FI76845C - Foerfarande foer framstaellning av cellulosamassa och socker ur loevvedsflis. - Google Patents

Foerfarande foer framstaellning av cellulosamassa och socker ur loevvedsflis. Download PDF

Info

Publication number
FI76845C
FI76845C FI874427A FI874427A FI76845C FI 76845 C FI76845 C FI 76845C FI 874427 A FI874427 A FI 874427A FI 874427 A FI874427 A FI 874427A FI 76845 C FI76845 C FI 76845C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
cooking
pulp
formic acid
boiling
organic solvent
Prior art date
Application number
FI874427A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI76845B (fi
FI874427A0 (fi
Inventor
Eero Sakari Avela
Erik Sandell
Arno Avela
Original Assignee
Suomen Sokeri Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suomen Sokeri Oy filed Critical Suomen Sokeri Oy
Priority to FI874427A priority Critical patent/FI76845C/fi
Publication of FI874427A0 publication Critical patent/FI874427A0/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI76845B publication Critical patent/FI76845B/fi
Publication of FI76845C publication Critical patent/FI76845C/fi

Links

Landscapes

  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

1 76845
Menetelmä sellumassan ja sokereiden tuottamiseksi lehti-puuhakkeesta Tämän keksinnön kohteena on menetelmä sellumassan 5 ja/tai sokereiden tuottamiseksi lehtipuuhakkeesta käsittelemällä haketta muurahaishapolla sekä orgaanisella liuottimena, kuten ketonilla tai alkoholilla.
Puumateriaalin uuttoa muurahaishapolla, pinta-aktii-visen aineen läsnäollessa, ovat tutkineet mm. Bucholtz, M.
10 ja Jordan,R. K. (Pulp and Paper, 1983 (September) 102-104) ja Jordan, R.K. (PCT-hakemus US 81/01627). Peroksomuura-haishappoa tai etikkahappoa ovat käyttäneet Poppius, K., Laamanen, L., Sundqvist, J., Wartiovaara, J. ja Kauliomä-ki, S. (Paperi ja Puu 2 (1986) 87-92). Etikkahappo-etyyli-15 asetaattiuuttoa ovat tutkineet mm. Young, R. (Int. Symp.
Wood and Pulping Chem., Vancouver 1985 Proc., 169-172, ja Pulp and Paper, 1986 (February) 33) sekä Haggin, J., C & EN 1986 (January) 25-26). Alkoholeja keittoliuottimina on käytetty mm. APR-menetelmässä (Lora, J. H. ja Azis, S; TAPPI 20 1984 Conference Appleton WI Sept. 30, 215-221) ja MD-mene- telmässä (Baumeister, M ja Edel, E; Das Papier 34 (1980) 10A V9-18 ja FI-patentti 71360). Alkoholi-metallisuola-menetel-mää ovat käyttäneet Paszner, L. ja Chang, P-C.(FI-patentti 71781) .
25 Varjopuolena näissä aikaisemmissa organosolv- menetelmissä on korkea prosessilämpötila (170-240°) ja korkea paine (1000 - 3000 kPa). Vain muurahaishappo- ja peroksohappo-menetelmät toimivat 100°c vaiheilla. Jordanin muurahaishappo-pinta-aktiivinen aine-menetelmää kuvaavan esimerkin mukaan 30 saadaan 60 grammasta (kuiva-ainetta) lehtipuuseosta 42 g massaa, jonka kappaluku on 13, kun uutto suoritetaan puu/neste suhteella 1/10, 100°C lämpötilassa 4 tunnin ajan. Seos sisälsi suuren määrän (40 g) pinta-aktiivista ainetta.
Aikaisemmilla organosolv-menetelmillä on lisäksi se 35 varjopuoli, että liuotinmäärä on hyvin suuri. Suhde puu/liuo-tin on tavallisesti 1/10 - 1/20, mikä johtaa suureen liuo-tinten regenerointitarpeeseen.
Nyt on todettu, että lisäämällä sellun valmistusvaiheeseen ligniiniä liuottavaa orgaanista liuotinta, 2 76845 kuten pienimolekyylistä alifaattista ketonia tai alkoholia, voidaan massan laatua parantaa niin, että saadaan valkaistavaa sellumassaa, joka soveltuu erittäin hyvin paperin valmistukseen. Haluttaessa voidaan ottaa 5 talteen myös ligniini, sekä puusta liuenneet sokerit.
Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan lievissä prosessiolosuhteissa valmistaa hyvänlaatuista ja helposti valkaistavaa sellumassaa. Menetelmässä ei käytetä pinta-aktiivisia aineita eikä hapettimia. Menetelmä soveltuu eri-10 koisesti lehtipuulle, mutta on sovellettavissa kaikkiin lignoselluloosa-materiaaleihin.
Keittoliuokseen lisättäviä orgaanisia liuottimia ovat 3-6 hiiliatomia sisältävät alifaattiset ketonit, erityisesti asetoni, ja 1 - 5 hiiliatomia sisältävät alkoholit, 15 erityisesti metanoli tai etanoli. Muurahaishappo-asetoni-seok-sella keitto suoritetaan edullisimmin lievässä ylipaineessa (150 - 400 kPa) 100-130°C lämpötilassa, jolloin käittoaiKa on 1,5 - 4 tuntia. Keitto voidaan suorittaa myös normaali-paineessa ja 90 - 110°C lämpötilassa, mutta keittoaika on 20 silloin pitempi, noin 5 tuntia.
Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan puusta valmistaa valkaisematonta paperisellua ja/tai sokereita. Prosessi-olosuhteita vaihtelemalla vaikutetaan tuotteiden keskinäisiin suhteisiin. Menetelmässä ei liuoteta tai hydrolysoida sellu-25 loosaa. Kun liuenneita sokereita saadaan talteen olosuhteista riippuen jopa noin 20% puun massasta, on sokereista glukoosia kuitenkin vain alle kymmenesosa.
Keksinnön mukaisella menetelmällä saatava sellu on hyvin helposti valkaistavissa, koska ligniini on liuotettu 30 pois keitossa ja pesuissa. Haluttaessa voidaan ligniini saos-taa liuoksesta lisäämällä siihen vettä. Sokerit taas saadaan talteen vesisuodoksesta. Käytetyt liuottimet otetaan talteen tislaamalla tai ne kierrätetään prosessiin.
3 76845
Menetelmässä keittokemikaalit eivät reagoi kemiallisesti ligniinin kanssa, joten ne voidaan kierrättää tai ottaa talteen. Prosessi on tämän vuoksi helppo toteuttaa jatkuvana vastavirtauuttona. Käytetty keittoliemi voidaan 5 käyttää uudestaan tuoreen hakkeen esikeittoon kyllästymis-pisteeseen saakka, jolloin esikeitetty hake voidaan hyvin helposti ja nopeasti keittää loppuun tuoreella keittoliuok-sella. Jatkuvatoimisessa prosessissa liuotintarve pienenee jopa suhteeseen puu/liuos = 1:1.
10 Seoksen kokonaisvesipitoisuus ei saa olla niin suuri, että ligniini saostuu. Vettä prosessiin tulee teknisistä liuottimista sekä märästä hakkeesta.
Jotta menetelmä toimisi tehokkaasti, tulee koko-naisvesimäärän olla alle 40% liuotinseoksen määrästä, mie-15 luimmin alle 15%.
Prosessivaihtoehtoja
Kuvioissa 1 - 3 on esitetty lohkokaaviot muutamalle erilaiselle prosessivaihtoehdolle. Eri vaiheitten olosuhteet voidaan haluttaessa yhdistellä myös muilla tavoin tavoitelko lusta lopputuloksesta riippuen.
Prosessissa käytetään puunjalostusteollisuuden tavanomaisia laitteita. Prosessi voidaan suorittaa panos-prosessina tai jatkuvana. Prosessivaiheet, eli keitto, kuidutus, suodatus, massan pesu ja liuotinten talteenotto 25 ovat kaikki sinänsä tunnettuja puunjalostusteollisuudessa yleisesti käytettäviä menetelmiä.
4 76845
Vaihtoehto 1, kuvio 1
Muurahaishappo ja liuotin (ketoni tai alkoholi) lisätään hakkeeseen pystyjäähdyttäjällä varustetussa keitti-messä tai paineastiassa. Keitto tapahtuu joko ilmakehän 5 paineessa 70 - 110°C lämpötilassa, tai ylipaineessa 70 - 150°C lämpötilassa. Keitetty massa kuidutetaan (kuumana tai jäähdytettynä) keittoliuoksessa defibraattorilla ja suodatetaan paine- ja tyhjösuotimella sekä pestään ketonilla tai alkoholilla, jolloin saadaan valkaisukelpoista sellumassaa.
10 Keittoliuos voidaan palauttaa seuraavaan keittoon tai yhdistää pesuliuoksiin. Tarvittaessa liuottimet regeneroidaan tislaamalla. Väkevöidystä keittoliuoksesta ligniini saadaan talteen lisäämällä vettä. Sokerit otetaan talteen suodoksesta.
Vaihtoehto 2, kuvio 2 15 Kuten vaihtoehto 1, mutta muurahaishapon ja liuot timen seoksella keitetty massa erotetaan keittoliuoksesta ja kuidutetaan vesi-, asetoni- tai alkoholisuspensiossa.Tämän jälkeen massa erotetaan ja jälkikäsitellään kuten vaihtoehdossa 1. Pääosa sokereista saadaan talteen vesisuodoksesta.
20 Vaihtoehto 3, kuvio 3
Muurahaishappo lisätään hakkeeseen kuten vaihtoehdossa 1, mutta liuotin (ketoni tai alkoholi) vasta alkukeiton jälkeen tai kuidutus-/pesuvaiheessa. Keittomassasta erotettu liuos palautetaan sellaisenaan seuraavaan keittoon tai 25 se regeneroidaan yhdessä pesuliuosten kanssa. Massa kuidutetaan asetonissa tai alkoholissa, tai vedessä, erotetaan keitto-liuoksesta ja pestään ketonilla tai alkoholilla, jolloin saadaan vaaleata valkaistavaa sellumassaa. Ligniini saostuu lisättäessä vettä liuosten väkevöintijäännökseen, ja sokerit saa-30 daan talteen vesisuodoksesta.
5 76845
Keksintöä kuvaillaan tarkemmin seuraavissa esimerkeissä.
Esimerkki 1 (kuvio 2) 25 g (laskettuna kuiva-aineena) ilmakuivattua koivuhaketta 5 käsiteltiin paineastiassa liuotinseoksella, jossa oli 100 ml 85-% muurahaishappoa ja 30 ml asetonia. Lämpötila oli 100°C ja käsittelyaika 4 tuntia. Seoksessa oli vettä noin 12%.
Massa erotettiin keittoliuoksesta ja kuidutettiin vedessä (Top Drive Macerator, Townson & Mercer Ltd). Keittoliuos pa-10 lautettiin seuraavaan keittoon, tai johdettiin väkevöintiin/ regenerointiin. Massa seulottiin ja suodatettiin Biichner-suotimella sekä pestiin useita kertoja. Vaaleanruskeaa sellua saatiin talteen 13,6 g eli 52,5%. Kappaluku oli 51. Yhdistetyt orgaaniset liuokset fraktioitiin tislaamalla. Sii-15 rappimaisesta jäännöksestä ligniini saostettiin lisäämällä vettä. Suodoksen haihdutusjäännöksestä oli ksyloosia 2,5 g eli 9,8% puusta. Muita sokereita oli yhteensä 1,9% puusta, joista glukoosia 0,3%.
Esimerkki 2 (kuvio 1) 20 250 g (laskettuna kuiva-aineena) ilmakuivaa koivuhaketta keitet tiin Parr-paineastiassa liuoksessa, jossa oli 850 ml muurahaishappoa ja 300 ml asetonia 105°C lämpötilassa 138 kPa ylipaineessa 3 tuntia. Massa kuidutettiin keittoliemessä, jonka jälkeen se suodatettiin sekä pestiin asetonilla. Seu-25 lotun massan saanto 136,9 eli 54,8% puusta, kappaluku oli 54. Pentoosisokereita saatiin talteen 15,8 g, joista ksyloosia 12,5 g eli 5,0% puusta.
Esimerkki 3 (kuvio 2) 50 g (laskettuna kuiva-aineena) tuoretta koivuhaketta 30 (kuiva-aine 57%) keitettiin Parr-paineastiassa liuoksessa, jossa oli 170 ml muurahaishappoa ja 50 ml asetonia, 130°C lämpötilassa 2 tuntia 400 kPa paineessa. Massa erotettiin keittoliuoksesta ja kuidutettiin asetonisuspensiossa, jonka jälkeen se suodatettin sekä pestiin asetonilla. Sellusaanto 35 oli 30,3 g eli 60,1% puusta, kappaluku oli 54. Keitto- ja pesuliuoksista saatiin talteen ksyloosia 0,6% puusta.
β 76845
Esimerkki 4 (vertailuesimerkki)
Meneteltiin kuten esimerkissä 3, mutta muurahaishapon sijasta käytettiin etikkahappoa, ja keittoaika oli 3 tuntia. Sellumassan saanto oli 33,4 g eli 66%, ja kappa-5 luku oli 60.
Esimerkki 5 (vertailuesimerkki)
Meneteltiin kuten esimerkissä 3, mutta painetta lisättiin niin, että keitto tapahtui 150°C lämpötilassa 550 kPa paineessa 1,5 tuntia. Saatiin 23,8 g tummaa haurasta 10 sellumassaa, jonka kappaluku oli 70.
Esimerkki 6 (vertailuesimerkki)
Meneteltiin kuten esimerkissä 3, mutta koivuhakkeen sijasta käytettiin mäntypuuta; keitettiin 3,5 tuntia. Saatiin massa, joka oli kovempi ja heikkolaatuisempi kuin koivupuu-15 massa.
Esimerkki 7 (kuvio 3) 50 g kuivattua koivuhaketta keitettiin 170 mlrssa muurahaishappoa 105°C lämpötilassa, 105 kPa paineessa 4 tuntia. Massa erotettiin keittoliemestä ja kuidutettiin asetonisus-20 pensiosta, jonka jälkeen se suodatettiin, sekä pestiin asetonilla ja seulottiin. Menetelmällä saatiin verraten karkeaa massaa 21,5 g eli 43,0% puusta, kappaluku oli 52.
Esimerkki 8 (kuvio 3)
Meneteltiin kuten esimerkissä 7, mutta haketta kei-25 tettiin ensin 2 tuntia muurahaishapossa ja sen jälkeen 2 tuntia muurahaishappo-asetoniseoksessa (170 ml muurahaishappoa ja 30 ml asetonia). Tulos oli samanlainen kuin esimerkissä 7.
Esimerkki 9 (kuvio 2)
Olosuhteet olivat muuten samat kuin esimerkissä 3, 30 mutta keitossa simuloitiin vastavirtauuttoa. Samaa haketta keitettiin kaksi kertaa tuoreessa liuoksessa 1 tunti 105°C lämpötilassa. Massasaanto oli 61,0% puusta ja kappaluku 54.
Kun samaa, 105°C lämpötilassa 3 tuntia paineastiassa keitetystä massasta suodatettua keittoliuosta käytettiin vielä 35 kahden tuoreen koivuhake-erän keittoon, toisessa keitto- erässä 5 tuntia ja kolmannessa 2 tuntia, saatiin kaikkiaan massaa 54,9% puusta, kappaluku oli yhdistetyssä erässä 98. Suhde puu/keittoliuos oli 1:2,2.
7 76845
Esimerkki 10 (kuvio 2) 50 g kuivaa koivuhaketta keitettiin Parr-paine-astiassa liuoksessa, jossa oli 170 ml muurahaishappoa ja 60 ml 96-% etanolia 130°C lämpötilassa 450 kPa paineessa 5 5 tuntia, jonka jälkeen massa käsiteltiin kuten esimerkis sä 2, paitsi että pesuun käytettiin etanolia. Sellusaanto oli 21,6, eli 43,2% puusta, ja kappaluku 74. Ksyloosia saatiin talteen 2,8% puusta.

Claims (10)

1. Menetelmä sellumassan ja sokereiden tuottamiseksi lehtipuuhakkeesta keittämällä muurahaishapossa, 5 tunnettu siitä, että delignifiointia tehostetaan orgaanisen liuottimen avulla.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että orgaaninen liuotin on ketoni tai alkoholi.
3. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keitto suoritetaan normaali-paineessa 70 - 110°C lämpötilassa ja että puun ja keitto-liuoksen suhde on 1:1 - 1:10, edullisesti 1:2 - 1:5, ja orgaanisen liuottimen ja muurahaishapon suhde on keitossa 15 1:10 - 1:1, edullisesti 0,15 - 0,5.
4. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hakkeeseen lisättävän keitto-liuoksen vesipitoisuus on alle 25 paino-%.
5. Patenttivaatimusten 1 ja 2 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että keitto tapahtuu ainakin alkuvaiheessa pelkästään muurahaishapolla, ja vasta keiton myöhemmässä vaiheessa lisätään orgaanista liuotinta, tai suoritetaan käsittely orgaanisella liuottimena keitto-vaiheen jälkeen.
6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keitossa ja/tai keittoa seu-raavissa pesuissa käytetään 1-6 hiiliatomia sisältävää ketonia, edullisesti asetonia, tai 1-5 hiiliatomia sisältävää alkoholia edullisesti metanolia tai etanolia.
7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keitto tapahtuu 80 - 130°C lämpötilassa keittoajän ollessa 1-7 tuntia, edullisesti 2 - 5 tuntia, joko normaalipaineessa tai 100 - 500 kPa:n ylipaineessa.
8. Patenttivaatimusten 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keitetty massa hajotetaan joko keittoliuoksessa, vedessä, ketonissa tai alkoholissa, ja ligniinijäännökset pestään pois ketonilla tai alkoholilla, edullisesti asetonilla tai etanolilla. 76845
8 76845
9. Patenttivaatimusten 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keitto ja/tai pesuliuokset käytetään joko sellaisinaan seuraavaan keittovaiheeseen tai pesuun, tai ne regeneroidaan uudelleen käytettäviksi, 5 jolloin liuoksien sisältämät ligniini ja sokerit saadaan talteen.
10. Patenttivaatimusten 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessi on jatkuvatoiminen. 76845
FI874427A 1987-10-08 1987-10-08 Foerfarande foer framstaellning av cellulosamassa och socker ur loevvedsflis. FI76845C (fi)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI874427A FI76845C (fi) 1987-10-08 1987-10-08 Foerfarande foer framstaellning av cellulosamassa och socker ur loevvedsflis.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI874427A FI76845C (fi) 1987-10-08 1987-10-08 Foerfarande foer framstaellning av cellulosamassa och socker ur loevvedsflis.
FI874427 1987-10-08

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI874427A0 FI874427A0 (fi) 1987-10-08
FI76845B FI76845B (fi) 1988-08-31
FI76845C true FI76845C (fi) 1988-12-12

Family

ID=8525210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI874427A FI76845C (fi) 1987-10-08 1987-10-08 Foerfarande foer framstaellning av cellulosamassa och socker ur loevvedsflis.

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI76845C (fi)

Also Published As

Publication number Publication date
FI76845B (fi) 1988-08-31
FI874427A0 (fi) 1987-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1194282A3 (ru) Способ разложени лигноцеллюлозного материала
JP3348387B2 (ja) ギ酸を添加した酢酸によるパルプの製法
FI103899B (fi) Menetelmä erityisen vaalean massan valmistamiseksi
JP2002541355A (ja) リグノセルロース含有バイオマスの分離方法
JP6723943B2 (ja) キシラン含有物の製造方法
EP1084291B1 (en) Process for producing pulp with a mixture of formic acid and acetic acid as cooking chemical
US7097738B2 (en) Process for producing pulp
US4597830A (en) Method and pulping composition for the selective delignification of lignocellulosic materials with an aqueous amine-alcohol mixture in the presence of a catalyst
GB2209772A (en) Process for pulping lignocellulose-containing material
JPH01221586A (ja) 漂白されたパルプの製造方法
NO128174B (fi)
EP1481124B1 (en) Process for producing furfural, formic acid and acetic acid from spent pulp-cooking liquor
US2166540A (en) Alcoholic treatment of ligneous cellulosic material
US2192202A (en) Pulping process
FI76845C (fi) Foerfarande foer framstaellning av cellulosamassa och socker ur loevvedsflis.
JP7537127B2 (ja) リグニンの洗浄方法および分離方法
RU2042004C1 (ru) Способ получения волокнистого полуфабриката для изготовления бумаг
JP2001089986A (ja) 高沸点有機溶剤の水性溶媒を用いたパルプの製造方法
RU2807731C1 (ru) Способ получения волокнистого полуфабриката
US2118039A (en) Manufacture of cellulose
JP4192566B2 (ja) 高白色度漂白クラフトパルプの製造方法
FI73013B (fi) Foerfarande foer delignifiering av raomaterial innehaollande lignocellulosa.
Ghosh Production of paper grade pulp by organic acid based pulping of wheat straw
SU1133320A1 (ru) Способ отбелки целлюлозы
SU931873A1 (ru) Добавка к варочному раствору при получении целлюлозы щелочной варкой лиственных пород древесины

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: SUOMEN SOKERI OY