FI73252C - Ozone bleaching of cellulose materials. - Google Patents

Ozone bleaching of cellulose materials. Download PDF

Info

Publication number
FI73252C
FI73252C FI840697A FI840697A FI73252C FI 73252 C FI73252 C FI 73252C FI 840697 A FI840697 A FI 840697A FI 840697 A FI840697 A FI 840697A FI 73252 C FI73252 C FI 73252C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
pulp
ozone
lignin
bleaching
consistency
Prior art date
Application number
FI840697A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI73252B (en
FI840697A0 (en
FI840697A (en
Inventor
Rudra P Singh
Original Assignee
Scott Paper Co
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 Scott Paper Co filed Critical Scott Paper Co
Publication of FI840697A0 publication Critical patent/FI840697A0/en
Publication of FI840697A publication Critical patent/FI840697A/en
Publication of FI73252B publication Critical patent/FI73252B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI73252C publication Critical patent/FI73252C/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
    • D21C9/00After-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
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/1073Bleaching ; Apparatus therefor with O3
    • 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
    • D21C9/00After-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
    • D21C9/10Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/1015Bleaching ; Apparatus therefor with use of means other than pressure, temperature

Description

1 732521 73252

SELLULOOSAMATERIAALIEN OTSONIVALKAISUOZONE BLEACHING OF CELLULOSIC MATERIALS

Tämä keksintö liittyy lignoselluloosamateriaalin valkai-semiseen otsonin avulla.This invention relates to ozone bleaching of lignocellulosic material.

On havaittu, että massan otsonivalkaisussa massan sätei-5 lyttäminen ultraviolettivalolla parantaa otsonin tehokkuutta ja massan valkaistavuutta.It has been found that in ozone bleaching of pulp, irradiation of the pulp with ultraviolet light improves ozone efficiency and pulp bleachability.

Tässä hakemuksessa käytetään seuraavia määritelmiä.The following definitions are used in this application.

Kuidutus on hakkeen tai muun lignoselluloosamateriaalin muuttamista kuitumuotoon. Kemiallinen kuidutus edellyttää 10 tällaisen materiaalin keittämistä liuoksessa kemikaalin kanssa ja tähän sisältyy puuhun liittyvän väriaineen, kuten ligniinin osittainen poistaminen.Fiberization is the conversion of wood chips or other lignocellulosic material into a fibrous form. Chemical defibering requires the boiling of such material in solution with the chemical and this includes the partial removal of a wood-related dye such as lignin.

Valkaisu on selluloosakuitujen käsittelyä kuituihin liittyvän väriaineen poistamiseksi tai muuttamiseksi siten, 15 että kuitu voi heijastaa todenmukaisemmin valkoista valoa.Bleaching is the treatment of cellulosic fibers to remove or alter the dye associated with the fibers so that the fiber can more accurately reflect white light.

Esillä oleva keksintö liittyy ligniinin hajoittamiseen ja tällöin ilmaisuja "ligniinin poisto" ja "valkaisu" käytetään vaihdellen.The present invention relates to the decomposition of lignin, in which case the terms "lignin removal" and "bleaching" are used interchangeably.

Sakeus on massasuspensiossa olevien massakuitujen paino, 20 joka ilmaistaan tavallisesti prosentteina. Esimerkiksi yksi kilo uunikuivattuja kuituja sadan kilon vesi-kuitu-seoksessa muodostaa massasuspension, jonka sakeus on 1 %. Massan sakeus riippuu käytetyn vedenpoistolaitteiston tyypistä.Consistency is the weight of pulp fibers in a pulp suspension, usually expressed as a percentage. For example, one kilogram of oven-dried fibers in a 100 kilogram water-fiber mixture forms a pulp suspension with a consistency of 1%. The consistency of the pulp depends on the type of dewatering equipment used.

25 Seuraavat sakeusmääritelmät perustuvat näiden termien käyttöön julkaisussa "The Bleaching of Pulp", kolmas korjattu painos, jonka on toimittanut tämän keksijä, TAPPI Press 1979, sivut 243-46.25 The following definitions of consistency are based on the use of these terms in "The Bleaching of Pulp", third corrected edition edited by its inventor, TAPPI Press 1979, pages 243-46.

Pieni sakeus on tyypillisesti 4 - 5 %. Se edustaa sus- pensiota, jota voidaan pumpata tavanomaisella keskipako pumpulla ja se voidaan saavuttaa käyttämällä sakeuttimia ja suodattimia ilman puristusteloja.The low consistency is typically 4 to 5%. It represents a suspension that can be pumped with a conventional centrifugal pump and can be achieved by using thickeners and filters without compression rollers.

2 732522 73252

Keskisakeus on tyypillisesti välillä 10 - 15 %. Tällainen 5 sakeus voidaan saada tyhjöpesureista ja tyhjöväkevöitti-mistä. Arvon 15 % yläpuolella vedenpoistoon tarvitaan puristus teloja. Keskisakeaa massaa voidaan pumpata erikois-laitteilla.The average consistency is typically between 10 and 15%. Such consistency can be obtained from vacuum washers and vacuum concentrators. Above 15%, compaction rollers are required for dewatering. Medium-thick pulp can be pumped with special equipment.

Suuri sakeus on 20 - 35 %. Tämä sakeus saavutetaan puris-10 timia käyttämällä. Suurisakeuksinen massa on oleellisesti pumppauskelvotonta.The high consistency is 20-35%. This consistency is achieved by the use of presses. The high-density pulp is substantially unpumpable.

Eräänä valkaisuprosessin tehokkuuden mittana on deligni-fikaatioaste. Massan delignifikaatioasteen mittaamiseksi on olemassa monia menetelmiä, mutta useimmat menetelmät 15 ovat permanganaattitestin muunnoksia.One measure of the efficiency of the bleaching process is the degree of delignification. There are many methods for measuring the degree of delignification of pulp, but most methods 15 are modifications of the permanganate test.

Tässä käytetty permanganaattitesti antaa kappaluvun — uunikuivan massan määrätyissä olosuhteissa kuluttaman kaliumpermanganaatti liuoksen määrän. Kappaluku on määrätty TAPPI standardimenetelmän T 214 M42 mukaisesti.The permanganate test used herein gives the number of potassium permanganate solution consumed by the kiln-dry mass under specified conditions. The number of pieces is determined according to TAPPI standard method T 214 M42.

20 US-patentti 4 080 249, Kempf et ai, sarake 1, rivit 31--46 sisältää melko laajan esityksen tunnetusta kirjallisuudesta ja patenttiviitteistä, jotka kuvaavat kaasufaa-sissa olevalla otsonilla suoritettua lignoselluloosama-teriaalien valkaisua. Näissä viite julkaisuissa on esitet-25 ty pieni-, keski- ja suurisakeuksisen massan otsonivalkaisu. Tässä käytetty '’otsonivalkaisu" ei siten rajoitu mihinkään tiettyyn sakeuteen, vaan sitä voidaan käyttää millä tahansa halutulla sakeudella, koska sopivia laitteita tunnetaan jo kaikille kolmelle tasolle. Pieni- ja 30 keskisakeuksiselle massalle, ts. pumppauskelpoisille suspensioille voidaan käyttää esimerkiksi US-patentissa 3 637 342, Veloz esitetyn kaltaista fotoreaktoria seuraamalla US-patentin 4 080 249 esitystä otsonikantajakaasun li 3 73252 absorboinnista massasuspensioon. Suurisakeuksisen massan reaktoreiden osalta, jollaisia on esitetty US-patenteissa 4 278 496 ja 4 123 317, Fritzvold ja US-patenteissa 3 814 664 ja 3 964 962, Carlsmith, on ajateltu, että reak-5 torikammion seinämiin asennetaan ultraviolettivaloa emittoivia lamppuja.U.S. Patent 4,080,249, Kempf et al., Column 1, lines 31-46, contains a fairly extensive representation of the known literature and patent references describing the bleaching of lignocellulosic materials with ozone in the gas phase. These reference publications disclose ozone bleaching of low, medium and high density pulps. Thus, "ozone bleaching" as used herein is not limited to any particular consistency, but can be used at any desired consistency, as suitable devices are already known for all three levels. 342, a photoreactor such as that described in Veloz, following U.S. Patent 4,080,249 for the absorption of ozone carrier gas li 3,732,252 into a pulp slurry. 964 962, Carlsmith, it is contemplated that ultraviolet light emitting lamps be mounted on the walls of the reactor chamber.

Esillä olevan keksinnön mukaan ultraviolettisäteily lisää otsonoinnin tehokkuutta. Teoriaan sitoutumatta keksijä uskoo, että ultraviolettisäteily herättää elektronisesti 10 ligniinin valkaistavassa materiaalissa. Herätetty ligniini voi tällöin muodostaa suurienergisen kompleksin otsonin (tai mahdollisesti happiatomin) kanssa. Arvellaan että kompleksi hajoaa välittömästi ligniinin hajoamistuloksiksi. Ligniini absorboi aromaattisesta luonteestaan johtuen 15 voimakkaasti spektrin ultraviolettialueella. Tyypillinen ligniinin absorptiospektri sisältää maksimin aallonpituudella 205 nm (nanometriä), pienemmän huipun aallonpituudella 280 nm ja vähäisempiä spektrin sivuhuippuja aallonpituuksilla 250, 300 ja 360 nm. Esillä olevaa keksintöä käy-20 täntöön sovellettaessa massaan kohdistettiin hänen kuljettamalla otsonilla suoritettu käsittely, samalla kun sitä säteälytettiin edellä mainituilla ultraviolettivalon taajuuksilla. Hassanäytteitä, jotka kukin painoivat 0,1 g (uunikuivattuna määrättynä), säteilytettiin kahdesta la-25 silevystä muodostuvassa suljetussa kammiossa kahden tunnin ajan. Kennot oli päällystetty osaksi heijastavalla kalvolla massaan kohdistuvan energian suurentamiseksi. Seuraavissa tuloksissa kappaluvun pieneneminen (valkoisuuden lisääntyminen) on suuruusluokkaa kaksi, mikä spektro-30 fotometrin pienen tehon huomioonottaen on katsottava merkittäväksi ja mahdollistavan sen muuntamisen koelaitteistoksi tai kaupallisen mittakaavan laitteistoksi.According to the present invention, ultraviolet radiation increases the efficiency of ozonation. Without wishing to be bound by theory, the inventor believes that ultraviolet radiation electronically excites 10 lignin in the material to be bleached. The excited lignin can then form a high-energy complex with ozone (or possibly an oxygen atom). The complex is thought to degrade immediately to lignin degradation results. Due to its aromatic nature, lignin strongly absorbs 15 in the ultraviolet range of the spectrum. A typical lignin absorption spectrum includes a maximum at 205 nm (nanometers), a smaller peak at 280 nm, and smaller side peaks at 250, 300, and 360 nm. In the practice of the present invention, the pulp was subjected to a treatment with ozone carried by it, while being irradiated at the above-mentioned frequencies of ultraviolet light. Pulp samples weighing 0.1 g each (as determined by oven drying) were irradiated in a closed chamber of two Ia-25 plates for two hours. The cells were partially coated with a reflective film to increase the energy applied to the mass. In the following results, the decrease in kappa number (increase in whiteness) is of the order of two, which, given the low power of the spectrometer-30 photometer, must be considered significant and allow it to be converted into test equipment or commercial scale equipment.

, 73252 Näyte Kappaluku Käsittelemätön massa 18,324, 73252 Sample Unit Number Untreated Mass 18,324

Otsonoitu massa 17,389Ozonated mass 17,389

Otsonoitu ja säteilytetty 5 aallonpituudella 205 nm 15,044 250 nm 15,278 280 nm 15,672 300 nm 15,586 10 36C nm 15,789 . Kaikilla näillä aallonpituuksilla, jotka ovat ligniinin absorptiospektrille ominaisia, ultraviolettisäteily lisäsi otsonoinnin tehokkuutta. Kuten havaitaan, suurin vaikutus oli 205 nm valolla. Vaikka kaupallisesti saatavil-15 la olevat fotoreaktoreiden valolähteet eivät yleensä emittoi yhdellä aallonpituudella, riittää jos jokin osa valosta sattuu yhdelle tai useammalle tehokkaammin vaikuttavalle taajuudelle. Lisäksi on suotavaa valita aallonpituuksia, joilla selluloosa ei absorboi. Säteilyttämällä 20 ligniinille mutta ei selluloosalle ominaisten absorptio— huippujen kohdalla ligniini voidaan saada selluloosaa alttiimmaksi otsonin vaikutukselle, mikä pyrkii saattamaan otsonin reagoimaan ensisijaisesti ligniinin kanssa ja aiheuttamaan vähemmän selluloosan turmeltumista.Ozonated and irradiated at 5 wavelength 205 nm 15.044 250 nm 15.278 280 nm 15.672 300 nm 15.586 10 36C nm 15.789. At all these wavelengths, which are characteristic of the lignin absorption spectrum, ultraviolet radiation increased the efficiency of ozonation. As observed, the greatest effect was at 205 nm with light. Although commercially available photoreactor light sources generally do not emit at a single wavelength, it is sufficient if some of the light occurs at one or more more effective frequencies. In addition, it is desirable to select wavelengths at which cellulose does not absorb. By irradiating at the absorption peaks characteristic of lignin but not cellulose, lignin can be made more susceptible to cellulose by ozone, which tends to cause ozone to react primarily with lignin and cause less cellulose spoilage.

25 Vaikka esillä olevaa keksintöä on selitetty laboratorio-muunnoksen käytäntöön soveltamisena, alan keskitason ammattimiehelle on tässä esitetyn tuntiessaan selvää, että oheisissa patenttivaatimuksissa määriteltyä keksintöä voidaan soveltaa erityyppisiin alalla jo tunnettuihin 30 reaktoriastioihin, jotka sisällytetään tähän viitteinä.Although the present invention has been described as a practical application of laboratory modification, it will be apparent to one of ordinary skill in the art that the invention as defined in the appended claims can be applied to various types of reactor vessels already known in the art and incorporated herein by reference.

On siten selvää, että keksinnön toteuttamiseen käytetyn laitteiston muotoa voidaan muuntaa eri tavoin oheisissa vaatimuksissa määritellystä keksinnön ajatuksesta ja piiristä poikkeamatta.It is thus clear that the shape of the apparatus used to carry out the invention can be modified in various ways without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.

FI840697A 1982-06-24 1984-02-21 Ozone bleaching of cellulose materials. FI73252C (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US39174782A 1982-06-24 1982-06-24
US39174782 1982-06-24
PCT/US1983/000820 WO1984000181A1 (en) 1982-06-24 1983-06-01 Ozone bleaching of cellulosic materials
US8300820 1983-06-01

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI840697A0 FI840697A0 (en) 1984-02-21
FI840697A FI840697A (en) 1984-02-21
FI73252B FI73252B (en) 1987-05-29
FI73252C true FI73252C (en) 1987-09-10

Family

ID=23547770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI840697A FI73252C (en) 1982-06-24 1984-02-21 Ozone bleaching of cellulose materials.

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0112377B1 (en)
AU (1) AU593763B2 (en)
CA (1) CA1186105A (en)
FI (1) FI73252C (en)
WO (1) WO1984000181A1 (en)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5472572A (en) * 1990-10-26 1995-12-05 Union Camp Patent Holding, Inc. Reactor for bleaching high consistency pulp with ozone
US5181989A (en) * 1990-10-26 1993-01-26 Union Camp Patent Holdings, Inc. Reactor for bleaching high consistency pulp with ozone
US5409570A (en) * 1989-02-15 1995-04-25 Union Camp Patent Holding, Inc. Process for ozone bleaching of oxygen delignified pulp while conveying the pulp through a reaction zone
US5211811A (en) * 1989-02-15 1993-05-18 Union Camp Patent Holding, Inc. Process for high consistency oxygen delignification of alkaline treated pulp followed by ozone delignification
US5188708A (en) * 1989-02-15 1993-02-23 Union Camp Patent Holding, Inc. Process for high consistency oxygen delignification followed by ozone relignification
US5164044A (en) * 1990-05-17 1992-11-17 Union Camp Patent Holding, Inc. Environmentally improved process for bleaching lignocellulosic materials with ozone
US5164043A (en) * 1990-05-17 1992-11-17 Union Camp Patent Holding, Inc. Environmentally improved process for bleaching lignocellulosic materials with ozone
US5441603A (en) * 1990-05-17 1995-08-15 Union Camp Patent Holding, Inc. Method for chelation of pulp prior to ozone delignification
US5520783A (en) * 1990-10-26 1996-05-28 Union Camp Patent Holding, Inc. Apparatus for bleaching high consistency pulp with ozone
US5174861A (en) * 1990-10-26 1992-12-29 Union Camp Patent Holdings, Inc. Method of bleaching high consistency pulp with ozone
EP0515303B2 (en) * 1991-05-24 2001-07-04 Union Camp Patent Holding, Inc. Method for ozone bleaching
US5554259A (en) 1993-10-01 1996-09-10 Union Camp Patent Holdings, Inc. Reduction of salt scale precipitation by control of process stream Ph and salt concentration
EP1568819A1 (en) * 2002-11-07 2005-08-31 Nippon Paper Industries Co., Ltd. Method for improving the discoloration resistance of pulp and pulp improved in discoloration resistance
EP1790771A4 (en) * 2004-06-08 2012-10-03 Jujo Paper Co Ltd Pulp bleaching processes
US20090090478A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Hollomon Martha G Selectivity improvement in oxygen delignification and bleaching of lignocellulose pulp using singlet oxygen
US7812947B2 (en) 2008-01-21 2010-10-12 Honeywell International Inc. Apparatus and method for measuring and/or controlling paper pulp properties
US7592608B2 (en) 2008-01-22 2009-09-22 Honeywell International Inc. Apparatus and method for measuring and/or controlling ultraviolet-activated materials in a paper-making process
US8049892B2 (en) 2008-01-22 2011-11-01 Honeywell International Inc. Apparatus and method for camera-based color measurements
CN105733878B (en) * 2016-04-06 2019-04-23 北京化工大学 A kind of pretreatment mode that vinasse ferment again

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UST989185I4 (en) * 1937-06-01
CA973660A (en) * 1972-05-29 1975-09-02 Thomas Joachimides Treatment of cellulosic matter with active nitrogen
FR2255418B1 (en) * 1973-12-21 1976-05-07 Europeen Cellulose
US3920547A (en) * 1974-05-06 1975-11-18 Houston Research Inc Method of destroying cyanides
US4230571A (en) * 1979-01-22 1980-10-28 Dadd Robert C Ozone/ultraviolet water purification

Also Published As

Publication number Publication date
FI73252B (en) 1987-05-29
EP0112377A1 (en) 1984-07-04
AU1770283A (en) 1984-01-26
EP0112377B1 (en) 1986-11-12
WO1984000181A1 (en) 1984-01-19
AU593763B2 (en) 1990-02-22
FI840697A0 (en) 1984-02-21
CA1186105A (en) 1985-04-30
FI840697A (en) 1984-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI73252B (en) OZONBLEKNING AV CELLULOSAMATERIAL.
FI99147C (en) CTMP process
RU2401351C1 (en) Modified fibres of sulfate cellulose
US4303470A (en) Method and apparatus for mixing gases with a wood pulp slurry
FI83794B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV KEMIMEKANISK ELLER SEMIKEMISK FIBERMASSA I EN TVAO-FAS IMPREGNERINGSPROCESS.
EP1790771A1 (en) Pulp bleaching processes
FI73473C (en) FRAMEWORK FOR FRAMSTAELLNING AV FIBERMASSA.
NO174560B (en) Procedure for simultaneous refining and bleaching of wood pulp
JPH0860574A (en) Method for decreasing fluorescence in deinked pulp
KR930003394B1 (en) Process for the manufacturing of cellulose pulp
FI96522B (en) Process for the preparation of bleached chemical thermomechanical masses
Liang et al. Modified hydrogen peroxide bleaching of bamboo chemo-mechanical pulp using aqueous alcohol media
CN1215109A (en) Method for reducing whiteness inversion of wood pulp caused by heat and light
Waterhouse et al. The effect of recycling on the fines contribution to selected paper properties
ES2161891T3 (en) PROCEDURE TO ELIMINATE METAL COMPOUNDS OF LIGNOCELLULOSE PULP.
JPS59501168A (en) Ozone bleaching of cellulose materials
CA1274657A (en) High yield pulping and bleaching process
Karlsson et al. Mechanical Pulping: High consistency hydrogen peroxide bleaching of mechanical pulps with varying amounts of fines
MIRSHOKRAEI et al. Evaluation of mechanical and optical properties of modified bagasse chemimechanical pulp through acetylation in liquid phase
Scott et al. Biosulfite pulping using Ceriporiopsis subvermispora
Yun et al. Photo-induced yellowing of Mg (OH) 2-based peroxide bleached deinked pulp
KR101274267B1 (en) Methods for preparing wood paper and wood pulp, wood paper and wood pulp prepared by the method, and paper products using the wood paper
FI70440C (en) FOER FARING FOR CHEMICAL PAPER MACHINERY
Liu et al. Maintaining the brightness of mechanical pulps with solid-state perborate bleaching
SU665041A1 (en) Fibrous mass obtaining method

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: SCOTT PAPER COMPANY