FI81392B - Foerfarande foer framstaellning av cellulosamassa. - Google Patents

Description

1 81392

Menetelmä selluloosamassan valmistamiseksi - Förfarande för framställning av cellulosamassa Tämä keksintö koskee sellaista menetelmää selluloosamassan valmistamiseksi lignoselluloosasta, jossa ligniini poistetaan suuremmassa tai pienemmässä määrin kemiallista tietä, ts. jon-kintyyppisen keittoliuoksen avulla. Esimerkkejä sellaisista massoista ovat sulfiittimassa, sulfaattimassa, polysulfidi-massa, soodamassa ja massat, joissa kemiallinen liuotus muodostaa osan valmistusprosessia, kuten kemimekaaninen massa ja puolikemiallinen massa.

Erilaisissa kemiallisissa liuotusmenetelmissä poistetaan ligniini lignoselluloosamateriaalista, esim. puuhakkeesta, siinä mitassa, joka riippuu osittain kyseessä olevasta menetelmästä ja puulajista ja osittain valmiin massan käyttöalueesta.

Mitä tulee sulfaattimenetelmään, sitä käytetään sekä erittäin että jatkuvana. Lehtipuumassalle on delignifiointiaste eräkei-tossa tavallisesti sellainen, että massalla keiton jälkeen on kappaluku n. 20. Havupuumassalla on vastaava kappaluku tavallisesti n. 30-35. Tämä pätee paperimassan erittäin tapahtuvas-: : sa valmistuksessa. Valmistettaessa paperimassaa jatkuvalla me- : ; netelmällä, pyritään myös tavallisesti saavuttamaan kappalu- vuksi n. 30 keiton lopussa. Kun valmistetaan massaa esim. lai-nerinvalmistukseen käytettäväksi, poistetaan ligniiniä puutavarasta huomattavasti pienemmässä määrin, esim kappalukuun 65-100. Sulfaattimenetelmässä käytetään poikkeuksetta natriumia keittoliuoksen emäksenä.

Sulfiittimenetelmääkin voidaan käyttää erittäin tai jatkuvana. Tavallisin tapa on eräkäyttö. Erona sulfaattimenetelmään voidaan sulfiittimenetelmä suorittaa, paitsi yksivaiheisena, myös kaksi- tai kolmivaiheisena. Yksivaiheista keittoa käytetään, kun valmistetaan pitkälle jalostettuja massoja, kuten esim.

2 81392 liukosellua. Kaksivaiheista keittoa käytetään paperimassan valmistukseen. Delignifiointiaste sulfiittikeitossa on osittain riippuvainen siitä keittoliuoksen emäksestä, jota käytetään. Sulfiittikeitossa käytetään emäksenä natriumia, magnesiumia, ammoniumia tai kalsiumia. Natriumkeitossa liuotetaan puutavara aina esim kappalukuun 6-10 asti. Magnesiumkeitossa ollaan tavallisesti korkeammassa ligniinipitoisuudessa, esim. kappalu-vussa 15 keiton jälkeen.

Eri liuotusmenetelmille on löydetty optimi liuotusaste, ts. liuotetun massan tietty ligniinipitoisuus. Kaikissa liuotusas-teissa pyritään suureen selektiivisyyteen, ts. korkeaan viskositeettiin ja/tai korkeaan saantoon tietyllä ligniinipitoisuu-della. Toinen pyrkimys on, että samalla kun saavutetaan hyväksyttävät laatuominaisuudet, poistetaan liuotuksen aikana niin paljon ligniiniä kuin mahdollista, jotta siten vähennettäisiin ympäristön kannalta haitallisten, esim. klooria sisältävien, valkaisukemikaalien käyttöä.

Tämä keksintö palvelee näitä pyrkimyksiä ja muodostuu selluloosamassan valmistusmenetelmästä, jossa lignoselluloosamateriaa-: : li sekoitetaan keittoliuoksen kanssa ja pannaan reagoimaan (liuotetaan) keittoliuokseen kohotetussa lämpötilassa ja pai-·. neessa, ja keittoliuos erotetaan lignoselluloosaraateriaalista, jolloin menetelmälle on tunnusomaista, että erotetusta keitto-liuoksesta tai osasta siitä poistetaan uitrasuodatuksella suu-rin osa siinä olevista aineista, joiden molekyylipaino ylittää 1500, minkä jälkeen koko käsitelty keittoliuos tai sen osa palautetaan lignoselluloosamateriaalin joukkoon.

On osoittautunut erittäin edulliseksi, jos keittoliuoksesta poistetaan pääosa niistä aineista, joiden molekyylipaino ylittää 2000. Vaikkakin on mahdollista tehdä suurimolekyylis-ten aineiden keittoliuoksesta erottamiskäsittely jo keiton alussa, on osoittautunut edulliseksi suorittaa erottaminen senjälkeen, kun liuotuksen (alkufaasin) aikaiset alkureaktiot V. ovat loppuneet ja massan delignifiointifaasi on alkanut.

3 81392

Keksinnönraukaisella menetelmällä on monia etuja. Esimerkiksi puutavaran ligniinin poistoa voidaan jatkaa kauemmin kuin mitä aiemmin on ollut tavanomaista, ilman, että selektiivisyys huononee. Sitäpaitsi saanto paranee jonkin verran. Kolmas etu on, että keittokemikaalit käytetään paremmin hyödyksi kuin aiemmin tunnetulla tekniikalla, mikä tuo mukanaan vähentyneen keit-tokemikaalien tarpeen tietyn ligniinipitoisuuden saavuttamiseksi massassa.

Kuvassa 1 esitetään keksinnön sovellus eräkeittoon ja kuvassa 2 esitetään keksinnön sovellus jatkuvaan keittoon.

Aluksi kuvataan kuvien 1 ja 2 avulla keksinnön sovellus teollisuuskäyttöön ja senjälkeen seuraa toteutusesimerkki, joka on tehty laboratoriomittakaavaan ja jossa simuloidaan teollista menetelmää.

Kuvassa 1 esitetään eräajoon soveltuva sulfiittikeitin 1. Keit-tokattilan yläpäästä 2 syötetään sisään esim. puuhaketta niin, että keittimessä saavutetaan tietty täyttöaste. Putken 3 kautta tuodaan uusi keittoliuos. Putken 4, pumpun 5 ja putken 6 kautta siirretään keittoliuos laitteeseen 7, joka käsittää j on-kinlaisen membraanin. Senjälkeen keittoliuos kuljetetaan putken 8 kautta lämmönvaihtimeen 9· Tässä lämmönvaihtimessa lämmite-: : tään keittoliuos keittolämpötilaan ja sen lisäksi ylläpidetään keittolämpötila keittämisen päättymiseen asti. Tähän tarvitaan energiaa ja se tuodaan paineenalaisena vesihöyrynä putkea 10 pitkin. Lauhdevesi poistetaan putkea 11 pitkin. Senjälkeen kun keittoliuos on kulkenut läpi lämmönvaihtimen, se viedään putkea 12 pitkin haarautumiskohtaan, jossa se jaetaan kahdeksi virtaukseksi. Toinen keittoliuosvirta syötetään putken 13 kautta keittimen pohjalle 14» kun taas toinen keittoliuosvirta viedään keittimen yläosaan putkea 15 pitkin. Keittimessä tuodaan puuhake ja keittoliuos yhteen ja keittäminen eli liuotus tapahtuu. Keittäminen voidaan jakaa alkufaasiin (initiaalifaasi), 4 81392 massan delignifiointifaas iin ja loppudelignifiointifaasiin. Tavallisesti keittäminen lopetetaan ennenkuin loppudelignifi-ointifaasi on alkanut. Alkufaasissa tapahtuu mm. keittoliuok-sen tunkeutuminen puuhakkeeseen ja keittoliuos laimenee tällöin puuhakkeessa olevalla vedellä. Keiton alussa, ts. initi-aalifaasissa, liukenee tuskin yhtään ligniiniä, vaan ensi . sijassa muut puussa olevat komponentit liukenevat. Kun keittoliuos saavuttaa niin korkean lämpötilan, että initiaalifaasi loppuu, niin varsinainen ligniinin poisto hakkeesta alkaa ns. massan delignifiointifaasissa. Koko keittämisjakson ajan tapahtuu yllä kuvattua keittoliuoksen kierrätystä. Antamalla keit-toliuoksen kulkea laitteen 7 läpi on mahdollista poistaa keit-toliuoksesta puusta liuenneet ainekset ja/tai näiden aineksien hajoamistuotteet ennenkuin liuos kuljetetaan eteenpäin. On osoittautunut edulliseksi poistaa sellaiset aineosat ja/tai näiden aineosien hajoamistuotteet, joiden molekyylipaino ylittää 1500. Erittäin edullista on poistaa sellainen materiaali, jonka molekyylipaino ylittää 2000.

Materiaalin poistaminen voi tapahtua ultrasuodattamalla ja käänteisellä osmoosilla. Molemmissa tapauksissa käytetään membraaneja, joiden läpi keittoliuos pannaan kulkemaan. Mem-braanit jaotellaan rakenteen mukaan tavallisesti neljään tyyp-piin, nimittäin homogeenisiin, asymmetrisiin, yhdistemembraa-: : neihin ja dynaamisiin membraaneihin. Nämä membraanit voidaan järjestää eri tavoin ja niistä syntyy moduleja. Esimerkkejä ·.·. erilaisista modulityypeistä ovat putkimoduli, levymoduli, kierremoduli ja ontelokuitumoduli. Kaikkia näitä modulityyp-pejä voidaan käyttää keksinnönmukaisessa menetelmässä. Putki-raodulia ja levymodulia pidetään kuitenkin parempina. Kuvan 1 laitteessa 7 voi olla esim. putkimoduli, joka on koottu rinnan- ja sarjaankytketyistä putkista, halkaisijaltaan esim. 10-25 mm ja 2-3 m pitkiä, tai levymoduli, joka on koottu peräkkäisistä levyistä. Putkimodulin ollessa kyseessä viedää keittoliuos putkea 6 pitkin putkien sisälle. Putket on sijoitettu kotelon sisään ja pumpun 5 synnyttämällä paineella pääosa li 5 81392 keittoliuosta painetaan membraaneista muodostettujen putkien läpi, ja sitä keittoliuosta nimitetään permeaatiksi ja ympäröivä kotelo kerää sen. Tämä liuos siirretään edelleen lämmitettäväksi lämmönvaihtimeen 9 putkea 8 pitkin. Se osa keittoliuosta, joka ei mene membraaneista muodostuviin putkiin, poistetaan laitteesta 7 putkea 16 pitkin ja sitä nimitetään konsen-traatiksi. Riippuen siitä, minkä tyyppinen membraani sisältyy moduliin, voidaan säädellä, minkä aineiden sallitaan jäävän keittoliuokseen ja mitkä erotetaan. Eri membraanit päästävät läpi aineita, joiden molekyylipaino jää tiettyjen arvojen alapuolelle. Molekyylipaino sellaisenaan ei ole täysin ratkaiseva, vaan myös molekyylin rakenteella on merkitystä. Jos kahdella aineella on sama molekyylipaino ja toinen aine on suoraraken-teinen, kun taas toiseen aineen rakenne on haarautunut (esim. pallomainen), voi hyvin tapahtua, että haarautuneen rakenteen omaava aine kulkee membraanin läpi ja sisältyy permeaattiin, kun taas toinen aine jää konsentraattiin. Riippuen eri membraa-nien kyvystä erottaa aineita, jotka alittavat, vastaavasti ylittävät, tietyn molekyylipainon, ilmaistaan näitä membraane-ja tietyllä tavalla, nimittäin ns. cut-off-arvolla.

Konsentraatti, ts. se osa keittoliuoksesta, joka ei mene läpi membraanien, vaan poistetaan putkea 16 pitkin, sisältää pääasiassa ligniiniainesosia ja/tai niiden hajoamistuotteita. Tätä konsentraattia voidaan käyttää eri tarkoituksiin. Lähin sellainen on konsentraatin vieminen soodapannuun polttamista varten, mikä merkitsee energialisää, koska konsentraatissa on korkea orgaanisen aineksen pitoisuus ja ainoastaan vähäinen epäorgaanisen aineksen pitoisuus. Toinen tapa on kerätä konsentraatti ja mahdollisesti käsitellä se edelleen käytettäväksi jossain muussa tuotannossa kuin selluloosanvalmistuksessa. Konsentraatti, joka erotuksessa saadaan, sopii erityisen hyvin lisäaineeksi esim. betonin, liiman tms. valmistukseen. Sellaisissa tapauksissa kohdistetaan konsentraattiin haihdutus ja ruiskukuivaus.

6 81 392

Koska ensi sijassa ligniiniainescsilla ja/tai niiden hajoamistuotteilla on molekyylipaino yli 1500, ei puuaineesta aloitus-faasissa juurikaan poistu ligniiniä, on parempi, että keitto-liuoksen raembraanisuodatus aloitetaan vasta siinä yhteydessä kun aloitusfaasin reaktiot loppuvat. Tämä voidaan järjestää viemällä yhdysputki putkesta 6 putkeen 8 (ei esitetty kuvioissa). Näissä putkissa olevien venttiilien avulla on helppo ohjata käsittelyä niin, että sekä voidaan täsmällisesti valita optimihetki keittoiiuckseen sisältyvien suurimolekyylis ten aineiden erottamisen aloitukselle, että on mahdollista antaa vain osan kiertävästä keittoliucksesta kulkea erotusiaitteen 7 kautta.

Vaikkakin kemialliselta kannalta katsoen on oikein aloittaa suurimclekyylisten aineiden erottaminen keittoliucksesta vasta sitten, kun tietty keittoaika on kulunut, voi käytännön kannalta olla aiheellista antaa ulosotetun keittoliuosvirtauk-sen kulkea läpi erotusiaitteen 7 heti keiton alusta lähtien. Tässä esitetään, kuinka yksi erotuslaite 7 on yhdistetty keittimen virtauskiertocn. On kuitenkin mahdollista liittää useita keittimiä yhteen ja samaan erotuslaitteeseen. Edelleen on raah-dollista erottaa osa käsitellystä keittoliucksesta, joka vir-···. taa putken 8 läpi, ja syöttää se keittoiiuosvirta toiseen keit timeen lyhyemmän tai pitemmän ajan kuluessa.

• - Aiemmin esitettyjen venttiilien ja ohivirtausputkien avulla on -mahdollista haluttuna ajankohtana keiton aikana kytkeä erotus-laite 7 irti. Normaalitapauksessa halutaan kuitenkin pitää erotuslaite kiertoon kytkettynä keiton loppuun asti. Massan laadun parantamisen kannalta on niin, että suurimolekyylisten ai-neiden keittoliuoksesta erottamisen merkitys lisääntyy keiton edistyessä. Että erotuslaite 7 voidaan kytkeä pois on myös tär- · keää siltä kannalta, että membraanit täytyy tasaisin väliajoin · (ehkä jopa kerran vuorokaudessa) pestä jollakin muulla nesteel- lä kuin keittoliuoksella.

Il 7 81392

Erittäin tapahtuvassa sulfaattikeitossa, esim. koivusulfaatti-massaa valmistettaessa, muodostaa uuden keittoliuoksen tavallisesti poistolipeän ja valkolipeän seos. Tämä poistolipeä voidaan ennen keittolioksen valmistamista panna kulkemaan läpi yllä kuvatun erotuslaitteen. Sulfaattikeittoliuoksen ja muunkin keittoliuoksen valmistuksessa on mahdollista käyttää laimennusnesteenä myös esim. siivilöinti- tai valkaisulaitoksen jätevettä, joka pannaan kulkemaan mainitun erotuslaitteen läpi.

Keksinnön sovellus jatkuvaan sulfaattikeittoon esitetään kuvassa 2. Hakkeen muodossa oleva puumateriaali syötetään putkea 17 pitkin. Valkolipeä tuodaan hakkeen joukkoon putkea 18 pitkin. Hake ja keittoliuos sekoitetaan ja alkureaktiot jatkuvat katkeamatta esi-impregnointiastiassa 19. Syöttölaitteen 20 ja putken 21 kautta syötetään sekoitus keittimen yläosaan 22. Mainittu materiaalinsiirto tapahtuu keittoliuoksen läsnäollessa, joka keittoliuos imetään keittimen yläosaan 22 ja kierrätetään uudelleen syöttölaitteelle 20 ( ei esitetty kuvassa). Höyry tuodaan keittimen yläosaan putkea 23 pitkin. Liuotus jatkuu ja materiaalivirtaus saavuttaa vyöhykkeen 24. Keittimen · kehälle on tuotu suodatinlaite 25, jonka avulla tietty määrä keittoliuosta vedetään pois ja poistetaan putken 26 kautta. Putki 26 on yhdistetty laitteeseen 27 suurimolekyylisten aineiden erottamiseksi keittoliuoksesta. Permeaatti, ts. suurimole-kyylisistä aineista puhdistettu keittoliuos viedään putkea 28 pitkin lämmönvaihtimeen 29· Keittoliuoksen lämpötilan kohotta-misenergia tuodaan höyrynä putken 30 kautta ja lauhdevesi poistetaan putkea 31 pitkin.

Konsentraatti, ts. keittoliuoksesta poistetut suurimolekyyli-set aineet, poistetaan putkea 32 pitkin esim. haihdutuslaitok-seen ja soodapannuun poltettavaksi. Lämpötilan nousun jälkeen palautetaan keittoliuosvirta keittimeen putkea 33 pitkin. Tämä 8 81 392 putki ulottuu alas keittimeen suodatinlaitteen 25 tasolle. Puuhakkeen liuotusta jatketaan, kunnes hake kohtaa suodatinlaitteen 34 pesunesteen. Tässä kohdassa poistetaan poistolipeä ja viedään haihdutukseen ja poltettavaksi putkea 35 pitkin. Puuhake siirtyy edelleen alaspäin pesuvyöhykkeen 36 läpi.

Myös tähän vyöhykkeeseen tuodaan lämpö siten, että liuos vedetään pois suodatinlaitteessa 44 ja putkea 37 pitkin kuljetetaan lämmönvaihtimeen 38 ja takaisin keittimeen putkea 39 pitkin. Energia tuodaan vesihöyrynä putkea Λ0 pitkin ja lauhdevesi poistetaan putkea 41 pitkin. Putken 39 ei-esitetty jatke ulottuu keittimen keskellä alas sen pohjaosaan. Laimennus- ja pesuliu-os tuodaan keittimen pohjalle putkia 42 ja 43 pitkin. Liuotettu hake kuljetetaan syöttölaitteen 45 ja putken 46 kautta edelleen ja siihen kohdistetaan paineenalennus, jolloin hake kuiduttuu selluloosamassaksi.

Myös tässä tapauksessa on parempi vetää yhdysputki erotuslait-teen 27 ohi, ts. putki, joka viedään putkesta 26 putkeen 28. Näissä putkissa olevien venttiilien avulla on mahdollista kytkeä erotuslaite 27 kokonaan pois (esim. puhdistusta varten) tai antaa vain osan ulosotetusta keittoliuosvirrasta kulkea läpi erotuslaitteen 27. Se vaihe jatkuvassa keitossa, jolloin tapahtuu suurimolekyylisten aineiden erotus keittoliuoksesta, on ensi sijassa riippuvainen jatkuvan keittimen rakenteesta. Kuvan 2 mukaisessa keittolaitteessa esitetään vain yksi keitto-kierto. On olemassa keittimiä, joissa on kaksi sellaista kier-- toa. Sellaisissa keittimissä asennetaan kuvassa 2 esitetyn kal tainen erotuslaite mieluimmin ylempään kiertoputkeen. On kuitenkin myös mahdollista asentaa sellainen laite alempaan kier-topiiriin tai käyttää suurimolekyylisten aineiden erotusta molemmissa kiertopiireissä. Eräs lisämuunnos on käyttää yhteistä erotuslaitetta molemmille keittoliuosvirroille.

Esimerkki 1

Laboratoriokoe tehtiin simuloimalla teollista menetelmää. Kokeessa käytettiin tilavuudeltaan 30 1 laboratoriokeitintä, joka li 9 81 392 käsitti sähköisesti lämmitetyn lärapökammion kautta kulkevan kiertoputkiston.

Vertailukeitto tehtiin seuraavalla tavalla. Mär.tyhake (Finns silvestris) ja sulfaattikeittoliuos vietiin keittimeen niin, että saatiin puu/liuossuhteeksi 1:1. Keittoliuoksen sulfidi-pitoisuus oli 355» ja alkalimäärä oli 2.0% efektiivistä alkalia (EA = NaOH + 1/2 Na2S), laskettuna absoluuttisen kuivan puun määrästä. Keitto aloitettiin 80°C:een lämpötilassa ja nosteltiin 150°C: seen nopeudella 1,0°C/min. Lämpötilasta 1$3^0 maksimilämpötilaan 170°C nostettiin keittoliuosta nopeudella 0,2°C/min. Kokonaiskeittoaika oli 205 min.

Keksinnönmukainen koe tehtiin vastaavalla tavalla, mutta sellaisella erotuksella, että pääosa (=10 1) vapaasta keittcliuok-sesta poistettiin kolmena ajankohtana keiton aikana, nimittäin 70, 1 60 ja 195 min kuluttua keiton alusta laskettuna, ja korvattiin keittoliuoksella, josta oli poistettu suurinolekyyli-nen materiaali. Nämä keittoliuokset otettiin jatkuvatoimisesta sulfaattikeittiraestä, joka oli kuvassa 2 esitetyn tyyppinen. Viitaten kuvaan 2, otettiin nämä keittoliuokset seuraavista k chi'- dista: a) keittoliuosta, joka siirtää haketta esi-impre gncir.t i- säiliöstä keittimeen (putki 21), b) keittoliuosta keittokierto-putkesta (putki 26) ja c) keittoliuosta keiton lopusta ^putki k 35). Näytteet näistä keittoliuoksista otettiin kanistereihir • · ja kuljetettiin koelaitoksen mittakaavassa olevan ultrasuodatin- • : yksikön sijaintipaikkaan. Laitteisto muodostui käsittelenättö- ·." män keittoliuoksen säilytysastiasta, suodattimesta keittoliuck- sessa olevien suurempien epäpuhtauksien poistamiseksi, putkista, pumpuista ja kahdesta putkimodulista, jotka sisälsivät ultrasuo-datukseen tarvittavat membraanit. Putkimodulit oli valmistanut Paterson Candy International (Englanti). Toisen modulin cut-;· off-arvo oli 50 000 ja toisen 100 000. Teoriassa tämä merkit see sitä, että aineet, joilla on näitä arvoja korkeampi mole-kyylipaino, poistetaan. Käytännössä on kuitenkin niin, että nämä membraanit erottavat pääosan niistä aineista, joiden mole- 10 81 392 kyylipaino ylittää 10 000 ja myös osan niistä aineista, joilla on vielä alhaisempi molekyylipaino. Selitys tähän on, että membraanin pinnalle syntyy päällyste jonkin ajan kuluttua. Suodattimien erotuskyky osoittautui myös olevan riippuvainen lämpötilasta ja näillä membraaneilla saatiin hyviä tuloksia keittoliuoksen keittoliuoksen lämpötilan ollessa vähintäin 70°C.

Näitä kolmea keittoliuosnäytettä käsiteltäessä pantiin keitto-liuos säilytysastiaan ja kierrätys aloitettiin. Keittoliuos kiersi silloin esisuodattimen ja putkimodulien läpi takaisin säilytysastiaan. Tämä kierto tapahtui n. 2 tunnissa tarkoituksena saavuttaa 70°C:een lämpötila (lämpötilannosto tapahtui pumpputyönä) ja että aiemmin mainittu päällyste membraanin päälle syntyisi. Kahden tunnin kierrättämisen jälkeen otettiin kanistereihin talteen permeaatti, ts. keittoliuos, josta oli poistettu pääosa niistä aineista, joiden molekyylipaino ylitti 10 000. 10 1 vastaavaa keittoliuosta, yllä kuvatulla tavalla käsiteltynä, lisättiin yllä annettuina ajankohtina korvaamaan niitä 10 1 keittoliuosta, jotka otettiin pois laboratoriokeit-timestä.

Kokeista saatiin seuraavat tulokset.

Taulukko I

Massan ominaisuus Vertailukoe Keksinnön- mukainen koe

Kappaluku, SCAN-C 1:59 35,3 34,5

Viskositeetti, dm^/kg, SCAN-C 15:62 1191 1263

Saanto, % käytetystä puusta 47,4 47,3

Kuten käy ilmi, saatiin keksinnönmukaisessa kokeessa massa, jolla referenssimassaan verrattuna on sekä pienempi kappaluku että suurempi viskositeetti. Vaikka kappaluku on 0,8 yksikköä pienempi, laski keksinnön mukaan valmistetun massan saanto vain 0,1$ vertailumassaan verrattuna.

Il 11 81392

Esimerkki 2

Seuraava koe tehtiin tarkoituksena simuloida teollista sulfiit-tikeittoa.

Kaikki kokeet tehtiin teknisellä kuusihakkeella (Picea abies) ja sulfiittitehtaan keittoliuoksella. Hake ja keittoliuos panostettiin laboratoriokeittimeen, jonka tilavuus oli 25 1» ja joka käsitti sähköisesti lämmitetyn tilan kautta kulkevan kiertoput-ken. Hake keitettiin kahdessa vaiheessa ja ensivaiheessa panostettiin pH-arvoltaan 6.3 keittoliuosta Na20:na laskettuna 6% absoluuttisesti kuivan puun määrästä. Puu/keittoliuos-suhde oli 1/4,4 kg/1. Keittoliuos nostettiin 80°C:sta 145°C:een tunnissa. Tätä lämpötilaa pidettiin yllä 3 tuntia. Tämä ensimmäinen vaihe lopetettiin siten, että keittoliuosta poistettiin hakkeen joukosta niin, että saatiin puu/liuossuhteeksi 1/2,7 kg/1.

Senjälkeen vietiin SOg-vettä keittimeen, kunnes puu/liuossuhde oli jälleen 1/4,5. Lämpötila säädettiin 134°0:een ja synnytettiin 700 kPa:n kokonaispaine. Välikaasuuntumisaika oli 0,5 tuntia ja toisen keittovaiheen kesto ole 5,5 tuntia.

Vertailukoe tehtiin aivan ylläkuvatun keittokaavion mukaisesti.

Sen lisäksi tehtiin kaksi keksinnönmukaista koetta. Molemmissa tapauksissa otettiin keittiraestä 5 1 keittoliuosta kun 6,5 ja vastaavasti 8,5 tuntia oli kulunut keittämisen alkamisesta. Keittoliuos poistettiin samoista kohdista kuin teollisessa keitossa ja käsiteltiin samankaltaisessa ultrasuodatinlaitteessa, kuin mitä kuvattiin esimerkissä 1. Ensimmäisessä kokeessa = A käytettiin sellaista membraania, että pääosa niistä aineista, joiden molekyylipaino ylitti 7000, poistettiin, kun taas toisessa kokeessa = B käytettiin sellaista membraania, että poistettiin pääosa niistä aineista, joiden molekyylipaino ylitti 2000. 5 1 näitä liuoksia lisättiin vastaaviin kokeisiin korvauksena sille keittoliuokselle, joka otettiin keittimestä ulos, kun 6,5 ja vastaavasti 8,5 tuntia oli kulunut keiton alkamisesta.

12 81 392

Kokeista saatiin seuraavat tulokset.

Taulukko II

Massan ominaisuus Vertailukoe Keksinnönmu- kainen koe A>7000 B>2000

Kappaluku, SCAN-C 1:59 6,3 5,4 5,0

Viskositeetti, dm^/kg SCAN-C 15:62 1050 1076 1060

Saanto, % käytetystä puusta 52,1 52,0 51,9

Kuten ylläolevista tuloksista ilmenee, johtaa keksinnönmukainen menetelmä parempaan ligniininpoistoon ja parempaan selektiivi-syyteen tavanomaiseen keittoon verrattuna. Kokeessa A, jossa pääosa niistä aineista, joiden molekyylipaino ylitti 7000, poistettiin kaksi kertaa keiton aikana, on kappaluku pienentynyt 0,9 yksikköä vertailukeittoon verrattuna ja kokeessa B, jossa pääosa niistä aineista, joiden molekyylipaino ylitti 2000, poistettiin kaksi kertaa keiton aikana, on kappaluku pienentynyt 0,4 yksikköä lisää. Siitä huolimatta, että keksinnönmukai-sissa kokeissa jatkettiin ligniinin poistoa kauemmin, oli viskositeetti jopa hieman suurempi kuin vertailukeitossa ja saannon pieneneminen oli yllättävän pieni.

Il

Claims (3)

1. Se 1luloosamassan valmistusmenetelmä, jossa lignosel-luloosamassa sekoitetaan keittoliuoksen kanssa ja saatetaan reagoimaan (liuotetaan) keittoliuoksen kanssa korotetussa lämpötilassa ja paineessa ja keittoliuos erotetaan lignosel-1u1oosamateriaa 1ista, tunnettu siitä, että sen jälkeen, kun alkureaktiot (initiaa 1ifaasi) ovat loppuneet ja massan delig-nifiointi on alkanut, erotetusta keittoliuoksesta tai sen osasta ultrasuodattamalla poistetaan pääosa siinä olevista aineista, joiden molekyylipino ylittää 1500, minkä jälkeen koko käsitelty keittoliuos tai sen osa palautetaan lignosel-luloosamateriaa1 in joukkoon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kei11o 1 iuokseeta erotetaan pääosa sellaisista aineista, joiden me1ekyy1ipaino ylittää 2000.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aineet poistetaan kei11o 1iuoksesta ennen kuin keittoliuos lämmitetään kierrätyksen aikana.