FI123012B - Menetelmä uuteaineiden kontrolloimiseksi massan tuoton aikana, näin valmistettu massa ja sen käyttö - Google Patents
Menetelmä uuteaineiden kontrolloimiseksi massan tuoton aikana, näin valmistettu massa ja sen käyttö Download PDFInfo
- Publication number
- FI123012B FI123012B FI20095367A FI20095367A FI123012B FI 123012 B FI123012 B FI 123012B FI 20095367 A FI20095367 A FI 20095367A FI 20095367 A FI20095367 A FI 20095367A FI 123012 B FI123012 B FI 123012B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- pulp
- oil
- weight
- soap
- soap oil
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 52
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 36
- 239000000126 substance Substances 0.000 title description 12
- 239000000344 soap Substances 0.000 claims description 89
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 81
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims description 81
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 40
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 38
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 29
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 24
- 238000004537 pulping Methods 0.000 claims description 24
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 claims description 20
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 20
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 claims description 18
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 claims description 18
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 claims description 18
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 claims description 18
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 claims description 18
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 12
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 claims description 9
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims description 4
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 claims description 3
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 41
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 33
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 27
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 25
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 25
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 10
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 9
- 235000014347 soups Nutrition 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 6
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 6
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 6
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 6
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 6
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 5
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 5
- 229930182558 Sterol Natural products 0.000 description 4
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- 235000003702 sterols Nutrition 0.000 description 4
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 150000003432 sterols Chemical class 0.000 description 3
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 1,4a-dimethyl-7-propan-2-yl-2,3,4,4b,5,6,10,10a-octahydrophenanthrene-1-carboxylic acid Chemical compound C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000283070 Abies balsamea Species 0.000 description 2
- 235000007173 Abies balsamea Nutrition 0.000 description 2
- 241000219495 Betulaceae Species 0.000 description 2
- 244000166124 Eucalyptus globulus Species 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 241000218652 Larix Species 0.000 description 2
- 235000005590 Larix decidua Nutrition 0.000 description 2
- 240000007472 Leucaena leucocephala Species 0.000 description 2
- 235000010643 Leucaena leucocephala Nutrition 0.000 description 2
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 2
- 241000219000 Populus Species 0.000 description 2
- 241000183024 Populus tremula Species 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- SKMZPYILQSEODV-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;carbonic acid Chemical compound O=C=O.OC(O)=O SKMZPYILQSEODV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 229930003935 flavonoid Natural products 0.000 description 2
- 235000017173 flavonoids Nutrition 0.000 description 2
- 150000002215 flavonoids Chemical class 0.000 description 2
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 2
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- -1 sterol ester Chemical class 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- BTXXTMOWISPQSJ-UHFFFAOYSA-N 4,4,4-trifluorobutan-2-one Chemical compound CC(=O)CC(F)(F)F BTXXTMOWISPQSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000379225 Abies procera Species 0.000 description 1
- BQACOLQNOUYJCE-FYZZASKESA-N Abietic acid Natural products CC(C)C1=CC2=CC[C@]3(C)[C@](C)(CCC[C@@]3(C)C(=O)O)[C@H]2CC1 BQACOLQNOUYJCE-FYZZASKESA-N 0.000 description 1
- 244000208874 Althaea officinalis Species 0.000 description 1
- 235000006576 Althaea officinalis Nutrition 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241000218631 Coniferophyta Species 0.000 description 1
- PVNIQBQSYATKKL-UHFFFAOYSA-N Glycerol trihexadecanoate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC PVNIQBQSYATKKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000082204 Phyllostachys viridis Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000005446 dissolved organic matter Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 229930013686 lignan Natural products 0.000 description 1
- 235000009408 lignans Nutrition 0.000 description 1
- 150000005692 lignans Chemical class 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 235000001035 marshmallow Nutrition 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 235000021309 simple sugar Nutrition 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 235000021286 stilbenes Nutrition 0.000 description 1
- 150000001629 stilbenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000829 suppository Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 1
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 1
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 description 1
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- D21C3/02—Pulping cellulose-containing materials with inorganic bases or alkaline reacting compounds, e.g. sulfate 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
- 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
-
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
Description
Menetelmä uuteaineiden kontrolloimiseksi massan tuoton aikana, näin valmistettu massa ja sen käyttö
Keksinnön ala 5 Esillä oleva keksintö koskee menetelmää uuteaineiden poistamiseksi massan tuotossa menetelmän ollessa tunnettu siitä, että selluloosamateriaalia kuumennetaan keittoliuoksen läsnä ollessa, joka muodostetaan lisäämällä suopaöljyä kuidutusliuokseen. Keksintö saa aikaan mainitun valko lipeää ja suopaöljyä käsittävän keittoliuoksen massan tuotossa käytettäväksi ja sen lisäksi uuteaineetonta massaa, joka valmistetaan poistamalla 10 uuteaineita suopaöljyn läsnä ollessa. Keksintö koskee myös suopaöljyn käyttöä pihkan kontrolloimiseksi, toisin sanoen uuteaineiden poistamiseksi massan tuotossa.
Lisäksi keksintö koskee menetelmää uuteaineettoman massan valmistamiseksi menetelmän ollessa tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa selluloosamateriaalia 15 lisätään massakattilaan, sekoitetaan suopaöljyä kuidutusliuoksen kanssa ja kuumennetaan mainittua selluloosamateriaalia suopaöljyn ja kuidutusliuoksen seoksen läsnä ollessa.
Keksinnön tausta
Erilaisia mekaanisia ja kemiallisia menetelmiä käytetään selluloosamateriaalin 20 konvertoimiseksi erotetuiksi massakuiduiksi. Tämä keksintö koskee kemiallisia menetelmiä, joissa kuidut erotetaan kemiallisesti hajottamalla ja liuottamalla ligniini, joka sitoo kuidut yhteen.
Vallitsevassa kemiallisessa menetelmässä, Kraft-prosessissa, selluloosamateriaalia, o 25 tavallisesti lehtipuun lastuja, havupuun lastuja tai niiden seosta, keitetään emäksisen ιό keittoliuoksen läsnä ollessa ligniinin liuottamiseksi. Keittoliuos on tavallisesti valkolipeää, i τί jonka pääasialliset vaikuttavat yhdisteet ovat natriumhydroksidi ja natriumsulfidi. Keiton x aikana syntynyt keitetty puumassa erotetaan loppuosasta keittoliuosta, joka tunnetaan
CL
mustalipeänä, suodattamalla saaden puumassaa, jota kutsutaan ruskeaksi massaksi tai co 30 valkaisemattomaksi massaksi (selluloosakuidut sisältävät noin 5 % jäännösligniiniä). o Ruskea massa pestään, jotta päästään eroon melkoisesta määrästä liuennutta orgaanista
C\J
materiaalia, ja sitten ligniini poistetaan edelleen useissa eri valkaisuvaiheissa.
2
Tiedetään yleisesti, että selluloosamateriaalin (toisin sanoen biomassan) uuteaineet aiheuttavat ongelmia massan ja paperin tuotannon aikana. Varsinkin se uuteaineiden määrä, joka kemiallisessa kuidutuksessa jää kuituihin eikä irtoa keiton aikana, aiheuttaa ongelmia myöhemmissä massan ja paperin tuotantovaiheissa.
5
Uuteaineet ovat osittain vesiliukoisia ja osittain orgaanisiin liuottimiin liukenevia. Kovissa puulajeissa uuteaineiden määrä on noin 3-8 painoprosenttia ja havupuulajeissa noin 5-10 painoprosenttia. Orgaanisiin liuottimiin liukeneva uuteainepitoisuus on keskimäärin noin 2-10 painoprosenttia puulajista riippuen. Kraft-keiton aikana useimmat uuteaineet, 10 esimerkiksi puun hartsit, saippuoituvat ja vapautuvat vesipitoiseen liuokseen. Havupuiden uuteaineet vapautuvat melko helposti, mutta varsinkin kovien puulajien uuteaineet jäävät usein jäljelle johtuen niiden heikosta saippuoitumisesta. Uuteainepitoisuus valkaistussa koivuselluloosassa on tavallisesti 0,3-1,0 painoprosenttia ilmakuivattua massatonnia kohden, mutta se riippuu esimerkiksi valkaisuun käytetyistä kemikaaleista. Jos 15 valkaisuaineena käytetään otsonia, uuteainepitoisuus voi olla niinkin matala kuin 0,2 painoprosenttia ilmakuivattua massatonnia kohden.
Nämä kuiduissa säilyvät uuteaineet menevät prosessin kaikkien vaiheiden, esimerkiksi keiton, pesun, seulonnan, ligniinin happipoiston ja valkaisun läpi aiheuttaen näin ongelmia 20 varsinkin paperikoneissa, joissa uuteaineet tukkivat viirat ja huovat ja voivat myös vähentää massan kirkkautta. Lisäksi uuteaineet muodostavat likapartikkeleita, niin kutsuttuja tahma-aineita tai tahmeita komponentteja, paperirainassa varsinkin silloin, kun lehtipuuta, kuten koivua, käytetään raakamateriaalina. Massa, jossa on suuria pihkasaostumia, voi johtaa paperin virheisiin, kuten repeämisiin, reikiin ja täpliin.
™ 25 tn
Erilaisia tapoja uuteaineiden poistamiseksi massan tuotossa on ehdotettu. Neljä yleisesti ^ käytettyä perustapaa pihkan kontrolloimiseksi ovat dispersio, adsorptio, flokkulaatio ja ^ dissoluutio. Dispersiossa pihkapartikkelit stabiloidaan lisäämällä dispergointiainetta, joka cd suojaa kolloidiselta vaikutukselta. Pihkapartikkelit peseytyvät lopulta pois systeemistä, g 30 Adsorptiossa pihkapartikkelit adsorboidaan käyttämällä epäorgaanisia mineraaleja, cv Adsorboitunut pihka kulkee systeemin läpi osana tuotetta. Flokkulaatiossa pihkapartikkelit flokkuloidaan käyttämällä pihkaa kiinnittäviä aineita. Tässä pihkapartikkelit pidättyvät tuotteeseen kuivatuksen aikana.
3
Dissoluutiossa pihkapartikkelit liuotetaan pinta-aktiivisilla aineilla, liuottimilla tai pinta-aktiivisten aineiden ja liuottimien yhdistelmällä. Pihkakonsentraatio vähenee ja pihkan kasaantuminen minimoituu. Se, miten uuteaineet muodostavat saippua-anioneita, miten ne 5 liukenevat ja miten ne tuhoavat muita uuteaineita, vaikuttaa reaktionopeuteen, joka riippuu käytettävissä olevista reaktiopinnoista. Reaktionopeuksiin vaikuttavat myös konsentraatio, lämpötila, emäksisyys ja muodostunut saippuoitumistaso.
Lehtipuun keiton ongelma on usein vältetty käyttämällä raakaa mäntyöljyä uuteaineiden 10 liuottamiseksi. Mäntysuopa, toisin sanoen hartsin ja rasvahappojen ja neutraalin, toisin sanoen havupuun keitosta saatavan saippuoitumattoman materiaalin muodostama seos voidaan erottaa mustalipeästä ja käyttää raa’an mäntyöljyn valmistamiseksi. Rikkihapon käyttö raa’an mäntyöljyn hapotuksessa muodostaa kuitenkin kasvavan ongelman moderneille massatehtaille.
15
Myös raakaa mäntysuopaa voidaan käyttää dissoluutiossa. Raakaa mäntysuopaa saadaan helposti esimerkiksi mustalipeän haihduttamosta havupuun keitossa. Mäntysuovan käsittely, varsinkin sen pumppaus, aiheuttaa kuitenkin ongelmia sen huonosta virtaus- ja vahvasta vaahtoutumisominaisuudesta johtuen. Näin ollen saavutettu annostelutarkkuus 20 on huono.
Lisäksi hartsihappoja voidaan käyttää tehokkaina happoina uuteaineiden poistamiseksi, mutta koska hartsihapot saadaan raa’asta mäntyöljystä tislaamalla, tuotantokustannukset ovat korkeita ja lisäksi tuotanto voi olla pullonkaula prosessille kokonaisuudessaan. ^ 25 Esimerkiksi julkaisussa US 2006/0231791 kuvataan puunkeittokeino, joka käsittää ° rasvahappojen ja hartsihappojen ja/tai niiden suolojen seoksen, joka saadaan aikaan tislaamalla raakaa mäntyöljyä. Julkaisussa FI 811605 kuvataan hartsihapposaippualla ^ väkevöitetty mustalipeäsaippua, joka on oleellisesti vapaa rasvahapposaippuasta.
i^.
CO
CO
g 30 Patenttihakemus WO 2004/015195 kuvaa pinta-aktiivisten alkyylialkoksylaattien käytön, ° jotka auttavat puurakenteen hartsimateriaalien kostutuksessa, emulgoinnissa ja dispergoinnissa. Muita ehdotettuja menetelmiä ovat mäntykeiton mustalipeän käyttö tai talkin käyttö uuteaineiden adsorboimiseksi. Lisäksi tiedetään yleisesti, että 4 raakamateriaalin varastointi pitkiä aikoja, useita kuukausia, vähentää uuteainepitoisuutta raakapuumateriaalissa.
Edelleen on olemassa tarve sellaisten aineiden parantamiseksi, joita käytetään 5 menetelmissä uuteaineiden poistamiseksi massan tuotossa, koska monet aineet ovat kalliita ja/tai niitä on vaikea tuottaa, käyttää tai annostella. Esillä oleva keksintö saa aikaan tehokkaan menetelmän uuteaineiden poistamiseksi massan tuotossa, jossa mäntysuopaa ei tarvitse jalostaa raa’aksi mäntyöljyksi tai jopa vielä pidemmälle ja näin vältetään rikkihapon käyttö.
10
Keksinnön yhteenveto
Esillä oleva keksintö koskee menetelmää uuteaineiden poistamiseksi massan tuotossa. Menetelmä käsittää selluloosamateriaalin, esimerkiksi puulastujen, kuumennuksen keittoliuoksen läsnä ollessa, joka on muodostettu lisäämällä suopaöljyä kuidutusliuokseen. 15 Esillä oleva keksintö koskee myös keittoliuosta, joka käsittää valkolipeää ja suopaöljyä, massan tuotossa käytettäväksi.
Esillä oleva keksintö koskee lisäksi suopaöljyn käyttöä pihkan kontrolloimiseksi. Keksinnön tarkoitus on saada aikaan menetelmä mäntyöljyn käytön korvaamiseksi pihkan 20 kontrolloimisessa. Tämä saadaan aikaan käyttämällä suopaöljyä massan tuoton keittovaiheessa.
Esillä olevan keksinnön merkittävä etu on sen rikkihappomäärän väheneminen, jota tarvitaan käytettäessä raakaa mäntyöljyä uuteaineiden poistamiseksi Kraft-kuidutuksessa.
° 25 tn
Raaka mäntyöljy valmistetaan tavallisesti kahdessa vaiheessa, toisin sanoen ensin ^ mäntysuovan hapotus rikkiä sisältämättömällä hapolla, kuten hiilidioksilla (hiilihapolla), ^ muurahaishapolla tai etikkahapolla, ja sen jälkeen lisähapotus rikkihappoa käyttäen.
to Tarvittava rikkihapon määrä on suhteellisen suuri, tyypillisesti 180-250 kg happoa g 30 mäntyöljytonnia kohden tai jopa aina 250-300 kg happoa raakaa mäntyöljytonnia kohden o cvj panosprosesseissa. Sen lisäksi, koska sulfidisuus kohoaa ei-toivottavalle tasolle ja natriumsulfaattia täytyy poistaa, tämä lisää kierron natriumhävikkiä, kemikaalikustannuksia ja energiakustannuksia. Lisäksi, kun massan keittoon lisätään 5 raakaa mäntyöljyä, se saippuoituu takaisin saippuaksi ja kuluttaa paljon emästä keittoprosessissa, toisin sanoen se kuluttaa melko suuria määriä keittokemikaaleja (esimerkiksi NaOH:ia). Näin ollen kemikaalien talteenotossa rikin määrä vähenee, jos raa’an mäntyöljyn tilalla käytetään suopaöljyä.
5
Lisäksi, varsinkin silloin kun mäntyöljylaitoksen kapasiteetti voi olla pullonkaula, kun mäntyöljyä valmistetaan integroidussa teollisuuslaitoksessa, jossa on mahdollisesti ainakin kaksi linjaa ja jossa tuotetaan sekä havupuu- että lehtipuumassaa, suopaöljyn valmistus mäntyöljyn sijasta vaikuttaa suoraan tuotantokapasiteettiin. Tämä pätee erityisesti 10 hydrodesulfurisaatiotyypin prosesseihin (HDS), joissa raaka mäntyöljy erotetaan emäliuoksesta painovoimalla. Suopaöljy on helpompi valmistaa, koska se on välimuototuote.
Esillä oleva keksintö koskee lisäksi uuteaineetonta massaa, joka on valmistettu 15 käyttämällä suopaöljyä uuteaineiden poistamiseksi massan tuotossa. Menetelmä käsittää vaiheet, joissa lisätään suopaöljyä kuidutusliuokseen ja kuumennetaan selluloosamateriaalia, esimerkiksi puulastuja, näin muodostetun keittoliuoksen läsnä ollessa. Saadusta uuteaineettomasta massasta valmistettu paperi tai kartonki kuuluu myös esillä olevan keksinnön piiriin.
20
Esillä oleva keksintö koskee lisäksi menetelmää uuteaineettoman massan valmistamiseksi menetelmän ollessa tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa lisätään selluloosamateriaalia massakattilaan, sekoitetaan suopaöljyä kuidutusliuoksen kanssa, kuumennetaan selluloosamateriaali suopaöljyn ja kuidutusliuoksen seoksen läsnä ollessa ^ 25 ja mahdollisesti pestään keitetty puumassa (ruskea massa) ja/tai suoritetaan yksi tai ^ useampi valkaisuvaihe j a sitten otetaan uuteaineeton massa talteen.
X
cc
CL
I'-- co
CO
LO
O) o o
(M
6
Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus
Esillä oleva keksintö saa aikaan menetelmän uuteaineiden poistamiseksi massan tuotossa käyttämällä keittovaiheessa suopaöljyä. Käyttämällä suopaöljyä pihkan kontrolloimiseksi pihkakonsentraatio vähenee ja pihkan kasaantuminen minimoituu. Raa’an mäntyöljyn 5 käyttöön verrattuna rikkihapon käyttö kuin myös energiahävikit kierrossa vähenevät.
Esillä olevassa patenttikuvauksessa ja patenttivaatimuksissa käytettynä seuraavilla termeillä on alempana määritellyt tarkoitukset.
10 Termiä ’’uuteaineet” käytetään suuresta määrästä erilaisia komponentteja, jotka saadaan puumateriaalista ja muista kuin puumateriaaleista uuttamalla. Ne liukenevat veteen tai orgaanisiin liuottimiin. Yleisimmät uuteaineryhmät ovat hartsihappo-, triglyseridi-, steroliesteri- ja steryyliestcriryhmät ja uuteaineet sisältävät myös fenoliyhdisteitä, kuten flavonoideja ja lignaaneja. Pohjimmiltaan puun uuteaineet esiintyvät tanniinien, 15 flavonoidien, stilbeenien, hartsi- ja rasvahappojen, vahojen, sterolien ja yksinkertaisten sokerien kompleksisina seoksina ja ne aiheuttavat käyttö- ja laatuongelmia massan ja paperin valmistuksessa.
Termiä ’’pihka” käytetään sekä puun uuteaineista että näiden uuteaineiden kasaumista, 20 joita ne muodostavat massan ja paperin valmistusprosesseissa. Liukenemattomien uuteaineiden kasaumat ovat tahmeita ja ne tukkivat viirat ja koneiden huovat ja tarttuvat massankuivainten ja paperikoneiden puristus-ja kuivaussylintereihin.
Termi ’’selluloosamateriaali” tarkoittaa non-wood- ja puuselluloosamateriaaleja, joita ^ 25 käytetään raakamateriaalina massanvalmistuksessa. Termi ’’puu” tai ’’puumassa” tarkoittaa ° sekä lehti- että havupuuta ja myös niiden seosta. Esimerkkejä käytetyistä lehti- ja ^ havupuista ovat koivu, mänty, kuusi, haapa, leppä, eukalyptus, akaasia, poppeli, jalokuusi,
X
lehtikuusi ja hemlokki. Kuidutuksen raakamateriaalina käytetyt non-woodmateriaalit cd sisältävät muun muassa maataloustähteitä, ruohoja ja muita kasvimateriaaleja. Non- g 30 woodmateriaali voi olla olkea, lehtiä, kuorta, hedelmiä, siemeniä ja kukkia tai esimerkiksi cm bambua tai sokeriruokojätettä.
7
Termi ’’uuteaineeton massa”, jota käytetään esillä olevassa keksinnössä saadulle massalle, tarkoittaa massaa, jossa on matala hartsipitoisuus, josta uuteaineet on poistettu. ’’Hartsin vähentämis vaihe” tarkoittaa vaihetta, jossa puun uuteaineet poistetaan puumassasta.
5 Termiä ’’suopaöljy” käytetään mäntyöljyvälimuodolle, joka saadaan välimuototuotteena mäntyöljyn valmistuksessa. Suopaöljy valmistetaan raa’asta mäntysuovasta saattamalla se kosketukseen hiilidioksidin (hiilihapon) kanssa niin, että muodostuu seos, joka käsittää osittain hapotettua saippuaa, natriumbikarbonaattia ja vettä. Muurahaishappoa tai etikkahappoa voidaan myös käyttää. Suopaöljyn pH on noin 8.
10
Termiä ’’vaikuttava määrä” käytetään sellaiselle suopaöljymäärälle, joka riittää poistamaan uuteaineet niin, että saadaan aikaan haluttu uuteainetaso pestyssä ja valkaistussa massassa.
Termi ’’kuidutusliuos” tarkoittaa keittokemikaalia, jota käytetään ligniinin liuottamiseksi. 15 Esimerkiksi Kraft-kuidutuksessa lehti- ja/tai havupuun puulastuja keitetään emäksisen keittoliuoksen, tavallisesti valkolipeän läsnä ollessa, jonka pääasiallisia vaikuttavia yhdisteitä ovat natriumhydroksidi ja natriumsulfidi.
Termi ’’keittoliuos” tarkoittaa liuosseosta, joka käsittää ainakin kuidutusliuosta ja 20 suopaöljyä.
Termi ’’mäntyöljy” tai raaka mäntyöljy, jota kutsutaan myös nestemäiseksi hartsiksi, tarkoittaa hapotettua mäntysuopaa, joka käsittää hartseja, saippuoitumattomia steroleita, ^ hartsihappoja (pääasiassa abietiinihappoa ja sen isomeerejä), rasvahappoja (pääasiassa o , 25 palmitiinihappoa, oleiinihappoa ja linoleenihappoa), rasva-alkoholeja, joitain steroleja ja
LO
^ muita alkyylihiilivetyjohdannaisia. Raaka mäntyöljy voidaan tislata mäntyöljyhartsin, mäntyöljyn rasvahappojen, tislatun mäntyöljyn, haihtuvien mäntyöljy-yhdisteiden ja x Q- mäntyöljypien saamiseksi.
I'- co co g 30 Termiä ’’keittovaihe” käytetään vaiheesta, jossa selluloosamateriaalia kuumennetaan cv kuidutusliuoksen läsnä ollessa.
8
Termi ’’tonni” tarkoittaa patenttikuvauksessa ja patenttivaatimuksissa käytettynä metristä tonnia (tonnia).
Esillä olevan keksinnön yksi tarkoitus on saada aikaan menetelmä uuteaineiden 5 poistamiseksi selluloosamateriaalista, jossa menetelmässä lisätään vaikuttava määrä suopaöljyä kuidutuksen keittovaiheeseen. Selluloosamateriaalia kuumennetaan kuidutusliuoksen ja suopaöljyn seoksen läsnä ollessa. Massassa olevien uuteaineiden määrä on pienempi ennen valkaisua ja valkaisun jälkeen.
10 Esillä olevan keksinnön mukaisesti suopaöljyä lisätään kuidutusliuokseen ennen suopaöljyn saattamista kosketukseen selluloosamateriaalin kanssa. Suopaöljyn saippuoituminen uudelleen paranee emäksisen kuidutusliuoksen toimesta. Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa selluloosamateriaali on puuta, edullisemmin lehtipuuta tai lehtipuuseosta. Edullisimmin puumassa on koivua tai koivun ja muun lehtipuun seosta. 15 Puulastut tai puumassa voivat olla peräisin myös koivusta, männystä, kuusesta, haavasta, lepästä, eukalyptuksesta, akaasiasta, poppelista, jalokuusesta, lehtikuusesta, hemlokistaja niiden kaltaisesta puusta.
Esillä olevassa keksinnössä käytettävä suopaöljy tuotetaan keksinnön edullisessa 20 suoritusmuodossa hapottamalla mäntysuopaa hiilidioksidilla. Käytettävä mäntysuopa saadaan esimerkiksi havupuukeiton mustalipeästä. Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa ylimäärä vapaata hiilidioksidikaasua poistetaan tuulettamalla mainittua suopaöljyä mekaanisesti ja/tai sen alipainekäsittelyllä. Suopaöljyn annetaan tuulettua välitankissa hiilidioksidikäsittelyn j älkeen j a sen j älkeen se esikuumennetaan ylimääräisen ^ 25 hiilidioksidin poistamiseksi. Retentioaika on tyypillisesti 15-30 minuuttia ja lämpötila on ^ 75-95 °C. Käytettävän suopaöljyn hiilidioksidipitoisuus on tyypillisesti alle yhden painoprosentin (nesteessä olevana vapaana kaasutilavuutena), edullisemmin alle 0,5 x painoprosenttia, edullisimmin alle 0,2 painoprosenttia. Keksinnön mukaisen suopaöljyn co tuulettamisella ja sen vapaan hiilidioksidin matalalla pitoisuudella on se etu, että vaahdon g 30 muodostuminen keiton aikana vähenee tai poistuu kokonaan. Vaahdon muodostuminen S johtuu tavallisesti vapaasta hiilidioksidikaasusta. Lisäksi keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisesti suopaöljyn vesipitoisuus on alle 30 painoprosenttia, 9 edullisemmin alle 20 painoprosenttia tai edullisimmin alle kymmenen painoprosenttia joko samaan aikaan tai eri aikaan, kun hiilidioksidipitoisuus on alle yhden painoprosentin.
Keksinnön yhdessä edullisessa suoritusmuodossa massan tuotto suoritetaan Kraft-5 tyyppisellä lohdutuksella ja kuidutusliuos on valkolipeää, joka käsittää pääasiallisina vaikuttavina ainesosina natriumhydroksidia ja natriumsulfidia. Menetelmä Kraft-massan tuottamiseksi esillä olevan keksinnön mukaisesti sisältää vaiheen hartsin vähentämiseksi uuteaineiden poistamista varten, jossa puumassa tai non-woodmassa saatetaan kosketukseen keittoliuoksen kanssa, joka käsittää suopaöljyä ja kuidutusliuosta, 10 esimerkiksi valkolipeää.
Jotta pestyyn ja valkaistuun massaan saadaan aikaan haluttu uuteainetaso, lisätään massan tuoton aikana vaikuttava määrä suopaöljyä. Suopaöljyn määrä, joka riittää poistamaan uuteaineet Kraft-kuidutuksessa massan tuoton aikana, on keksinnön yhden 15 suoritusmuodon mukaisesti 10—40 kg, edullisemmin 15-35 kg, edullisimmin 20-30 kg suopaöljyä ilmakuivattua massatonnia kohden. Koivumassaan valkaisun jälkeen jäljelle jääneiden uuteaineiden määrä on edullisesti 0,15-0,3 painoprosenttia, edullisemmin <0,15 painoprosenttia, edullisimmin <0,1 painoprosenttia ilmakuivattua massatonnia kohden.
20 Esillä olevan keksinnön edullisessa suoritusmuodossa vaihe hartsin vähentämiseksi suoritetaan keittovaiheessa jatkuvavirtauksisena tai panoskeittoprosessina. Suopaöljyä lisätään edullisesti sekä kyllästämis- että keittovaiheeseen. Kyllästämislämpötila on edullisesti 100 °C - 120 °C ja keittolämpötila on edullisesti 140 °C - 170 °C ja paine on ^ edullisesti 4-8 bar. Keitto kestää edullisesti 2-4 tuntia, edullisemmin 2,5-3,5 tuntia, o ™ 25
LO
^ Esillä olevan keksinnön mukaisesti tuotettua massaa voidaan käyttää ilman lisäkäsittelyä tai sille voidaan suorittaa pesu-, ligniinin poisto-ja/tai valkaisuvaihe(et). Massasta voidaan ^ poistaa ligniini tai se voidaan valkaista kokonaan kloorivapaassa (TCF) tai co alkuainekloorittomassa (ECF) ligniinin poisto- tai valkaisuvaiheessa. Ligniinin poisto tai g 30 valkaisu voidaan suorittaa otsonilla, peroksidilla, peretikkahapolla tai niiden kaltaisella cv kemikaalilla. Edullisessa suoritusmuodossa ainakin otsonia käytetään valkaisuaineena valkaisussa tai valkaisusaqassa.
10
Esillä oleva keksintö koskee myös massan tuotossa käytettävää keitto liuosta, joka käsittää valko lipeää ja suopaöljyä. Koska valko lipeän emäksisyys on korkea, s a i ppuam o 1 c kyylit deprotonoituvat, joka johtaa parempaan saippuoitumiseen uudelleen. Tämä johtuu siitä tosiseikasta, että suopaöljy reagoi näin aktiivisemmin. Käytetyn suopaöljyn 5 hiilidioksidipitoisuus on tyypillisesti alle yhden painoprosentin (nesteessä olevana vapaana kaasutilavuutena), edullisemmin alle 0,5 painoprosenttia, edullisimmin alle 0,2 painoprosenttia. Samalla tai eri aikana, kun suopaöljyn hiilidioksidipitoisuus on alle yhden painoprosentin, sen vesipitoisuus on alle 30 painoprosenttia, edullisemmin alle 20 painoprosenttia, edullisimmin alle kymmenen painoprosenttia.
10
Lisäksi keksinnön yhden suoritusmuodon mukaisesti uuteaineeton massa valmistetaan poistamalla uuteaineita massan tuotossa kuumentamalla selluloosamateriaalia sellaisen keittoliuoksen läsnä ollessa, joka käsittää kuidutusliuosta ja suopaöljyä. Suopaöljyn hiilidioksidipitoisuus vähenee tyypillisesti ylempänä mainitun mukaisesti. Edullisessa 15 suoritusmuodossa ylempänä kuvatusta uuteaineettomasta massasta valmistetaan paperia tai kartonkia.
Esillä olevassa keksinnössä suopaöljyä käytetään pihkan kontrolloimiseksi, toisin sanoen uuteaineiden poistamiseksi massan tuotossa. Suopaöljy saadaan aikaan edullisesti 20 antamalla mäntyöljyn reagoida hiilihapon ja/tai hiilidioksidin kanssa.
Menetelmä uuteaineettoman massan valmistamiseksi käsittää tyypillisesti vaiheet, joissa lisätään selluloosamateriaalia massakattilaan, sekoitetaan suopaöljyä kuidutusliuoksen kanssa ja kuumennetaan selluloosamateriaalia suopaöljyn ja kuidutusliuoksen seoksen 25 läsnä ollessa. Yhdessä edullisessa suoritusmuodossa menetelmä käsittää lisäksi vaiheet,
LO
joissa keitetty puumassa (ruskea massa) pestään yhden tai useamman kerran, poistetaan ligniini yhden tai useamman kerran ja/tai valkaistaan yhden tai useamman kerran ja £ otetaan talteen uuteaineeton massa.
co co g 30 Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa tuuletettu suopaöljy muodostetaan antamalla mäntysuovan reagoida hiilidioksidin kanssa, poistamalla ylimäärä hiilidioksidia supoasta tuulettamalla suopaöljy välivarastossa ja välikuumentamalla suopaöljy.
11
Yhdessä edullisessa suoritusmuodossa käytettävä kuidutusliuos on valkolipeää. Käytettävä selluloosamateriaali on edullisesti puumassaa, edullisemmin lehtipuuta tai lehtipuuseosta. Lisätyn suopaöljyn tai tuuletetun suopaöljyn vaikuttava määrä on massan tuotossa tyypillisesti 10-40 kg, edullisesti 15-35 kg, edullisemmin 20-30 kg suopaöljyä 5 ilmakuivattua massatonnia kohden. Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa otsonia käytetään valkaisuaineena yhden tai useamman valkaisuvaiheen aikana.
Seuraavat esimerkit on esitetty keksinnön lisäkuvaamiseksi eikä niitä tule pitää keksinnön piiriä rajoittavina. Ylempään patenttikuvaukseen perustuen alan ammattimies kykenee 10 modifioimaan keksintöä monilla eri tavoilla tehokkaan menetelmän saamiseksi pihkan kontrolloimista varten massan tuotossa.
Vertailuesimerkki 1 15 Mäntyöljyllä valmistettu uuteaineeton massa
Koivupuulastuja (90 BDt/h) syötettiin jatkuvahöyrysteiseen massakattilaan, joka oli varustettu esi-impregnointiastialla. Puulastuja höyrytettiin kymmenen minuuttia 1,5 bar paineessa ja 120 °C:ssa. Sitten materiaali kyllästettiin impregnaatioliuoksella (valkolipeä 6 20 % EA/BDt + mustalipeä L/W-suhteella 4,5, 30 minuuttia 120 °C:ssa), jonka jälkeen kyllästetty materiaali keitettiin emäksisessä keittoliuoksessa, joka käsitti valkolipeää (15 % EA/BDt puuta + mustalipeää L/W-suhteella 4,5) ja 25 kg raakaa mäntyöljyä ilmakuivattua massatonnia kohden (laatu Scandinavia, happoluku 150 mg/kg), keittolämpötilassa 115 °C / 145 °C ja 8 bar / 4 bar paineessa kahdessa vaiheessa. Keittoa ^ 25 jatkettiin kaikkiaan viisi tuntia.
LT)
Syntynyt keitetty puumassa erotettiin mustalipeästä suodattamalla ja selluloosakuidut, ^ toisin sanoen ruskea massa, pestiin vedellä kuusiosaisessa pesuvaiheessa liukoisten uuteaineiden poistamiseksi. Puumassa seulottiin, jonka jälkeen käytetty valkaisusarja oli cd O/O - A - ZD - Eop - D - Ep, jossa O/O on happikäsittely, A on happokäsittely, ZD on g 30 C102:lla täydennetty otsonikäsittely, Eop on 02:11a ja Na202:lla täydennetty NaOH-° käsittely, D on C102-käsittely ja Ep on Na202:lla täydennetty NaOH-käsittely.
12
Massassa olevien uuteaineiden määrä oli valkaisun jälkeen 0,20-0,35 painoprosenttia ilmakuivattua massatonnia kohden. Valkaisuun tullessa uuteaineiden määrä oli noin 0,6 painoprosenttia.
5 Esimerkki 2
Suopaöljyllä valmistettu uuteaineeton massa
Menetelmä käsittää suopaöljyn käsittelemisen välitankissa. Suopaöljy tuotettiin 10 tavanomaisella mäntysuovan hapotuksella hiilidioksidilla. Suopaöljyn tuuletusta jatkettiin esikuumentamalla sitä 30 minuuttia 85 °C:ssa ylimääräisen hiilidioksidin poistamiseksi.
Koivupuulastuja (90 BDt/h) syötettiin jatkuvahöyrysteiseen massakattilaan, joka oli varustettu esi-impregnointiastialla. Puulastuja höyrytettiin kymmenen minuuttia 1,5 bar 15 paineessa ja 120 °C:ssa. Sitten materiaali kyllästettiin impregnaatioliuoksella (valkolipeä 5,5 % EA/BDt + mustalipeä L/W-suhteella 4,5) 30 minuuttia 120 °C:ssa, jonka jälkeen kyllästetty materiaali keitettiin emäksisessä keitto liuoksessa, joka käsitti valkolipeää (15 % EA/BDt puuta + mustalipeää L/W-suhteella 4,5) ja 25 kg tuuletettua suopaöljyä (vesipitoisuus noin 20 %) ilmakuivattua massatonnia kohden keittolämpötilassa 115 °C / 20 145 °C ja 8 bar / 4 bar paineessa kahdessa vaiheessa. Keittoa jatkettiin kaikkiaan viisi tuntia.
Syntynyt keitetty puumassa erotettiin mustalipeästä suodattamalla ja selluloosakuidut, toisin sanoen ruskea massa, pestiin vedellä kuusiosaisessa pesuvaiheessa liukoisten ^ 25 uuteaineiden poistamiseksi. Puumassa seulottiin, jonka jälkeen käytetty valkaisusatja oli ? O/O - A - ZD - Eop - D - Ep.
Tässä uuteaineettomassa massassa olevien uuteaineiden määrä oli valkaisun jälkeen 0,2- to 0,35 painoprosenttia ilmakuivattua massatonnia kohden. Valkaisuun tullessa uuteaineiden S 30 määrä oli noin 0,6 painoprosenttia, o
(M
Ylempänä olevien esimerkkien 1 ja 2 mukaisen koivumassan tuottoja verrataan taulukossa 1. Kemikaalien, talteenoton ja tuottoon tarvitun energian määriä kuin myös mäntyöljyn ja 13 suopaöljyn käyttöä verrataan näiden kahden menetelmän kesken 300 000 ilmakuivattua koivumassatonnia kohden vuodessa.
Taulukko 1 5 Mäntyöljy koivukeitossa Suopaöljy koivukeitossa Mäntyöljyn/suopaöljyn annos, 25 25 kg/ADt
Koivutuotto, ADt/vuosi 300 000 300 000 CO2, kg/t raakaa mäntyöljyä 70 70 H2SO4, kg/t raakaa mäntyöljyä 150 0 Hävitettävä Na2SC>4, t/vuosi 1 630 0
Energiahävikki 6 900 0 talteenottoastiassa, Gj (gigajoulea)/vuosi
Valko lipeä, % EA/BDt puuta 21 20,5 ADt= ilmakuivattu massatonni, BDt = rutikuivatonni
Vertailu osoittaa, että merkittäviä etuja voidaan saavuttaa käyttämällä suopaöljyä mäntyöljyn sijasta. Tämä johtuu kemikaalisäästöistä, toisin sanoen sitä suhteellisen suurta 10 rikkihappotilavuutta, jota tarvitaan raa’an mäntyöljyn tuottamiseksi, ei tarvita ja sen lisäksi kuluu vähemmän valkolipeää johtuen suopaöljyn heikommasta happamuudesta. Raa’an mäntyöljyn pH on tavallisesti noin 4 tai hiukan alle, kun taas suopaöljyn pH on
C\J
q noin 8, ja näin ollen tarvitaan vähemmän emäksistä kuidutusliuosta. Suopaöljyn c\j lq neutralointi kuluttaa ainoastaan 0,03 kg emästä (NaOH) per kg suopaöljyä saippuoimisen o 4- 15 aikana pH 12,5 :een, kun taas raaka mäntyöljy kuluttaa 0,1 kg emästä per kg mäntyöljyä.
X
en
Sen lisäksi natriumhävikkiä lisäävä rikkihapon käyttö johtaa natriumsulfaatin ^ hävityskulujen lisääntymiseen. Lisäksi sulfaatin konversio sulfidiksi talteenotto vaiheessa m o on endoterminen reaktio ja kuluttaa runsaasti energiaa talteenottokattilassa johtaen
O
^ 20 energiahävikkiin. Suopaöljyä käyttämällä natriumsulfaatin hävikki voidaan välttää.
14
Esillä oleva keksintö on kuvattu tässä spesifisiin suoritusmuotoihin viitaten. Alan ammattimiehille on kuitenkin selvää, että menetelmää (menetelmiä) voidaan muunnella patenttivaatimusten rajoissa.
c\j δ
(M
i tn o sj-
X
Χ
CL
h-·
CD
CO
m O) o o
(M
Claims (29)
1. Menetelmä uuteaineiden poistamiseksi massan tuotossa, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa: 5 a. lisätään suopaöljyä kuidutusliuokseen keittoliuoksen muodostamiseksi, ja b. kuumennetaan selluloosamateriaalia mainitun keittoliuoksen läsnä ollessa.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu suopaöljy saadaan aikaan antamalla mäntysuovan reagoida hiilidioksidin kanssa. 10
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ylimäärä hiilidioksidia poistetaan mainitusta suopaöljystä tuulettamalla mainittua suopaöljyä mekaanisesti ja/tai alipainekäsittelyllä.
4. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ylimääräisen hiilidioksidin poistamiseksi mainitusta suopaöljystä käytetään välikuumennusta.
5. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että suopaöljyn hiilidioksidipitoisuus on alle yhden painoprosentin, edullisemmin alle 0,5 painoprosenttia, edullisimmin alle 0,2 painoprosenttia.
6. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, ^ että suopaöljyn vesipitoisuus on alle 30 painoprosenttia, edullisemmin alle 20 o , 25 painoprosenttia, edullisimmin alle kymmenen painoprosenttia, m o i sr
7. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, X o- että mainittu massan tuotto suoritetaan Kraft-tyyppisella kuidutuksella ja että mainittu to kuidutusliuos on valkolipeää. LO 05 30 o c\i
8. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että selluloosamateriaali on puuta, edullisemmin lehtipuuta tai lehtipuuseosta.
9. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu puumassa on koivua tai koivun ja muun lehtipuun seosta.
10. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu 5 siitä, että mainitun massan tuoton aikana siihen lisätään vaikuttava määrä suopaöljyä.
11. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun massan tuoton aikana lisätään 10-40 kg, edullisemmin 15-35 kg, edullisimmin 20-30 kg suopaöljyä ilmakuivattua massatonnia kohden. 10
12. Minkä tahansa edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että otsonia käytetään ligniinin poistoon ja/tai valkaisuun.
13. Keittoliuos käytettäväksi massan tuotossa, joka käsittää valkolipeää ja suopaöljyä. 15
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen keittoliuos, tunnettu siitä, että mainittu suopaöljy saadaan aikaan antamalla mäntysuovan reagoida hiilidioksidin kanssa.
15. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen keittoliuos, tunnettu siitä, että 20 suopaöljyn hiilidioksidipitoisuus on alle yhden painoprosentin, edullisemmin alle 0,5 painoprosenttia, edullisimmin alle 0,2 painoprosenttia.
16. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 13-15 mukainen keittoliuos, tunnettu siitä, että suopaöljyn vesipitoisuus on alle 30 painoprosenttia, edullisemmin alle 20 painoprosenttia, ^ 25 edullisimmin alle kymmenen painoprosenttia, o i
17. Uuteaineeton massa, joka on valmistettu patenttivaatimuksen 1 mukaisella X menetelmällä. i^. CO CO 05 30
18. Paperi tai kartonki, joka on valmistettu patenttivaatimuksen 17 mukaisesta o cm uuteameettomasta massasta.
19. Suopaöljyn käyttö uuteaineiden poistamiseksi massan tuotossa.
20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että suopaöljyn hiilidioksidipitoisuus on alle yhden painoprosentin, edullisemmin alle 0,5 painoprosenttia, edullisimmin alle 0,2 painoprosenttia. 5
21. Menetelmä uuteaineettoman massan valmistamiseksi, tunnettu siitä, että se käsittää vaiheet, joissa: a. lisätään selluloosamateriaalia massakattilaan, b. sekoitetaan suopaöljyä kuidutusliuoksen kanssa, 10 c. kuumennetaan mainittua selluloosamateriaalia mainitun suopaöljyn ja kuidutusliuoksen seoksen läsnä ollessa.
22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu menetelmä käsittää lisäksi yhden tai useamman vaiheen, jossa: 15 a. pestään keitetty puumassa, b. suoritetaan yksi tai useampi valkaisuvaihe, ja c. otetaan uuteaineeton massa talteen.
23. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 21 tai 22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 20 mainittu suopaöljy muodostetaan antamalla mäntysuovan reagoida hiilidioksidin kanssa.
24. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 21-23 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ylimäärä hiilidioksidia poistetaan mainitusta suopaöljystä tuulettamalla mainittua suopaöljyä mekaanisesti, sen alipainekäsittelyllä ja/tai mainitun suopaöljyn o , 25 välikuumennuksella. LO o sr
25. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 21-24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että x kuidutusliuos on valkolipeää. h-· CO CO g 30
26. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 21-25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että cv mainittu selluloosamateriaali on puumassaa, edullisemmin massaa lehtipuusta tai lehtipuuseoksesta, edullisimmin koivusta tai koivun ja muun lehtipuun seoksesta.
27. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 21-26 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun massan tuoton aikana lisätään vaikuttava määrä suopaöljyä.
28. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 21-27 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5 mainitun massan tuoton aikana lisätään 10-40 kg, edullisemmin 15-35 kg, edullisimmin 20-30 kg suopaöljyä ilmakuivattua massatonnia kohden.
29. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 21-28 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että otsonia käytetään ligniinin poistoon ja/tai valkaisuun. 10 C\J δ CM ih o X cc CL 1^ CD CO LO O) o o CM
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20095367A FI123012B (fi) | 2009-04-03 | 2009-04-03 | Menetelmä uuteaineiden kontrolloimiseksi massan tuoton aikana, näin valmistettu massa ja sen käyttö |
| RU2010112495/05A RU2500688C2 (ru) | 2009-04-03 | 2010-04-01 | Способ удаления экстрактивных веществ при производстве целлюлозы, целлюлоза, полученная с использованием этого способа, и ее применение |
| SE1050325A SE534973C2 (sv) | 2009-04-03 | 2010-04-01 | Avlägsnande av extraktivämnen vid framställning av cellulosamassa genom användning av en kokvätska innehållande såpolja |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20095367A FI123012B (fi) | 2009-04-03 | 2009-04-03 | Menetelmä uuteaineiden kontrolloimiseksi massan tuoton aikana, näin valmistettu massa ja sen käyttö |
| FI20095367 | 2009-04-03 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20095367A0 FI20095367A0 (fi) | 2009-04-03 |
| FI20095367A FI20095367A (fi) | 2010-10-04 |
| FI123012B true FI123012B (fi) | 2012-09-28 |
Family
ID=40590250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20095367A FI123012B (fi) | 2009-04-03 | 2009-04-03 | Menetelmä uuteaineiden kontrolloimiseksi massan tuoton aikana, näin valmistettu massa ja sen käyttö |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI123012B (fi) |
| RU (1) | RU2500688C2 (fi) |
| SE (1) | SE534973C2 (fi) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7081183B2 (en) * | 2002-07-23 | 2006-07-25 | Nalco Company | Method of deresinating pulp using alkyl alcohol alkoxylate surfactants |
| FI121382B (fi) * | 2002-12-23 | 2010-10-29 | Arizona Chemical B V | Puunkeiton apuaine, sen valmistus ja käyttö |
| US7504478B2 (en) * | 2007-01-26 | 2009-03-17 | Nalco Company | Additives for increasing the separation yield of tall oil soap from black liquors |
-
2009
- 2009-04-03 FI FI20095367A patent/FI123012B/fi active IP Right Grant
-
2010
- 2010-04-01 RU RU2010112495/05A patent/RU2500688C2/ru active
- 2010-04-01 SE SE1050325A patent/SE534973C2/sv unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE1050325A1 (sv) | 2010-10-04 |
| FI20095367A0 (fi) | 2009-04-03 |
| SE534973C2 (sv) | 2012-03-06 |
| RU2500688C2 (ru) | 2013-12-10 |
| RU2010112495A (ru) | 2011-10-10 |
| FI20095367A (fi) | 2010-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2710837C (en) | Pre-extraction and solvent pulping of lignocellulosic material | |
| JP3348387B2 (ja) | ギ酸を添加した酢酸によるパルプの製法 | |
| WO2011154847A2 (en) | Methods for manufacturing paper fibers and bioethanol from lignocellulosic biomass | |
| CA1043515A (en) | Method for controlling batch alkaline pulp digestion in combination with continuous alkaline oxygen delignification | |
| US6245196B1 (en) | Method and apparatus for pulp yield enhancement | |
| US10407452B2 (en) | Method for extracting lignin | |
| US20100186912A1 (en) | Pulp production | |
| US7097738B2 (en) | Process for producing pulp | |
| SE520874C2 (sv) | Avlägsnande av oorganiska grundämnen från träflis före kokning till massa | |
| Leponiemi | Non-wood pulping possibilities-a challenge for the chemical pulping industry | |
| EP2689063B1 (en) | Method and arrangement for treating filtrate after oxygen delignification of chemical pulp cooked to a high kappa number | |
| FI122655B (fi) | Eräprosessi massan valmistamiseksi | |
| JP2010144273A (ja) | リグノセルロース物質の化学パルプの製造方法 | |
| JP2009540132A (ja) | パルプの製造方法 | |
| FI130070B (fi) | Menetelmä liukosellun valmistamiseksi | |
| EP1945852B1 (en) | Use of carbonate ions for the solubilization of wood extractives in a process for deresination of pulp | |
| US20110073264A1 (en) | Kraft-Pulping of Hot Water Extracted Woodchips | |
| FI123012B (fi) | Menetelmä uuteaineiden kontrolloimiseksi massan tuoton aikana, näin valmistettu massa ja sen käyttö | |
| WO1993020279A1 (en) | Method of producing pulp | |
| US20100263813A1 (en) | Green liquor pretreatment of lignocellulosic material | |
| FI85725B (fi) | Foerfarande foer delignifiering av cellulosamaterial. | |
| FI108945B (fi) | Menetelmä massan valmistamiseksi | |
| EP1484375B2 (en) | Resin acid composition and use thereof | |
| Ghosh | Production of paper grade pulp by organic acid based pulping of wheat straw | |
| Elhelece | 10596 Rice Straw as a Raw Material for Pulp and Paper Production |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 123012 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |