JPS6128093A - 急速フルフラ−ル分析による亜硫酸塩パルプ化および加水分解プロセスのコントロ−ル方法 - Google Patents

急速フルフラ−ル分析による亜硫酸塩パルプ化および加水分解プロセスのコントロ−ル方法

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JPS6128093A
JPS6128093A JP60133922A JP13392285A JPS6128093A JP S6128093 A JPS6128093 A JP S6128093A JP 60133922 A JP60133922 A JP 60133922A JP 13392285 A JP13392285 A JP 13392285A JP S6128093 A JPS6128093 A JP S6128093A
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JP
Japan
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furfural
resin
concentration
cooking
cation exchange
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JP60133922A
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English (en)
Inventor
パヌ・テイツカ
ニルス―エリク・ビルコラ
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ADOBANSUDO FUORESUTO AUTOM AB
ADOBANSUDO FUORESUTO AUTOM Oy AB
Original Assignee
ADOBANSUDO FUORESUTO AUTOM AB
ADOBANSUDO FUORESUTO AUTOM Oy AB
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • 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

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)
  • Furan Compounds (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (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】 本発明は、プロセス液体中のフルフラールの濃度を急速
に測定でき、得られる情報をオンライン・プロセスのコ
ントロールに使用する方法に関する。
酸性亜硫酸塩パルプ化において、蒸煮酸中のいわゆる結
合二酸化イオウすなわち、蒸煮アルカリ(Nα、Cα、
−M 171 NH4)へ結合したイオウの濃度は、き
わめて重要であり、酸の分析のように、蒸煮陽イオンの
量の尺度としてこうして同時に作用する。蒸解において
結合二酸化イオウの量が不十分であるとき、蒸解の間に
形成される強く酸性のりグツスルホン酸は溶液中の蒸煮
陽イオンのそれらの塩類の形成において生ずることがで
きず、遊離のスルホン酸類が形成し、これらのスルホン
酸類はリグニンを縮合させかつセルロースを切り!し、
こうしてそれが使用されるようにするので、蒸煮物を急
速に破壊する。いわゆる黒色蒸煮物(blαck co
ok )が形成し、これによシ木材は破壊されるであろ
う。現代の技術によシ、蒸解プロセスの間の黒色蒸煮物
を予測することは不可能であるが、取られ唯一の予防は
困難が生じ々いように良好な蒸煮酸を作るように努める
ことである。しかしながら、黒色蒸煮物の危険は、蒸解
器に高密度の木材、例えば、ブナ材が充填されていると
き、常に存在する。黒色蒸煮物は蒸煮液の吸収の不足ま
たは過度に高い温度からまた生じうる。
黒色蒸煮物を観測する帷−の方法は蒸煮液のタール様の
黒い色であり、それは損害がすでに起こった後にのみ見
ることができる。
亜硫酸パルプ化をコントロールすることに関すると、フ
ルフラール濃度の増加を観測することにより、黒色蒸煮
物の形成の警告を蒸煮物の急速な破壊前の約100公租
度に早く得ることができることを今回発見した。これは
木材の多糖類から切り離された増糖類のフルフラールへ
の転化を、遊離リグノスルホン酸によシ・母ルプ化液中
に解放されるゾロトンが触媒するという事実による。こ
うして、有機化学フルフラール分析により、消費および
無機あ蒸煮性薬品部分が十分であろうことを観測するこ
とが可能である。警告が受は取られたとき、蒸煮条件を
変更することができ、あるいけ高い結合二酸化イオウ濃
度を有する新しい蒸煮酸を加えることができ、前記酸は
酸の生成において常に入手できる。蒸煮の「節約」は、
黒色蒸煮物の最終生成物をそれ以上利用できないので、
非常に経済的に重要である。
亜硫酸パルプ化をコントロールする本発明による方法は
、陽イオン交換物質を充填し九カラム中に含有されるフ
ルフラールおよび5−ヒドロキシメチルフルフラールを
他のUVr!IL収化合物から分離し、1、陽イオン交
換物質はスチレンジビニルベンゼン樹脂であシ、官能性
イオウ化性基はスルホン酸基であり、前記樹脂の粒度は
100〜200メツシユオたけ200〜400メツシユ
であり、そして架橋度はフルフラールおよび5−ヒドロ
キシメチルフルフラールの吸収分離に適当であり、すな
わち、前記樹脂は4〜5%のジビニルベンゼンを含有し
、そして前記排除カラムから出る液体の流れからの濃度
の測定をUV法により280 nmの波長において実施
し、そして蒸煮温度を得られる測定結果に基づいてそれ
自体既知の方法によシ調節するか、あるいは大量の結合
二酸化イオウを含有する新しい蒸煮酸を添加することを
特徴とする。
蒸煮液試料からのフルフラールの分離は、フルフラール
と陽イオン交換樹脂の分子の主鎖との間の吸収プロセス
に基づき、前記プロセスは、樹脂の架橋度が4%のジビ
ニルベンゼンでちるトキ、すなわち、いわゆる×4樹脂
であるとき、とくに有用である。他の架橋度、2および
89gのジビニルベンゼンは適切な分析を提供しない:
フルフラールのゾーンは分析すべき他の蒸煮成分を包含
しないか、あるいはそれは遅過ぎ、−一りの形状が劣る
プロセスのコントロールにフルフラール濃度の急速な測
定を使用することに関する文献は発見されなかった。
本発明において、フルフラールの濃度は蒸煮液を分析す
る装置によシ測定された。前記装置はフィンランド国特
許出願第823.574号および同第834,870号
中に開示されている。
前述の%P出願に従う発明と組み合わせて本発明を使用
することはとくに有利である。前記方法により、亜硫酸
塩バルブ化のコントロールの最悪の欠点は軽減されうる
。すなわち、全二酸化イオウまたは蒸煮薬品の濃度につ
いて、蒸解反応の結果として木材から溶解されるリグニ
ンの濃度について、および吸収速度について情報が得ら
れる。
その上、蒸煮物の起こりうる破壊、すなわち、有用でな
い黒色蒸煮物についての警告が得られる。
同様な種類の観測およびコントロールはまた加水分解法
においてきわめて有用であり、ここで加水分解を触媒す
るプロトンは単糖類のフルフラールへの転化にまた影響
を及ぼす。加水分解の強さ、ならびにフルフラールの形
成は、酸濃度および加水分解温度に基づいて決定される
ので、フルフラールの形成、すなわち、その濃度の増加
は加水分解の強さおよび進行の尺度である。予備加水分
解硫酸塩パルプ化プロセスにおいてことに有用であシ、
ここでキシランが木材から予備加水分解においてキシロ
ースの形で除去され、その後加水分解された木材は硫酸
塩法により高品質の溶解ノ(ルプに蒸煮される。この方
法において、予備加水分解の強さは高過ぎてはならない
。なぜなら、そうでないと、木材、とくにリグニンは損
傷され、それ以上パルプ化されえないからでちる。前記
損傷は、結合SO,が少な過ぎる(rlLn 5hor
t)場合、亜硫酸塩の蒸解プロセスにおいて生ずるもの
に類似する。こうして、予備加水分解は1つのフルフラ
ールの測定により最適な最終生成物が得られるようにコ
ントロールされうる。
先行技術は、プロセスの化学に基づく測定により予備加
水分解をコントロールする方法を開示していない。
加水分解プロセスをコントロールする本発明による方法
は、陽イオン交換物質を充填したカラム中に含有される
フルフラールおよび5−ヒドロキシメチルフルフラール
を他のUV吸収化合物から分離し、1、陽イオン交換物
質はスチレンジビニルベンゼン樹脂でおり、官能性イオ
ン化性基はスルホン酸基であり、前記樹脂の粒度は10
0〜200メツシユまたは200〜400メツシユであ
り、そして架橋度はフルフラールおよび5−ヒドロキシ
メチルフルフラールの吸収分離に適当であり、すなわち
、前記樹脂4〜5%のジビニルベンゼンを含有し、そし
て前記排除(ex−clusiox)カラムから出る液
体の流れからの前記2つの基の濃度の測定をUV法によ
り2flO1Lmの波長において実施し、そして得られ
る測定結果に基づいて加水分解をいつ停止しなければな
らないかを決定することを特徴とする。
さらに、本発明によると、他の方法では糖の形成により
オンラインの技術によっては不可能である、従来の木材
加水分解の進行を観測することも可能である。また、フ
ルフラールが高温において木材から生成されるフルフラ
ールのプラントにおいて本発明による方法を使用するこ
とは明らかである。
実施例1 蒸煮の最終段階からの30μlの亜硫酸カルシウム蒸煮
液を直径10mおよび長さ21ぼのイオン排除カラム(
ion exclusion column))中に導
入し、前記カラムのイオン排除物質Cα11造形(sh
apgd)バイオ・ラド(Bio−Rad) A に 
50 F×4の200〜400メツシユの陽イオン交換
樹脂であり、そしてこのカラムを純粋ガ気体不含水で3
.6 ml 7分および60℃の温度において溶離した
。フルフラールの濃度はカナパー(Knαυer) U
Vフイルタープコトメーター(filterpkoto
meter)と呼ばれる装置および検出器として貫流0
.4 mキュベラ) (cuvette)を用いて決定
し、そして測定を280 nmの波長において実施する
。得られる測定の曲線を第1図に示す。この第1図にお
いて、UV、はりグツスルホン酸塩であり、UV2は合
計の二酸化イオウであり、第3の吸収ゾーンUV。
はパルプ化液試料のフルフラールである。
この分析の濃度の結果は、自動積分器によシ濃度のゾー
ンの表面積を時間に関して積分することにより得た。第
2図は、秤量したフルフラールの標準により生成される
検量曲線を示す。この曲線は完全に直線であり、こうし
てこの分析の使用可能性を提供する。
実施例2 蒸煮酸中の結合二酸化イオウの量のみを変更した同一の
亜硫酸塩蒸煮物を、201容の強制循環蒸解器内で蒸煮
した。フルフラールの濃度を、フィンランド国特許出願
第823,574号中に開示されている自動分析器によ
り、20分毎に観測した。第3図に、曲線と正常の蒸煮
および黒色の蒸煮が起こる区域を示す。第3図から明ら
かなように、低い濃度の結合SO2はフルフラールの濃
度を急速に増加させ、そしてこのプロセスはすでに24
0分の蒸煮時間で開始する。それゆえ、蒸解がこの曲線
上において結合SO2が0.85%、時間400分であ
る黒色の蒸煮に最終的に破壊する前の100分程度に早
く、各特定の場合においてこの場合を例証する曲線を指
摘することが可能である。結合SO9が1.13 %お
よび1.33 %である曲線は、高い品質の正常のパル
プに導びく。
実施例3 SO,(木材から0.25チ)の加水分解を165℃の
濃度および160分の蒸煮時間で実施した。
加水分解溶液のフルフラール濃度を実施例2におけるよ
うに観測した。第4図は、カバ材の予備加水分解のキシ
ロース濃度の発現をフルフラール濃度の関数として示す
。ここで明らかなように、加水分解におけるキシロース
の形成は相対フルフラール濃度1000〜1200でほ
ぼ破壊的最大値に到達し、これを越えると、加水分解は
フルフラール濃度のみを除外してキシロース濃度をそれ
以上増加させず、これは加水分解に引き続く蒸煮のプロ
セスをかんがみて非常に不利である。こうして、キシロ
ースの収率が最適に最高でありかつ最終セルロース生成
物の品質ができるだけ最良となるときに、この予備加水
分解を停止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例1において得られた測定結果を示す曲
線である。 第2図は、秤量したフルフラールの標準により生成され
る検量曲線を示す。 第3図は、実施例2において得られた結果の曲線と正常
の蒸煮および黒色の蒸煮が起こる区域を示す。 第4図は、実施例3において得られた結果を示す曲線で
ある。 図面の浄書(内容に変更なし) 今稍時聞ノ フJレフラール鴻り貧 ? 朋対フルフラールタ裏度 手続補正言動式) %式% 1、事件の表示 昭和60年特許顧1’5133922号2、発明の名称 4、代理人 〒107 5、補正命令の日付   なしく自発)6、補正の対象 図面 7、補正の内容

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、陽イオン交換物質を充填したカラム中に含有される
    他のUV吸収化合物からフルフラールおよび5−ヒドロ
    キシメチルフルフラールを分離し、ここで使用する陽イ
    オン交換物質はスチレンジビニルベンゼン樹脂であり、
    官能性イオン化性基はスルホン酸基であり、前記樹脂の
    粒度は100〜200メッシュまたは200〜400メ
    ッシュであり、そして架橋度はフルフラールおよび5−
    ヒドロキシメチルフルフラールの吸収分離に適当であり
    、すなわち、前記樹脂は4〜5%のジビニルベンゼンを
    含有し、そして前記排除カラムから出る液体の流れから
    の濃度の測定をUV法により280nmの波長において
    実施し、そして蒸煮温度を得られる測定結果に基づいて
    それ自体既知の方法により調節するか、あるいは大量の
    結合二酸化イオウを含有する新しい蒸煮酸を添加するこ
    とを特徴とする亜硫酸パルプ化をコントロールする方法
    。 2、陽イオン交換物質を充填したカラム中に含有される
    他のUV吸収化合物からフルフラールおよび5−ヒドロ
    キシメチルフルフラールを分離し、ここで使用する陽イ
    オン交換物質はスチレンジビニルベンゼン樹脂であり、
    官能性イオン化性基はスルホン酸基であり、前記樹脂の
    粒度は100〜200メッシュまたは200〜400メ
    ッシュであり、そして架橋度はフルフラールおよび5−
    ヒドロキシメチルフルフラールの吸収分離に適当であり
    、すなわち、前記樹脂は4〜5%のジビニルベンゼンを
    含有し、そして前記排除カラムから出る液体の流れから
    の前記2つの基の濃度の測定をUV法により280nm
    の波長において実施し、そして得られる測定結果に基づ
    いて加水分解をいつ停止しなければならないかを決定す
    ることを特徴とする加水分解プロセスをコントロールす
    る方法。
JP60133922A 1984-06-20 1985-06-19 急速フルフラ−ル分析による亜硫酸塩パルプ化および加水分解プロセスのコントロ−ル方法 Pending JPS6128093A (ja)

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SE8502904D0 (sv) 1985-06-12
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