JPH05509137A - リグノセルロースパルプの処理のための方法及びこの方法の実施のための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 リグノセルロースパルプの処理のための方法及びこの方法の実施のための装置 製紙のための木片の処理における共通の段階は、化学パルプ形成、例えば木片の アルカリ性硫酸塩加熱処理である通称クラフトプロセスである。天然の木片は約 ３０％リグニンを含み、そして化学加熱処理の終了時にはパルプの中にまだリグ ニン化合物が５％以下で残っている。残留リグニンの強い茶色及びそれがＵＶ光 又は酸化により濃くなる傾向に原因し、色調復帰の傾向を伴わない白色パルプを 得るためにこれは除去されるべきである。硫酸塩加熱処理の後、未漂白クラフト ブラウンストックの多段洗浄が行われている。よく洗ったブラウンストックは次 に酵素調製物により処理されることができ、続いて漂白プラントに搬入する前に 洗浄される。

本発明は未漂白クラフトブラウンストックのこの常用の多段洗浄、それに続く後 続洗浄を伴う酵素処理の改善を含んで成り、これによる改善は、経済性をよくし 且つ処理を促進せしめる改良である。

未漂白クラフトブラウンストックの多段洗浄、それに続く後続洗浄を伴う酵素処 理の後、この茶色は例えば塩素及び／又は二酸化塩素を用いる多段漂白により除 去されうる。限りない環境的配慮に基づき、塩素及び／又は二酸化塩素の投入量 は最小に保つべきであり、この理由のためにクラフト加熱処理パルプの酵素処理 が導入されている０例えばＴｈｅ　Ｔｈ１ｒｄ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　 Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｂｉｏｔｅｃｈｎ。

１ｏｇｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｐｕ１ｐ　ａｎｄ　Ｐａｐｅｒ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　 Ｓｔｏｃｋｈｏｌｍ　（パルプ及び製従って、製紙パルプ形成に関する従来技術 のプロセスの順序は以下の通りである； １）木片のクラフト加熱処理、 ２）未漂白クラフトブラウンストックの多段洗浄、３）洗浄したブラウンストッ クの酵素処理、４）漂白。

本発明は上記のプロセス２）及び３）を含んで成り、そしてこれは以下により詳 しく説明する通り、その改良型である。

現在まで、未漂白クラフトブラウンストックの多段洗浄は図１のフローシートに 示す通りに行われている。図１に示すプロセス段階の他に、酵素段階の前後いづ れかに後続洗浄を伴う酸素脱リグニン段階が含まれうる。加熱処理と漂白セクシ ョンの間に酵素処理が導入されている従来のプロセスはいくつかの重大な欠点、 例えば（１）酵素段階は洗浄段階を含むが、これは大きな投資を意味するユニッ ト操作であること、及び（２）酸性ｐＨ最適性を有する酵素を用いるなら、パル プのｐＨｔＪｉ整が必要とされること、を有している。

従って、本発明の目的は、後続の酵素処理を伴う未漂白ブラウンクラフトストッ クの多段洗浄、洗浄及び漂白を含んで成る、安価な装置を必要とする、又は換言 するならばリグノセルロースパルプの処理に関する従来技術の方法にかかる費用 を下げることを提供する、リグノセルロースバルブの処理に関するプロセスの提 供、並びにこのプロセスの実施のための関連の装置の提供にある。

ここで、もし後続洗浄を伴う酵素処理を完全に撤廃し、そして未漂白クラフトブ ラウンストックの多段洗浄におけるーもしくは複数の単独洗浄ユニットの後に酵 素処理を導入したなら、又は換言すれば、もし酵素処理を多段洗浄において、従 来技術の酵素処理箇所より上流に導入したなら、本発明の目的は、クラフト加熱 処理に由来する不純物の洗い出しのための多段洗浄と酵素処理に由来する残留物 の洗い出しが組合されノこような方法において実現されうろことが見い出せる。

従って、未漂白クラフトブラウンストックの多段洗浄及びキシラナーゼ処理を含 んで成る本発明に従うリグノセルロースバルブの処理のためのプロセスは、クラ フト加熱処理に由来するストック又は−もしくは複数の洗浄ユニットの出口側に 由来する洗浄ストックが収容タンクへと輸送されるような方式において、キシラ ナーゼ処理を従来のキシラナーゼ処理箇所より上流に導入していること、この収 容タンクの上流に直接高いｐＨ活性及び安定性並びに高い熱安定性を有するキシ ラナーゼを添加していること、更には酵素処理ストックをこのプロセスにおける 次の洗浄ユニットに更に通していることの事実を特徴とする。更に、本発明に従 うプロセスに関連して（図２）、別の非塩素漂白段階、例えば酸素脱リグニン段 階又はオゾン段階を酵素段階の前後いづれかに含ませることができる。

図１（従来技術）と図２（本発明）の比較により、本発明が従来技術のプロセス よりも一つ少ない洗浄ユニットを必要としていることが明らかであり、従って本 発明に従うプロセスは本発明の目的を実現する。更に、酵素処理のために用いら れている図１のタンクは通常、クラフト加熱処理と漂白処理プラントの間のバッ フ７−タンクどしても働くため、タンクの中でのパルプの滞留時間は広範囲、例 えば３０分〜２４時開の範囲内で通常変動する０本発明においては、このタンク は洗浄プロセスの一体化部分である。これは酵素処理に関する滞留時間の必要性 のためのみに働き、このことはより簡単な酵素処理時開のコントロールを可能に する。最後に、本発明は排出される洗浄水流とのよりよい関係を提供する６本発 明に従うプロセスにおいて得られる洗浄水の全体量はクラフト加熱処理プロセス のだめの回収システムに終結し、このことは、酵素処理の際に可溶化された全て のものが回収ボイラーの中で焼却され、従って排出流における酵素段階由来のＢ ＯＤ５負荷はなくなるであろう、従来技術のシステムではこのことはない。従来 技術のシステムにおいては、酵素処理後の多段洗浄に由来する洗浄水は通常廃棄 される。本発明に従う酵素処理は更に、水による常用の洗浄よりも、パルプから より多量の加熱処理化学物質を遊離させる。このことは、通常径られるよりも更 に優れた加熱処理化学物質の回収を可能とする。

図２の３つの洗浄ユニットは本発明を限定するものでなく、単なる例である。各 単独ユニットは複数回の洗浄段階を提供することができる。３つの洗浄ユニット により、１．２又は３つの酵素処理ユニットを本発明に関して導入することがで きる；図２には１つの酵素処理ユニットしか示していない。

本発明に関するプロセスにおいて用いられる、高いｐＨ活性及び安定性並びに高 い熱安定性を有するキシラナーゼは、最後の洗浄ユニットの直前に存在している という条件のもとて漂白促進効果を有することが示された。

この漂白促進効果は、酵素処理、それに続（Ｃ／Ｄ−Ｅ漂白の後のパルプの、酵 素を添加していない同一方法により処理したコントロールと比べてのカッパー値 の低下として測定される：　（漂白促進効果−酵素処理バルブのＣ／Ｄ−Ｅ漂白 後のカッパー値−酵素を伴わないで処理したパルプのＣ／Ｄ−Ｅ漂白後のカッパ ー値）。

更に本発明は、本発明に関するプロセスの実施のための装置を含んで成る。本発 明に関する装置は、酵素の導入のための設備を有する配管を有する収容タンクが 第一洗浄ユニットの上流又は最後の洗浄ユニットを除く１もしくは複数の他の洗 浄ユニットの下流に導入されており、ストックを次の洗浄ユニットへと更に輸送 するための配管が傭っており、そして洗浄ユニットの下流にある常用の酵素処理 ユニットが撤廃されている事実を特徴とする。

付属品を有する少なくとも一台の収容タンクが導入されていること、そして本発 明に関する順序の中に導入することのできる付属品を有する収容タンクの最大の 台数は多段洗浄プロセスにおける洗浄ユニットの数に相当することが理解される べきである。

従来技術と比較して、以下の実施例で本発明を説明する。

実施例１ 本発明を説明するためにＰとして表わしている未漂白且つ未洗浄軟材パルプは、 以下の通りに一段洗浄した：バルブＰを新鮮な水により１％ＤＳの稠度となるよ うに希釈し、次いでワイヤースクリーン上で約２０％の稠度となるまで再濃縮し た。洗浄順序は、本実施例にわたって利用した標準の洗浄段階である。

洗浄後のパルプのｐＨは９．７であった。

このバルブサンプルを三等分した。

この−膜洗浄パルプの最初の半分は、酵素添加の前にｐＨを調整することなく、 以下の条件のもとてキシラナーゼ処理した。

温度　＝７０°Ｃ ｐＨ：９．７ 稠度　：１０％ 時　間　：３時間 キシラナーゼ：ストレプトマイシス　オリポクロモゲネス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙ ｃｅｓ　ｏｌｉｖｏｃｈｒｏ＊ｏｇｅｎｅｓ）。

ｉ　９１１０２８３９における実施例６を参照のこと酸素投入量　７５０００　 ＥＸυ／ドライパルプＫｇＥＸＵキシラナーゼ活性単位の定義はＡＦ２９３．９ ／１に示されておリ、これは請求によりＮ０ＶＯＮ０ＲＤＩＳＫ　Ａ／Ｓ、　Ｎ ｏｖｏ　Ａ１１ｅ、　ＤＫ−２８８０Ｂａｇｓｖａｅｒｄ、デンマーク国から入 手できる。

キシラナーゼ段階は以下の通りに実施した。新齢な水の添加によりバルブを所望 の稠度にまで希釈した。酵素溶液を加え、そして強く混合してバルブの中に混ぜ 込んだ０次にこのバルブを湯浴に入れ、残りの処理時間にわたって一定の温度を 保証した。３時間の滞留時間の間はこのバルブを混合しなかった。

酵素段階の後、このバルブを２つの標準的洗浄段階に通した。第一と第二洗浄段 階の間で酵素処理されたこのバルブサンプルは本発明に従って実施されたもので あり、そして以降１ｎｖ１２と呼ぶ。

−膜洗浄バルブの次の半分を別の標準洗浄段階に通した。洗浄後のバルブ懸濁物 のｐＨは８．７であった。

この二段洗浄パルプを、酵素を添加する前にｐＨを調製することなく、以下の条 件のもとて酵素処理した：温度　＝７０°Ｃ ｐＨ：８．７ 稠度　：１０％ 時　間　：３時間 酵　素　：ストレプトマイシス　オリポクロモゲネスＷＯ９１１０２８３９の実 施例６を参照のこと酵素投入量　：　２０００　ＥＸＵ／ドライパルプＫｇ酵素 処理は前述の通りに行った。

酵素段階の後、このバルブを一標準洗浄段階に通した。第二と第三洗浄段階の間 で酵素処理したこのバルブのサンプルは本発明に従って実施されたものであり、 そして以降１ｎｖ２−３と呼ぶ。

関連の従来技術の例示を目的として、バルブＰをまず三標準洗浄段階に通した０ 次に硫酸の添加によりバルブのｐＨを下げ、そして以下の条件のもとで酵素段階 を実施した。

温度　＝５０°Ｃ ｐＨ：６．５ 稠度　：１０％ 時　間　：３時間 酵　素　：パルブザイム（Ｐｕｌｐｚｙｍｅ　（商標））ＨＡ酵素投入量　：　 ２７５　ＦＸＩＩ／ドライパルプＫｇＦＸＵキシラナーゼ活性単位の定義はＡＦ 　２９３．６／１に示されており、これは請求によりＮ０ＶＯＮ０ＲＤＩＳＫ　 Ａ／Ｓ、　Ｎｏｖａ　Ａ１１ｅ、　ＤＫ−２８８０Ｂａｇｓｖａｅｒｄデンマー ク国から入手できる。

酵素処理は前述の通りに行った。

酵素処理の後、このバルブを従来技術に従って更なる標準洗浄段階で洗浄した。

このパルプサンプルは以降、プライヤー（従来）と呼ぶ。

従来技術を例示するために上記の実験を繰り返したが、ただし酵素を加えなかっ た。この実験は、酵素段階がバルブに実際に効果を有することを実施するための コントロールとして働き、そして以降コントロールと呼ぶ。

本実施例において用いたキシラナーゼは、バルブのｐＨと関連づけて、そのｐＨ 最適性に従って選んだ。

酵素処理及び洗浄の後、全ての種類のバルブを同一の二段階漂白順序（Ｄ５０　 Ｃ５０）Ｈに従って漂白した。

漂白は以下の条件のもとで行った： （Ｄ５０　Ｃ５０）： 温度　：５０°Ｃ 稠度　：５％ 時間　：２０分 要約書 従って、製紙バルブ形成に関する従来技術のプロセスの順序は以下の通りである ： １）木片のクラフト加熱処理、 ２）未漂白クラフトブラウンストックの多段洗浄、３）洗浄したブラウンストッ クの酵素処理、４）漂白。

本発明は上記のプロセス２）及び３）を含んで成り、そしてこれは以下により詳 しく説明する通り、その改良型である。

現在まで、未漂白クラフトブラウンストックの多段洗浄は図１のフローシートに 示す通りに行われている０図１に示すプロセス段階の他に、酵素段階の前後いづ れかに後続洗浄を伴う酸素脱リグニン段階が含まれうる。加熱処理と漂白セクシ ョンの間に酵素処理が導入されている従来のプロセスは重大な欠点、例えば（１ ）酵素段階は洗浄段階を含むが、これは大きな投資を意味するユニット操作であ ることを有している。

従って、本発明の目的は、後続の酵素処理を伴う未漂白ブラウンクラフトストッ クの多段洗浄、洗浄及び漂白を含んで成る、安価な装置を必要とする、又は換言 するならばリグノセルロースバルブの処理に関する従来技術の方法にかかる費用 を下げることを提供する、リグノセルロースバルブの処理に関するプロセスの提 供、並びにこのプロセスの実施のための関連の装置の提供にある。

ここで、もし後続洗浄を伴う酵素処理を完全に撤廃し、そして未漂白クラフトブ ラウンストンクの多段洗浄におけ６”（’（７）ブラウンストック洗浄ユニット の間に酵素処理を導入したなら、又は換言すれば、もし酵素処理を多段洗浄にお いて、従来技術の酵素処理箇所より上流に導入したなら、本発明の目的は、クラ フト加熱処理に由来する不純物の洗い出しのための多段洗浄と酵素処理に由来す る残留物の洗い出しが組合されたような方法において実現されうろことが見い出 せる。

従って、未漂白クラフトブラウンストックの多段洗浄、更には高いｐＨ活性及び 安定性並びに高い熱安定性を有するキシラナーゼによる処理を含んで成る本発明 に従うリグノセルロースバルブの処理のためのプロセスは、−もしくは複数の洗 浄ユニットの出口側に由来する洗浄ストックが収容タンクへと輸送されるような 方式において、キシラナーゼ処理を二つのブラウンストック洗浄の間に導入して いること、この収容タンクの上流に直接高いｐＨ活性及び安定性並びに高い熱安 定性を有するこのキシラナーゼを添加していること、更には酵素処理ストックを このプロセスにおける次の洗浄ユニットに更に通していることの事実を特徴とす る。更に、本発明に従うプロセスに関連して（図２）、別の非塩素漂白段階、例 えば酸素脱リグニン段階又はオゾン段階を酵素段階の前後いづれかに含ませるこ とができる。

図１（従来技術）と図２（本発明）の比較により、本発明が従来技術のプロセス よりも一つ少ない洗浄ユニットを必要としていることが明らかであり、従って本 発明に従うプロセスは本発明の目的を実現する。更に、酵素処理のために用いら れている図１のタンクは通常、クラフト加熱処理と漂白処理プラントの間のバッ ファータンクとしても働くため、タンクの中でのバルブの滞留時間は広範囲、例 えば３０分〜２４時間の範囲内で通常変動する１本発明においては、このタンク は洗浄プロセスの一体化部分である。これは酵素処理に関する滞留時間の必要性 のためのみに働き、このことはより簡単な酵素処理時間のコントロールを可能に する。最後に、本発明は排出される洗浄水流とのよりよい関係を提供する０本発 明に従うプロセスにおいて得られる洗浄水の全体量はクラフト加熱処理プロセス のリパルプを所望の稠度にまで希釈した。酵素溶液を加え、そして強く混合して バルブの中に混ぜ込んだ０次にこのバルブを湯浴に入れ、残りの処理時間にわた って一定の温度を保証した。３時間の滞留時間の間はこのバルブを混合しなかっ た。

酵素段階の後、このバルブを２つの標準的洗浄段階に通した。第一と第二洗浄段 階の間で酵素処理されたこのバルブサンプルは本発明に従って実施されたもので あり、そして以降１ｎｖ１２と呼ぶ。

−膜洗浄パルプの次の半分を別の標準洗浄段階に通した。洗浄後のバルブ懸濁物 のｐＨは８．７であった。

この二段洗浄バルブを、酵素を添加する前にｐＨを調製することなく、以下の条 件のもとて酵素処理した：温度　＝７０℃ ｐＨ：ｓ、’ｙ 稠度　：１０％ 時　間　：３時間 酵　素　：ストレプトマイシス　オリボクロモゲネスｗｏ　９ｔ１０２８３９の 実施例６を参照のこと酵素投入量　：　２０００　ＥＸＵ／ドライパルプＫｇ酵 素処理は前述の通りに行った。

酵素段階の後、このバルブを一標準洗浄段階に通した。第二と第三洗浄段階の間 で酵素処理したこのバルブのサンプルは本発明に従って実施されたものであり、 そして以降１ｎｖ２３と呼ぶ。

関連の従来技術の例示を目的として、バルブＰをまず三標準洗浄段階に通した０ 次に硫酸の添加によりバルブのｐＨを下げ、そして、以下の条件のもとて酵素段 階を実施した。

温度　：５０°Ｃ ｐＨｎ６．５ 時　間　：１時間 ＮａＯＨ投人量　ニドライバルブを基礎として４．２重量％稠度　：１０％ 時　間　：３時間 酵　素　：パルブザイム（Ｐｕｌｐｚｙｓｅ　（商標））　ＨＡ酵素投入量　： 　２７５　ＦＸＩＩ／ドライパルプＫｇＦＸＵキシラナーゼ活性単位の定義はＡ Ｆ　２９３．６／１に示されており、これは請求によりＮ０ＶＯＮ０ＲＤＩＳＫ 　Ａ／Ｓ、　Ｎｏｖｏ　Ａ１１ｅ、　ＯＫ−２８８０Ｂａｇｓｖａｅｒｄデンマ ーク国から入手できる。

酵素処理は前述の通りに行った。

酵素処理の後、このバルブを従来技術に従って更なる標準洗浄段階で洗浄した。

このバルブサンプルは以降、プライヤーと呼ぶ。

従来技術を例示するために上記の実験を繰り返したが、ただし酵素を加えなかっ た。この実験は、酵素段階がバルブに実際に効果を有することを実施するための コントロールとして働き、そして以降コントロールと呼ぶ。

本実施例において用いたキシラナーゼは、バルブのｐＨと関連づけて、そのｐＨ 最適性に従って選んだ。

酵素処理及び洗浄の後、全ての種類のバルブを同一の二段階漂白順序（Ｄ５０　 Ｃ５０）Ｈに従って漂白した。

漂白は以下の条件のもとで行った： （Ｄ５０　Ｃ５０）： 温度　：５０°Ｃ 稠度　：５％ 時間　：２０分 活性ＣＬ投入量ニドライバルブを基礎として５．７重量％Ｅ； 温度　：６０°Ｃ 稠度　：１０％ 請求の範囲 漂白後、４種のバルブ全てのカッパー値を測定した。

ｋ−及 （Ｄ５０　Ｃ５０）Ｅ＃自白後バルブのカッパー値カッパー値　デルタカッパー 値％ １、未漂白クラフトブラウンストックの多段洗浄、更には高いｐ［Ｉ活性及び安 定性並びに高い熱安定性を有するキシラナーゼによる処理を含んで成るリグノセ ルロースバルブの処理のための方法であって、１もしくは複数の洗浄ユニットの 出口側に由来する洗浄ストッ国際調査報告 国際調査報告

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．未漂白クラフトブラウンストックの多段洗浄及びキシラナーゼ処理を含んで 成るリグノセルロースパルプの処理のための方法であって、クラフト加熱処理に 由来するストック又は１もしくは複数の洗浄ユニットの出口側に由来する洗浄ス トックが収容タンクヘと輸送されるような方式において、キシラナーゼ処理が従 来技術のキシラナーゼ箇所より上流に導入されていること、この収容タンクに高 いｐＨ活性及び安定性並びに高い熱安定性を有するキシラナーゼが直接添加され ること、そして酵素処理ストックがこの方法における次の洗浄ユニットヘと更に 通されることを特徴とする方法。
2. ２．請求項１に記載の方法を実施するための装置であって、酵素の導入のための 設備を有する配管を有する収容タンクが、第一洗浄ユニットの上流に導入されて いるか、又は最後の洗浄ユニットを除く１もしくは複数の別の洗浄ユニットの下 流に導入されており、次の洗浄タンクヘのストックの更なる輸送のために配管が 備っており、そして洗浄ユニットの下流の常用の酵素処理ユニットが撤廃されて いることを特徴とする装置。