FI122689B - Menetelmä uuteaineiden poistamiseksi selluloosamassasta - Google Patents

Menetelmä uuteaineiden poistamiseksi selluloosamassasta Download PDF

Info

Publication number
FI122689B
FI122689B FI20030846A FI20030846A FI122689B FI 122689 B FI122689 B FI 122689B FI 20030846 A FI20030846 A FI 20030846A FI 20030846 A FI20030846 A FI 20030846A FI 122689 B FI122689 B FI 122689B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
acid
composition
resin
weight
process according
Prior art date
Application number
FI20030846A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20030846A0 (fi
FI20030846A (fi
Inventor
Juhani Saviainen
Eelis Laehde
Original Assignee
Forchem 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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=8566211&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=FI122689(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Forchem Oy filed Critical Forchem Oy
Priority to FI20030846A priority Critical patent/FI122689B/fi
Publication of FI20030846A0 publication Critical patent/FI20030846A0/fi
Priority to DE602004030640T priority patent/DE602004030640D1/de
Priority to PL04396037T priority patent/PL1484375T5/pl
Priority to EP04396037.6A priority patent/EP1484375B2/en
Priority to AT04396037T priority patent/ATE492614T1/de
Publication of FI20030846A publication Critical patent/FI20030846A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI122689B publication Critical patent/FI122689B/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09F—NATURAL RESINS; FRENCH POLISH; DRYING-OILS; OIL DRYING AGENTS, i.e. SICCATIVES; TURPENTINE
    • C09F1/00—Obtaining purification, or chemical modification of natural resins, e.g. oleo-resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L93/00—Compositions of natural resins; Compositions of derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/22—Other features of pulping processes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/08—Removal of fats, resins, pitch or waxes; Chemical or physical purification, i.e. refining, of crude cellulose by removing non-cellulosic contaminants, optionally combined with bleaching
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/08—Removal of fats, resins, pitch or waxes; Chemical or physical purification, i.e. refining, of crude cellulose by removing non-cellulosic contaminants, optionally combined with bleaching
    • D21C9/086—Removal of fats, resins, pitch or waxes; Chemical or physical purification, i.e. refining, of crude cellulose by removing non-cellulosic contaminants, optionally combined with bleaching with organic compounds or compositions comprising organic compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Description

Menetelmä uuteaineiden poistamiseksi selluloosamassasta
Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää uuteaineiden poistamiseksi selluloosamassasta.
5 Tällaisen menetelmän mukaan selluloosamassa saatetaan kosketuksiin sellaisen hartsihappokoostumuksen kanssa, joka sisältää ainakin 60 paino-% hartsihappoja sekä 0 -40 paino-% rasvahappoja. Yleensä hartsi- ja rasvahapot ovat saippuoituja eli ne esiintyvät suolojensa muodossa. Loput tuotteesta, yleensä noin 0-3 paino-% kuiva-aineesta, koostuu 10 muista aineosista, j otka ovat liuenneet mäntypuusta selluloosakeiton yhteydessä (esim.
saippuoitumattomat neutraaliaineet).
Selluloosateollisuudessa puuhake keitetään pääsääntöisesti alkalisessa vesiliuoksessa, jossa puun kuidut ja liima-aineligniini erotetaan toisistaan ja ligniini liukenee alkaliseen 15 liuokseen. Keiton jälkeen massa pestään vastavirtapesulla, jolloin väkevä ligniini ja keittoemäsliuos saadaan erikseen puun kuitumassasta.
Puu sisältää myös paljon muita aineita kuin ligniiniä ja selluloosia. Näitä aineita ovat rasvat ja hartsit, jotka erotetaan rasvahappoina ja hartsihappoina keiton jäteliemen 20 hapotuksen avulla. Selluloosakeiton jäteliemi sisältää myös terpeenejä, neutraaliaineita ja erilaisia alkoholeja. Havupuuselluloosan valmistuksessa ei ole erityisiä ongelmia, mutta lehtipuuselluloosan valmistuksessa on ongelmia neutraalien uuteaineiden jäädessä selluloosaan, mikä haittaa selluloosan käyttöä paperin ja kartongin valmistuksessa.
25 E. Bergelin ja B. Holmbom toteavat vastikään ilmestyneessä artikkelissaan [Journal of Pulp and Paper Science (2003), 29(1), 29-34], että koivupuun selluloosan uuteaineiden poistossa pesu- ja valkaisuvaiheiden jälkeen massaan jäävän uuteainejäännöksen määrä on 0,7 - 2 kg /tonni selluloosaa ja että jäännöksen tärkeimmät komponentit ovat betulinoli, lupeoli ja rasvahapot. Nämä tuotteet näyttävät kiinnittyvän selluloosakuituun lujasti, koska 30 tutkimuksissa on havaittu [P. Fardim & ai., Macromolecular Chemistry (2002) 1-4,2 Aug., 2002], että koivupuun selluloosasta ei saatu uuteaineita läheskään täydellisesti poistetuiksi asetoni- tai asetoni-etikkahappo-uutossa, mutta poisto oli lähes täydellinen fosfaatti-yhdisteillä. Eastern Pharmacist (1970), 13(148), 127-130-lehden artikkelissa 2 todetaan lisäksi, että koivusta löytyy myös betulinoli-asetaattia. On selvää, että selluloosan keitossa tämä muuttuu betulinoliksi.
Betulinoli ja lupeoli ovat kumpikin ns. triterpeenejä, joissa on 4 kpl 6-rengasrakennetta 5 yhdessä ja yksi liittynyt 5-rengasrakenne. Betulinolissa on -CHhOH-ryhmä ja lupeolissa sen sijalla -CH3-ryhmä.
Hydrofobisina yhdisteinä betulinoli ja lupeoli keräävät pinnalleen tahmaavia aineita ja ovat siis haitallisia aineita paperin valmistuksessa, koska ne muodostavat yhteen keräytyessään 10 rasvamaisia j älkiä paperiin j a haittaavat paperin painatusta muodostamalla painoalustaan painoväriä hylkiviä pisteitä. Suuremmat määrät uuteaineita aiheuttavat vielä ratakatkoja paperikoneella. Eräiden selvitysten mukaan uuteaineet alentavat lisäksi paperin vaaleutta (US-patenttijulkaisu 4.444.621).
15 Uuteaineiden poistoa varten on kehitetty monia menetelmiä ja tuotteita, joilla niitä voidaan poistaa selluloosan valmistuksen eri vaiheissa.
US-patenttijulkaisussa 4.673.460 on esitetty, kuinka puulastut käsitellään ennen keittoa ja sen aikana etoksyloidulla alkyylifenoliyhdisteilläja sulfonoidulla rasvahapolla. Yleensä 20 käsittely on tehty yhdisteillä, joilla on dispergoivia vaikutuksia, kuten US-patentin 6.525.169 mukaisessa ratkaisussa, jossa oligohydroksialkaanin ja epikloorihydriinin reaktiotuotteilla sekä eräillä amiineilla poistetaan haitallisia aineita emulgoimalla paperin valmistuksen yhteydessä.
25 US-patentin 5.501.769 mukaan poistetaan pihkaa tuomalla selluloosan keittoon rasvahappojen polyoksialkyleeniglykolin estereitä.
US-patentissa 4.444.621 poistetaan pihka-aineita ja parannetaan vaaleutta emäksissä olosuhteissa ja peroksidien läsnä ollessa melko voimakkaan mekaanisen käsittelyn 30 alaisena.
US-patentissa 5.702.644 on kuvattu ratkaisu, jossa poistetaan dispergoimalla uuteaineita kationisella guar-yhdisteellä, joka sisältää hydroksypropyyli-triammonium ryhmän.
3
Suomessa on pyritty perinteisesti poistamaan selluloosan keiton yhteydessä uuteaineita erityisesti koivupuun selluloosasta lisäämällä keittoon mäntyöljyä tai hartsisaippua-tuotetta. Tyypillinen hartsisaippua on tuote, joka sisältää hartsihappoja yhteensä vähintään noin 70 % ja rasvahappoja noin 20 - 25 %, jolloin tyypillisten analyysien perusteella 5 abietiinihapot (noin 28 — 29 %) ja dehydroabietiinihappo (22 - 23 %) ovat koostumusten pääkomponentit, kun taas muut hartsihapot muodostavat 3,5 % sekä saippuoitumatto-mat yhdisteet 5 - 10 % koostumusten orgaanisesta osasta. Yllä mainitut prosenttiluvut ovat painon pohjalta laskettuja.
10 Hartsihappoja on tyypillisesti annosteltu 35 % vesiliuoksena (saippualiuoksena) uute-aineiden poistoon, jolloin lisäysmäärä on ollut noin 15 - 25 kg saippualiuosta / tonni selluloosaa. Näin on saatu uuteaineiden pitoisuus alennetuksi 1-2 %:n tasosta 0,15 -0,25 %:n tasoon, niitattuna asetoniuutteena.
15 Tunnettuun tekniikkaan liittyy epäkohtia. Niinpä tavanomaisella raakamäntyöljyllä ja hartseilla rikastettu mäntyöljy poisteta heikosti koivupuun betulinolia. Kim betulinolin osuus kaikista neutraaliaineista on esim. noin 14 % ennen massan pesua, sen osuus pesun jälkeen on tyypillisesti noin 48 %. Lisäksi tavanomaiset koostumukset sisältävät usein sellaista polymeroitunutta materiaalia, joka syntyy, kun mäntyöljyä tislataan olosuhteissa, 20 joissa on läsnä suuria paikallisia lämpötiloja. Tämä polymeroitunut materiaali kiinnittyy helposti puun kuituihin kiinni ja pilaa paperin laatua hydrofobisina pisteinä ja alentaa selluloosan pesutulosta.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät 25 epäkohdat ja saada aikaan uudenlainen ratkaisu uuteaineiden poistamiseksi lehtipuu-selluloosamassasta.
Olemme yllättäen havainneet, että suhteellisen pienet muutokset hartsisaippuan koostumuksessa antavat uuteaineiden poistossa suuren muutoksen, jopa niin että 3 0 hartsisaippuan käyttöä on voitu vähentää ja silti uuteaineiden j äämä selluloosassa on vähentynyt alle puoleen, eli jopa tasoon 0,07 - 0,08 %.
Esillä olevassa keksinnössä tavanomaisen hartsisaippuan koostumusta on muutettu niin, että abietiinihapon, dehydroabietiinihapon ja neoabietiinihapon yhteismäärä on nostettu 4 ainakin 58 paino-%:iin hartsihappokoostumuksen kuiva-aineesta, eli hartsisaippuan yhteismäärästä, kun se nykyisissä tuotteissa on vähän yli 50 %.
Tämä noin 10 % muutos parantaa merkittävästi tuotteen toimintaa, jopa niin että uute-5 aineiden poistuma on parantunut yli puolella, vaikka hartsisaippuan käyttömäärää on laskettu 25 %:lla.
Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaisen menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
10
Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä keksinnöllä alennetaan kokonais-uutepitoisuutta, vähennetään pesuongelmia ja pienennetään uutepitoisuuden vaihtelua. Eräässä tehdaskokeessa on lisäksi yllättäen havaittu, että selluloosan pesussa massan kuiva-aine nousee 2 % keksinnön mukaisen käsittelyn jälkeen.
15
Uudessa keksintömme mukaisessa tuotteessa on myös se ominaisuus, ettei siinä ole juuri ollenkaan polymeroitunutta materiaalia läsnä, jotka polymeerit syntyvän, kun mäntyöljyä tislataan olosuhteissa, joissa on läsnä suuria paikallisia lämpötiloja. Tämä polymeroitunut materiaali kiinnittyy muuten helposti puun kuituihin kiinni ja pilaa paperin laatua 20 hydrofobisina pisteinä ja alentaa selluloosan pesutulosta.
Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan yksityiskohtaisen selityksen avulla.
25 Keksinnön mukainen hartsihappokoostumus on peräisin mäntyöljystä. Täsmällisemmin sanottuna kyseessä on tislattu mäntyhartsi (Tall Oil Rosin, TOR), joka koostuu pääasiassa hartsihapoista, joka sisältää myös rasvahappoja ja neutraaliaineita. Tämä tuote voidaan keksinnön mukaan valmistaa vakuumitislaustekniikalla, jolloin keksinnön edullisen sovelluksen mukaan haluttu koostumus saadaan tislauksen kaasufaasista kondensoimalla. 30 Olemme todenneet, että näin valmistettu tuote on olennaisesti vapaa sellaisista hartsi- tai rasvahappojen dimeereistä, oligomeereistä ja polymeereistä sekä isomeroitumis- ja disproportionaatio-tuotteista, jotka tyypillisesti sisältyvät tislauksen pohjatuotteeseen. ’Olennaisesti vapaalla” tarkoitamme, että näiden sivutuotteiden määrä on pienempi kuin 5 paino-%, edullisesti pienempi kuin noin 2 paino-% koostumuksen orgaanisesta osasta.
5
Keksinnön mukainen koostumus on etenkin valmistettavissa mäntyöljyn vakuumi-tislauksella, joka suoritetaan tislauskolonnissa, jossa on korkean lämpötilan vyöhyke, jossa lämmönlähteen pintalämpötila on korkeintaan 260 °C ja jossa vyöhykkeessä syötteen 5 viipymäaika on korkeintaan 60 minuuttia.
Saatava hartsihappokoostumus sisältää kuiva-aineestaan ainakin 60 paino-%, edullisesti ainakin 70 paino-%, hartsihappoja, jotka valinnanvaraisesti ovat suolojensa muodossa, sekä 0-40 paino-%, sopivimmin korkeintaan 30 paino-%, rasvahappoja tai näiden 10 suoloja. Hartsihapoista voidaan mainita abietiinihappo, dehydroabietiinihappo, neoabietiinihappo, palustriinihappo, pimaarihappo ja sandrakopimaarihappo. Tyypillisiä rasvahappoja ovat Ci6. 24-rasvahapot, jotka ovat tyydytettyjä tai pääasiassa tyydyttämättömiä. Esimerkkeinä mainittakoon linolihappo ja öljyhappo. Näiden pääkomponenttien lisäksi keksinnön mukaiset hartsihappokoostumukset sisältävät pieniä määriä muita 15 orgaanisia komponentteja, jotka ovat liuenneet mäntypuusta selluloosakeiton aikana.
Erityisen edullisen sovellutusmuodon mukaan koostumuksessa abietiinihapon määrää on kasvatettu tyypillisestä vajaasta 30 paino-%:sta lähes 40 %:iin tai jopa sen yli, jolloin abietiinihapon suhde dehydroabietiinihappoon on ainakin 1,5 : 1, edullisesti noin 1,7...3,0 : 20 1, sopivimmin noin 1,8.. .2,6 : 1, paino/paino.
Abietiinihapon, dehydroabietiinihapon, neoabietiinihapon sekä palustriinihapon yhteismäärä on yli 68 paino-% koostumuksen kuiva-aineesta. Hartsihapoista ainakin 58 paino-%, sopivimmin noin 58 - 75 paino-%, etenkin ainakin 60 paino-%, koostuu tällöin 25 abietiinihapon, dehydroabietiinihapon ja neoabietiinihapon yhteismäärästä.
Keksinnön mukainen hartsihappokoostumus voidaan saippuoida eli saattaa kosketuksiin epäorgaanisen emäksen vesiliuoksen kanssa hartsi- ja rasvahappojen suolojen muodostamiseksi. Nämä ovat veteen liukenevia, jolloin hydrofobisesta hartsi- ja 30 rasvahapposeoksesta saadaan veteen liukeneva saippuajohdos. Tästä voidaan valmistaa kaupalliseen käyttöön sopivaa hartsisaippua, jota toimitetaan nykyisten tuotteiden lailla noin 30-50 paino-%:n konsentraation omaavana vesiliuoksena. Hartsihappo-koostumuksen saippuointireaktio on yleensä varsin täydellinen; saippuoimaton osuus on tavallisesti alle 6 paino-%, edullisesti alle 4 paino-%, hartsihappojen kokonaismäärästä.
6
Keksinnön mukaista tuotetta voidaan käyttää uuteaineiden poistamiseen selluloosa-massasta. Tämä selluloosamassa voi olla peräisin havupuusta, kuten männystä tai kuusesta, mutta etenkin keksintöä sovelletaan selluloosamassoille, jotka on valmistettu lehtipuusta, 5 kuten koivusta, haavasta, lepästä, vaahterasta, eukalyptuksesta sekä mixed tropical hardwood:sta. Keksintöä voidaan myös soveltaa massoille, jotka on valmistettu yksivuotisista kasveista, kuten viljan oljesta, ruokohelpistä, kaislasta, bagassesta jne.
Yleensä massa valmistetaan kemiallisella keittomenetelmällä, kuten sulfaatti-, sulfiitti-, or-10 ganosolv-, MILOX-prosesseilla tai puolikemiallisilla sellunkeittomenetelmillä.
Keittokemikaaleina käytetään ensisijaisesti natriumsulfidia, natriumhydroksidia, soodaa, peroksomuurahaishappoa, peroksoetikkahappoa tai alkoholia. Erityisen edullisesti keksintöä sovelletaan massoille, jotka valmistetaan sulfaattiprosessilla ja muilla aikalisillä menetelmillä sekä orgaanisilla keittokemikaaleilla toteutettavilla prosesseilla.
15
Erityisen edullisen sovellutusmuodon mukaan keksintöä käytetään koivusta, haavasta tai eukalyptuksesta valmistettavalle sulfaattiselluloosamassalle.
Selluloosamassa saatetaan kosketuksiin sellaisen hartsihappokoostumuksen kanssa joko 20 ennen keittoa, jolloin hartsihappokoostumus lisätään selluloosan, etenkin lehtipuu- selluloosan, keittoliemen joukkoon 0,1-2 paino-% kuivan puun määrästä uuteaineiden erottamiseksi selluloosasta. Tässä tapauksessa lisättävässä koostumuksessa hartsihapot voivat olla happomuodossa, koska ne saippuoituvat keiton aikalisissä olosuhteissa ja muuttuvat vesiliukoisiksi nopeasti. Toinen vaihtoehto on lisätä hartsihappokoostumus 25 selluloosamassan (etenkin lehtipuuselluloosa-massan) pesuun 0,5 - 0,05 paino-% selluloosan kuivapainosta. Koska pesussa olosuhteet ovat olennaisesti neutraalit, hartsihappokoostumus lisätään sopivimmin veteen liukenevassa, eli saippuoidussa muodossa.
30 Keksinnöllä vähennetään uuteaineita lehtipuun keitosta saatavasta selluloosamassasta, joka valkaistaan ainakin osaksi hapettavilla valkaisusekvensseillä. Koska uuteaineet reagoivat tällaisten valkaisukemikaalien kanssa, keksinnöllä voidaan tehostaa valkaisua ja vähentää kemikaalien kulutusta. Tuloksena kokonaisuutepitoisuus alenee, pesuongelmat vähenevät ja uutepitoisuuden vaihtelut pienenevät.
7
Koivupuun vaikeimmin poistettavat uuteaineet, jotka jäävät massaan keiton jälkeen, ovat ilmeisesti suureksi osaksi peräisin koivun kuoresta ja tällöin ne ovat betuliiniä, betulinolia, lupeolia ja β-sitosterolia ja eräitä rasvahappoja sekä betulaprenoleja. Nämä yhdisteet ovat 5 vaikeasti massasta poistettavia yhdisteitä. Erityisen vaikea on betulinoli, joka voi muodostaa alkoholiryhmänsä kanssa vetysiltoja puun selluloosan kanssa ja joka kiteytyy selluloosakuidun pintaan. Oletetaan, että keksinnön avulla voidaan etenkin vähentää juuri betulinolin määrää massassa.
10 Yksi keksinnölle tunnusomainen piirre on yllä mainittu abietiinihapon osuuden kasvattaminen. Tämän seurauksena abietiinihapon suhde dehydroabietiinihappoon on merkittävästi suurempi kuin tavanomaisessa tarkoitukseen käytetyssä mäntyöljytuotteessa. Miksi tämä mahdollisesti auttaa uuteaineiden poistossa, ei ole täysin selvää, mutta sitoutumatta mihinkään selitysmalliin meistä näyttää alustavasti siltä, että abietiinihapon 15 määrän kasvattaminen on merkittävä tekijä hartsihappotuotteen emulgoivalle vaikutukselle. Jos emulgointi-vaikutuksen lisäksi kuvitellaan, että rengasyhdisteiden fysikaalisella adduktiolla toisiin rengasyhdisteisiin on merkittävää vaikutusta, niin abietiinihapon määrän lisäys yhä korostuu. Tämän lisäksi merkittävää on neoabietiinihapon ja dehydroabietiini-hapon määrä.
20
Abietiinihappo näyttää auttavan poistamaan kiteytyneen betulinolin kuitujen pinnasta. On myös mahdollista, että keksinnön mukainen hartsihappojakautuma auttaa muodostamaan misellejä ja edesauttaa näin uutteen poistoa pesuvaiheessa.
25 Tuloksemme ovat yllättäviä. Kirjallisuuden (E.L.back & ai, Pich Control, Wood Resin and Deresination, TAPPI Press,Atlanta, USA 2000, sivu 211, kuvio 4 ) mukaan abietiinihappo soveltuu näet yksin huonosti uuteaineiden poistoon ja saman lähteen mukaan sellainen mäntyöljy, jossa rasvahappojen suhde hartsihappoihin on 7:3 soveltuu parhaiten (sivu 211). Omissa tutkimuksissamme ja tehdaskokeissa olemme kuitenkin havainneet täysin 30 päinvastaista.
Tämä voidaan selittää sillä, että korkean hartsipitoisuuden tuotteissa tavanomaisesti tislausvaiheessa on tapahtunut hartsihappojen muuttumista aromaattisiksi hiilivedyiksi ja niiden dimeroitumista sekä muuta polymeroitumista. Nämä termisesti muodostuneet 8 tuotteet, korkeissa lämpötiloissa ja riittävän pitkillä viipymäajoilla, eivät dispergoi uuteaineita vaan ne puolestaan adsorboituvat kuituihin. Toinen selitys asiaan on se, että selluloosatuotannon valkaisuvaiheet ovat uudistuneet, mikä vaikuttaa siihen, mitkä komponentit poistuvat missäkin vaiheessa. Käyttämällä rasvahappo-hartsi-seosta päästiin 5 aiemmin tasosta 1-2 %:lla pitoisuuteen 0,4 % ja uusien valkaisumenetelmien avulla on tästä tasosta päästy tasoon 0,15 - 0,25 %. Esillä olevan keksinnön mukaisesti päästään nyt tasoon 0,07 - 0,08 %, kun käytetään keksintömme mukaista hartsikoostumusta. Samoin tätä uutta hartsikoostumuksen mukaista tuotetta tarvitaan 25 - 30 % vähemmän kuin aiempia uuteaineiden poistoon käytettyjä tuotteita.
10
Hartsihapposaippuatuotteessa olevat rasvahapot ovat luonnollisesti muutetun tislaus-tekniikan ansiosta erilaistuneet, jolla seikalla saattaa olla myös merkitystä merkittävästi parantuneeseen uuteaineiden poistoon. Joka tapauksessa rengasyhdisteinen hartsihappo on auttanut poistamaan rengasyhdisteisiä neutraaleja uuteaineita.
15
Kirjallisuudesta tiedetään, että koivun uuteaineiden poistossa 3 % mäntyöljyä, jossa on noin 55 % rasvahappoja ja noin 30 % hartsihappoja ja 15 % neutraaliaineita on sama teho kuin 0,5 % sulfonoidulla dodekyylibentseenillä. Edelleen tiedetään, että kun käytetään sellaista mäntyöljyfraktiota, jossa keksintömme mukaan on merkittävästi rikastettu 20 hartsihapoilla voidaan annostus pudottaa 0,6 %, jossa hartsihappojen osuus olisi vastaavasti 0,45 %.
Sulfonoidut pintaktiiviset aineet eivät kuitenkaan sovellu hintansa vuoksi ja siksi, että niitä käytettäessä "mäntyöljy" ei enää kunnolla erotu hapotusvaiheen jälkeen keittoliemestä.
25
Seuraava ei-rajoittava esimerkki havainnollistaa keksintöä: 9
Esimerkki
Koivusulfaattikeiton keittoliemeen syötettiin kaksi hartsisaippuakoostumusta, joista ensimmäinen oli perinteisen tekniikan mukainen tuote ja toinen esillä olevan keksinnön 5 mukainen hartsisaippuatuote. Kumpikin annosteltiin 37 %:sena hartsisaippualiuoksena 20 kg/1 tonni valmistettavaa selluloosamassaa.
Tuotteiden koostumukset on esitetty taulukoissa 1 ja 2: 10 Taulukko 1. Perinteisen tekniikan mukaisen hartsisaippuatuotteen happokoostumus
Hartsihappo_%-osuus palustriinihappo__8_ dehydroabietiinihappo 23 abietiinihappo_28_ neoabietiinihappo_<2_ muut hartsihapot n, 20_
Hartsihapot yhteensä n. 80_
Rasvahapot yhteensä n. 20_
Taulukko 2. Keksinnön mukaisen hartsisaippuatuotteen happokoostumus 15 __
Hartsihappo__%-osuus palustriinihappo__H)_ dehydroabietiinihappo 19_ abietiinihappo__40_ neoabietiinihappo_3_ muut hartsihapot__12_
Hartsihapot yhteensä__84_
Rasvahapot yhteensä__16_
Keksinnön mukaisella tuotteella uuteainepitoisuus saatiin alennetuksi arvoon 0,08 %, asetoniuutteena mitattuna, kun taas kaupallisella koostumuksella uuteainepitoisuus oli 10 0,15 %. On erikseen huomattu, että keksinnön mukaan käsitellyn massan kuiva-ainepitoisuus oli 2 %-yksikköä korkeampi keittoa seuraavassa selluloosan pesussa.

Claims (10)

1. Menetelmä uuteaineiden poistamiseksi selluloosamassasta, jonka menetelmän mukaan selluloosamassa saatetaan kosketuksiin sellaisen hartsihappokoostumuksen 5 kanssa, joka sisältää kuiva-aineestaan - ainakin 60 paino-% hartsihappoja, jotka valinnanvaraisesti ovat suolojensa muodossa, sekä - 0-40 paino-% rasvahappoja tai näiden suoloja ja saippuoitumattomia neutraaliaineita, 10 tunnettu siitä,että - käytetään koostumusta, jonka hartsihapoista ainakin 58 paino-% koostuu abietiinihaposta, dehydroabietiinihaposta tai neoabietiinhaposta tai näiden seoksesta ja joka on olennaisesti vapaa hartsi- tai rasvahappojen dimeereistä, oligomeereistä ja polymeereistä sekä isomeroitumis- tai disproportionaatio- 15 tuotteista, ja - lisätään hartsihappokoostumusta lehtipuuselluloosan keittoliemen joukkoon ennen keittoa 0,1-2 paino-% kuivan puun määrästä tai lisätään koostumusta lehtipuuselluloosamassan pesuun 0,5 - 0,05 paino-% selluloosan kuivapainosta uuteaineiden erottamiseksi selluloosamassasta. 20
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään koostumusta, - jonka kuiva-aineesta ainakin 70 paino-% koostuu hartsihapoista tai niiden suoloista, ja 25. jossa abietiinihapon suhde dehydroabietiinihappoon on ainakin 1,5:1.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hartsihappo-koostumus lisätään alkaliseen keittoliemeen olennaisesti saippuamattomassa muodossa.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hartsihappo- koostumus lisätään selluloosamassan pesuun olennaisesti saippuoidussa muodossa.
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vähennetään uuteaineita lehtipuun keitosta saatavasta selluloosamassasta, joka valkaistaan ainakin osaksi hapettavilla valkaisusekvensseillä.
6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 koostumus käsittää mäntyöljyn tislausfraktion, joka on otettu talteen tislauksen kaasufaasista kondensoimalla.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koostumus on valmistettavissa mäntyöljyn vakuumitislauksella, jolloin tislaus suoritetaan kolonnissa, 10 jossa on korkean lämpötilan vyöhyke, jossa lämmönlähteen pintalämpötila on korkeintaan 260 °C, ja syötteen viipymäaika sanotussa vyöhykkeessä on korkeintaan 60 minuuttia.
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koostumuksen kuiva-aineesta ainakin 70 paino-% koostuu hartsihapoista tai niiden 15 suoloista.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koostumuksessa abietiinihapon suhde dehydroabietiinihappoon on ainakin 1,5 : 1, edullisesti noin 1,7...3,0 : 1, erityisen edullisesti noin 1,8...2,6 : 1, paino/paino. 20
10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että koostumuksen sisältämän abietiinihapon, dehydroabietiinihapon, neoabietiinihapon sekä palustriinihapon yhteismäärä on yli 68 paino-% koostumuksen kuiva-aineesta ja loput koostuu rasva-hapoista sekä muista mäntypuusta liuenneista aineksista. 25
FI20030846A 2003-06-05 2003-06-05 Menetelmä uuteaineiden poistamiseksi selluloosamassasta FI122689B (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20030846A FI122689B (fi) 2003-06-05 2003-06-05 Menetelmä uuteaineiden poistamiseksi selluloosamassasta
DE602004030640T DE602004030640D1 (de) 2003-06-05 2004-06-04 Harzsäure enthaltende Zusammensetzung und ihre Verwendung
PL04396037T PL1484375T5 (pl) 2003-06-05 2004-06-04 Kompozycja kwasów żywicznych i jej zastosowanie
EP04396037.6A EP1484375B2 (en) 2003-06-05 2004-06-04 Resin acid composition and use thereof
AT04396037T ATE492614T1 (de) 2003-06-05 2004-06-04 Harzsäure enthaltende zusammensetzung und ihre verwendung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20030846A FI122689B (fi) 2003-06-05 2003-06-05 Menetelmä uuteaineiden poistamiseksi selluloosamassasta
FI20030846 2003-06-05

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20030846A0 FI20030846A0 (fi) 2003-06-05
FI20030846A FI20030846A (fi) 2004-12-06
FI122689B true FI122689B (fi) 2012-05-31

Family

ID=8566211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20030846A FI122689B (fi) 2003-06-05 2003-06-05 Menetelmä uuteaineiden poistamiseksi selluloosamassasta

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1484375B2 (fi)
AT (1) ATE492614T1 (fi)
DE (1) DE602004030640D1 (fi)
FI (1) FI122689B (fi)
PL (1) PL1484375T5 (fi)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022129696A1 (en) * 2020-12-17 2022-06-23 Kemira Oyj Use of an anionic lignin-carbohydrate complex as a dispersing agent and method for pulp manufacturing

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1992754A (en) * 1929-02-11 1935-02-26 Continental Turpentine & Rosin Treatment of rosin
GB1051855A (fi) * 1963-03-04 1900-01-01
SE311468B (fi) * 1965-05-06 1969-06-09 Mo Och Domsjoe Ab
US4507228A (en) * 1983-03-15 1985-03-26 Westvaco Corporation Partial hydrogenation of tall oil rosin
SE465932B (sv) * 1990-03-21 1991-11-18 Bergvik Kemi Ab Foerfarande foer rening av tallharts genom avlaegsnande av fria fettsyror daeri samt tallharts fritt fraan fria fettsyror erhaallet genom detta foerfarande
FI121382B (fi) * 2002-12-23 2010-10-29 Arizona Chemical B V Puunkeiton apuaine, sen valmistus ja käyttö

Also Published As

Publication number Publication date
FI20030846A0 (fi) 2003-06-05
PL1484375T3 (pl) 2011-05-31
DE602004030640D1 (de) 2011-02-03
PL1484375T5 (pl) 2014-12-31
EP1484375B2 (en) 2014-07-23
ATE492614T1 (de) 2011-01-15
EP1484375A1 (en) 2004-12-08
EP1484375B1 (en) 2010-12-22
FI20030846A (fi) 2004-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69912007T2 (de) Verfahren zur herstellung von zellstoff, lignin, zucker und essigsäure durch fraktionierung des lignocellulosematerials mittels ameisensäure und essigsäure
Lehr et al. Removal of wood extractives as pulp (pre-) treatment: A technological review
Lam et al. A new procedure for the destructuring of vegetable matter at atmospheric pressure by a catalyst/solvent system of formic acid/acetic acid. Applied to the pulping of triticale straw
US2716058A (en) Deresination of wood pulp
NO178973B (no) Fremgangsmåte for forbedring av fargen på talloljefraksjoner ved behandling av avskummet såpemateriale
US7504478B2 (en) Additives for increasing the separation yield of tall oil soap from black liquors
FI78724B (fi) Limblandningar innehaollande ammoniumformat och blandningarnas framstaellningsfoerfarande.
FI122689B (fi) Menetelmä uuteaineiden poistamiseksi selluloosamassasta
DE2353771A1 (de) Verfahren zum enttinten von abfallpapier
FI64826B (fi) Limaemnesblandning som innehaoller med omaettad alifatisk syramodifierad harts och foerfarande foer dess framstaellning
KR20110039555A (ko) 크라프트 펄프로부터 수지를 감소시키기 위한 펄핑 첨가제
US8025762B2 (en) Cooking aid for improving the removal of extractives in pulp production, its production and use
FI85725C (fi) Foerfarande foer delignifiering av cellulosamaterial.
US5565134A (en) Method for enriching rosin acids from a hardwood-containing sulfate soap
US3321325A (en) Liquid rosin size containing fortifying hydrocarbons
DE2628971A1 (de) Verfahren zur herstellung von zellstoff in verbindung mit der gewinnung von holzzuckern
FI123012B (fi) Menetelmä uuteaineiden kontrolloimiseksi massan tuoton aikana, näin valmistettu massa ja sen käyttö
FI64676C (fi) Foerfarande foer framstaellning av en limblandning
FI123577B (fi) Menetelmä alifaattisten karboksyylihappojen, ligniinin ja uuteaineiden talteenottamiseksi alkalisten selluloosakeittojen jäteliemistä
Dunlop-Jones et al. The effects of certain chemical additives on the deresination of trembling aspen in kraft pulping
JPH06340890A (ja) トール油の製造方法
SE0901436A1 (sv) Föfarande för att producera en pappersmassa från lignocellulosamaterial
Usami Tropical woods as pulp stuffs
EP2130434A2 (en) Biocidal and dispersing composition and use thereof in a method for controlling the biological contamination and the formation of deposits in a system for the production of paper and/or of wood pulp

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122689

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

MD Opposition filed

Opponent name: ARIZONA CHEMICAL COMPANY, LLC