JP5357524B2 - 製紙工程におけるスライムコントロール方法 - Google Patents

Description

本発明は、製紙工程においてスライムコントロール剤を効率的に使用するためのスライムコントロール方法に関するものである。

製紙工程においては、一般に白水のような循環水の微生物汚染を防止するため、スライムコントロール剤の添加が行われている。
そして、このスライムコントロール剤としては、例えば水溶性ポリマーの存在下で冷却水中に浸漬した電極に電圧を印加し、水中の塩化物イオンから酸化剤を発生させてスライムコントロール剤としたもの（特許文献１参照）、臭化水素酸、塩化臭素、臭素又は臭化アルカリのような臭素源とアミン類との反応生成物に塩素ガス、次亜塩素酸又はその塩のような酸化剤を添加したのち、アルカリでｐＨを少なくとも１３に調整した安定化臭素溶液（特許文献２参照）、臭化アルカリ又は臭化アルカリ土類金属と、臭素酸アルカリ又は臭素酸アルカリ土類金属の冷却水溶液に、サッカリン、ベンゼンスルホンアミド、尿素、アルキルヒダントインのようなハロゲン安定剤を添加したもの（特許文献３参照）、塩素系酸化剤、スルファミン酸化合物及びアニオン性ポリマー又はホスホン酸化合物を含有するスライム防止用組成物（特許文献４参照）、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の次亜塩素酸塩を安定剤及びアルカリで安定化し、臭化物イオン源を加えた殺生物剤（特許文献５参照）、臭化水素酸又はそのアルカリ土類金属塩と安定剤との混合物に酸化剤を加えた安定化臭素溶液（特許文献６参照）などが知られている。

また、これらのスライムコントロール剤を効率よく利用するための方法として、これまでに、酸化剤とアミン源とを混合することにより生成させた殺生物剤を液体に添加するに当って、酸化剤の所定濃度の希釈液とアミン源の所定濃度の希釈液とを別々に調製し、これらの希釈液を同期的に計量して連続的に管路に供給し、所定の比率で混合することによって、管路内で殺生物剤を形成させながら、直接、管路から被処理液中へ連続的に注入する方法（特許文献７参照）や、酸化性殺菌剤を添加してスライムコントロールする水系において、上記水系の少なくとも１個所における酸化還元電位を連続的又は断続的に測定してその経時的推移を求めるステップと、酸化還元電位が低下傾向になったとき、スライムコントロール効果が不十分であることにより、スライムが形成する状態にあると判定するステップとを含むスライムコントロール方法（特許文献８参照）などが提案されている。

近年、抄紙系におけるスライムコントロール剤を効率的に使用するために、抄紙装置において製紙原料や白水の流れに対し、複数の場所で分散してスライムコントロール剤を投入する方法が一般的に行われるようになってきた。

このような方法においては、スライムコントロール剤の濃度低下を検知し、スライムコントロール剤の添加の指示までのタイムラグ、スライムコントロール剤の添加から、これが原液中に均一に拡散するまでのタイムラグなどがあるため、スライムコントロール剤の不足に適格に対応するのは、実際上、非常に困難であるため、種々の工夫が行われてきた。

例えば、このような適格な対応を行う場合、各添加場所でのスライムコントロール剤の投入量、投入時期を決定するためには、
（イ）各添加位置ごとにスライムコントロール剤の添加条件に対応する濃度を計算する手法、
（ロ）実際にスライムコントロール剤を添加した後の効果を確認し、経験に基づいて調整する手法、
（ハ）処理された水中で拡散後、容易に検知可能な指示薬をスライムコントロール剤と同時に添加し、経時的にサンプルを採取して指示薬の濃度を追跡して、間接的にスライムコントロール剤の濃度を測定する手法、
などが行われているが、これらの手法は煩雑で手間と時間を要する上に、時々刻々に変化する各添加位置ごとの状況変化を正確に判断することは至難の業であり、これらの手法によりシステム管理することは現実的なものとはいえなかった。

特開２００１−３１０１８７号公報（特許請求の範囲その他） 特表２００２−５４０２９７号公報（特許請求の範囲その他） 特表２００２−５４３０４８号公報（特許請求の範囲その他） 国際公開第２００３／９６８１０号パンフレット（請求の範囲その他） 特表２００５−５１９０８９号公報（特許請求の範囲その他） 特表２００４−５３６７６０号公報（特許請求の範囲その他） 特表平１０−５０６８３５号公報（特許請求の範囲その他） 特開２００６−３４６６４０号公報（特許請求の範囲その他）

処理水を循環再利用している抄紙システム系で効率的にスライムコントロールを行うには、最良の効果を発揮させるため、製品の品質に最も影響を与える個所、例えばインレットを含む一次回流系でのスライムコントロール剤の濃度管理が重要であるが、それには、各個所において分散添加しているそれぞれのスライムコントロール剤が所定の個所に到達するまでの時間と濃度を正確に計測し、計測結果に基づき、所定の個所で最も高濃度又は最適な量となるように、複数の添加個所における添加開始時間、添加時間、添加量を調整しなければならない。
本発明は、このような調整を簡単かつ効率的に行う方法を提供するためになされたものである。

本発明者は、種箱、インレット、抄紙機を含む抄紙システム系において、循環再使用される白水に対して、少なくとも種箱及びインレットに設けた注入口から酸化性スライムコントロール剤を添加して有害微生物の発生を抑制するに当り、インレットを含む複数の個所において酸化還元電位を同時に測定し、その変化を同一のレコーダー表示面から直接読み取り、酸化性スライムコントロール剤の添加条件を制御することにより、従来と同じ管理状態を維持しながら、大幅な添加量の削減をはかることができることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、種箱、インレット、抄紙機を直列に連結し、抄紙機から排出された白水を、白水サイロを介して循環させる経路を含む抄紙システム系において、複数の注入口より酸化性スライムコントロール剤を添加して有害微生物の発生を抑制するとともに、インレットを含む複数の個所で酸化還元電位を同時に測定し、その変化を同一レコーダー表示面から直接読み取り、あらかじめ入手しておいた、上記複数の注入口において分散添加している個々の酸化性スライムコントロール剤が所定の個所に到着するまでの時間と濃度の計測結果に基づき、当該個所で最も高濃度又は最適な濃度になるように、各添加注入口における酸化性スライムコントロール剤の添加開始時期、添加時間及び添加量を制御することを特徴とするスライムコントロール方法を提供するものである。

本発明方法において用いるコントロール剤は、所定の位置での濃度を酸化還元電位を測定することにより追跡する必要上、酸化性スライムコントロール剤を用いる。このようなスライムコントロール剤としては、例えば、臭化アンモニウムと次亜塩素酸ナトリウムとの混合物とクロラミン又はブロラミンとの組み合せ、臭化アンモニウムとジメチルヒダントインとの混合物と次亜塩素酸ナトリウムとの組み合せ、硫酸アンモニウムとジメチルヒダントインとの混合物と次亜塩素酸ナトリウムとの組み合せなどを挙げることができる。

次に、添付図面に従って、本発明方法を説明する。図１は本発明方法を適用する抄紙システム系の１例を示す系統図であって、この図において抄紙機は、ワイヤーを用いて抄紙するワイヤーパート１と、そこで漉かれた紙をロールによって押圧して紙に含まれる水分を搾り出すためのプレスパート２から構成されている。種箱３から供給される抄紙原料水は、主経路４を通って、種箱３よりも下流側に設けられた抄紙原料水を真空脱気するためのデキュレータ５に送られ、さらに循環ポンプ６及びスクリーン７及び抄紙原料水を整流するためのインレット８を経て、上記のワイヤーパート１に供給される。

プレスパート２において搾り出された白水は、ドレンパン９で回収され、クーチピット１０を経て、ワイヤーパート１から排出される白水に合流し、白水サイロ１１に集められ、その一部は原料回収部ＰＤＦに送られ、他は循環ポンプ１２により主流路４へ循環される。この原料回収系で回収されたクリヤー水は、クリヤーピットを経て原料希釈水として各種チェストで再利用される。

種箱３から供給される抄紙原料水は、所望に応じ、その前段工程として、ＮＢＫＰチェスト、ＬＢＫＰチェスト、ＴＭＰチェスト、ＤＩＰチェスト、ＢＰチェストなどの各種チェストを経て、混合タンクに集められた後、種箱３へ送られたものを用いることができる。

このように、処理水が循環している系で効率的なスライムコントロールを行うには、効果を最も発揮させたい個所、例えばインレット、ワイヤーパート、白水サイロを含む一次回流系といわれている個所でのスライムコントロール剤の濃度管理が重要であるが、そのため、本発明方法においては、スライムコントロール剤として酸化型スライムコントロール剤を用い、インレットを含む複数の個所で酸化還元電位を測定し、数個所で分散添加している個々のスライムコントロール剤が、当該個所に到達するまでの時間と濃度を正確に計測し、その計測結果に基づき、当該個所で最も高濃度又は最適な濃度になるように、各添加個所における添加開始時刻、添加時間、添加量を調整する。

それには、添加個所に対応した管理個所、及び最も重要な管理個所を含む計測点にＯＲＰセンサーを配置し、複数の計測点の計測結果を同時に１つのレコーダーに表示させながら連続観察することにより、スライムコートロール剤の添加状況をリアルタイムに抄紙工程現場で把握し、所望に応じ、添加個所、添加開始時間、添加量をレコーダー表示から直接読み取ったＯＲＰ挙動とＯＲＰ値から、タイム・アライン管理することが必要である。これにより、作業現場において容易に複数個所の効率的なスライムコントロールを行うことができる。

本発明方法によれば、製紙工程においてスライムコントロール剤を効果的に使用することができ、効率的なスライムコントロールを行うことができる。

以下、実施例により本発明を実施するための最良の形態を説明するが、本発明はこれによりなんら限定されるものではない。

なお、各例における微生物菌数の計測及び酸化還元電位の測定は以下の方法により行った。
（１）微生物菌数の計測
スライムコントロール剤の添加直前及びスライムコントロール剤を添加後、インレットでの酸化還元電位が極大値を示した時点で、白水サイロ、シールピットにおいて、それぞれ試料１ｍｌを採取し、ＳＣＤ寒天培地と混合し４８時間培養したのち、コロニー数を計測し、生菌数（ＣＦＵ／ｍｌ）とした。

（２）酸化還元電位
白水サイロ、シールピット及びインレットにおいて、酸化還元電位測定装置（株式会社堀場製作所製、製品記号Ｆ−１６型）を白水中に浸漬し、それぞれの酸化還元電位を測定した。

図１に示すシステム系のシールピット（Ｂ）にスライムコントロール剤として、２，２‐ジブロモ‐３‐ニトリロプロピオンアミドを６４０ｇ／分の割合で１７分間添加し、２時間経過後、白水サイロ（Ａ）に同じスライムコントロール剤を６４０ｇ／分で５分間添加した。この操作を３回繰り返し、白水サイロ（Ａ）、シールピット（Ｂ）及びインレット（Ｃ）における酸化還元電位の変化を１２時間にわたって測定した。
この結果を図２、図３及び図４に示す。図２は、添加個所（Ａ）、（Ｂ）への単独又は交互添加における１２時間連続して測定した場合、図３はシールピットでの単独添加の場合（インレットＯＲＰピーク２６２ｍＶ）、図４は、白水サイロ単独添加の場合（インレットＯＲＰピーク３４２ｍＶ）のグラフである。

次に、インレットにおける酸化還元電位ピークが極大となる時間から、シールピット（Ｂ）にスライムコントロール剤を添加開始２１分後に白水サイロ（Ａ）にスライムコントロール剤の添加を開始することを４時間間隔で３回行い、インレットでの酸化還元電位の測定と微生物菌数の計測を行った。その結果を図５、図６及び表１に示す。

これらの結果から、スライムコントロール剤の添加個所、添加時間をコントロールすることにより、単独添加又は添加時間などのコントロールなしで添加した場合に比べ、殺菌効果が高くなっていることが分かる。また、この例においては、図７に示されるように、使用するスライムコントロール剤が同一であれば、殺菌率と計測した酸化還元電位との関係は正の相関にあることが分かる。このことにより、酸化還元電位を４００ｍＶ以上にコントロールすることが効率を高めることが分かる。従来の単独添加又は添加時間などをコントロールした場合は、４００ｍＶ以上とすることは困難である。

製紙工程におけるスライムコントロールを効率よく行うことができるので、製紙産業に広く利用することができる。

本発明方法における抄紙システム系の１例を示す系統図。 実施例１における２個所の添加個所への単独・交互添加の場合に計測されたＯＲＰの変化を示すグラフ。 実施例１におけるインレットでの単独添加の場合に計測されたＯＲＰの変化を示すグラフ。 実施例１における白水サイロでの単独添加への場合に計測されたＯＲＰの変化を示すグラフ。 実施例１における添加個所（Ａ）、（Ｂ）へのタイムアライン添加の場合に計測されたＯＲＰの１２時間の変化を示すグラフ。 実施例１における添加個所（Ａ）、（Ｂ）への３５分間後タイムアライン添加の場合に計測されたＯＲＰの変化を示すグラフ。 ＯＲＰと殺菌力の相関関係を示すグラフ。

符号の説明

１ ワイヤーパート
２ プレスパート
３ 種箱
４ 主経路
５ デキュレータ
６ 循環ポンプ
７ スクリーン
８ インレット
９ ドレンパン
１０ クーチピット
１１ 白水サイロ
１２ 循環ポンプ

Claims (4)

1. 種箱、インレット、抄紙機を直列に連結し、抄紙機から排出された白水を、白水サイロを介して循環させる経路を含む抄紙システム系において、複数の注入口より酸化性スライムコントロール剤を添加して有害微生物の発生を抑制するとともに、インレットを含む複数の個所で酸化還元電位を同時に測定し、その変化を同一レコーダー表示面から直接読み取り、あらかじめ入手しておいた、上記複数の注入口において分散添加している個々の酸化性スライムコントロール剤が所定の一次回流系個所に到着するまでの時間と濃度の計測結果に基づき、当該一次回流系個所で最も高濃度又は最適な濃度になるように、各添加注入口における酸化性スライムコントロール剤の添加開始時期、添加時間及び添加量を制御することを特徴とするスライムコントロール方法。
2. 前記一次回流系個所がインレット、ワイヤーパートまたは白水サイロである請求項１記載のスライムコントロール方法。
3. 前記一次回流系個所がインレットである請求項２記載のスライムコントロール方法。
4. 前記一次回流系個所の酸化還元電位が４００ｍＶ以上になるように制御する請求項１〜３のいずれか一項記載のスライムコントロール方法。

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