FI76642C

FI76642C - OVER APPARATUS FOR CELLULOSE EQUIPMENT.

Info

Publication number: FI76642C
Application number: FI832142A
Authority: FI
Inventors: Kjell Aoke Malmgren
Original assignee: Mo Och Domsjoe Ab
Priority date: 1982-06-16
Filing date: 1983-06-14
Publication date: 1988-11-10
Also published as: FI832142A0; SE453867B; SE8203740L; CA1207554A; FI832142L; FI76642B

Description

1 766421 76642

Sellumassan ominaisuuksien määritysmenetelmä ja -laiteMethod and apparatus for determining the properties of pulp

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää ja laitetta sellumassan ominaisuuksien määrittämiseksi, ja tarkemmin sanottuna sellaisia sellumassan ominaisuuksien määrityksiä, joissa tieto analysoitavan massanäytteen määrästä on tarpeen kyseessä olevan massan ominaisuuden laskemiseksi. Sellumassalla tarkoitetaan sekä enemmän tai vähemmän ligniinittömiä massoja, että paljon ligniiniä sisältäviä massoja. Esimerkkeinä voidaan mainita kemiallinen massa, puolikemiallinen massa, termomekaaninen massa ja mekaaninen massa.The present invention relates to a method and apparatus for determining the properties of a pulp, and more particularly to such determinations of pulp properties in which information on the amount of pulp sample to be analyzed is necessary to calculate the property of the pulp in question. Pulp pulp refers to both more or less lignin-free pulps and lignin-rich pulps. Examples are chemical pulp, semi-chemical pulp, thermomechanical pulp and mechanical pulp.

Määritettäessä esimerkiksi massan ligniinipitoisuutta massasta otetaan näyte ja tavallisesti annetaan tämän näytteen reagoida 0,1-normaalisen kaliumpermanganaattiliuoksen kanssa. Kuivaksi ajatellun massan yhtä grammaa kohti kulunut määrä kaliumpermanganaattiliuosta muodostaa massan ligniinipitoi-suuden mitan. Tätä lukuarvoa nimitetään tavallisesti kappa-luvuksi. Skandinaviassa käytetään kappa-luvun määrittämiseen tavanomaisesti erästä tarkoin määriteltyä mittausmenetelmää, jonka nimitys on SCAN-C 1:77.For example, when determining the lignin content of a pulp, a sample is taken from the pulp and this sample is usually allowed to react with a 0.1 N potassium permanganate solution. The amount of potassium permanganate solution consumed per gram of pulp considered to be dry is a measure of the lignin content of the pulp. This numeric value is usually called the kappa number. In Scandinavia, a well-defined measurement method called SCAN-C 1:77 is commonly used to determine the kappa number.

Analyysin kohteeksi otetun näytteen määrän tarkka määritys on mainitun SCAN-menetelmän perusteena. Massan määrä määritetään punnitsemalla, ja kuivan massan painon selville saamiseksi punnitus täytyy suorittaa joko absoluuttisen kuivalle massanäytteelle tai massalle, jonka kuivapitoisuus tiedetään. Kun näyte otetaan, kuivapitoisuus on pieni, so. näyte sisältää huomattavasti suuremman määrän vettä kuin massakuituja. Jos kyseessä on seulottu massaliete, SCAN-menetelmän mukaan on tehtävä massakakku (3-4 g) suodattamalla massa Buchner-suppilossa. Sen jälkeen massa ilmakuivataan tiettyyn tapaan ja revitään pieniksi palasiksi, minkä jälkeen näyte punnitaan ja analyysi voidaan aloittaa. Ilmakuivaus suoritetaan tavallisesti siten, että massanäytteitä säilytetään kuivatus- 2 76642 kaapissa 40°C lämpötilassa. Kuivatusaika on useita tunteja, ja näytteet saavat tutkimuslaboratorioissa tavallisesti seistä kuivatuskaapissa yhdestä päivästä seuraavaan päivään, so. yön yli. Tällaisessa ilmakuivatuksessa kuivapitoisuus saavuttaa tasapainotilan, joka on noin 95 %.The precise determination of the amount of sample to be analyzed is the basis for said SCAN method. The amount of pulp is determined by weighing, and in order to determine the weight of the dry pulp, the weighing must be carried out on either an absolute dry pulp sample or a pulp with a known dry matter content. When the sample is taken, the dry content is low, i.e. the sample contains significantly more water than pulp fibers. In the case of screened pulp slurry, the SCAN method requires a pulp cake (3-4 g) to be made by filtering the pulp in a Buchner funnel. The mass is then air-dried in a certain way and torn into small pieces, after which the sample is weighed and the analysis can begin. Air drying is usually performed by storing the pulp samples in a drying cabinet at 76 ° C. The drying time is several hours, and the samples in the research laboratories are usually allowed to stand in the oven from one day to the next day, i.e. overnight. In such air drying, the dry content reaches an equilibrium state of about 95%.

Käyttölaboratorioissa, so. massanvalmistukseen suoraan liittyvissä laboratorioissa, kuivatusaika lyhennetään kuivattamalla näyte arkinmuodostuksen jälkeen kuivatuskaapissa 105°C:ssa abs. kuivaksi ennen sen punnitusta. Tarpeellinen kuivatusaika vaihtelee eri massanäytteiden välillä, mutta on tavallisesti 45 ja 60 minuutin välillä. Kuivatusajan lyhentäminen lämpötilaa korottamalla aiheuttaa eräitä vaaroja, mm. sen kautta, että massanäyte tällöin mahdollisesti saattaa kemiallisesti muuttua, niin että se ei enää tarkasti vastaa sitä massaa jota valmistetaan.In operating laboratories, i.e. in laboratories directly involved in pulping, the drying time is shortened by drying the sample after sheeting in an oven at 105 ° C abs. dry before weighing. The drying time required varies between different pulp samples, but is usually between 45 and 60 minutes. Shortening the drying time by raising the temperature causes some dangers, e.g. through the fact that the mass sample may then be chemically altered so that it no longer corresponds exactly to the mass being produced.

Muitakin ligniinipitoisuuden määritysmenetelmiä kuin kaliumpermanganaatin kulutukseen perustuvia, on olemassa. Eräs tällainen menetelmä on selitettynä ruotsalaisessa patenttihakemuksessa 80 00434-4, jonka mukaan ligniinipitoisuus määritetään mittaamalla lämpötilan nousu kuivapitoisuudeltaan tarkkaan tunnettua massanäytettä kloorattaessa. Massanäyt-teestä poistetaan vesi puristamalla ja puhaltamalla samanaikaisesti sen läpi hapetuksen kannalta epäaktiivista kaasua, minkä jälkeen suurin lämpötilan nousu kloorikaasua massa-näytteen läpi puhallettaessa merkitään muistiin. Tässä menetelmässä määrän määritys ei näytä tarpeellisilta,1 mutta kuivapitoisuuteen on kiinnitettävä erityistä huomiota.There are other methods for determining lignin content than those based on potassium permanganate consumption. One such method is described in Swedish patent application 80 00434-4, according to which the lignin content is determined by measuring the temperature rise during the chlorination of a pulp sample of known content. The pulp sample is dewatered by simultaneously compressing and blowing an oxidatively inactive gas through it, after which the maximum temperature rise when blowing chlorine gas through the pulp sample is recorded. In this method, quantification does not seem necessary, 1 but special attention must be paid to the dry matter content.

Määritettäessä esimerkiksi massan ligniinipitoisuutta on määrän määritysvaihe, so. näytteen kuivatus ja punnitus, äärimmäisen aikaaviepää, vaatien aikaa tuntimääriä. Näin suuri aikaero näytteen ottamisen ajankohdan ja analyysituloksen toteamisen välillä muodostaa esteen massanvalmistuspro-sessin oikealle ohjaukselle. On toivottavaa lyhentää näytteen oton ja analyysituloksen toteamisen väliaikaa, huonontamatta analyysituloksen tarkkuutta.For example, in determining the lignin content of a pulp, there is a quantification step, i. sample drying and weighing, extremely time consuming, requiring time for hours. Such a large time difference between the time of sampling and the detection of the analytical result constitutes an obstacle to the proper control of the pulping process. It is desirable to shorten the time between sampling and detection of the analytical result without compromising the accuracy of the analytical result.

Il 3 76642Il 3 76642

Muitakin massan ominaisuuksia määritettäessä, esimerkiksi pesuhäviöitä mitattaessa tämä aikaaviepä määrän määritysvaihe on vakavana ongelmana.When determining other pulp properties, for example when measuring washing losses, this time-consuming quantification step is a serious problem.

Esillä oleva keksintö ratkaisee edellä kuvatun ongelman ja kohdistuu selluloosan ominaisuuksien, esimerkiksi ligniini-pitoisuuden määritysmenetelmään, jossa näytemäärä massaa otetaan ja analysoidaan kemiallista tai fysikaalista tietä ja jolle tunnusmerkillistä on se yhdistelmä, että näyte ensiksi analysoidaan ja sen jälkeen määritetään analysoidun näytteen se tarkka massamäärä, joka on välttämätön massan kyseessä olevan ominaisuuden laskemiseen, saattamalla koko analysoitu näyte tai mitattu osa siitä laimeana kuituliet-teenä kulkemaan optisen mittalaitteen läpi, jossa kuitupitoisuus mitataan.The present invention solves the problem described above and relates to a method for determining the properties of cellulose, for example lignin content, in which a sample mass is taken and analyzed by chemical or physical means, characterized by the combination of first analyzing the sample and then determining the exact mass of the analyzed sample. is necessary to calculate the characteristic of the mass in question by passing all or part of the analyzed sample as a dilute fibrous slurry through an optical measuring device in which the fiber content is measured.

Erikoista esillä olevalle keksinnölle on se, että massan määrän määritys suoritetaan vasta sen jälkeen kun itse massan ominaisuuden määritys on suoritettu, ja että määrän määritys suoritetaan optisin keinoin. Jos sen sijaan kuljetaan päinvastaista tietä ja suoritetaan määrän määritys ennen analyysiä, ei saada toistettavissa olevia tuloksia.What is special about the present invention is that the determination of the amount of mass is performed only after the determination of the property of the mass itself is performed, and that the determination of the amount is performed by optical means. If, instead, the opposite path is followed and quantification is performed prior to analysis, no reproducible results are obtained.

Esillä oleva keksintö käsittää myös laitteen selluloosamassa-näytteen ligniinipitoisuuden määrittämistä varten, jolle tunnusmerkillisiä ovat yhtäältä välineet alustavaa kemiallista analyysiä varten, joihin kuuluu titrauskalusto, säiliöt kemikaaliliuoksia varten, kemikaaliliuosten annostuslaitteet, kemikaaliliuosten kuljetusjohdot, jotka johtavat reaktiosäi-liöön sekä mahdollisesti tähän upotettu laite massalietteen hämmentämistä varten, sekä toisaalta laitteet tämän jälkeen suoritettavaa painon määritystä varten optisin keinoin, joihin kuuluu mitta-astia massalietettä varten, johto siihen kuuluvine pumppuineen massalietteen toistuvaa kierrätystä varten pysyttäen massakuidut tasaisesti jakautuneina lietteeseen, optinen mittauslaite, jonka läpi kiertävä massalie-te kulkee ja johon kuuluu valonlähde, havaintilaitteet massa- 4 76642 lietteen läpi kulkevan valon vastaanottamista varten ja yksikkö mittaussignaalien rekisteröimistä ja laskemista varten, ja mahdolliset johdot massalietteen siirtoa varten mitta-astiassa optiseen mittauslaitteeseen ja vastaavasti veden syöttöä varten mitta-astiaan.The present invention also comprises an apparatus for determining the lignin content of a cellulose pulp sample, characterized on the one hand by means for preliminary chemical analysis, including titration equipment, tanks for chemical solutions, chemical solution dosing devices, chemical solution conveying lines leading to , on the one hand, and devices for subsequent determination of weight by optical means, including a measuring vessel for the pulp slurry, a line with associated pumps for repeated recycling of the pulp slurry, keeping the pulp fibers evenly distributed in the slurry, an optical measuring device through which the circulating pulp slurry passes, detection devices for receiving the light passing through the pulp slurry and a unit for recording and calculating the measurement signals, and any wires for the pulp slurry for supply in a measuring vessel to an optical measuring device and for supplying water to a measuring vessel, respectively.

Se, mistä massan valmistusprosessin vaiheesta näyte otetaan, riippuu osaksi siitä, mikä massan ominaisuus kiinnostaa. Tärkeä massan ominaisuus on sen ligniinipitoisuus. Sillä on merkitystä useissa massan valmistusprosessin vaiheissa. Tavallisesti massanäytteet ligniinipätoisuuden määritystä varten otetaan keiton jälkeen ja yhden tai useamman valkaisu-vaiheen (esimerkiksi happikaasu-valkaisuvaiheen ja klooraus-vaiheen) jälkeen ja uuttovaiheen jälkeen.From which stage of the pulp manufacturing process the sample is taken depends in part on which property of the pulp is of interest. An important property of the pulp is its lignin content. It plays a role in several stages of the pulping process. Typically, pulp samples for lignin content determination are taken after cooking and after one or more bleaching steps (e.g., oxygen gas bleaching step and chlorination step) and after the extraction step.

Otetun näytteen massan sakeus vaihtelee näytteenottokohdan mukaan. Jotta optinen määrän määritys voitaisiin suorittaa erittäin tarkasti, näytteen on oltava kuitulietteenä, jonka sakeus on alle 5 %, mieluimmin alle 1 %. Keksintöä voidaan soveltaa sekä laboratoriotarkoitajksiin että käyttötarkoituksiin, so. välittömästi liittyen massan valmistusprosessiin, ja se voi olla automatisoidussa muodossa. Massanäytteen käsittely sen ottamisen jälkeen massan valmistusprosessista riippuu siitä käytetäänkä keksintöä laboratoriotarkoituksiin vai käytetäänkö sitä välittömästi käytön yhteydessä. Ligriii-nipitoisuutta määritettäessä otetusta näytteestä on poistettava jätelipeä ja se on sitä varten pestävä vedellä. Massa-näytteitä keittimen jälkeen otettaessa on esimerkiksi sopivaa seuloa näyte, mikä kuitenkaan ei ole välttämätöntä esimerkiksi silloin kun näyte on otettu happikaasu-valkaisuvaiheen jälkeen. Jos massanäyte otetaan juuri ennen massaliete-virran menoa pesusuotimelle, sen sakeus on tavallisesti noin 1 %. Käytön aikana suoritettavissa määrityksissä on sopivaa massanäytteen pesun ja mahdollisen seulonnan aikana ylläpitää likimäärin samaa massan sakeutta, mikä merkitsee sitä, että näyte saapuu reaktioastiaan näytteen määritystä vartenThe consistency of the mass of the sample taken varies according to the sampling point. In order to be able to perform the optical quantification very accurately, the sample must be a fibrous slurry with a consistency of less than 5%, preferably less than 1%. The invention can be applied to both laboratory and application purposes, i. immediately related to the pulping process and may be in automated form. The processing of a pulp sample after its taking depends on the pulping process and whether the invention is used for laboratory purposes or whether it is used immediately in connection with use. When determining the lignin content, the sample taken must be decontaminated and washed with water. When taking pulp samples after the digester, for example, there is a suitable screen for the sample, which, however, is not necessary, for example, when the sample is taken after the oxygen gas bleaching step. If a pulp sample is taken just before the pulp slurry stream enters the wash filter, its consistency is usually about 1%. For in-use assays, it is appropriate to maintain approximately the same pulp consistency during washing and possible screening of the pulp sample, which means that the sample enters the reaction vessel for sample determination.

IIII

5 76642 kuitulietteen muodossa, jonka sakeus on noin 1 %. On kuitenkin täysin mahdollista näytteen pesun ja/tai seulonnan aikana väliaikaisesti suurentaa tai vastaavasti pienentää kuitupitoisuutta. On myös mahdollista ottaa näyte huomattavasti sakeampana ja viedä näyte reaktioastiaan näin sakeana, tai laimentaa vedellä matkan varrella. On myös mahdollista ottaa näyte noin 1 % sakeana ja sen jälkeen suurentaa sen sakeutta poistamalla siitä vettä, ja viedä näyte sitten reaktioastiaan. Keksintöä sovellettaessa laboratoriotarkoituksiin menetellään esimerkiksi seuraavasti. Jos massanäyte otetaan esimerkiksi keittimen puskujohdosta, se seulotaan ns. Wennberg-seulalla. Seulonnan jälkeen massa pestään vielä arkkimuotis-sa ja muodostetaan arkiksi, joka huopautetaan kuivalla imu-arkilla niin, että sakeudeksi tulee noin 30 %. Näin saadusta näytearkista otetaan likimääräinen määrä, joka on noin kolme kertaa niin suuri kuin laskettu kuiva näyte. Käytännössä tämä käy siten, että se henkilö, joka suorittaa analyysin, repii irti tietyn osan näytteestä, joka suuruudeltaan on li-kimäärin samanlainen kerrasta toiseen. Koska massan määrä ei ole kriittinen, on helppoa vakiinnuttaa rutiini irtirevittyyn massan näytepalaan nähden. Sen jälkeen näytepala lasketaan reaktioastiaan.5,76642 in the form of a fibrous slurry having a consistency of about 1%. However, it is entirely possible to temporarily increase or decrease the fiber content during washing and / or screening of the sample. It is also possible to take the sample considerably thicker and take the sample to the reaction vessel so thick, or dilute with water along the way. It is also possible to take the sample as about 1% thick and then increase its consistency by removing water from it, and then take the sample to the reaction vessel. When applying the invention to laboratory purposes, the procedure is as follows, for example. If the pulp sample is taken, for example, from the digester's line, it is screened with a so-called Wennberg-screen. After screening, the pulp is further washed in a sheet mold and formed into a sheet which is felted with a dry suction sheet so that the consistency becomes about 30%. An approximate amount of about three times the calculated dry sample is taken from the sample sheet thus obtained. In practice, this is done by the person performing the analysis tearing off a certain part of the sample that is approximately similar in size from time to time. Since the amount of pulp is not critical, it is easy to establish a routine with respect to a torn piece of pulp sample. The sample piece is then placed in the reaction vessel.

Jos ligniinipitoisuusmääritys suoritetaan sen menetelmän mukaan, joka perustuu siihen montako ml 0,1-N kaliumpermanga-naattiliuosta massa kuluttaa kuivaksi ajatellun massan grammaa kohti, kuten esimerkiksi SCAN-menetelmällä, liite B, seuraava on voimassa. Laboratoriossa näytettä keksinnön mukaan otettaessa massa viedään reaktioastiaan kiinteässä muodossa niin suurena, että sen arvioitu kuivapaino on noin 1 g. Näyte lietetään 400 ml:aan vettä. Näytettä keksinnön mukaan automaattisesti otettaessa massanäyte saapuu reaktioastiaan mieluimmin lietteenä. Reaktioastian täytyy niin ollen vetää huomattavasti enemmän kuin 400 ml. Keksinnön erään ensisijaisen sovellutusmuodon mukaan massaliete viedään tilavuudeltaan ylisuurena reaktioastiaan, joka on esimerkiksi varustettu suljettavissa olevalla yläjuoksulla tasolla, joka vastaa 6 76642 400 ml tilavuutta. Tämän ylijuoksun kautta poistuu nestettä kuituineen tai ilman kuituja kunnes näytteen tilavuudeksi saadaan 400 ml. On tietenkin myös mahdollista viedä massa-näyte lietteenä, jonka tilavuus on pienempi kuin 400 ml ja sen jälkeen lisätä vettä 400 ml:aan saakka tai enemmänkin. Viimeksimainitussa tapauksessa ylimääräneste kuitujen kanssa tai ilman kuituja on laskettava pois ennen varsinaisen analyysimenettelyn alkamista. Tietenkin näyte voidaan liec-tää tilavuuteen, joka poikkeaa 400 ml:sta, so. tilavuus voi olla sekä suurempi että pienempi kuin 400 ml.If the determination of the lignin content is carried out according to the method based on how many ml of 0,1 N potassium permanganate solution the mass consumes per gram of dry mass, such as by the SCAN method, Annex B, the following applies. When a sample is taken in the laboratory according to the invention, the mass is introduced into the reaction vessel in solid form so large that its estimated dry weight is about 1 g. The sample is slurried in 400 ml of water. When automatically taking a sample according to the invention, the pulp sample preferably enters the reaction vessel as a slurry. The reaction vessel must therefore draw considerably more than 400 ml. According to a preferred embodiment of the invention, the pulp slurry is introduced in an oversized volume into a reaction vessel provided, for example, with a closable upstream at a level corresponding to a volume of 6,766,442,400 ml. This overflow removes liquid with or without fibers until the volume of the sample is 400 ml. Of course, it is also possible to take the mass sample as a slurry with a volume of less than 400 ml and then add water up to 400 ml or more. In the latter case, the excess liquid, with or without fibers, must be drained off before the actual analytical procedure is started. Of course, the sample can be folded to a volume other than 400 ml, i. the volume can be both larger and smaller than 400 ml.

Niin kuin edellisestä selviää, keksinnön mukaisen menetelmän yhteydessä ei ole välttämätöntä pitää huolta koko siitä kuitumäärästä, josta näyte koostuu näytteenottohetkellä. Sen sijaan on täysin välttämätöntä pitää huoli kaikista kuiduista analyysin suorituksen aikana ja analyysin päätyttyä, määrän määritystä varten.As can be seen from the above, in connection with the method according to the invention, it is not necessary to take care of the entire amount of fiber of which the sample consists at the time of sampling. Instead, it is absolutely necessary to take care of all the fibers during the analysis and at the end of the analysis, for quantification.

SCAN-menetelmässä näytteeseen, so. massaerään, joka käsittää noin 1 g kuivaksi ajateltua massaa, lietettynä 400 ml:aan vettä, viedään 50 ml 4-N rikkihappoa sen hapottamiseksi. Sen jälkeen lisätään 50 ml 0,1-N kaliumpermanganaattiliuosta. Reaktio keskeytetään 10 minuutin kuluttua lisäämällä 20 ml 1-N kaliumjodidiliuosta, minkä jälkeen muodostunut jodi tiirataan 0,2-N natriumtiosulfaattiliuoksella. Indikaattorina käytetään tärkkelystä. Kemiallinen analyysi merkitsee siis sitä, että massaliete vielä laimenee. Keksinnön erään ensisijaisen sovellutusmuodon mukaan koko massalietemäärä viedään keräysastiaan. Huolimatta siitä näytteen laimenemisesta, joka tapahtuu kemikaaliliuosten lisäämisen johdosta, näytettä mieluimmin laimennetaan vielä lisää, mitatulla vesimäärällä. Tätä käytetään samalla reaktioastian huuhtomiseen niin, että kaikki massa varmasti siirtyy reaktioastiasta seuraa-vaan kuitupitoisuuden optiseen mittaukseen. Keräysastialla on kaksi tehtävää, yhtäältä kerätä massaliete ja toisaalta mahdollistaa ilman poistaminen massalietteestä siinä tapauksessa, että siihen on sekoittunut ilmaa. Kierrätysjohdon ja pumpun avulla massaliete viedään kiertokulkuun keräys- II.In the SCAN method, the sample, i.e. a batch of pulp comprising about 1 g of the supposed dry mass, slurried in 400 ml of water, is introduced with 50 ml of 4-N sulfuric acid to acidify it. 50 ml of 0.1 N potassium permanganate solution are then added. The reaction is stopped after 10 minutes by adding 20 ml of 1-N potassium iodide solution, after which the iodine formed is titrated with 0.2 N sodium thiosulphate solution. Starch is used as an indicator. Chemical analysis therefore means that the pulp slurry is still diluted. According to a preferred embodiment of the invention, the entire amount of pulp slurry is introduced into a collection vessel. Despite the dilution of the sample due to the addition of chemical solutions, the sample is preferably further diluted with the measured amount of water. At the same time, this is used to rinse the reaction vessel so that all the pulp is surely transferred from the reaction vessel to the subsequent optical measurement of the fiber content. The collecting vessel has two functions, on the one hand to collect the pulp slurry and on the other hand to allow the removal of air from the pulp slurry in case air has been mixed with it. With the help of the recycling line and the pump, the pulp sludge is circulated to the collection II.

7 76642 astiasta optiseen mittauslaitteeseen ja sen jälkeen takaisin keräysastiaan. Kuitenkaan aina ei tarvita keräysastiaa, vaan massaliete voidaan viedä suoraan reaktio- ja mittausastiasta optiseen mittauslaitteeseen. On myös mahdollista antaa saman astian toimia reaktioastiana, mittausastiana ja keräys-eli ilmanpoistoastiana.7 76642 from the container to the optical measuring device and then back to the collection container. However, a collection vessel is not always required, but the pulp slurry can be taken directly from the reaction and measuring vessel to the optical measuring device. It is also possible to allow the same vessel to act as a reaction vessel, a measuring vessel and a collection or deaeration vessel.

Optiseen mittaukseen voidaan käyttää mitä tahansa mittauslaitetta, joka on riittävän tarkka ja luotettava. Esimerkiksi sopivasta optisesta mittauslaitteesta on Eur-Control nimisen yrityksen myymä TP2 Laboratory Fibre Analyzer. Tässä mittauslaitteessa kuituliete kulkee läpinäkyvän putken läpi. Yhdellä puolen putkea on valonlähde, joka linssin kautta lähettää valonsäteen putken ja kuitulietteen läpi. Vastakkaisella puolella putkea ja lähetetyn valonsäteen tasossa on havaitsin. 10° kulman sisässä tästä on vielä toinen havaitsin. Mittaamalla se valomäärä, joka menee suoraan näytteen läpi ja se valon määrä, joka poikkeaa 10° tästä suunnasta, saadaan tieto kuitujen määrästä kuitulietteessä. Tämä voidaan lukea esimerkiksi milligrammoina kuituja lietelitraa kohti. Mg-määrä saadaan vertaamalla koetilaisuudessa mitattua valonvoimakkuutta aikaisemmin tehtyihin kalibrointiko-keisiin. On osoittautunut, että erityisen sopiva kuitupitoisuus massalietteessä tätä laitetta käytettäessä on 0,4-0,8 g, so. 400-800 mg, litraa kohti. Käy kuitenkin myös hyvin päinsä mitata sekä pienempiä että suurempia kuitupitoisuuksia.Any measuring device that is sufficiently accurate and reliable can be used for optical measurement. An example of a suitable optical measuring device is the TP2 Laboratory Fiber Analyzer sold by a company called Eur-Control. In this measuring device, the fiber slurry passes through a transparent tube. On one side the tube has a light source which transmits light through the lens of the beam through the tube and the fiber slurry. On the opposite side of the tube and in the plane of the transmitted light beam is a detector. Within an angle of 10 ° this is yet another observer. By measuring the amount of light that passes directly through the sample and the amount of light that deviates 10 ° from this direction, the amount of fibers in the fiber slurry is obtained. This can be read, for example, in milligrams of fibers per liter of sludge. The amount of Mg is obtained by comparing the light intensity measured at the test session with previously performed calibration experiments. It has been found that a particularly suitable fiber content in the pulp slurry when using this device is 0.4-0.8 g, i.e. 400-800 mg, per liter. However, it is also very important to measure both lower and higher fiber concentrations.

Koska optinen mittauslaite ilmaisee lietteen kuitupitoisuuden milligrammoina litraa kohti ja tarkat tiedot on olemassa lisätyistä vesimääristä siitä lähtien kun massa on viety reaktioastiaan,yksinkertaisella matematiikalla on mahdollista laskea analysoidun massan määrä grammoina, minkäänlaista massan punnitusta suorittamatta.Since the optical measuring device expresses the fiber content of the slurry in milligrams per liter and accurate data are available on the amounts of water added since the mass was introduced into the reaction vessel, simple mathematics makes it possible to calculate the analyzed mass in grams without any mass weighing.

Markkinoilla on toisenkintyyppisiä optisia sakeusmittareita, esimerkiksi yrityksen Cerlic Electronics AB:n myymä mittari nimeltä ACM. Tämän laitteen mittausperiaate perustuu sellu- 8 76642 loosakuitujen kykyyn absorboida ja heijastaa valoa. Lähettimen ja vastaanottimen välinen valon häviö antaa täyden mitan kuitusakeudesta. Käytetään infrapunavaloa, lähetettynä sykkeinä. Ilmoituksen mukaan mittausalue on välillä 0,00005 -noin 4 %.There are other types of optical consistency meters on the market, such as the ACM sold by Cerlic Electronics AB. The measuring principle of this device is based on the ability of the cellulose fibers to absorb and reflect light. The light loss between the transmitter and receiver gives a full measure of fiber density. Use infrared light, transmitted in heart rate. According to the report, the measuring range is between 0.00005 and about 4%.

Esillä olevaa keksintöä voidaan käyttää massan muidenkin ominaisuuksien kuten esimerkiksi massan valmistuksessa tapahtuneen pesuhäviön mittaamiseen. Tässä analyysissä massasta otetaan näyte, joka laimennetaan vedellä tiettyyn tilavuuteen. Esimerkiksi ioni-selektiivisten elektrodien avulla voidaan määrittää pesuhäviömäärä, so. se paljonko massa sisältää ei-toivottua orgaanista ja epäorgaanista ainesta keiton ja pesun jälkeen. Sen jälkeen massaliete viedään optiseen laitteeseen, jossa kuitupitoisuus määritetään esimerkiksi mg:na litraa kohti. Koska näyte on laimennettu vedellä tiettyyn tilavuuteen, on yksinkertaista laskea pesuhäviö ja ilmaista se esimerkiksi kg:na Na2SO^ massatonnia kohti. Pesuhäviön määritys voidaan tehdä myös viemällä edustava, pieni osa näyte-nesteestä liekkifotometriin ja analysoimalla se siinä. Tällaisessa tapauksessa otettu näytemäärä täytyy mitata ja laskea pois annetusta tilavuudesta kuitupituusmäärityksessä.The present invention can also be used to measure other properties of the pulp, such as the washing loss in the production of the pulp. In this analysis, a sample is taken from the mass and diluted with water to a certain volume. For example, ion-selective electrodes can be used to determine the amount of wash loss, i. how much of the pulp contains unwanted organic and inorganic matter after cooking and washing. The pulp slurry is then fed to an optical device where the fiber content is determined, for example, in mg per liter. Since the sample is diluted with water to a certain volume, it is simple to calculate the washing loss and express it, for example, in kg of Na2SO2 per tonne of pulp. The determination of the washing loss can also be performed by introducing a representative portion of the sample liquid into a flame photometer and analyzing it therein. In such a case, the amount of sample taken must be measured and calculated from the given volume in the fiber length determination.

Esimerkiksi tähän mennessä sovellutetussa sellumassan lig-niinipituusmäärityksessä kappa-lukuna massanäytteen kuivatus ennen sen punnitusta vaatii tuntien suuruusluokkaa olevan ajan. Kuivatettaessa näytettä 105°C lämpötilassa nk. pika-kappalukumenetelmän mukaan kuivatusaika on 45-60 minuuttia ja tähän tulee lisäksi joitakin minuutteja punnitustointa varten. Kun sellumassan määrän määritys suoritetaan keksinnön mukaan, aikaaviepä kuivatustoimi jää kokonaan pois niin kuin punnitusvaihekin. Määrän määritys optista tietä keksinnön mukaan, joka suoritetaan näytteestä, joka jo on analysoitu, vaatii sen sijaan ainoastaan 4-5 minuuttia, mikä tietää sitä, että keksinnön ansiosta on käynyt mahdolliseksi saada varma, esimerkiksi massanäytteen ligniinipitoisuuden arvo vähintään 40 minuuttia nopeammin kuin aikaisemmin on ollutFor example, in the pulp lignin length determination applied so far, drying the pulp sample before weighing requires time in the order of hours. When drying the sample at 105 ° C according to the so-called fast number method, the drying time is 45-60 minutes, and in addition there are a few minutes for the weighing operation. When the determination of the amount of pulp is carried out according to the invention, the time-consuming drying operation is completely eliminated, as is the weighing step. Determining the amount of optical path according to the invention, which is carried out on a sample which has already been analyzed, instead takes only 4-5 minutes, which means that the invention makes it possible to obtain a certain, for example lignin content, at least 40 minutes faster than before.

IIII

9 76642 mahdollista käyttämällä selluteollisuudessa vakiintunutta analyysitekniikkaa. Tällä on hyvin suuri merkitys massan valmistusprosessin ohjauksen kannalta. Sen ansiosta, että tietyissä tapauksissa hankala massan punnitusvaihe jää pois, saavutetaan monia etuja. Kun massanäyte aikaisemman tekniikan mukaan kuivatetaan 105°C:ssa absoluuttisen kuivaksi, massa ei kosteutensa puolesta ole tasapainossa punnituksen aikana, minkä johdosta näytteen punnitsijän täytyy olla perin nopea voidakseen saada oikean punnitustuloksen. Jos osa mas-sanäytteestä häviää matkalla punnituksesta analyysiin, tämä on kohtalokasta analyysin tulokselle. Keksinnön mukaista menetelmää käytettäessä massakuitukato näytteenottotilaisuuden ja analyysitilaisuuden välillä sitävastoin ei vaikuta analyysin tulokseen.9,76642 possible using analytical techniques well established in the pulp industry. This is of great importance for the control of the pulping process. Many advantages are achieved by omitting the cumbersome mass weighing step in certain cases. When a mass sample is dried to absolute dryness at 105 ° C according to the prior art, the mass is not in equilibrium in terms of moisture during weighing, as a result of which the sample weigher must be very fast in order to obtain a correct weighing result. If part of the mas sample disappears on the way from weighing to analysis, this is fatal to the result of the analysis. In contrast, when using the method according to the invention, the loss of pulp between the sampling event and the analysis event does not affect the result of the analysis.

Massan käsittelyn, so. kuivatuksen ja punnituksen vaatiman ajan lyhentämiseksi on aikaisemmin ehdotettu otetun massa-näytteen jakamista kahteen osaan, jolloin kuivapitoisuus määritetään toisesta näytteenosasta ja analyysi suoritetaan toisesta näytteenosasta, joka punnitaan verraten paljon vettä sisältävänä, minkä jälkeen sen kuivapaino lasketaan jälkeenpäin. Tällaisen menetelmän toiminnallisuuden edellytyksenä kuitenkin on se, että näytteen jakaminen kahteen osaan tapahtuu siten, että sekä kuivapitoisuus että muut ominaisuudet ovat näytteissä yhtäpitävät. Tämä on erinomaisen vaikeata saavuttaa käytännössä. Keksinnön mukaisessa menetelmässä määrän määritys suoritetaan kuiduista, joille jo on suoritettu analyysi (tai niiden määrätystä prosentuaalisesta osasta).Pulp processing, i.e. in order to reduce the time required for drying and weighing, it has previously been proposed to divide the mass sample taken into two parts, the dry matter content being determined from the second part and the analysis being carried out on a second part weighed with a relatively large amount of water, after which its dry weight is calculated. However, the functionality of such a method requires that the sample be divided into two parts so that both the dry matter content and the other properties are the same in the samples. This is extremely difficult to achieve in practice. In the method according to the invention, the quantification is carried out on fibers which have already been analyzed (or on a certain percentage thereof).

Oheisessa piirustuksessa kuvio 1 esittää ensimmäistä laitteistoasetelmaa keksintöä laboratoriotarkoituksiin sovellettaessa, kuvio 2 esittää toista laitteistoasetelmaa keksintöä laboratoriotarkoituksiin sovellettaessa, kuvio 3 esittää laitteistoasetelmaa, joka on tarkoitettu käytettäväksi keksintöä sovellettaessa välittömässä yhteydessä massanvalmistusprosessin kanssa.In the accompanying drawing, Fig. 1 shows a first apparatus arrangement for the application of the invention for laboratory purposes, Fig. 2 shows a second apparatus arrangement for the application of the invention for laboratory purposes, Fig. 3 shows an apparatus arrangement for use in the application of the invention in direct connection with a pulping process.

10 76642 kuvio 4 esittää massan käsittelyn virtauskaaviota näytteenotosta kemiallisen analyysivaiheen kautta määrän määritys-vaiheeseen keksinnön automatisoidussa muodossa, kuvio 5 esittää massojen SCAN-menetelmän mukaan ja keksinnön mukaan saatujen ligniinipitoisuuksien (kappa-lukujen) välistä vertailua.Fig. 4 shows a flow diagram of pulp treatment from sampling through a chemical analysis step to a quantification step in the automated form of the invention, Fig. 5 shows a comparison between the lignin concentrations (kappa numbers) obtained according to the SCAN method and the invention.

Seuraavassa selitetään keksinnön soveltamista selluloosamassan kappa-luvun määritykseen kuvioiden 1-4 avulla.The application of the invention to the determination of the kappa number of cellulose pulp by means of Figures 1-4 will be explained below.

Kuvion 1 mukainen laitteistoasetelma sopii käytettäväksi laboratorioissa esimerkiksi tutkimuslaboratorioissa ja käyttö-laboratorioissa. Massaa, jonka sakeus on noin 30 % ja arvioitu määrä noin 3 g, viedään reaktioastiaan 1. Massanäytet-tä ei ole punnittu, vaan laborantti vie astiaan sellaisen määrän, jonka hän arvioi painavan noin 3 g. Reaktioastiaan lisätään 400 ml vettä, minkä jälkeen massanäyte lietetään potkurisekoittimella 2 lietteeksi. Astiassa 3 säilytetään 0,1-N kaliumpermanganaattiliuosta (KMnO^) ja astiassa 4 säilytetään 0,2-N natriumtiosulfaattiliuosta (Na2S20.j) . Massa-liete hapotetaan 50 ml:11a 4-N rikkihappoa (I^SO^) käsin mitattuna ja pipetoituna, ja sen jälkeen lisätään 50 ml kaliumpermanganaattiliuosta astiasta 3 dosimetriksi nimitetyn annostuslaitteiston 5 avulla. Massa saa reagoida lisätyn kaliumpermanganaatin kanssa 10 minuuttia, minkä jälkeen reaktio keskeytetään lisäämällä reaktioastiaan 20 ml 1-N kalium-jodidiliuosta (KJ). Kaliumjodidiliuos mitataan ja lisätään käsin esimerkiksi ns. vogel-pipetin avulla. Indikaattoriksi lisätään muutamia tippoja tärkkelysliuosta. Käyttämättä jäänyt kaliumpermanganaatti reagoi lisätyn kaliumjodidin kanssa jodiksi J2· Syntynyt vapaa jodi titrataan natriumtiosulfaat-tiliuoksella reaktioastiassa. Natriumtiosulfaattiliuos viedään astiasta 4 asteikolla varustetun annostuslaitteen 6 kautta reaktioastiaan. Loppupisteessä pannaan merkille kulutettu natriumtiosulfaattiliuoksen määrä, minkä jälkeen lasketaan jodin ja vastaavasti kaliumpermanganaatin ekvivalentti määrä. Koska lisätty kaliumpermanganaattimäärä ja käyt-änättä li 11 76642 jäänyt kaliumpermanganaattimäärä tiedetään, saadaan vähennyslaskun avulla se kaliumpermanganaattimäärä, joka on reagoinut massan kanssa.The apparatus according to Figure 1 is suitable for use in laboratories, for example in research laboratories and operational laboratories. A pulp with a consistency of about 30% and an estimated amount of about 3 g is introduced into reaction vessel 1. The pulp sample has not been weighed, but the laboratory technician enters the vessel in an amount which he estimates to weigh about 3 g. 400 ml of water are added to the reaction vessel, after which the mass sample is slurried with a propeller mixer 2 into a slurry. Vessel 3 stores 0.1 N potassium permanganate solution (KMnO 2) and vessel 4 stores 0.2 N sodium thiosulfate solution (Na 2 S 2 O.j). The pulp slurry is acidified with 50 ml of 4-N sulfuric acid (I 2 SO 4), measured by hand and pipetted, and then 50 ml of potassium permanganate solution are added from vessel 3 using a dosing device 5 called a dosimeter. The mass is allowed to react with the added potassium permanganate for 10 minutes, after which the reaction is stopped by adding 20 ml of 1-N potassium iodide solution (KJ) to the reaction vessel. The potassium iodide solution is measured and added by hand, e.g. Using a Vogel pipette. A few drops of starch solution are added as an indicator. Unused potassium permanganate reacts with added potassium iodide to iodine J2 · The resulting free iodine is titrated with sodium thiosulfate solution in a reaction vessel. The sodium thiosulfate solution is introduced from the vessel 4 through a metering device 6 with a scale into the reaction vessel. At the end point, note the amount of sodium thiosulphate solution consumed, then calculate the equivalent amount of iodine and potassium permanganate, respectively. Since the amount of potassium permanganate added and the amount of potassium permanganate remaining after use are known, the amount of potassium permanganate which has reacted with the pulp is obtained by subtraction.

Reaktioastian 1 sisältö kaadetaan mitta-astiaan 7. Reaktio-astia huuhdotaan huolellisesti vedellä siten, että kaikki kuidut siirtyvät mitta-astiaan 7. Tämä on varustettu asteikolla, ja massalietteeseen lisätään vettä johtoa 8 myöten 2 litraa osoittavaan merkkiin saakka. Sen jälkeen näin saatu massaliete siirretään johtoa 9 myöten keräys- ja ilmanpois-toastiaan 10. Tästä astiasta otetaan lietevirta, joka pumpun 11 ja kierrätysjohdon 12 avulla saatetaan kiertokulkuun.The contents of reaction vessel 1 are poured into measuring vessel 7. The reaction vessel is thoroughly rinsed with water so that all the fibers are transferred to measuring vessel 7. This is equipped with a scale and water is added to the pulp slurry up to line 2 to the 2 liter mark. The pulp slurry thus obtained is then transferred along line 9 to a collection and deaeration vessel 10. From this vessel a slurry stream is taken, which is circulated by means of a pump 11 and a recirculation line 12.

Tämän kiertokulun aikana liete kulkee optisen mittauslaitteen 13 kautta, joka käsittää mm. läpinäkyvän kyvetin, valonlähteen, ilmaisimet ja mittasignaalin rekisteröimis- ja laskentayksikön. Pumpun 11 pumppauskyky on niin suuri että lietteessä olevat kuidut koko ajan pysyvät liikkeessä ja tasaisesti jakautuneina lietteeseen. Koska näyte koostuu likimää-rin 1 g:sta kuivaksi laskettua massaa ja massa on suspendoi-tuna 2 litraan vettä, massan sakeus on noin 500 mg/1. Kun massaliete toistuvasti kulkee optisen mittauslaitteen 13 läpi, saadaan signaali, joka aikaisemmin suoritettujen kallb-rointikokeiden avulla antaa tarkan tiedon kuitupitoisuudesta mg:na/l. Koska tilavuus tunnetaan (2 litraa), saadaan massamäärä grammoina yksinkertaisesti. Jakamalla kulutetun kaliumpermanganaattiliuoksen ml-määrä massan g-määrällä saadaan massan kappaluku. Massalietteen kuitupitoisuuden mittauksen päätyttyä liete poistetaan viemäriin johtoa 14 myöten.During this cycle, the sludge passes through an optical measuring device 13, which comprises e.g. transparent cuvette, light source, detectors and measuring signal registration and calculation unit. The pumping capacity of the pump 11 is so high that the fibers in the slurry remain in motion at all times and are evenly distributed in the slurry. Since the sample consists of approximately 1 g of dry mass and the mass is suspended in 2 liters of water, the consistency of the mass is about 500 mg / l. When the pulp slurry repeatedly passes through the optical measuring device 13, a signal is obtained which, by means of previous calibration tests, gives accurate information on the fiber content in mg / l. Since the volume is known (2 liters), the amount of mass in grams is obtained simply. Dividing the ml of potassium permanganate solution consumed by the amount of g in the mass gives the number of pieces of the mass. At the end of the measurement of the fiber content of the pulp slurry, the slurry is discharged into the sewer up to line 14.

Kuvio 2 esittää yksinkertaistettua laitteistoasetelmaa labo-ratoriotarkoituksia varten, jossa reaktioastiana ja mitta-astiana on sama astia. Astiassa 15 säilytetään natriumtio-sulfaattiliuosta, joka annostuslaitteen 16 kautta viedään mittaus- ja reaktioastiaan .17. Astiassa 18 säilytetään ka-liumpermanganaattiliuosta, joka annostuslaitteen 19 kautta viedään mittaus- ja reaktioastiaan 17. Massanäyte, jonka 12 766 4 2 likimääräinen kuivapaino on 1 g, lisätään johtoa 20 myöten. Massanäyte lietetään suspensioksi potkurihämmentimellä 21, minkä jälkeen kemiallinen analyysi suoritetaan edellä selitetyllä tavalla. Sen jälkeen kun analyysi on suoritettu, lisätään vielä vettä johtoa 20 myöten niin, että nesteen pinta nousee 2 litran merkkiin. Sen jälkeen liete lasketaan johtoa 22 myöten keräys- ja ilmanpoistoastiaan 23. Tästä astiasta suspensiota kierrätetään useita kertoja johtoa 24 myöten ja astian 23 kautta pumpun 25 avulla. Kierrätyksen aikana suspensio kulkee optisen mittauslaitteen 26 läpi kuitupitoisuuden mittaamiseksi mg:na/l. Määrän määrityksen päätyttyä suspensio lasketaan viemäriin johtoa 27 myöten.Figure 2 shows a simplified apparatus arrangement for laboratory purposes, in which the reaction vessel and the measuring vessel are the same vessel. The vessel 15 stores a sodium thio sulfate solution which is passed through a metering device 16 to a measuring and reaction vessel.17. A vessel 18 holds a solution of potassium permanganate, which is passed through a metering device 19 to a measuring and reaction vessel 17. A pulp sample having an approximate dry weight of 12,766 4 2 is added up to line 20. The pulp sample is slurried into a suspension with a propeller stirrer 21, after which the chemical analysis is performed as described above. After the analysis is completed, more water is added up to line 20 so that the liquid level rises to the 2 liter mark. The slurry is then discharged down line 22 into a collection and deaeration vessel 23. From this vessel, the suspension is circulated several times down line 24 and through vessel 23 by means of a pump 25. During recycling, the suspension passes through an optical measuring device 26 to measure the fiber content in mg / l. At the end of the quantification, the suspension is discharged down the drain up line 27.

Kuvio 3 esittää laitteistoasetelmaa, joka kuvioiden 1 ja 2 mukaisiin laitteistoasfetelmiin verrattuna on automatisoidumpi. Tämä keksinnön sovellutusmuoto on ajateltu käytettäväksi ensisijassa tehtaalla, esim. keittämössä ja/tai valkai-simossa.Figure 3 shows a hardware setup that is more automated compared to the hardware setups of Figures 1 and 2. This embodiment of the invention is intended to be used primarily in a factory, e.g. in a kitchen and / or a white Simo.

Keskellä laitteistoasetelmaa on yhdistetty mittaus- ja reaktioastia 28. Johtoa 29 myöten massanäyte lisätään laimeana suspensiona. Suspension määrä ei ole kriittinen, vaan voi olla esim. 700-800 ml. Kun tämä määrä suspensiota on lisätty astiaan 28, johdossa 30 oleva venttiili avataan, niin että suspensio valuu pois johdon imuaukon tasolle. Jäljellä oleva suspension tilavuus on tällöin 400 ml. Tarvittaessa suspensiota voidaan uudelleen hämmentää potkurihämmentimellä 31. Astiassa 32 säilytetään natriumtiosulfaattiliuosta ja sitä lisätään reaktioastiaan annostuslaitteen 33 kautta. Kalium-permanganaattiliuosta säilytetään astiassa 34 ja sitä lisätään reaktioastiaan annostuslaitteen 35 kautta. Astiassa 36 säilytetään rikkihappoliuosta ja sitä lisätään reaktioastiaan annostuslaitteen 37 kautta. Kaliumjodidiliuosta säilytetään astiassa 38 ja sitä johdetaan annostuslaitteen 39 kautta reaktioastiaan. Sen jälkeen kun rikkihappo ja kaliumpermanganaatti on lisätty suspensioon, ligniiniä sisältävän massan annetaan reagoida kaliumpermanganaatin kanssa tietty aika.In the middle of the apparatus, a measuring and reaction vessel 28 is connected. Along line 29, the mass sample is added as a dilute suspension. The amount of suspension is not critical, but may be e.g. 700-800 ml. Once this amount of suspension has been added to the vessel 28, the valve in line 30 is opened so that the suspension drains to the level of the line inlet. The remaining volume of the suspension is then 400 ml. If necessary, the suspension can be re-agitated with a propeller stirrer 31. In the vessel 32, the sodium thiosulfate solution is stored and added to the reaction vessel through the dosing device 33. The potassium permanganate solution is stored in a vessel 34 and added to the reaction vessel via a metering device 35. The sulfuric acid solution is stored in vessel 36 and added to the reaction vessel via metering device 37. The potassium iodide solution is stored in a vessel 38 and passed through a metering device 39 to the reaction vessel. After sulfuric acid and potassium permanganate are added to the suspension, the lignin-containing mass is allowed to react with potassium permanganate for a period of time.

SCAN-menetelmän mukaan reaktioajan on oltava 10 min. On kui-According to the SCAN method, the reaction time must be 10 min. It is

IIII

13 76642 tenkin mahdollista lyhentää reaktioaika esim. 5 minuutiksi. Reaktio keskeytetään lisäämällä kaliumjodidia. Sen jälkeen lisätään natriumtiosulfaattia reagoimaan muodostuneen jodin kanssa. Reaktioastiaan 28 on upotettuna redox-elektrodipari, platina-elektrodi 40 ja vertauselektrodi 41. Redox-elektrodipari lähtee loppupistetitrauslaitteesta 42, joka on yhteydessä natriumtiosulfaattiliuoksen annostuslaitteen 33 kanssa. Kun kaikki jodi on kulunut reaktioon natriumtiosulfaa-tin kanssa, tapahtuu hyppäyksellinen redox-potentiaalin muutos, ja tällöin lopetetaan natriumtiosulfaattiliuoksen lisääminen, ja lisätty määrä voidaan lukea annostuslaitteesta 33. Kun kemiallinen analyysi täten on valmis, jäljellä on vielä massanäytteen määrän määritys.However, it is possible to shorten the reaction time to e.g. 5 minutes. The reaction is stopped by adding potassium iodide. Sodium thiosulfate is then added to react with the iodine formed. Embedded in the reaction vessel 28 is a pair of redox electrodes, a platinum electrode 40 and a reference electrode 41. The pair of redox electrodes leaves an end-point titration device 42 which communicates with a sodium thiosulfate solution dosing device 33. After all of the iodine has been reacted with sodium thiosulfate, a abrupt change in redox potential occurs, at which point the addition of sodium thiosulfate solution is stopped, and the amount added can be read from dosing device 33. When the chemical analysis is thus complete, the mass sample remains to be determined.

Optiseen mittaukseen sopivan sakeuden saavuttamiseksi massa-suspensiolle, tätä laimennetaan vielä lisäämällä siihen vettä johtoa 43 myöten. Vettä lisätään sellainen määrä, että nesteen pinta nousee esim. 2 litraan asteikolla varustetussa reaktioastiassa 28. Johtoa 44 myöten suspensio johdetaan keräys- ja ilmanpoistoastiaan 45. Pumpulla 46 suspensio saatetaan kiertokulkuun putkea 47 myöten ja keräysastian 45 kautta. Tämän kierrätyksen aikana suspensiovirta kulkee useita kertoja optisen mittauslaitteen 48 kautta. Mitä suspension vedellä laimentamiseen reaktioastiassa 28 tulee, ei ole tarpeen laimentaa sitä tarkoitettuun tilavuuteen yhdessä vaiheessa, vaan on parempi laimentaa suspensio ensi vaiheessa tiettyyn tilavuuteen ja viedä tämä keräysastiaan 45. Tämän jälkeen lisätään johtoa 43 myöten mitattu lisämäärä vettä, joka samalla toimii huuhtelunesteenä, jonka tarkoituksena on poistaa kaikki massakuidut reaktioastiasta 28. Kun määrän määritys on päättynyt, massasuspensio lasketaan viemäriin johtoa 49 myöten.In order to obtain a consistency suitable for optical measurement for the mass suspension, this is further diluted by adding water up to line 43. The amount of water added is such that the surface of the liquid rises, e.g., to 2 liters in a graduated reaction vessel 28. Along line 44, the suspension is passed to a collection and deaeration vessel 45. A pump 46 circulates the suspension through a tube 47 and through a collection vessel 45. During this recycling, the suspension stream passes several times through the optical measuring device 48. As for diluting the suspension with water in the reaction vessel 28, it is not necessary to dilute it to the intended volume in one step, but it is better to first dilute the suspension to a certain volume and transfer it to a collecting vessel 45. An additional amount of water is then added along line 43. is to remove all pulp fibers from the reaction vessel 28. When the quantification is complete, the pulp suspension is discharged down the drain down line 49.

Keksintöä tähän laitteistoasetelmaan sovellettaessa ei tarvita mitään käsin suoritettavia toimia, vaan massan ligniinipi-toisuuden määritys suoritetaan kokonaan automaattisesti. On kuitenkin mahdollista suorittaa joitakin toimia käsin tässä- κ 76642 kin keksinnön sovellutusmuodossa. Käytännössä saattaa esimerkiksi esiintyä sellainen tilanne, että joku henkilö keittä-möstä tai valkaisimosta haluaa määrittää kappaluvun massasta, joka on otettu koossapysyvästä rainasta, niin että massa ei ole suspension muodossa. Tällaisessa tapauksessa massanäy-te lasketaan kiinteässä muodossa käsin reaktioastiaan 28, minkä jälkeen lisätään vettä johtoa 43 myöten johdon 30 imu-aukon tasolle saakka, so. 400 ml tilavuuteen. Tällaisessa tapauksessa on välttämätöntä käyttää potkurihämmennintä 31 massakuitujen vapauttamiseksi veteen, kemialliseen analyysiin sopivaksi suspensioksi.When applying the invention to this apparatus, no manual action is required, but the determination of the lignin content of the pulp is performed completely automatically. However, it is possible to perform some operations manually in this embodiment of the invention as well. In practice, for example, there may be a situation where a person in a kitchen or bleach wants to determine the number of pieces from a pulp taken from a cohesive web so that the pulp is not in the form of a suspension. In such a case, the mass sample is poured in solid form into the reaction vessel 28 by hand, after which water is added along the line 43 up to the level of the suction opening of the line 30, i.e. To a volume of 400 ml. In such a case, it is necessary to use a propeller stirrer 31 to release the pulp fibers into the water, a suspension suitable for chemical analysis.

Kuvio 4 esittää virtauskaaviota täysin automatisoidusta keksinnön sovellutusmuodosta. Kuviossa esitetään massanäytteen tie ottamisesta suoraan massankuljetusjohtoon, pesun ja mahdollisen seulonnan, kemiallisen analyysin ja optisen määrän-määrityksen kautta viemäriin laskemiseen saakka. Lisäksi siinä esitetään tietojen kerääminen ja tietokoneen käyttö kappa-luvun laskemiseen.Figure 4 shows a flow chart of a fully automated embodiment of the invention. The figure shows the way from the pulp sample directly to the pulp transport line, through washing and possible screening, chemical analysis and optical quantification to the drain. In addition, it presents the collection of data and the use of a computer to calculate the kappa number.

Johtoa 50 myöten kuljetetaan esimerkiksi valkaisematonta massaa suspensiona. Johtoon 50 on kytketty näytteenottolaite 51. Markkinoilla on lukuisia näytteenottolaitteita ja niistä voidaan jokin valita. Näytteen tilavuus riippuu johdossa 50 olevan massan sakeudesta. Tilavuus sovitetaan siten, että reaktioastiaan 52 vietävän massan kuivapaino on noin 1 g. Otettu näyte johdetaan johtoa 53 myöten astiaan 54, jossa massa pestään ja mahdollisesti seulotaan. Puhdasta vettä lisätään astiaan johtoa 55 myöten ja pesussa poistetut ja mahdollisesti seulonnassa poistetut epäpuhtaudet poistuvat astiasta johtoa 56 myöten. Näytteen tilavuutta voidaan tässä vaiheessa haluttaessa helposti korjata. Astiassa 54 tapahtuva pesu ja mahdollinen seulonta on tehtävä tarkasti siten, että mitään pesuhäviöitä (orgaanisia ja epäorgaanisia epäpuhtauksia) ei kulje massanäytteen mukana reaktioastiaan 52.For example, unbleached pulp is transported down line 50 as a suspension. A sampling device 51 is connected to the line 50. There are numerous sampling devices on the market and one of them can be selected. The volume of the sample depends on the consistency of the mass in line 50. The volume is adjusted so that the dry weight of the pulp introduced into the reaction vessel 52 is about 1 g. The sample taken is passed along line 53 to a vessel 54 where the pulp is washed and possibly screened. Pure water is added to the vessel along line 55 and contaminants removed from the wash and possibly removed by screening are removed from line 6 through line 56. The volume of the sample can be easily corrected at this stage if desired. The washing in the vessel 54 and any screening must be done accurately so that no washing losses (organic and inorganic impurities) pass with the pulp sample to the reaction vessel 52.

Pesty ja mahdollisesti seulottu näyte johdetaan johtoa 57 myöten reaktioastiaan 52. Vastaavia, kaliumjodidia varten tarkoitettuja laitteita on merkitty numeroilla 60 ja 61,The washed and possibly screened sample is passed down line 57 to reaction vessel 52. Corresponding equipment for potassium iodide is indicated by the numbers 60 and 61,

IIII

15 76642 kaliumpermanganaattia varten tarkoitettuja numeroilla 6 2 ja 63 ja natriumtiosulfaattia varten tarkoitettuja numeroilla 64 ja 65. Reaktioastiaan 52 upotetulla elektrodiparilla varustettu loppupisteen titrauslaite havaitsee milloin lisätty natriumtiosulfaatti on kuluttanut loppuun kaiken jodin. Loppupistetitraattorin toiminta voidaan rakentaa myös tietokoneen sisään. Kun kemiallinen analyysi on päättynyt, johtoa 67 myöten lisätään vettä tilavuusasteikolla varustettuun reaktioastiaan 52. Massasuspensio johdetaan sen jälkeen johtoa 68 myöten optiseen määränmäärityslaitteeseen 69. Sen jälkeen kun kuitupitoisuus/1 on määritetty, massasuspensio lasketaan viemäriin johtoa 70 myöten.15 76642 for potassium permanganate numbers 6 2 and 63 and for sodium thiosulfate numbers 64 and 65. An end point titrator equipped with a pair of electrodes immersed in the reaction vessel 52 detects when the added sodium thiosulfate has depleted all iodine. The operation of the endpoint titrator can also be built into the computer. When the chemical analysis is complete, water is added down line 67 to a volumetric scale reaction vessel 52. The pulp suspension is then passed down line 68 to an optical quantifier 69. After determining the fiber content / 1, the pulp suspension is drained down line 70.

Massanäytteen koko käsittelyä sen ottamisesta sen viemäriin laskemiseen saakka ligniinipitoisuuden kappalukuna määrittämiseen käytettävää koko laitteistoa ohjataan ohjausyksiköstä 71, johon sisältyy tietokone. Tietokoneen avulla ohjataan kaikkia vaiheita siitä lähtien kun lähetetään signaali, joka ilmaisee, että massanäyte on otettava, siihen saakka, että lähetetään signaali, että valmiiksi analysoitu näyte on laskettava viemäriin. Keksintöä massan ligniinipitoisuuden analyysiin soveltamalla ei ole mahdollista seurata tätä jatkuvasti, vaan kyseessä on aika ajoin tapahtuva ligniini-pitoisuuden määritys. Verrattuna ennestään tunnettuun analyysitekniikkaan, joka perustuu vesiliuoksina olevien kemikaalien lisäämiseen ja titrimetriaan, keksintö kuitenkin merkitsee sitä, että kokonaiskiertoaika näytteen ottamisesta siihen, että tieto kappaluvusta saadaan, huomattavasti lyhenee. Kiertoaika on noin 20 minuuttia. Huomattava osa tästä ajasta, nimittäin 10 minuuttia, kuluu siihen vaiheeseen, joka kestää kaliumpermanganaatin lisäämisestä massan ja kaliumpermanganaatin välisen reaktion keskeyttämiseen kaliumjodi-dia lisäämällä. SCAN-normin mukaan on näin pitkän ajan kuluttava, mutta on täysin mahdollista lyhentää tämä aika esim.The entire processing of the pulp sample from its collection to its discharge to the lignin content as a unit number is controlled by a control unit 71 which includes a computer. The computer is used to control all steps from the sending of the signal indicating that the mass sample must be taken to the sending of the signal that the pre-analyzed sample must be discharged into the sewer. By applying the invention to the analysis of the lignin content of the pulp, it is not possible to monitor this continuously, but to determine the lignin content from time to time. However, compared to the prior art analytical technique based on the addition and titrimetry of chemicals in aqueous solutions, the invention means that the total cycle time from sampling to obtaining the number of pieces is considerably shortened. The cycle time is about 20 minutes. A considerable part of this time, namely 10 minutes, is spent on the step of adding potassium permanganate to stop the reaction between the pulp and potassium permanganate by adding potassium iodide. According to the SCAN standard, such a long time is required, but it is entirely possible to shorten this time e.g.

5 minuutiksi, mikä merkitsee sitä, että kokonaiskiertoaika lyhenee noin 15 minuutiksi. Tämä merkitsee sitä, että mahdollisuudet ohjata massan valmistusprosessin eri vaiheita huomattavasti paranevat, koska eri toimenpiteiden vaikutus mas- 16 76642 san ligniinipitoisuuteen tulee operaattorin tietoon joskaan ei heti, niin verraten lyhyessä ajassa ja erittäin tarkasti.5 minutes, which means that the total cycle time is reduced to about 15 minutes. This means that the possibilities to control the different stages of the pulping process are considerably improved, because the effect of different measures on the lignin content of the pulp comes to the operator's knowledge, although not immediately, in such a relatively short time and with great accuracy.

Keksinnön mukaisen menetelmän edelleen valaisemiseksi seu-raavassa suoritusesimerkissä selitetään laboratoriokokeita toisaalta ennestään tunentun tekniikan mukaan ja toisaalta keksinnön mukaan.In order to further illustrate the method according to the invention, the following embodiment describes laboratory experiments according to the prior art on the one hand and according to the invention on the other hand.

Esimerkki 1Example 1

Sulfaattisellutehtaassa otettiin näytteitä neljästä paikasta, kaksi mäntysellunäytettä ja kaksi koivusellunäytettä. Mänty-sellu otettiin toisaalta välittömästi keittimen jälkeen ja toisaalta sen jälkeen, kun massalle oli suoritettu happi-kaasuvalkaisu. Koivusellu otettiin toisaalta seulomon jälkeen ja ennen ensimmäistä valkaisuvaihetta ja toisaalta ensimmäisen uuttovaiheen jälkeen.At the sulphate pulp mill, samples were taken from four locations, two pine pulp samples and two birch pulp samples. Pine pulp, on the one hand, was taken immediately after the digester and, on the other hand, after the pulp had undergone oxygen-gas bleaching. Birch pulp was taken on the one hand after screening and before the first bleaching step and on the other hand after the first extraction step.

Näytteiden kappaluku määritettiin sekä tunnetun tekniikan mukaan, että käyttämällä esillä olevaa keksintöä.The number of samples was determined both according to the prior art and using the present invention.

Tunnetulla tekniikalla tarkoitetaan tässä modifioitua SCAN-menetelmää (SCAN-C 1:77, liite B). Otettuja näytteitä käsiteltiin seuraavalla tavalla. Välittömästi keittimen jälkeen otettu mäntysellu seulottiin ns. Wennberg-seulassa. Seulonnan jälkeen massa pestiin lisäksi arkkimuotissa ja muodostettiin arkiksi, joka huopautettiin kuivalla imupaperiarkilla siten, että massan sakeus oli noin 30 %. Arkit kuivatettiin sen jälkeen kuivatuskaapissa 105°C:ssa kunnes arkit olivat abs. kuivat. Aikaa kuivatukseen kului 45-60 minuuttia. Kun arkit olivat saavuttaneet abs. kuivuuden, punnittiin nopciasti sopiva näytemäärä, ts. noin 1 g, analyysivaa'alla, 0,001 g tarkkuudella. Sen jälkeen massanäytteet vietiin titrausas-tiaan, jossa kemiallinen analyysi suoritettiin SCAN-normin mukaisesti. Muiden massanäytteiden suhteen meneteltiin samalla tavoin, poikkeuksena vain se, että seulonta jätettiin pois. Kemiallinen analyysi antoi tiedon siitä, kuinka montaThe prior art refers herein to the modified SCAN method (SCAN-C 1:77, Appendix B). The samples taken were processed as follows. The pine pulp taken immediately after the digester was screened in the so-called Wennberg, a sieve. After screening, the pulp was further washed in a sheet mold and formed into a sheet which was felted with a dry sheet of blotting paper so that the consistency of the pulp was about 30%. The sheets were then dried in an oven at 105 ° C until the sheets were abs. dry. Drying time took 45-60 minutes. Once the sheets had reached abs. dryness, a suitable amount of sample, i.e. about 1 g, was weighed rapidly on an analytical balance, to the nearest 0,001 g. The pulp samples were then transferred to a titration vessel where chemical analysis was performed according to the SCAN standard. For other pulp samples, the same procedure was followed, except that screening was omitted. Chemical analysis provided information on how many

IIII

17 76642 ml 0,1-N kaliumpermanganaatit il iuos ta eri näytteet kuluttivat. Jakamalla nämä lukuarvot vastaavilla punnittujen näytteiden painoilla saatiin tieto eri näytteiden kappaluvuista.17 76642 ml of 0.1 N potassium permanganate solution was consumed by various samples. Dividing these numerical values by the corresponding weights of the weighed samples gave information on the piece numbers of the different samples.

Kokeissa, jotka suoritettiin keksinnön mukaisesti, meneteltiin seuraavasti. Otetut massanäytteet pestiin ja muodostettiin arkeiksi edellä selitettyyn tapaan. Mitä välittömästi keittimen jälkeen otettuihin mäntysellunäytteisiin tulee, niille suoritettiin myös seulonta samalla tavoin kuin edellä on selitetty. Tällöin saaduista märistä näytearkeista otettiin arvioitu määrä, noin kolme kertaa kuivanäyte. Näytepalat saatiin repimällä niitä näytearkeista käsin. Puhtaasti käytännössä tämä kävi siten, että laborantti repi näytear-kista irti osan, joka suuruudeltaan oli kerrasta toiseen kutakuinkin yhtä suuri. Koska massan määrä ei ollut kriittinen, oli helppoa vakiinnuttaa rutiini näytepalojen kokoon nähden.The experiments performed according to the invention were carried out as follows. The pulp samples taken were washed and formed into sheets as described above. As for the pine pulp samples taken immediately after the digester, they were also screened in the same manner as described above. An estimated amount, about three times the dry sample, was taken from the wet sample sheets obtained in this case. Sample pieces were obtained by tearing them from the sample sheets. Purely in practice, this was done by the laboratory technician tearing off a portion of the sample sheet that was approximately equal in size from time to time. Because the amount of mass was not critical, it was easy to establish a routine with respect to the size of the sample pieces.

Keksinnön mukaisissa kokeissa käytettiin sitä laitteistoase-telmaa, joka on esitetty kuviossa 1. Edellä mainitut näytepalat pantiin reaktioastiaan 1 ja kemiallinen analyysi suoritettiin täysin SCAN-normin mukaisesti. Mitä kemialliseen analyysiin tulee, todettiin täydellinen yhtäpitävyys molempien koesarjojen välillä. Tämä merkitsee sitä, että molemmissa sarjoissa käytettiin sitä laitteistoa, joka kuviossa 1 on varustettu viitenumeroilla 1, 2, 3, 4, 5 ja 6. Keksinnön mukaisessa koesarjassa massanäytteet siirrettiin reaktioastiasta 1 mittausastiaan 7. Massanäytteet koostuivat suspensiosta, joka sisälsi noin 1 g massakuituja, 400 ml aluksi lisättyä vettä, 50 ml rikkihappoliuosta, 50 ml kaliumpermanganaatti-liuosta, 20 ml kaliumjodidiliuosta, muutamia tippoja tärkke-lysliuosta ja tietyn ml-määrän natriumtiosulfaattiliuosta, joka vaihteli kyseessä olevan massanäytteen ligniinipitoi-suudesta riippuen. Asteikolla varustettuun mitta-astiaan 7 lisättiin johtoa 8 myöten vettä 2 litran tilavuutta osoittavaan merkkiin saakka. Se merkitsee sitä, että kuitupitoisuus suspensiossa oli noin 500 mg/1. Massasuspensio lasket- 18 76642 tiin keräys- ja ilmanpoistoastiaan 10. Pumpulla 11 massasus-pensio pakotettiin kiertämään astiasta 10 pumpun läpi ja johtoa 12 myöten takaisin astiaan 10. Tämän kierrätyksen aikana kuitususpensio kulki optisen mittauslaitteen läpi, jota myy yritys nimeltä Eur-Control nimellä TP2 Laboratory Fibre Analyzer. Tämän mittauslaitteen toimintatapa on esitetty aikaisemmin. Saatuja mittaussignaaleja verrattiin aikaisemmissa kalibrointikokeissa saatuihin mittaussignaaleihin ja siten saatiin tieto kuitupitoisuudesta mg:na/l. Täten saatiin myös tieto analysoidun näytteen määrästä grammoina. Jakamalla kaliumpermanganaatin kulutus ml:na näytteen määrällä grammoissa saatiin massanäytteen kappaluku.The apparatus set up in Figure 1 was used in the experiments according to the invention. The above-mentioned sample pieces were placed in reaction vessel 1 and the chemical analysis was performed in full accordance with the SCAN standard. In terms of chemical analysis, complete agreement was found between the two sets of experiments. This means that in both sets the apparatus indicated by reference numerals 1, 2, 3, 4, 5 and 6 in Figure 1 was used. In the test series according to the invention, the pulp samples were transferred from reaction vessel 1 to measuring vessel 7. The pulp samples consisted of a suspension containing about 1 g of pulp fibers. 400 ml of initially added water, 50 ml of sulfuric acid solution, 50 ml of potassium permanganate solution, 20 ml of potassium iodide solution, a few drops of starch solution and a certain ml of sodium thiosulphate solution, which varied depending on the lignin content of the mass sample in question. To the measuring cup 7 provided with the scale, water was added up to the mark indicating a volume of 2 liters along the line 8. This means that the fiber content of the suspension was about 500 mg / l. The pulp suspension was discharged into a collection and deaeration vessel 10. With pump 11, the pulp suspension was forced to circulate from vessel 10 through the pump and down line 12 back to vessel 10. During this recycling, the fiber suspension passed through an optical measuring device sold by Eur-Control under the name TP2 Laboratory. Fiber Analyzer. The mode of operation of this measuring device has been described previously. The obtained measurement signals were compared with the measurement signals obtained in previous calibration experiments and thus information on the fiber content in mg / l was obtained. Thus, information on the amount of the analyzed sample in grams was also obtained. Dividing the consumption of potassium permanganate in ml by the amount of sample in grams gave the number of pieces in the mass sample.

Saadut tulokset käyvät ilmi kuviosta 5, johon saadut mittaustulokset on merkitty hajontadiagrammaan siten, että täysin SCAN-menetelmän mukaisesti mitatut kappaluvut ovat yhdellä akselilla ja keksinnön mukaista menetelmää käyttäen mitatut kappaluvut toisella akselilla.The results obtained are shown in Fig. 5, in which the obtained measurement results are plotted on a scatterplot so that the kappa numbers measured completely according to the SCAN method are on one axis and the kappa numbers measured using the method according to the invention are on the other axis.

Niin kuin aikaisemmin on mainittu, neljä erilaista massaa analysoitiin molemmilla menetelmillä. Käytettiin seuraavia symboleja: 0 = mäntysellu keittimen jälkeen Δ = mäntysellu happikaasuvalkaisun jälkeen X = koivusellu ennen ensimmäistä valkaisuvaihetta 0 = koivumassa ensimmäisen uuttovaiheen jälkeenAs previously mentioned, four different masses were analyzed by both methods. The following symbols were used: 0 = pine pulp after digester Δ = pine pulp after oxygen gas bleaching X = birch pulp before the first bleaching stage 0 = birch pulp after the first extraction stage

Mittaustulokset on merkitty sillä tavoin, että jos esimerkiksi tietty otettu massanäyte on antanut kappaluvun 30 SCAN-menfetelraän mukaisesti ja 32 keksinnön mukaisella menetelmällä, vedetään ajateltu suora lukuarvosta 30 y-akselilla yhdensuuntaisesti x-akselin kanssa ja toinen ajateltu suora lukuarvosta 32 x-akselilla yhdensuuntaisesti y-akselin kanssa, ja siihen, missä nämä ajatellut suorat leikkaavat toisiaan merkitään piste. Se merkitsee sitä, että jos saadaan tarkkaan samat lukuarvot molemmilla analyysimenetelmillä, niinThe measurement results are marked in such a way that if, for example, a given mass sample has given a kappa number of 30 according to the SCAN menfet roll and 32 according to the method of the invention, a thought line of 30 is drawn on the y-axis parallel to the x-axis and another thought line of 32 on the x-axis with the axis, and where these thought lines intersect are marked with a point. This means that if exactly the same numerical values are obtained by both methods of analysis, then

IIII

19 76642 kaikki pisteet osuvat samalle suoralle, joka lähtee koor-dinaattiakseleiden leikkauspisteestä ja jonka kaltevuus on tarkasti 45°. Kuvioon merkittyjen vertailukokeiden lukumäärä on 63. Mitattujen arvoparien lineaarisessa regressioanalyysissä (joka suoritettiin sillä tavoin kuin on selitetty sivuilla 323 ja 324 kirjassa "Statistical Package for the Social Sciences", toinen painos, julkaissut McGraw-Hill Book Company) osoittautui, että mitattujen lukuarvojen välillä vallitsee seuraava yhteys19 76642 all points coincide with the same line starting from the point of intersection of the coordinate axes and having an inclination of exactly 45 °. The number of comparative experiments plotted in the figure is 63. Linear regression analysis of the measured value pairs (performed as described on pages 323 and 324 in Statistical Package for the Social Sciences, second edition, published by McGraw-Hill Book Company) showed that there was a difference between the measured numerical values. next connection

KappalukuSCAN = 1,07 · kappalukukeksintö , 0,25.Chapter number SCAN = 1.07 · chapter number invention, 0.25.

Eri pinteiden hajonta tämän suoran ympärille on hyvin pieni, mikä käy ilmi siitä, että korrelaatiokerroin r (laskettuna sillä tavoin kuin on selitetty sivuilla 280 ja 281 kirjassa "Statistical Package for the Social Sciences", toinen painos, julkaisija McGraw-Hill Book Company) on 0,999. r:n ihanne-arvo on 1,0, mistä käy ilmi, että saavutettu korrelaatio on yllättävän hyvä.The scatter of the various pinches around this line is very small, as evidenced by the fact that the correlation coefficient r (calculated as explained on pages 280 and 281 in "Statistical Package for the Social Sciences", second edition, published by McGraw-Hill Book Company) is 0.999. The ideal value of r is 1.0, indicating that the correlation achieved is surprisingly good.

Edellä olevasta kaavasta käy ilmi, että keksintöä käyttäen mitatut kappaluvut ovat hiukan pienemmät kuin SCAN-menetel-män mukaan mitatut kappaluvut. Mistä tämä erotus aiheutuu, ei ole selvitetty, mutta se saattaa riippua massanäytteiden erilaisista käsittelyistä. SCAN-menetelmän mukaisissa analyyseissä näytteet kuivatettiin ennen kemiallista analyysiä, korkeassa, 105°C lämpötilassa, kun taas keksinnön mukaisessa menetelmässä näytteitä ei kuivatettu, vaan massa lisättiin reaktioastiaan noin 30 % sakeana. Aikaisemmin tehdyissä 105°C:ssa kuivatettujen ja 40°C:ssa kuivatettujen massojen vertailuissa, jotka molemmat kuivatustavat ovat SCAN-menetelmän mukaiset, on havaittu samanlainen erotus. Verraten nopea kuivatus korkeassa lämpötilassa näyttää tähän mennessä suoritettujen tutkimusten mukaan johtavan suurempaan kappalukuun siihen verrattuna, että massaa ei kuivateta lainkaan tai kuivatetaan hyvin hellävaraisesti.It can be seen from the above formula that the kappa numbers measured using the invention are slightly lower than the kappa numbers measured according to the SCAN method. The source of this difference has not been elucidated, but it may depend on the different treatments of the mass samples. In the analyzes according to the SCAN method, the samples were dried before chemical analysis, at a high temperature of 105 ° C, while in the method according to the invention the samples were not dried, but the pulp was added to the reaction vessel as about 30% thick. A similar difference has been observed in previous comparisons of pulps dried at 105 ° C and pulps dried at 40 ° C, both of which are in accordance with the SCAN method. Relatively rapid drying at high temperatures, according to studies to date, appears to lead to a higher number of pieces compared to no or very gentle drying of the pulp.

20 7664220 76642

Edellä osoitettu täysin SCAN-menetelmän mukaan mitattujen ja keksintöä käyttäen mitattujen kappalukujen välinen hyvä korrelaatio osoittaa, että on mahdollista lyhentää kokonais-käsittelyaikaa massojen kappa-lukua määritettäessä vähintään 40 minuutilla, ylläpitäen hyvä analyysitarkkuus.The good correlation between the total number of pieces measured according to the SCAN method and those measured using the invention shown above shows that it is possible to reduce the total processing time when determining the kappa number of pulps by at least 40 minutes, while maintaining good analytical accuracy.

Esimerkki 2Example 2

Sulfaattimassaa otettiin ulos välittömästi keittimen jälkeen, Massa analysoitiin toisaalta SCAN-menetelmän mukaisesti (kuivattaen massaa 45-60 minuuttia 105°C lämpötilassa) ja toisaalta käyttäen keksinnön mukaista menetelmää, mikä tietää sitä, että massaa ei kuivatettu eikä punnittu ennen kemiallista analyysiä. Otettu massanäyte seulottiin ja pestiin samalla tavoin kuin esimerkin 1 johdannosta käy ilmi. Kymmenen analyysiä suoritettiin kummallakin menetelmällä.The sulphate pulp was taken out immediately after the digester. The pulp was analyzed according to the SCAN method (drying the pulp for 45-60 minutes at 105 ° C) and using the process according to the invention, knowing that the pulp was not dried or weighed before chemical analysis. The pulp sample was screened and washed in the same manner as in the introduction to Example 1. Ten analyzes were performed by both methods.

Saadut mittaustulokset käyvät ilmi taulukosta 1.The measurement results obtained are shown in Table 1.

Taulukko 1table 1

Kappaluku keksinnön Kappaluku SCAN-menetel- mukaan män mukaan 31.5 32,9 31.3 33,2 31.6 33,5 31.4 33,4 31,0 33,5 31.4 33,5 30,8 33,7 31.6 33,6 31.2 33,5 31.3 33,3Part number according to the invention Part number according to the SCAN method 31.5 32.9 31.3 33.2 31.6 33.5 31.4 33.4 31.0 33.5 31.4 33.5 30.8 33.7 31.6 33.6 31.2 33.5 31.3 33.3

Keskiarvo 31,3 33,4The average is 31.3 33.4

Hajonta 0,26 0,23Scatter 0.26 0.23

Hajonta = S on laskettu totunnaiseen tapaan, joka on selitetty esimerkiksi sivulla 184 kirjassa "Statistical Package for the Social Sciences", toinen painos, julkaisija McGraw-Hill Book Company,The standard deviation = S is calculated in the usual way, explained, for example, on page 184 of the "Statistical Package for the Social Sciences", second edition, published by McGraw-Hill Book Company,

IIII

2i 766422i 76642

Niin kuin asianomaisilla menetelmillä mitattujen kappaluku-jen keskiarvosta käy ilmi, saatiin näissäkin kokeissa jonkin verran suurempi lukuarvo keksinnön mukaisella menetelmällä. Lisäksi käy ilmi, että saatujen mittaustulosten hajonta on yllättävän pieni molemmissa menetelmissä.As can be seen from the average of the number of pieces measured by the relevant methods, a somewhat higher numerical value was obtained by the method according to the invention in these experiments as well. In addition, it appears that the scatter of the obtained measurement results is surprisingly small in both methods.

Tämä osoittaa, että keksintöä käyttäen on mahdollista merkitsevästi lyhyemmässä ajassa kuin aikaisemmin on ollut mahdollista, laskettuna massanäytteen ottamisesta kappaluvun laskemiseen, saada tarkka tieto massan ligniinipitoisuudesta, mikä huomattavasti helpottaa eri massanvalmistusvaiheiden ohjausta.This shows that using the invention it is possible to obtain accurate information on the lignin content of the pulp in a significantly shorter time than previously possible, from the sampling of the pulp to the calculation of the lump number, which considerably facilitates the control of the different pulping steps.

Claims

22 76642

1. A method for determining the properties of a pulp, such as lignin content, in which a batch of pulp is taken and analyzed by chemical or physical means, characterized in that the sample is first analyzed and then the exact mass of the analyzed sample is determined. passing all or a portion of the sample to be analyzed in the form of a dilute fiber suspension through an optical measuring device to measure the fiber content.

Method according to claim 1, characterized in that the sample is diluted with a measured amount of water after the analysis and before the optical measurement so that the consistency of the fiber suspension will be less than 5%, preferably 1%.

Method according to claims 1 and 2, characterized in that after the analysis the fiber suspension is introduced into a collection vessel, from which the fiber suspension stream is taken several times and passed through said optical measuring device and then returned to the collection vessel.

Method according to Claims 1 to 3, characterized in that the signal measured as the fiber suspension passes through the optical measuring device is compared with the signals previously measured in calibration experiments to calculate the fiber content in mg of pulp per liter of suspension liquid.

Method according to Claims 1 to 4, characterized in that the mass sample taken is washed and optionally screened before carrying out the analysis.

Method according to Claims 1 to 5, characterized in that the mass sample taken is formed into a uniform mass sheet before the analysis is carried out.

Apparatus for determining the lignin content II 23 7 6 6 4 2 of cellulose pulp samples, characterized on the one hand by means of preliminary chemical analysis, including titration equipment, tanks (3, 4) for chemical solutions, dosing devices (5, 6) for chemical solutions, wires chemical -for transporting solutions which open into the reaction vessel (1) and possibly a device (2) immersed therein for agitating the pulp suspension and, on the other hand, means for determining the weight following the optical path, including a measuring vessel (7) for the pulp suspension, a line (12) and associated pump (11) for repeated recycling of the pulp suspension, maintaining the pulp fibers evenly distributed in the suspension, an optical measuring device (13) through which the circulating pulp suspension passes and comprising a light source, detectors for detecting light passing through the pulp suspension and unit possible wires (9, 8) for transferring the pulp suspension from the measuring vessel to the optical measuring device and for adding water to the measuring vessel, respectively.

Device according to Claim 7, characterized in that the reaction vessel and the measuring vessel are one and the same vessel (17).

Device according to Claims 7 and 8, characterized in that the collecting vessel (10) is arranged between the measuring vessel (7) and the pulp suspension recirculation line (12).

Apparatus according to claims 7-9, characterized in that the titration apparatus consists of an end-point titrator (42) comprising a pair of electrodes (40, 41) immersed in the reaction vessel (28) for detecting a abrupt change in the redox potential.

Device according to Claims 7 to 10, characterized in that it comprises, for fully automatic analysis, a sampling device (51) and then a subsequent device (54) for washing and / or screening the taken pulp suspension, 24 7664 2 lines (53, 57 , 55, 56) for transferring the pulp suspension from the nozzle to the washing device and then further to the measuring and reaction vessel (52) and for transferring the washing liquid to the washing device and transferring the washed material from the washing device and unit (71) for detecting and collecting measurement parameters and final pulp lignin for. Il 25 7 6 6 4 2