the enzyme is supplied to the upper part of the impregnating device (I2), 8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää puuperäisen materiaalin kyllästämisen vedellä puristusimpregnointilaitteessa (11), jolloin ylimääräinen vesi puristetaan pois ennen puuperäisen materiaalin syöttämistä entsyymi-impregnointilaitteeseen (I2).A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the method comprises impregnating the wood-based material with water in a press impregnation device (11), wherein the excess water is squeezed out before the wood-based material is fed to the enzyme impregnator (I2). 9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puuperäinen materiaali syötetään impregnointilaitteeseen (I2) impregnointilaitteen alaosaan; ja puuperäinen materiaali otetaan talteen impregnointilaitteesta impregnointilaitteen yläosasta.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the wood-based material is fed to the impregnation device (I2) at the lower part of the impregnation device; and recovering the wood-based material from the impregnator at the top of the impregnator. 10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1 - 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu puuperäinen materiaali käsittää puu-haketta ja/tai kuitupitoista massaa.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that said wood-based material comprises wood chips and / or fibrous pulp. 11. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsyymin aktiivisuuden mittaaminen suoritetaan yhden tai useamman entsyymiselektiivisen sensorin avulla.The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the activity of the enzyme is measured by means of one or more enzyme-selective sensors. 12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuna sensorina käytetään sokeria, jolloin entsyymin aktiivisuuden mittaaminen perustuu mainitun sokerin hajoamisnopeuden mittaamiseen.A method according to claim 11, characterized in that sugar is used as said sensor, wherein the measurement of enzyme activity is based on the measurement of the rate of degradation of said sugar. 13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuna sensorina käytetään haihtuvaa yhdistettä, joka käsittää haihtuvaa aldehydiä, haihtuvaa orgaanista happoa ja/tai haihtuvaa 5 alkoholia, jolloin entsyymin aktiivisuuden mittaaminen perustuu entsyymiaktii- C\1 ^ visuuden vaikutuksen haihtuvan yhdisteen pitoisuuteen kaasuuntuneessa vesi- ° faasissa mittaamiseen. sj- ^ 14. Järjestelmä (S) puuperäisen materiaalin käsittelemiseksi ter- | momekaanisen massan valmistusta varten, joka järjestelmä käsittää impreg- o) nointilaitteen (I2), tunnettu siitä, että se käsittää lisäksi g annosteluvälineet (EAS, P1), jotka on konfiguroitu annostelemaan 2 yhtä tai useampaa ligninolyyttistä tai muulla tavalla puuperäiseen materiaaliin ^ hajottavasti vaikuttavaa entsyymiä impregnointilaitteeseen (11) syöttöä varten; 16 kierrätysvälineet (P2, L2), jotka on konfiguroitu syöttämään ainakin osan mainittua entsyymiä sisältävästä impregnointilaitteen (I2) poistovirrasta takaisin impregnointilaitteeseen (I2); mittausvälineet (A), jotka on konfiguroitu mittaamaan mainitun entsyymin aktiivisuutta impregnointilaitteessa (I2) ja/tai impregnointilaitteen (I2) syöttövirrassa; ja ohjausvälineet (O), jotka on konfiguroitu ohjaamaan mainittuja an-nosteluvälineitä (EAS, P1) perustuen mainituilta mittausvälineiltä (A) vastaanotettuun, mainitun entsyymin aktiivisuutta kuvaavaan informaatioon entsyymin aktiivisuuden impregnointilaitteessa (I2) pitämiseksi tasolla, jolla on saavutettavissa riittävä puuperäisen materiaalin kyllästäminen entsyymillä.13. A method according to claim 11 or 12, characterized in that said volatile compound comprising volatile aldehyde, volatile organic acid and / or volatile alcohol is used as said sensor, wherein the measurement of the activity of the enzyme is based on the concentration of the volatile compound affecting the enzyme activity. for gaseous aqueous phase measurement. sj- ^ 14. System (S) for treating wood-based material with ter- | for the production of a mechanical pulp, which system comprises an impregnator (I2), characterized in that it further comprises a g dispenser (EAS, P1) configured to deliver two or more ligninolytic or otherwise degradable enzymes. an impregnation device (11) for feeding; Recycling means (P2, L2) configured to feed at least a portion of the effluent from the impregnation device (I2) containing said enzyme back to the impregnation device (I2); measuring means (A) configured to measure the activity of said enzyme in the impregnator (I2) and / or in the feed stream of the impregnator (I2); and control means (O) configured to control said dispensing means (EAS, P1) based on information received from said measuring means (A) describing the activity of said enzyme to maintain an enzyme activity impregnation device (I2) at a level sufficient to provide sufficient wood material. 14 PATENTTI VAATI M U KS ET14 PATENT CLAIMS ET 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se on konfiguroitu suorittamaan entsyymin syötön annosteluvälineiltä (EAS, P1) impregnointilaitteeseen (I2) kierrätysvälineiden (P2, L2) kautta.System according to claim 14, characterized in that it is configured to supply the enzyme from the dispensing means (EAS, P1) to the impregnation device (I2) via the recycling means (P2, L2). 16. Patenttivaatimuksen 14 tai 15 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ohjausvälineet (O) on konfiguroitu ohjaamaan kierrätysväli-neitä (P2) perustuen mittausvälineiltä (A) vastaanotettuun, entsyymin aktiivisuutta kuvaavaan mittausinformaatioon entsyymin aktiivisuuden impregnointilaitteessa (I2) pitämiseksi tasolla, jolla on saavutettavissa riittävä puuperäisen materiaalin kyllästäminen entsyymillä.System according to Claim 14 or 15, characterized in that the control means (O) are configured to control the recycling means (P2) based on the measurement information received from the measuring means (A) describing the enzyme activity to maintain the enzyme activity in the impregnation device (I2). impregnation of wood-based material with an enzyme. 17. Patenttivaatimuksen 14, 15 tai 16 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu entsyymi käsittää pektinaasin, lakkaasin, resinaa-sin, hemisellulaasin ja/tai sellulaasin.The system according to claim 14, 15 or 16, characterized in that said enzyme comprises pectinase, laccase, resinase, hemicellulase and / or cellulase. 18. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 14-17 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mittausvälineet (A) on konfiguroitu lähettämään ohjausvälineille (O) informaatiota mitatusta, yhden tai useamman ent- o syymin aktiivisuudesta. CMA system according to any one of claims 14 to 17, characterized in that the measuring means (A) is configured to transmit to the control means (O) information on the measured activity of one or more enzymes. CM ^ 19. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 14-18 mukainen jär- jestelmä, tunnettu siitä, että se on konfiguroitu ottamaan kierrätettävän, entsyymiä sisältävän, impregnointilaitteen (I2) poistovirran talteen impregnoin-| tilaitteen (I2) alaosasta. o,A system according to any one of the preceding claims 14 to 18, characterized in that it is configured to recover the recycle stream of the enzyme-containing impregnation device (I2) by impregnating | at the bottom of the device (I2). No, 20. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 14-19 mukainen jär- o jestelmä, tunnettu siitä, että se on konfiguroitu syöttämään kierrätettä- ? vän, entsyymiä sisältävän, impregnointilaitteen (I2) syöttövirran impregnointi- ^ laitteen (I2) yläosaan. 17A system according to any one of claims 14 to 19, characterized in that it is configured to supply recyclable material. at the top of the feed stream impregnating device (I2) containing the enzyme-containing impregnation device (I2). 17 21. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 14 - 20 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se on konfiguroitu kyllästämään puuperäisen materiaalin vedellä puristusimpregnointi-laitteessa (11); ja puristamaan ylimääräisen veden pois ennen puuperäisen materiaalin syöttämistä entsyymi-impregnointilaitteeseen (I2).A system according to any one of claims 14 to 20, characterized in that it is configured to impregnate the wood-based material with water in a compression impregnation device (11); and squeeze out excess water before feeding the wood-based material to the enzyme impregnation device (I2). 22. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 14 - 21 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se on konfiguroitu syöttämään puuperäisen materiaalin impregnointilaitteeseen im-pregnointilaitteen alaosaan; ja ottamaan puuperäisen materiaalin talteen impregnointilaitteesta im-pregnointilaitteen yläosasta.A system according to any one of claims 14 to 21, characterized in that it is configured to feed a wood-based material to the impregnating device at the bottom of the impregnating device; and recovering the wood-based material from the impregnator at the top of the impregnator. 23. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 14-22 mukainen järjestelmä (S), tunnettu siitä, että kierrätysvälineet (P2) käsittävät pumpun ja/tai kierrätysputkiston (L2).A system (S) according to any one of claims 14 to 22, characterized in that the recycling means (P2) comprise a pump and / or a recycling pipeline (L2). 24. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 14 - 23 mukainen järjestelmä (S), tunnettu siitä, että ohjausvälineet (O) on konfiguroitu kommunikoimaan prosessinohjausyksikön ja/tai internetin kanssa puuperäisen materiaalin impregnointiprosessin ohjaamista varten.System (S) according to any one of claims 14 to 23, characterized in that the control means (O) are configured to communicate with the process control unit and / or the Internet for controlling the impregnation process of the wood-based material. 25. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 14-24 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu puuperäinen materiaali käsittää puuhaketta ja/tai kuitupitoista massaa.A system according to any one of claims 14 to 24, characterized in that said wood-based material comprises wood chips and / or fibrous pulp. 26. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen 14-25 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se on konfiguroitu suorittamaan entsyymin aktiivisuuden mittaamisen yhden tai useamman entsyymiselektiivisen sensorin avulla.A system according to any one of claims 14 to 25, characterized in that it is configured to perform measurement of enzyme activity by one or more enzyme-selective sensors. 27. Patenttivaatimuksen 26 mukainen järjestelmä, tunnettu sii- C\J ^ tä, että se on konfiguroitu käyttämään mainittuna sensorina sokeria, jolloin ent- 9 syymin aktiivisuuden mittaaminen perustuu mainitun sokerin hajoamisnopeu- den mittaamiseen.The system of claim 26, characterized in that it is configured to use sugar as said sensor, wherein the measurement of enzyme activity is based on measuring the rate of degradation of said sugar. 28. Patenttivaatimuksen 26 tai 27 mukainen järjestelmä, t u n - (j) n e 11 u siitä, että se on konfiguroitu käyttämään mainittuna sensorina haihtu- o vaa yhdistettä, joka käsittää haihtuvaa aldehydiä, haihtuvaa orgaanista happoa ? ja/tai haihtuvaa alkoholia, jolloin entsyymin aktiivisuuden mittaaminen perustuu ^ entsyymiaktiivisuuden vaikutuksen haihtuvan yhdisteen pitoisuuteen kaasuun tuneessa vesifaasissa mittaamiseen. 18A system according to claim 26 or 27, characterized in that it is configured to use, as said sensor, a volatile compound comprising volatile aldehyde, volatile organic acid? and / or volatile alcohol, wherein the measurement of the enzyme activity is based on measuring the effect of the enzyme activity on the volatile compound concentration in the aqueous gas phase. 18 29. Impregnointilaite (I2) puuperäisen materiaalin käsittelyä varten, tunnettu siitä, että se on konfiguroitu vastaanottamaan tuoretta, yhtä tai useampaa ligninolyyttistä tai muulla tavalla puuperäiseen materiaaliin hajottavasti vaikuttavaa entsyymiä annosteluvälineiltä (EAS, P1); vastaanottamaan kierrätettyä, yhtä tai useampaa ligninolyyttistä tai muulla tavalla puuperäiseen materiaaliin hajottavasti vaikuttavaa entsyymiä kierrätysvälineiltä (L2, P2); kyllästämään impregnointilaitteeseen syötettävää puuperäistä materiaalia mainitulla entsyymillä; ja toimittamaan mainitulla entsyymillä kyllästettyä puuperäistä materiaalia jatkokäsittelyyn. δ cv i h-· o X Χ CL O) h-· o m o δ (M 19An impregnation device (I2) for treating a wood-based material, characterized in that it is configured to receive fresh, one or more ligninolytic or otherwise degradable enzymes from the dosing means (EAS, P1); receive recycled, one or more ligninolytic or otherwise degradable enzymes from the recycling means (L2, P2); impregnating the wood-based material fed to the impregnator with said enzyme; and to supply wood-based material impregnated with said enzyme for further processing. δ cv i h- · o X Χ CL O) h- · o m o δ (M 19
FI20105079A 2010-01-29 2010-01-29 Treatment of wood chips for the production of hot pulp FI122169B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105079A FI122169B (en) 2010-01-29 2010-01-29 Treatment of wood chips for the production of hot pulp
PCT/FI2011/050064 WO2011092378A1 (en) 2010-01-29 2011-01-27 Processing of wood chips for production of thermomechanical pulp

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20105079 2010-01-29
FI20105079A FI122169B (en) 2010-01-29 2010-01-29 Treatment of wood chips for the production of hot pulp

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20105079A0 FI20105079A0 (en) 2010-01-29
FI20105079A FI20105079A (en) 2011-07-30
FI122169B true FI122169B (en) 2011-09-30

Family

ID=41620915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20105079A FI122169B (en) 2010-01-29 2010-01-29 Treatment of wood chips for the production of hot pulp

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI122169B (en)
WO (1) WO2011092378A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE525872C2 (en) * 2002-09-06 2005-05-17 Stora Enso Ab Method of producing mechanical pulp with reduced energy consumption
FI20031818A (en) * 2003-12-11 2005-06-12 Valtion Teknillinen Manufacture of mechanical pulp
US20070062654A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-22 Enzymatic Deinking Technologies, Llc Treatment of wood chips using enzymes
CN101130936A (en) * 2007-09-05 2008-02-27 山东轻工业学院 Method for reducing energy consumption during wet refining of mechanical pulp

Also Published As

Publication number Publication date
FI20105079A0 (en) 2010-01-29
FI20105079A (en) 2011-07-30
WO2011092378A1 (en) 2011-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ju et al. An advanced understanding of the specific effects of xylan and surface lignin contents on enzymatic hydrolysis of lignocellulosic biomass
Zhu et al. Specific surface to evaluate the efficiencies of milling and pretreatment of wood for enzymatic saccharification
Sun et al. Steam-exploded biomass saccharification is predominately affected by lignocellulose porosity and largely enhanced by Tween-80 in Miscanthus
CN1997791B (en) Method for mechanical pulp production
Aguiar et al. Kinetics of enzyme-catalyzed hydrolysis of steam-exploded sugarcane bagasse
Weiss et al. Biomass‐water interactions correlate to recalcitrance and are intensified by pretreatment: An investigation of water constraint and retention in pretreated spruce using low field NMR and water retention value techniques
Goyal et al. Parametric optimization of cultural conditions for carboxymethyl cellulase production using pretreated rice straw by Bacillus sp. 313SI under stationary and shaking conditions
CN107075801A (en) Enzymatic process is combined with hot caustic extraction for removing hemicellulose from paper level paper pulp
Zhao et al. Xylanase pretreatment leads to enhanced soda pulping of wheat straw
Skovgaard et al. The role of endoglucanase and endoxylanase in liquefaction of hydrothermally pretreated wheat straw
Garg et al. Xylanase production using agro-residue in solid-state fermentation from Bacillus pumilus ASH for biodelignification of wheat straw pulp
Fang et al. Dilute acid pretreatment of black spruce using continuous steam explosion system
Mendes et al. Enzymatic digestion of alkaline‐sulfite pretreated sugar cane bagasse and its correlation with the chemical and structural changes occurring during the pretreatment step
CN102498401A (en) A method of analyzing cellulose decay in cellulosic material hydrolysis
Musekiwa et al. Optimization of pulp production from groundnut shells using chemical pulping at low temperatures
Krátký et al. Lab-scale technology for biogas production from lignocellulose wastes
Jung et al. Optimization of concentrated acid hydrolysis of waste paper using response surface methodology
Yáñez et al. Enzymatic saccharification of hydrogen peroxide-treated solids from hydrothermal processing of rice husks
FI122169B (en) Treatment of wood chips for the production of hot pulp
Angural et al. Bleach enhancement of mixed wood pulp by mixture of thermo-alkali-stable xylanase and mannanase derived through co-culturing of Alkalophilic Bacillus sp. NG-27 and Bacillus nealsonii PN-11
Mustajoki et al. Alkaline peroxide bleaching of hot water treated wheat straw.
Newman et al. A mathematical model for the inhibitory effects of lignin in enzymatic hydrolysis of lignocellulosics
CN101792980A (en) Mechanical pulping method for biological bacteria liquid
Zanuttini et al. Kinetics of alkaline deacetylation of poplar wood
CN102680378A (en) Detection method for impedimental fine sticky substances in paper-making white water

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122169

Country of ref document: FI

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: EKOKEM-PALVELU OY