JPS61119791A - 有機及び無機蒸解液成分を測定する迅速アナライザによりアルカリパルプ法を制御する方法 - Google Patents

有機及び無機蒸解液成分を測定する迅速アナライザによりアルカリパルプ法を制御する方法

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JPS61119791A
JPS61119791A JP60251830A JP25183085A JPS61119791A JP S61119791 A JPS61119791 A JP S61119791A JP 60251830 A JP60251830 A JP 60251830A JP 25183085 A JP25183085 A JP 25183085A JP S61119791 A JPS61119791 A JP S61119791A
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cooking
analyzer
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control
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JP60251830A
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パヌ・テイツカ
ニルス‐エリク・ビルコラ
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ADOBANSUDO FUORESUTO AUTOM Oy AB
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ADOBANSUDO FUORESUTO AUTOM AB
ADOBANSUDO FUORESUTO AUTOM Oy AB
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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C7/00Digesters
    • D21C7/12Devices for regulating or controlling

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  • Paper (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

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】 本発明け、木材から溶解した成分及び残留無機蒸解薬品
を迅速アナライザ装置によって工程液から測定するよう
にした。アルカリ/4’ルプ法、特に硫酸塩)J?ルゾ
法を制御する方法に関する。
本発明の目的はアルカリパイプ法の蒸解′薬品及び反応
生成物の磯度に対する測定データを、その事実上の進行
に基づいて蒸解を制御するために短い間隔で得る方法を
提供するととであった。
本発明の目的は、工程から採取した少量の試料を正確に
均一な状態を有している別のアナライザ液体流に供給し
、該液体流において試料は拡散の作用下にその中に希釈
された後、流通(flow−through)原理に基
づいて操作される異なった種類の測定デバイスを通って
、正規分布に近い分布の濃度を有するピーク形状ゾーン
として流れる。木材から溶解したリグニンは、リグニン
の紫外線スペクトルの極点(oxtreme  poi
nt )(例えば205nm又は208nm)の波長に
おける紫外線放射の吸収に基づいて測定される。木材か
ら溶解した乾燥物質の全量は差動屈利計(differ
ential refractorneter )によ
って純粋々流れている媒体に対する屈折率の差に基づい
て測定され、残留活性アルカリは伝導度測定によって測
定される。更に、液体流は更なる測定値を得るだめに、
流通原理に基づいて行なわれるいかなる測定も通過する
ことができる。上記した測定からデータを得ることは、
蒸解の始め及びその進行の期間中に測定されたアルカリ
濃度が蒸解の終点に対する目的点を設定するだめの基礎
として使用され、次いで該目的点の到達が観測されそし
て必要に応じて、反応住成物の測定によって訂正される
とそう原理を含む。換言すれば、蒸解け、前方に向けら
れたフィードフォーワード(feed forward
 )制御及び後方に接続すしたフィードバック制御の両
者によって制御される両制御方法は工程配管から行なわ
れる異なる種類の直接の測定値は自動滴定器によって達
成されることが示唆された。本発明の新規性は、本方法
にに従う装置が単一の装置によって且つ1つの且つ同じ
試料から必要なデータを得ることによってすべての制御
方法を組合わせるということにある。
本測定方法は、測定値がゼロ点のいかなる変化からも独
立しているという点で特に有利である。何故ならば、測
定の合間に常にゼロに戻りそして時ルの合間に流れるの
で、測定装置は、全熱汚染を受けない。
現時点では、アルカリ・クルプ法、特に硫酸塩ノ(ルブ
法の制御は、蒸解中に起こるリグニン溶解に対して数学
的モデル、いわゆるH係数(H−fa−ctor)を展
開することが可能になったということに基づいてすり、
該モデルは、刊行文献、レクネン xス(Rekwne
n S)ソユテイラ、イー(Jutila  E)、ジ
ーf −7−q キ、イー(La−hteen  ma
ki 、E )、ロア ノ:−グ、ピー(Lonnba
rg S B )、ビルコラ、エヌーイー、(Virk
ola、N−E)、クラフト蒸解ニオける反応速度の研
究(Exanination  ofreaction
  h、1netics  in  kraftcoo
king )、ノeペリ ャ ブー第26巻(f98[
]):第2号 80−90頁I Paperija  
paw、6211980):2.8O−90)に見られ
る如く、蒸解薬品チャージ、蒸解温度及び蒸解時間を考
慮している。この種のモデルは、蒸解条件並びに木材チ
ップの量及び湿度が既知であるとの条件下に十分に満足
に働く。しかじなから、これは通常はいかなる、単一プ
ラントにおいてもそうはならず、条件はランダムに変動
し、そしてプロセス制御に対して重要な、粗原料、即ち
チップを特徴づける湿度、量及び粒径分布の如き量は現
在の測定技術の可能性を越メーている。蒸解機液から異
なる種類の測定を行なうことによりとの状況を改良しよ
うとする試みがなされた。蒸解薬品又は活性アルカリの
量は、刊行物、ルンドクビスト ジーLundqvis
t、G)、伝導度測定ニヨるアルカリ分析(Alkal
i  analysisby  conduct’1v
ity  measurements )、スベンスク
・ぐベルステイツ)”、第76巻(1972);第9号
(542−527) (5venskPapperst
id  76 (1972):9.524−527)に
開示された方法で、直接に工程配管システムからの伝導
度測定によって、又は米国特許明細書箱4,104,0
28号及び第4,012,197号並びに刊行物、ワリ
ン ソー(Wα1lin。
G)、ルウス、 、xス(Noreus 、  S )
、バッチX11機のコンピュータ制御(Comρutt
trcntrol of batch digeste
rs)、スペンスク パペルステイッ)’、第76巻(
1976)、第9号、529−554頁(5vensk
Papperstid、76 (1976): 9.6
29−554)から知られる蒸解液試料からの自動マイ
クロプロセッサ制御された滴定によって測定された。し
かしながら、直接の伝導度測定の欠点は、工程配管が極
端に汚染される側向かあり、その結果、ゼロ点の滑り、
及びその補償の困難をもたらすことである。滴定器によ
って活性アルカリに関しては相当信頼性のある情報が得
られるが、しかしながら、これは遅く、加うるに、その
最初の段階における工程当91つの点は、アルカリ消費
のプロフィルを表わさなければ、終点の決定の観点から
フォーワード制御のための多分最も重要な基礎を与える
残留アルカリも表わさない。
上記基礎に基づいて木材から溶解したリグニンを測定し
そして蒸解の終点を決定しようと[る試みも父なされた
。特に、クライネルト、ティ、エヌ、 (KIeine
rL、T、N、 )、ジョイス、シー、ニス(Joyc
e、C,S、 )、種々のリグニン及び関連した物質の
短波長紫外線吸収(S I’+ort、  u+ave
lengL1+’ ultraviolet  abs
orption  of  various  l1H
IIins  and  related  !1ub
stances)、硫酸塩パルプ液におけるIVリグニ
ン決定(IV  11gn1n  deLermina
Lion   in   5ulpbaLe   pu
lpin)(1iquor)、パルプ アンド ペーパ
ー マンガン オン カナダ、第58巻(1957):
第11号、147−1521j(Pulp  and 
 1)alll  +nag、 of  Can、 5
8(1957):11,147−152);ウィリアム
ス、ディー、ジエイ、 (WillialIls、り0
.J 、 )、パルプ均一性の制御に対するリグニンの
紫外線吸収特性の応用(1”be  applicat
ion  of  Ll+e  ultraviole
t   absorption   charact、
erisLic   of    li gnin  
to  tl+e  control  of  pu
lp  uniforniLy)、アビタ、第22巻(
1968):第2号、45−52頁(Appita  
22(1968):2.45 52;カバード、アール
(Capart、 R、)、オペセーデクテイ、ケー(
Obu+se  D ecty、 K  )、レ カー
ディナル、シー(Le  Cardinal、G、 )
、デルス、エム(Gelus=M、 )、オンライク 
クラフト パルプ法制御に対する貢献(Contrib
ution  to  on −1ikekraft 
 pulping  conLrol)、アイエ7エー
シーピーアールピ 4 オートメーション(IFACP
 RP  4  automation)、ゲーント、
ベルギー1980.121−128頁(G hent+
 B e1gium1980、p、121−128)に
おいて紫外線放射の吸収が使用された。これらの方法は
、連続的に操作されるので、汚染に対して及び広範な連
続的希釈に対してはなお一層制御点で非常に不利である
技術的困難の理由で、リグニン測定は工程制御においで
は常に利用されるということはなかった。
加うるに、アルカリ濃度及びチップ充填物(chipf
illing)の性質に関する何らの情報なしに単なる
リグニン濃度は終点の決定のための信頼性のある基礎を
与えることはできないという評価を下すことができる。
上記した測定値の併用、及び単一・の装置により且つ1
つの且つ同じ試料から上記の測定を行うことについて何
らの言及もなければ、文献においても見出されていない
本発明は、新規な方法によって及び測定結果の信頼性を
減じる成る前もって遭遇[るファクターの排除によって
上記文献によって述べられた別々の定量を併合し、そし
て同時に、1つの且つ同じ試料から無限の異なる流通測
定が行なわれることを原理的には可能とする。
添付図面を参照して本発明を説明する。
第1図に従えば、工程配管から、例えばポンプ(バッチ
蒸解磯の循環ポンプ又は連続的に操作された蒸解磯の1
サイクルの循環ポンプ)の吐出側1から弁2によって少
量のサンプルを採取し、このサンプルをコンデンサ3で
冷却しそして焼結フィルタ4において 過し、次いで洗
浄弁5の正常の位置を通過してループ射出弁(loop
 −injectionvalue) 6のループ7に
到る。標本(representativeness)
の観点から必要な量のサンプル(1/8管で約50+n
l)がループを通過すると、射出弁6は60 向きを変
えそしてアナライザの別の液体流8(ポンプ又は加圧さ
れた流体容器)がループを通って導かれ、かくしてそれ
により均一な容量(ループは25マイクリツトルである
)のサンプルを採取する。アナライザ液体流(普通は純
粋な水であるが希釈されたアルカリ又はアルカリ性緩衝
液も可能である)中1こおいて、サンプルは艮い毛細管
9(5−6a+φ0 、8 +omテフロン毛V)中何
ら人工的希釈工程なしの拡散作用下に希釈され、そして
希釈されたサンプルゾーンは異なった種類の測定装置:
屈折率の差に基づいてサンプルの乾燥物質含有率を測定
する屈折率又はRT検出器、ヒドルキシルイオンの伝導
度に基づく残留活性アルカリの濃度を測定する伝導度検
出器を通って流れる。
更に、流れは流通原理に基づいて操作される他の測定X
X13、例えばイオン選択性電極、pH電極を通過する
ことができ、そして中和薬品、活性アルカリの添加及び
硫化度はそれにより、反応熱及び伝導度の変化によって
決定される。
雀釈されたサンプルゾーンからの異なる検出器の測定信
号は時間の関数として積分され、即ち、濃度ピークの面
積が11”許され、かくして、アナライザ液体流が標準
速度で走るときサンプルの相対濃度が直接に得られる。
所望により、相対濃度は検量曲線を形成するために、実
験室で分析されたサンプルを走らせることによって、実
際の濃度、例えばg/ に修正することができ。
サンプルゾーンがアナライザにおいて、希釈毛細管中へ
と進んだとき、サンプルラインの洗浄を直ちに開始する
。該弁5はフィルタ4及びコンデンサ3を通して水を」
−流に通しそして洗浄水は弁14を通しで排出される。
本発明に従うアナライザ装置は一ド記の利点をゆうする
:必要とされるサンプル量は少量である(50m1)で
あり、これはこのような少量のサンプルの乾燥物質含有
率は低く、従ってフィルタは簡単な自流洗浄によって容
易に清浄に保つことができるので有利である。ニ1−業
的試験フンにおいては、30mmの直径を有する焼結フ
ィルタは数千の分析にわたり完全に清浄なままであった
文献に述べられた紫外線装置によって必要とされる複雑
な希釈装置は全熱必要ではなり1゜希釈は拡散の作用下
に長い毛細管におし1て自動的に達成される。
測定は測定装置のゼロ点の移動から完全に独立である。
何故ならば、サンプルゾーンにより生じた差のみが測定
され、そして、それが何であれ、測定の合間にゼロ点に
常に戻るからである。
測定装置は殆んど清浄のままである。何故ならば、サン
プルは非常に希釈されでおりそして純粋な測定媒体がサ
ンプルの合間に流れるからである。
すべての測定条件は測定装置の温度及び測定媒体の温度
を−・定に保持することによって正確に一定される。
積分原理によって、装置の操作又は希釈ゾーンの形状の
小さい変動は何らの擾乱も引き起こさない。
12一 実施例1 本発明に従うプラントスケールの硫酸塩バツチパ四◇(
法土蛛側ど()7≧吟、虻力づ1堕コ(牧lΩゴ史」L
」ニ業的硫酸塩バッチ蒸解磯を、蒸解機のカロリメータ
ポンプの吐出側からサンプルを採取することによって1
0分のサンプリング間隔で第1図のアナライザ装置によ
って観測した。蒸解機の容量は180c+a’であり、
木材の種はマツ(pine)であり、アルカリチャージ
は木材の量に基づいて計算して21%であり、硫化度は
30%であり、蒸解温度は170℃であった。第1図の
装置においては、アナライザの流れる流体は純粋な水で
あり、液体流ソース8としてホースポンプが使用され、
流速は41/分であり、サンプループ7の容量は25μ
 であり、拡散希釈毛管9の長さは5ωであり、その直
径は0 、8 mmであった。紫外線検出器10はクナ
ウエルUV/VIS7オトメータ(KnauerU V
 / V I S  P hotometer)であり
、波長は280nmであり、屈折率検出器はフナウェル
作動屈折計(Knauer  Diferential
  Re「ractometer)であり、伝導度検出
器はバイブツク伝導度検出器(Vydac  Cond
uctivity  Detector)であった。検
出器の電気信号は8ピツ)SELMA−マイクロプロセ
ッサ(eiHt+t−bit  SELMA −+++
1croprocessor)及び自己製積分器プログ
ラム(se l f−a+ade  integrat
or  program)によって積分された。この測
定方法によって、1つのサンプルに対する分析時間は約
4分であった。
実施例2 本発明に従うプラントスケールの連続的に繰作された硫
酸塩パルプ化を観測するためのアナライザ1イζ−1i
iii!′Lイリ!、!’It    −□     
 □連続的に操作された硫酸塩蒸解機の異なるサイクル
が観測されたことを除いて方法は実施例1と同様であり
、該サイクルは等比、出て行く黒液、終了及び洗浄であ
った。アナライザは1サイクルから他のサイクルへ移る
ことによって約5分毎にサイクルを採取した。1サイク
ルの分析間隔は20分であった。結果は第6図かられか
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はアルカリ蒸解を観測し且つ制御するためのアナ
ライザ装置を示す。 第2図は蒸解時間の関数としてプラントスケールの硫酸
塩バッチパルプ法の進行を示すIRIであり、曲線Aは
リグニン含有率を表わし、曲線Bは乾燥物質含有率を、
曲線Cは残留アルカリ含有率を示す。 第3A図及び第3B図はアナライザのリグニン測定結果
に基づいて計算したリグニン溶解曲線を示し、該曲線は
パルプ化時間の関数としてのプラントスケールの硫酸塩
パルプ法に関する。 第4A図及び第4B図は実験室で行なわれたアルカリ滴
定の関数としてプラントスケールの硫酸塩バッチパルプ
化からのアナライザにより測定された相対的アルカリ濃
度を示す。 第5図は実験室で行なわれた乾燥物質含有率定厭の関数
としてのプラントスケールの硫酸塩バッチパルプ法にお
けるアナライザにより測定された相対的乾燥物質含有率
を示す。 第6図は、連続的に操作された硫酸塩パルプ法の観測を
示し、曲MDはアルカリ濃度等化サイクルを示し、曲m
Eは出て行く、黒液中のアルカリ濃度を示し、曲線Fは
出て行く黒液中のリグニン濃度を示し、曲+liGは終
了サイクルにおけるリグニン濃度を示し、曲線Hは洗浄
サイクルにおけるリグニン濃度を示し、曲線Jはリグニ
ン濃度等化サイクルを示し、そして曲線には蒸解機から
のパルプのカッパー価を示す。 図において、1・・・ポンプの吐出側、2・・・弁、3
・・・コンデンサ、4・・・焼結フィルタ、5・・・洗
浄弁、6・・・ループ射出弁、7・・・ループ射出弁の
ループ、8・・・アナライザの液体流、9・・・毛細管
、10・・・紫外線検出器、11・・・屈折率検出器、
12・・・伝導度検出器、である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 アルカリパイプ法、特に硫酸塩パルプ法を制御する方法
    において、蒸解機の工程配管からサンプルを採取し、該
    サンプルを蒸解工程の外側に配置されたアナライザの液
    体媒体によって毛細管に供給し、それにより該サンプル
    は自動的に希釈され、しかる後、該サンプルゾーンをそ
    れ自体公知の所望の測定装置に通し、そして蒸解薬品、
    特に蒸解の始めにおける活性アルカリの濃度及び蒸解期
    間中の活性アルカリの消費並びに反応生成物、即ちリグ
    ニン及び乾燥物質の濃度を、不連続的に且つゼロ点から
    独立に、測定し、得られた測定結果に基づいて、蒸解時
    間及び温度並びに工程に供給される活性アルカリの量を
    調節することによって蒸解を制御することを特徴とする
    方法。 2、制御されるべき工程が硫酸塩バッチパルプ法である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、制御されるべき工程が連続的に操作される硫酸塩パ
    ルプ法であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の方法。 4、アナライザの液体媒体が水であることを特徴とする
    特許請求の範囲1−3項の何れかに記載の方法。 5、測定装置として、紫外線検出器、屈折率検出器及び
    伝導度検出器を使用することを使用することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1−3項の何れかに記載の方法。
JP60251830A 1984-11-09 1985-11-09 有機及び無機蒸解液成分を測定する迅速アナライザによりアルカリパルプ法を制御する方法 Pending JPS61119791A (ja)

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WO2015037647A1 (ja) * 2013-09-11 2015-03-19 日本製紙株式会社 溶解クラフトパルプの製造方法

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