KR20240110046A - 처리 용기에서 리그노셀룰로스 물질의 소화 효율을 증가시키는 방법 - Google Patents

처리 용기에서 리그노셀룰로스 물질의 소화 효율을 증가시키는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240110046A
KR20240110046A KR1020247020431A KR20247020431A KR20240110046A KR 20240110046 A KR20240110046 A KR 20240110046A KR 1020247020431 A KR1020247020431 A KR 1020247020431A KR 20247020431 A KR20247020431 A KR 20247020431A KR 20240110046 A KR20240110046 A KR 20240110046A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mixture
alkyl
alkoxylated
alkyl polyglycoside
alcohol
Prior art date
Application number
KR1020247020431A
Other languages
English (en)
Inventor
스콧 토마스 쉬넬
대니얼 조셉 니콜슨
다니엘라 올리베이라 페리소토
Original Assignee
솔레니스 테크놀러지스 케이맨, 엘.피.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 솔레니스 테크놀러지스 케이맨, 엘.피. filed Critical 솔레니스 테크놀러지스 케이맨, 엘.피.
Publication of KR20240110046A publication Critical patent/KR20240110046A/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/22—Other features of pulping processes
    • D21C3/222—Use of compounds accelerating the pulping processes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/02—Pulping cellulose-containing materials with inorganic bases or alkaline reacting compounds, e.g. sulfate processes

Abstract

처리 용기에서 리그노셀룰로스 물질의 소화 효율을 증가시키는 방법은 리그노셀룰로스 바이오매스를 포함하는 리그노셀룰로스 물질을 제공하는 단계, 알킬 폴리글리코시드, 알콕실화 알콜, 및 소듐 히드록시드 및 소듐 술파이드를 포함하는 백액을 제공하는 단계, 리그노셀룰로스 물질, 알킬 폴리글리코시드, 알콕실화 알콜 및 백액을 조합하여 혼합물을 형성하는 단계, 처리 용기에서 혼합물을 약 125℃ 내지 약 185℃의 온도로 가열하여 리그노셀룰로스 물질의 적어도 일부를 소화시키는 단계를 포함한다. 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 혼합물 중에 각각 약 5:95 내지 약 95:5의 활성성분 중량비로 존재한다. 혼합물은 알킬 폴리글리코시드 및/또는 알콕실화 알콜이 아닌 첨가된 계면활성제가 없다. 이 방법은 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 조합을 이용하지 않는 방법과 비교하여 증가된 소화 효율을 갖는다.

Description

처리 용기에서 리그노셀룰로스 물질의 소화 효율을 증가시키는 방법
본 개시내용은 일반적으로 처리 용기에서 리그노셀룰로스 물질의 소화 효율을 증가시키는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜을 사용하여 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 조합을 이용하지 않는 방법에 비해 상승작용적으로 소화 효율을 증가시키는 것에 관한 것이다.
대부분의 목재 펄프는 "크래프트(Kraft)" 펄핑이라고 공지된 술페이트 펄핑 공정으로 생산된다. 이 공정은 목재 칩을 증해하고 펄프를 생산하는 데 사용되는 매질에 첨가되는 소듐 히드록시드 및 소듐 술파이드를 이용한다. 이 기술이 1세기 전에 도입되었을 때, 소듐 술파이드를 첨가하면 펄프 강도, 펄프 수율, 및 그로부터 제조된 종이의 내구성이 극적으로 개선되었다.
전형적인 크래프트 소화 공정에서, 목재 칩은 대부분 백액을 포함하는 수용성 매질에 첨가되고, 이는 리그닌 및 목재 성분이 증해 공정에서 용해되고 녹으면서 어두운 색의 "흑액"이 된다. 전형적인 백액은 소듐 히드록시드, 소듐 카르보네이트, 소듐 술페이트, 소듐 술파이드 및 기타 다양한 무기 물질의 용액을 포함한다. 백액은 목재 성분을 용해시키고 칩으로부터 많은 리그닌을 제거하여, "흑액" 용액에서 섬유 또는 "펄프"가 방출되는 것을 초래한다. 실제로는, 목재 칩이 증해되는 액체, 또는 증해액은 흑액 및 백액의 혼합물을 포함하며, 흑액은 이전 배치의 목재 칩으로부터 증해 용기, 또는 소화조로 다시 첨가된 액체이고, 백액은 새로 제조된 알칼리성 용액이다. 흑액은 사용된 백액, 사용된 목재, 및 증해 방법에 따라 다른 공장에서 상당히 다양하다.
이상적으로는, 모든 목재칩이 소화 공정 동안 균일하게 증해된다. 그러나, 실제로는, 칩의 모든 섬유가 분리되지는 않는다. 임의의 분리되지 않은 섬유 묶음은 "불합격품"으로 분류된다. 이 펄핑 공정 동안 일정량의 불합격품을 걸러내면, 수율 (소모된 목재의 단위 건조 중량당 생산된 펄프의 건조 중량으로 정의됨)이 낮아진다.
특정 계면활성제 및 계면활성제 혼합물은 증해액이 목재칩의 모세관으로 빠르고 보다 균일하게 침투할 수 있도록 하는 습윤 특성을 제공하는 것으로 공지되어 있다. 이러한 이점은 최종 목표에 따라 다양한 방식으로 실현될 수 있다. 일부 등급의 펄프의 경우 수율을 증가시키기 위해 "불합격품"을 감소시키는 것뿐만 아니라 증해 시간을 감소시키는 것이 중요하다. 다른 등급의 경우, 화학물질 소비 및 증해 증기 사용을 감소시키는 것이 중요할 수 있다. 임의의 및 모든 이러한 이점은 어떤 식으로든 조합할 수 있지만, 일반적으로 이러한 모든 이점에 대한 개선이 지속적으로 필요하다는 것이 인식된다.
셀룰로스 및 헤미셀룰로스에 더해 리그닌은 목재의 주요 구성요소 중 하나이다. 리그닌은 천연이고, 고도로 방향족이며 소수성인 중합체이다. 표백 등급 펄프를 생산하는 경우, 대부분의 리그닌은 크래프트 펄핑에 의해 셀룰로스로부터 분해되어 제거되고, 추가적인 양의 리그닌은 일련의 표백 및 추출 단계를 통해 추가로 감소한다. 리그닌 제거, 증해 및 표백 화학물질 절약, 및 감소된 증해 시간에 대한 개선이 지속적으로 필요하다.
리그닌 함량이 더 높은 포장지 등급 펄프를 생산하면 펄프의 전체 수율이 상당히 높아진다. 이러한 보다 높은 리그닌 함량의 펄프를 제조하는 것의 결과는 보다 높은 수준의 불합격품이다. 포장용 고수율 고리그닌 펄프 생산 동안 불합격품 감소에 대한 개선이 지속적으로 필요하다.
소화 공정 동안, 다양한 첨가제를 사용하여 펄프 및/또는 생성된 종이 생산물에 바람직한 특성 및 특징을 제공할 수 있다. 또한, 다양한 첨가제를 사용하여 소화 공정을 제어하거나 향상시킬 수도 있다. 예를 들어, 첨가제를 사용하여 펄프 수율을 개선하고/거나 추출물의 수를 감소시킬 수 있다. 다양한 제제 및 공정을 사용하여 목재 펄프의 증해를 향상시켰지만, 많은 조성물 및 방법은 펄프 불합격품 감소 및 펄프 수율 증가를 생산하기에 부족하다.
결과적으로, 현재의 방법 및 조성물이 존재하지만, 항상 개선이 필요하다. 특히, 소화조 효율의 증가가 필요하다. 보다 구체적으로, 펄핑 산업은 일반적으로 사용되었지만 최근 BfR에서 제외되었고 잠재적인 독성에 대한 우려로 인해 대부분의 펄프 제조 커뮤니티에서 폐기된 안트라퀴논을 대체할 보다 효율적인 계면활성제-기반 소화조 첨가제가 필요하다. 기존의 소화조 첨가제 생산물 제공물은 펄프 제조업체의 요구사항 또는 기대에 부응하지 못한다. 본 개시내용의 다른 바람직한 특징 및 특성은 첨부된 도면 및 본 개시내용의 배경과 함께 본 개시내용의 후속적인 상세한 설명 및 첨부된 청구범위에서 분명해질 것이다.
본 개시내용은 처리 용기에서 리그노셀룰로스 물질의 소화 효율을 증가시키는 방법을 제공하며, 상기 방법은
리그노셀룰로스 바이오매스를 포함하는 리그노셀룰로스 물질을 제공하는 단계;
알킬 폴리글리코시드를 제공하는 단계;
알콕실화 알콜을 제공하는 단계;
소듐 히드록시드 및 소듐 술파이드를 포함하는 백액을 제공하는 단계;
리그노셀룰로스 물질, 알킬 폴리글리코시드, 알콕실화 알콜 및 백액을 조합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및
처리 용기에서 혼합물을 약 125℃ 내지 약 185℃의 온도로 가열하여 리그노셀룰로스 물질의 적어도 일부를 소화시키는 단계
를 포함하고;
여기서 리그노셀룰로스 물질은 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 10 내지 약 30 중량 퍼센트의 건조 물질의 양으로 존재하고;
여기서 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 혼합물 중에 각각 약 5:95 내지 약 95:5의 활성성분 중량비로 존재하고;
여기서 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 조합은 약 0.1 내지 약 10 kg 활성성분/메트릭 톤 건조 리그노셀룰로스 물질의 양으로 존재하고;
여기서 백액은 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 70 내지 약 90 중량 퍼센트의 양으로 존재하고;
여기서 혼합물은 알킬 폴리글리코시드 및/또는 알콕실화 알콜이 아닌 첨가된 계면활성제가 없고;
여기서 이 방법은 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 조합을 이용하지 않는 방법과 비교하여 증가된 소화 효율을 갖는다.
본 개시내용은 또한 혼합물로서,
혼합물의 총 중량을 기준으로 약 10 내지 약 30 중량 퍼센트의 양으로 존재하는, 리그노셀룰로스 바이오매스를 포함하는 리그노셀룰로스 물질;
혼합물의 총 중량을 기준으로 약 70 내지 약 90 중량 퍼센트의 양으로 존재하는, 소듐 히드록시드 및 소듐 술파이드를 포함하는 백액;
알킬 폴리글리코시드; 및
알콕실화 알콜
을 포함하며;
여기서 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 혼합물 중에 각각 약 5:95 내지 약 95:5의 활성성분 중량비로 존재하고;
여기서 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 조합은 약 0.1 내지 약 10 kg 활성성분/메트릭 톤 건조 리그노셀룰로스 물질의 양으로 존재하고;
여기서 혼합물은 알킬 폴리글리코시드 및/또는 알콕실화 알콜이 아닌 첨가된 계면활성제가 없는 것인
혼합물을 제공한다.
본 개시내용은 이후 하기 도면과 관련하여 기재될 것이며, 여기서 유사한 숫자는 유사한 요소를 나타내고,
도 1은 하기 기재된 다양한 실시예의 함수로서 % 불합격품을 나타내는 막대-그래프이고;
도 2는 하기 기재된 다양한 실시예의 함수로서 % 소화 수율을 나타내는 막대-그래프이고;
도 3은 하기 기재된 다양한 실시예의 함수로서 카파(Kappa) 수를 나타내는 막대-그래프이다.
하기의 상세한 설명은 본질적으로 단지 예시일 뿐이며 본 개시내용의 방법 및 혼합물을 제한하려는 의도가 아니다. 더욱이, 앞선 배경 또는 하기의 상세한 설명에 제시된 임의의 이론에도 구속될 의도가 없다.
본 개시내용의 실시양태는 일반적으로 리그노셀룰로스 혼합물 및 이를 소화시키기 위한 방법에 관한 것이다. 간결성을 위해, 리그노셀룰로스 물질의 개발 및 처리와 관련된 통상적인 기술은 본원에 상세히 기재하지 않을 수 있다. 더욱이, 본원에 기재된 다양한 작업 및 공정 단계는 본원에 상세히 기재되지 않은 추가 단계 또는 기능을 갖는 보다 포괄적인 절차 또는 방법에 통합될 수 있다. 특히, 리그노셀룰로스 물질의 처리에서 다양한 단계는 널리 공지되어 있으므로, 간결성을 위해, 많은 통상적인 단계는 본원에 간략하게 언급되거나 또는 널리 공지된 공정 세부 사항을 제공하지 않고 완전히 생략할 것이다. 본 개시내용에서, 용어 "약"은 다양한 실시양태에서 ± 0.1, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 또는 10%의 값을 기재할 수 있다. 더욱이, 다양한 비제한적 실시양태에서, 본원에 제시된 모든 값은 대안적으로 대략 또는 "약"으로 기재될 수 있다고 고려된다.
본 개시내용은 처리 용기에서 리그노셀룰로스 물질의 소화 효율을 증가시키는 방법을 제공하며, 이 방법은
리그노셀룰로스 바이오매스를 포함하는 리그노셀룰로스 물질을 제공하는 단계;
알킬 폴리글리코시드를 제공하는 단계;
알콕실화 알콜을 제공하는 단계;
소듐 히드록시드 및 소듐 술파이드를 포함하는 백액을 제공하는 단계;
리그노셀룰로스 물질, 알킬 폴리글리코시드, 알콕실화 알콜 및 백액을 조합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및
처리 용기에서 혼합물을 약 125℃ 내지 약 185℃의 온도로 가열하여 리그노셀룰로스 물질의 적어도 일부를 소화시키는 단계
를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 이루어지고;
여기서 리그노셀룰로스 물질은 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 10 내지 약 30 중량 퍼센트의 건조 물질의 양으로 존재하고;
여기서 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 혼합물 중에 각각 약 5:95 내지 약 95:5의 활성성분 중량비로 존재하고;
여기서 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 조합은 혼합물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 약 10 kg 활성성분/메트릭 톤 건조 리그노셀룰로스 물질 중량 퍼센트 활성성분의 양으로 존재하고;
여기서 백액은 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 70 내지 약 90 중량 퍼센트의 양으로 존재하고;
여기서 혼합물은 알킬 폴리글리코시드 및/또는 알콕실화 알콜이 아닌 첨가된 계면활성제가 없고;
여기서 이 방법은 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 조합을 이용하지 않는 방법과 비교하여 증가된 소화 효율을 갖는다.
본 개시내용은 또한 혼합물로서,
혼합물의 총 중량을 기준으로 약 10 내지 약 30 중량 퍼센트 건조 물질의 양으로 존재하는, 리그노셀룰로스 바이오매스를 포함하는 리그노셀룰로스 물질;
혼합물의 총 중량을 기준으로 약 70 내지 약 90 중량 퍼센트의 양으로 존재하는, 소듐 히드록시드 및 소듐 술파이드를 포함하는 백액;
알킬 폴리글리코시드; 및
알콕실화 알콜
을 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 이루어지며;
여기서 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 혼합물 중에 각각 약 5:95 내지 약 95:5의 활성성분 중량비로 존재하고;
여기서 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 조합은 약 0.1 내지 약 10 kg 활성성분/메트릭 톤 건조 리그노셀룰로스 물질의 양으로 존재하고;
여기서 혼합물은 알킬 폴리글리코시드 및/또는 알콕실화 알콜이 아닌 첨가된 계면활성제가 없는 것인
혼합물을 제공한다.
리그노셀룰로스 물질:
이 리그노셀룰로스 물질은 전형적으로 바이오매스를 포함한다. 이는 사용에 제한이 없으며 일년생 식물 및 농업 잔류물, 목질 다년생 식물, 임업 잔류물 및 나무를 포함할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 리그노셀룰로스 물질/바이오매스는 목재 또는 목재 칩으로 기재될 수 있다. 예를 들어, 목재는 펄핑 공정에 사용되는 관련 기술분야에서 공지된 임의의 목재일 수 있다. 예를 들어, 목재는 경재(hardwood), 연재(softwood), 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 목재는 주로 침엽수 (예를 들어, 가문비나무, 전나무, 소나무 등) 또는 주로 낙엽수 (예를 들어, 유칼립투스, 포플러, 단풍나무 등)를 포함할 수 있다. 전형적으로, 용어 "리그노셀룰로스 물질" 및/또는 "바이오매스"는 본원에서 "펄프"와 다른데, 이는 펄프가 전형적으로 리그노셀룰로스 물질/바이오매스가 적어도 부분적으로 소화된 후 형성되는 것이기 때문이다.
다양한 성분 제공:
이 방법은 리그노셀룰로스 바이오매스를 포함하는 리그노셀룰로스 물질을 제공하는 단계, 알킬 폴리글리코시드를 제공하는 단계, 알콕실화 알콜을 제공하는 단계, 및 소듐 히드록시드 및 소듐 술파이드를 포함하는 백액을 제공하는 단계를 포함한다. 각각의 제공 단계는 특별히 제한되지 않으며 수입, 생성, 운송, 전달, 공급 등 또는 관련 기술분야에 공지된 임의의 유사한 단계로 독립적으로 추가로 정의될 수 있다. 임의의 하나 이상의 성분은 관련 기술분야에 공지된 임의의 방법을 통해 도입되거나 제공될 수 있다.
조합하여 혼합물을 형성:
이 방법은 또한 리그노셀룰로스 물질, 알킬 폴리글리코시드, 알콕실화 알콜 및 백액을 조합하여 혼합물을 형성하거나, 또는 대안적으로, 조합 또는 펄프 조성물을 형성하는 단계를 포함한다. 이 개시내용의 혼합물은 대안적으로 조합 또는 펄프 조성물로 기재될 수 있다고 고려된다.
전형적으로, 혼합물은 소화조와 같은 처리 용기에 충전되고, 본원에 기재된 백액과 같은 증해액으로 미리 정해진 시간 동안 증해된다. 소화조와 같은 처리 용기는 특별히 제한되지 않으며, 관련 기술분야에 공지된 임의의 것일 수 있다. 혼합물은 처리 용기에서 형성되거나, 처리 용기와 별도로 형성된 다음 처리 용기에 첨가되거나, 또는 처리 용기 및 처리 용기 별도 모두에서 형성될 수 있다.
알킬 폴리글리코시드, 알콕실화 알콜 및 백액은 관련 기술분야에 공지된 임의의 방법을 사용하여 리그노셀룰로스 물질과 접촉하고 혼합물을 형성하도록 전달되거나 수송될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 성분은 소화조와 같은 처리 용기에 직접 첨가될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 성분은 증해액용과 같은 입력 공급 스트림에 첨가된 다음 리그노셀룰로스 물질과 접촉하도록 수송될 수 있다. 예시적으로, 배치형 소화조에서, 리그노셀룰로스 물질 및 "흑액"의 혼합물, 즉 이전 소화조 증해에서 사용한 액, 및 백액 및 다양한 무기 물질이 소화조로 펌핑된다. 증해 공정에서, 리그노셀룰로스 물질을 함께 결합시키는 리그닌이 백액에 용해되어 펄프 및 흑액을 형성한다. 다른 적합한 첨가제 또한 백액에 첨가할 수 있다.
이 개시내용은 바람직한 백액의 양을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 바람직한 백액은 약 0.1% 이상, 예컨대 약 0.5% 이상, 예컨대 약 1% 이상, 예컨대 약 1.5% 이상, 예컨대 약 2% 이상, 예컨대 약 2.5% 이상, 예컨대 약 3% 이상, 예컨대 약 3.5% 이상, 예컨대 약 5% 이상 내지 약 15% 이하, 예컨대 약 10% 이하, 예컨대 약 7% 이하, 예컨대 약 5% 이하, 예컨대 약 4% 이하, 예컨대 약 3% 이하로 감소될 수 있다.
전형적으로, 혼합물이 존재한 후, 처리 용기는 밀봉되고 고압 하에 적합한 증해 온도로 가열되어 리그노셀룰로스 물질을 적어도 부분적으로 소화시키고 펄프를 형성한다. 예를 들어, 다양한 실시양태에서, 이 방법은 처리 용기의 혼합물을 약 125℃ 내지 약 185℃의 온도로 가열하여 리그노셀룰로스 물질의 적어도 일부를 소화시키는 단계를 추가로 포함한다. 다양한 실시양태에서, 온도는 약 130 내지 약 175, 약 135 내지 약 170, 약 140 내지 약 165, 약 145 내지 약 160, 약 150 내지 약 155, 약 165 내지 약 180, 약 170 내지 약 175, 또는 약 160, 165, 170, 175, 180, 또는 185℃이다. 다른 비제한적 실시양태에서, 온도가 관련 기술분야의 통상의 기술자가 리그노셀룰로스 물질의 적어도 일부를 소화시키기에 충분하다고 인식하는 한, 온도는 상기 언급된 범위보다 높거나 낮을 수 있는 것으로 고려된다. 다양한 실시양태에서, 리그노셀룰로스 물질은 펄프를 생산하기 위해 소화조와 같은 처리 용기에서 상승된 온도 및 압력에서 알칼리성 시약에 노출된다. 일부 실시양태에서, 온도는 약 200℉ 내지 약 500℉, 예컨대 약 250℉ 내지 약 350℉이고, 압력은 약 60 psi/g 내지 약 130 psi/g이다. 소화 시간은 공정 조건 및 바람직한 펄프/종이 특성에 따라 약 30 분 내지 약 10 시간일 수 있다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 상기 언급된 값 사이 및 상기 언급된 값을 포함하는 정수 및 분수 모두의 모든 값 및 값 범위는 본원에서 사용되는 것으로 명시적으로 고려된다.
증해, 또는 소화 동안 존재하는 반응 조건은 목재 바이오매스에서 발견되는 비정질 중합체 바인더인 리그닌이 가수분해되도록 한다. 이상적으로는, 리그노셀룰로스 물질은 섬유를 유리화하기 위해 충분한 리그닌을 용해할 만큼만 소화되어 과도한 증해 및 수율 감소를 최소화한다. 펄핑 공정은 전형적으로 소비된 목재의 단위 건조 중량당 생산된 펄프의 건조 중량으로 정의되는 펄프 수율을 극대화하려고 시도한다.
처리 용기에서 블로우 탱크로 불어넣는 리그노셀룰로스 물질은 전형적으로 별도의 리그노셀룰로스 섬유로 분해된다. 다시 말해, 원래 리그노셀룰로스 물질에 존재하는 섬유는 전형적으로 서로 분해되어 분리된다. 그러나 실제로는 일부 섬유가 부분적으로는 펄프에 잔류하는 용해되지 않은 리그닌으로 인해 분리되지 않는다. 이러한 분리되지 않은 섬유는 전형적으로 미리 정해진 크기의 개구부가 있는 스크린을 통해 펄프를 통과시켜 제거한다. 펄핑 산업에서, 사용되는 표준 테스트 스크린은 0.01 인치 슬롯을 가지며 평평하다.
이 스크리닝 공정에서 회수되는 물질은 "불합격품"으로 공지되어 있다. 불합격품은 종이를 생산하는 데 사용할 수 있는 섬유를 포함한다. 따라서 불합격품의 양을 감소시키는 것이 매우 바람직하다. 불합격품의 양을 낮추는 한 가지 방법은 소화 시간을 증가시키거나 보다 엄격한 가수분해 조건을 생성하는 것이다. 그러나 이러한 조건은 관련 비용을 증가시키고 일부 셀룰로스가 가수분해되어 사용 불가능하도록 만든다. 본원에 기재된 바와 같이, 본 개시내용은 놀랍게도 예상치 못하게 존재하는 불합격품의 양을 감소시킨다.
관련 기술분야에서 공지된 바와 같이, 카파 수는 펄프에 잔류하는 리그닌의 양에 직접 해당한다. 일반적으로, 카파 수가 높을수록, 펄프에 존재하는 리그닌이 많아지고, 따라서 펄프 수율이 높아진다. 카파 수는 일반적으로 소화 시간이 증가하거나 증해액의 알칼리도가 증가함에 따라 감소한다. 높은 카파 포장 등급 펄핑 공정의 목표는 칩의 효율적인 탈섬유화에 바람직한 최소한의 리그닌을 제거하는 것이다. 보다 균일한 증해는 불합격품의 비율을 감소시키고, 따라서 펄프 공장의 수율 및 생산 속도를 증가시킨다. 전형적으로, 카파 수는 타피 표준(TAPPI STANDARD) T236 (펄프의 카파 수)을 사용하여 결정한다.
펄프의 불합격품 양이 허용가능한 수준으로 감소하면 증해 또는 소화를 종료할 수 있다. 리그노셀룰로스 물질을 보다 높은 리그닌 함량으로 증해하는 동시에 허용가능한 불합격품 수준을 유지하면 상당한 수율을 달성할 수 있다. 결과적으로, 카파 수 목표가 증가하면 상당한 비용 절감이 가능하다.
알킬 폴리글리코시드
이제 본 개시내용에서 사용되는 APG라고도 공지된 알킬 폴리글리코시드를 참조하면, 이 화합물은 특별히 제한되지 않으며 관련 기술분야에서 공지된 임의의 것일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 알킬 폴리글리코시드는 하기의 구조를 갖는다:
Figure pct00001
여기서, m은 약 1 내지 약 3의 평균 값을 갖고, n은 약 5 내지 약 17의 평균 값을 갖는다. 다양한 실시양태에서, m은 약 1, 약 2 또는 약 3의 평균 값을 갖는다. 다른 실시양태에서, n은 약 5, 약 6, 약 7, 약 8, 약 9, 약 10, 약 11, 약 12, 약 13, 약 14, 약 15, 약 16 또는 약 17의 평균 값을 갖는다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 상기 언급된 값 사이 및 상기 언급된 값을 포함하는 정수 및 분수 모두의 모든 값 및 값 범위는 본원에서 사용되는 것으로 명시적으로 고려된다.
다른 실시양태에서, 알킬 폴리글리코시드는 올리고머 D-글루코피라노스 C10-16 알킬 글리코시드이거나, 이를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 구성된다. 이는 C10-C16-알킬 폴리글루코시드로 대안적으로 기재될 수 있다. 다른 실시양태에서, 알킬 폴리글리코시드는 올리고머 D-글루코피라노스 C8-C10-알킬 글리코시드이거나, 이를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 구성된다. 이는 C8-C10-알킬 폴리글루코시드로 대안적으로 기재될 수 있다. 다른 실시양태에서, 알킬 폴리글리코시드는 올리고머 D-글루코피라노스 C10-C16-알킬 글리코시드이거나, 이를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 구성된다. 이는 C10-C16-알킬 폴리글루코시드로 대안적으로 기재될 수 있다.
알콕실화 알콜:
알콕실화 알콜은 특별히 제한되지 않으며, 관련 기술분야에 공지된 임의의 것일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 알콕실화 알콜은 약 1 내지 약 40 몰의 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 및/또는 부틸렌 옥시드로 알콕실화된 선형 알킬 알콜이거나, 이를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 구성된다. 다른 실시양태에서, 알콕실화 알콜은 약 1 내지 약 40 몰의 에틸렌 옥시드 및/또는 프로필렌 옥시드로 알콕실화된, 약 6 내지 약 18개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬 알콜이거나, 이를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 구성된다. 다른 실시양태에서, 알콕실화 알콜은 이소트리데실 알콜의 8몰 에톡실레이트이거나, 이를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 구성된다. 다양한 실시양태에서, 선형 알킬 알콜은 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 또는 18개의 탄소 원자를 갖는다. 이러한 알콜의 모든 이성질체 또한 본원에서 사용되도록 명시적으로 고려된다. 다양한 실시양태에서, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 및/또는 부틸렌 옥시드의 몰은 약 1 내지 약 35, 약 1 내지 약 30, 약 1 내지 약 25, 약 1 내지 약 20, 약 1 내지 약 15, 약 1 내지 약 10, 약 1 내지 약 5, 약 5 내지 약 40, 약 5 내지 약 35, 약 5 내지 약 30, 약 5 내지 약 25, 약 5 내지 약 20, 약 5 내지 약 15, 약 5 내지 약 10, 약 10 내지 약 40, 약 10 내지 약 35, 약 10 내지 약 30, 약 10 내지 약 25, 약 10 내지 약 20, 약 10 내지 약 15, 약 15 내지 약 40, 약 15 내지 약 35, 약 15 내지 약 30, 약 15 내지 약 25, 약 15 내지 약 20, 약 20 내지 약 40, 약 20 내지 약 35, 약 20 내지 약 30, 약 20 내지 약 25, 약 25 내지 약 40, 약 25 내지 약 35, 약 25 내지 약 30, 약 30 내지 약 40, 약 35 내지 약 40 몰이다. 선형 알킬 알콜은 오직 에틸렌 옥시드로, 오직 프로필렌 옥시드로, 오직 부틸렌 옥시드로, 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드의 조합으로, 에틸렌 옥시드 및 부틸렌 옥시드의 조합으로, 또는 프로필렌 옥시드 및 부틸렌 옥시드의 조합으로 알콕실화될 수 있는 것으로 고려된다. 알콕실화는 랜덤 또는 블록으로 추가로 기재될 수 있거나 랜덤 및 블록 알콕실화를 모두 포함할 수 있다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 상기 언급된 값 사이 및 상기 언급된 값을 포함하는 정수 및 분수 모두의 모든 값 및 값 범위는 본원에서 사용되는 것으로 명시적으로 고려된다.
다양한 실시양태에서, 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 혼합물 중에 약 0.1:99.9 내지 약 99.9:0.1, 약 0.5:99.5 내지 약 99.5:0.5, 약 1:99 내지 약 99:1, 약 5:95 내지 약 95:5, 약 10:90 내지 약 90:10, 약 15:85 내지 약 85:15, 약 20:80 내지 약 80:20, 약 25:75 내지 약 75:25, 약 30:70 내지 약 70:30, 약 35:65 내지 약 65:35, 약 40:60 내지 약 60:40, 약 45:55 내지 약 55:45, 또는 약 50:50의 활성성분 중량비로 각각 존재한다. 다른 실시양태에서, 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 혼합물 중에 약 1:4 내지 약 4:1, 약 1:3 내지 약 3:1, 약 1:2 내지 약 2:1, 또는 약 1:2, 약 2:1, 약 1:3, 약 3:1, 약 1:4, 또는 약 4:1의 활성성분 중량비로 각각 존재한다. 한 실시양태에서, 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 혼합물 중에 약 25:75 내지 약 75:25의 활성성분 중량비로 존재한다. 또 다른 실시양태에서, 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 혼합물 중에 약 2:1의 활성성분 중량비로 존재한다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 상기 언급된 값 사이 및 상기 언급된 값을 포함하는 정수 및 분수 모두의 모든 값 및 값 범위는 본원에서 사용되는 것으로 명시적으로 고려된다.
한 실시양태에서, 알킬 폴리글리코시드는 올리고머 D-글루코피라노스 C10-16 알킬 글리코시드이거나, 이를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 이루어지고, 알콕실화 알콜은 이소트리데실 알콜의 8몰 에톡실레이트이거나, 이를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 구성된다. 관련 실시양태에서, 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 혼합물 중에 약 2:1의 활성성분 중량비로 존재한다.
다양한 실시양태에서, 혼합물은 리그노셀룰로스 물질, 알킬 폴리글리코시드, 알콕실화 알콜 및 백액이거나, 이를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 구성된다. 다른 실시양태에서, 혼합물은 리그노셀룰로스 물질, 알킬 폴리글리코시드, 알콕실화 알콜 및 백액이거나, 이를 포함하거나, 이로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이로 이루어지고, 여기서 알킬 폴리글리코시드는 올리고머 D-글루코피라노스 C10-16 알킬 글리코시드이고, 알콕실화 알콜은 이소트리데실 알콜의 8몰 에톡실레이트이고, 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 혼합물 중에 약 2:1의 활성성분 중량비로 존재한다.
다른 실시양태에서, 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 혼합물 중에 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 99 중량 퍼센트의 활성성분의 양으로 존재한다. 다양한 실시양태에서, 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 조합은 약 0.1 내지 약 10 kg 활성성분/메트릭 톤 건조 리그노셀룰로스 물질 또는 약 0.5 내지 약 2, 약 1 내지 약 1.5, 약 0.5 내지 약 1, 약 0.5 내지 약 1.5, 또는 약 0.1, 0.2, 0.3 ... 1, 2, 3 ... 최대 약 10 kg 활성성분/메트릭 톤 건조 리그노셀룰로스 물질의 양으로 존재한다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 상기 언급된 값 사이 및 상기 언급된 값을 포함하는 정수 및 분수 모두의 모든 값 및 값 범위는 본원에서 사용되는 것으로 명시적으로 고려된다.
또 다른 실시양태에서, 백액은 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 99 중량 퍼센트의 양으로 존재한다. 다양한 실시양태에서, 백액은 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 70 내지 약 90, 약 75 내지 약 85, 또는 약 75 내지 약 80 중량 퍼센트의 활성성분의 양으로 존재한다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 상기 언급된 값 사이 및 상기 언급된 값을 포함하는 정수 및 분수 모두의 모든 값 및 값 범위는 본원에서 사용되는 것으로 명시적으로 고려된다.
전형적으로, 혼합물은 알킬 폴리글리코시드 및/또는 알콕실화 알콜이 아닌 첨가된 계면활성제가 없다. 용어 "첨가된" 계면활성제는 펄핑 공정에 첨가된 계면활성제와 톨유 비누와 같이 펄핑 공정을 통해 계내 생산된 임의의 계면활성제를 구별한다. 따라서, 다양한 실시양태에서, 혼합물은 여기에 첨가된 계면활성제가 없지만, 관련 기술분야의 통상의 기술자라면 이해할 수 있듯이 톨유 비누 등과 같은 계내 생성된 계면활성제를 포함할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 용어 "없음"은 혼합물이 알킬 폴리글리코시드 및/또는 알콕실화 알콜이 아닌 계면활성제의 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5 또는 0.1 중량 퍼센트 미만의 활성성분을 포함한다는 것을 기재한다. 대안적으로, 용어 "없음"은 혼합물이 알킬 폴리글리코시드 및/또는 알콕실화 알콜이 아닌 계면활성제의 0 중량 퍼센트 활성성분을 포함한다는 것을 기재할 수 있다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 상기 언급된 값을 포함하는 정수 및 분수 모두의 모든 값 및 값 범위는 본원에서 사용되는 것으로 명시적으로 고려된다.
본 개시내용 전체에 걸쳐 기재된 다양한 실시양태에서, 용어 "본질적으로 이루어진"은 알킬 폴리글리코시드 및/또는 알콕실화 알콜이 아닌 첨가된 계면활성제가 없는 하나 이상의 실시양태, 본원에서 기재되지 않고/거나 본원에 선택 사항으로 기재된 하나 이상의 첨가제가 없는 실시양태, 본원에서 기재되지 않고/거나 본원에 선택 사항으로 기재된 하나 이상의 유형의 펄프가 없는 실시양태, 본원에 기재되지 않고/거나 본원에 선택 사항으로 기재된 하나 이상의 유형의 백액 및/또는 흑액 및/또는 증해액이 없는 실시양태 등을 기재할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 본 개시내용, 예컨대 공정, 혼합물, 조성물 등은 음이온 계면활성제, 이의 유도체, 이의 염 또는 이들의 임의의 조합 중 하나 이상의 활성성분이 없거나 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5 또는 0.1 중량 퍼센트 미만으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 음이온 계면활성제는 술폰산, 술페이트, 카르복실레이트 또는 카르복실산, 포스페이트, 폴리옥시알킬렌 글리콜, 폴리알킬렌 글리콜-폴리알킬렌 글리콜 공중합체, 또는 이의 유도체, 또는 이의 공중합체, 또는 이의 염, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 다른 실시양태에서, 본 개시내용, 예를 들어 공정, 혼합물, 조성물 등은 정제되지 않은 지방산 중 하나 이상의 활성성분이 없거나 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5, 또는 0.1 중량 퍼센트 미만으로 포함할 수 있으며, 여기에는 코코넛 오일, 코친 오일, 옥수수 오일, 면실 오일, 아마씨 오일, 올리브 오일, 팜 오일, 팜핵 오일, 땅콩 오일, 대두 오일, 해바라기 오일, 키 큰 오일, 탤로우, 레스퀘렐라 오일, 통 오일, 고래 오일, 차씨 오일, 참깨 오일, 홍화 오일, 유채 오일, 생선 오일, 아보카도 오일, 머스타드 오일, 미강유, 아몬드 오일, 호두 오일, 이들의 유도체, 및 이들의 조합이 포함되나 이에 제한되지는 않는다.
다양한 실시양태에서, 본 개시내용, 예를 들어 공정, 혼합물, 조성물 등은, 예를 들어 본원에 기재된 임의의 성분을 수송하거나 전달하는 데 사용될 수 있는 하나 이상의 담체의 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.5, 또는 0.1 중량 퍼센트 미만의 활성성분을 포함하거나, 없거나, 포함할 수 있다. 전형적으로, 본 개시내용은 용매 펄핑이 아닌 물 펄핑을 수반한다. 예를 들어, 담체는 물, 유기 용매, 알콜 등일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 담체는 혼합물의 중량을 기준으로 20 중량% 이상, 예컨대 30 중량% 이상, 예컨대 40 중량% 이상, 예컨대 50 중량% 이상, 예컨대 60 중량% 이상, 예컨대 70 중량% 이상, 예컨대 약 80 중량% 이상 내지 100 중량% 미만, 예컨대 약 99 중량% 이하, 예컨대 약 95 중량% 이하, 예컨대 약 90 중량% 이하, 예컨대 약 80 중량% 이하의 양으로 사용된다.
다양한 실시양태에서, 본 개시내용의 방법은 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 조합을 이용하지 않는 방법과 비교하여 증가된 소화 효율을 나타낸다. 이러한 증가된 소화 효율은 다양한 방식으로 나타낼 수 있다.
예를 들어, 상기 처음 소개한 바와 같이, 다양한 유형의 펄핑 공정에서 리그노셀룰로스 물질이 처리 용기에서 블로우 탱크로 불어넣어진 다음 별도의 목재 섬유로 분해된다는 것은 널리 공지되어 있다. 그러나, 실제로는, 일부 리그노셀룰로스 물질은 부분적으로 용해되지 않은 리그닌으로 인해 완전히 분리되지 않는다. 이러한 분리되지 않은 물질은 미리 정해진 크기의 개구부를 갖는 스크린을 통과하여 제거된다. 펄핑 산업에서, 사용되는 표준 테스트 스크린은 약 0.01 인치 슬롯을 가지며 평평하다. 이 스크리닝 공정으로 회수된 물질은 "불합격품"으로 공지되어 있다. 불합격품은 바람직한 결과물을 위해 사용될 수 있는 섬유를 포함한다. 따라서, 불합격품의 양을 감소시키는 것이 매우 바람직하다. 불합격품의 양을 낮추는 한 가지 방법은 소화 시간을 증가시키거나 보다 엄격한 가수분해 조건을 생성하는 것이다. 그러나 이러한 조건은 관련 비용을 증가시키고 목재 칩의 일부 셀룰로스가 가수분해되어 사용 불가능하도록 만든다. 따라서, 본 개시내용의 방법은 놀랍게도 예상치 못하게, 그리고 뛰어난 효율성으로, 상기 기재한 바와 같이 불합격품의 양을 감소시켜 소화 효율이 증가되었음을 나타낼 수 있다. 다양한 실시양태에서, 불합격품 비율은 처리 용기에 첨가된 리그노셀룰로스 물질의 총 원래 중량 퍼센트를 기준으로 약 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 또는 0.5 중량 퍼센트 미만이다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 상기 언급된 값 사이 및 상기 언급된 값을 포함하는 정수 및 분수 모두의 모든 값 및 값 범위는 본원에서 사용되는 것으로 명시적으로 고려된다.
다른 실시양태에서, 본 방법은 방법으로부터 유도된 사용가능한 섬유의 중량/시작 시 오븐 건조된 목재의 중량을 기준으로 계산 시 약 0.01% 내지 약 5%만큼 펄프 수율을 개선시킬 수 있다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 상기 언급된 값 사이 및 상기 값을 포함하는 정수 및 분수 모두의 모든 값 및 값 범위는 본원에서 사용되는 것으로 명시적으로 고려된다.
다른 실시양태에서, 본 방법은 바람직한 백액의 양을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 바람직한 백액은 약 0.1% 이상, 예컨대 약 0.5% 이상, 예컨대 약 1% 이상, 예컨대 약 1.5% 이상, 예컨대 약 2% 이상, 예컨대 약 2.5% 이상, 예컨대 약 3% 이상, 예컨대 약 3.5% 이상, 예컨대 약 5% 이상 내지 약 15% 이하, 예컨대 약 10% 이하, 예컨대 약 7% 이하, 예컨대 약 5% 이하, 예컨대 약 4% 이하, 예컨대 약 3% 이하로 감소될 수 있다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 상기 언급된 값 사이 및 이를 포함하는 정수 및 분수 모두의 모든 값 및 값 범위는 본원에서 사용되는 것으로 명시적으로 고려된다.
또 다른 실시양태에서, 본 방법은 섬유에 잔류하는 리그닌의 양을 나타내는 카파 수를 감소시킨다. 전형적으로, 카파 수는 타피 표준 T236 (펄프의 카파 수)을 사용하여 결정된다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 상기 언급된 값 사이 및 상기 언급된 값을 포함하는 정수 및 분수 모두의 모든 값 및 값 범위는 본원에서 사용되는 것으로 명시적으로 고려된다.
다른 실시양태에서, 본 방법은 RA라고도 공지된 잔류 활성 알칼리를 증가시킨다. 전형적으로, RA는 SCAN-N 33:94를 사용하여 결정된다. 다양한 실시양태에서, RA는 적어도 약 5 내지 약 15, 약 10 내지 약 15 또는 약 5 내지 약 10 g/L이다. 다양한 비제한적 실시양태에서, 상기 언급된 값 사이 및 상기 언급된 값을 포함하는 정수 및 분수 모두의 모든 값 및 값 범위는 본원에서 사용되는 것으로 명시적으로 고려된다.
또 다른 실시양태에서, 상승작용 혼합물은 증가된 수율과 함께 보다 낮은 불합격품 수 및 보다 낮은 리그닌 함량 (~ 카파 수 단위에 해당)을 갖는 펄프를 제공하는 것으로 관찰되었다.
실시예
경재 및/또는 연재 목재칩을 1:4.5의 비율로 백액과 함께 순환 실험실 소화조 (M/K 시스템)에 첨가했다.
대조 샘플에는, 처리가 첨가되지 않았다. 다시 말해, 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 첨가되지 않았다. 이는 하기에 처리 없음 (NT)으로 나타내었다.
비교 샘플 A에는, 알킬 폴리글리코시드는 첨가했지만 알콕실화 알콜은 첨가하지 않았다. 이는 하기에 알킬 폴리글리코시드 (APG)로 나타내었다.
비교 샘플 B에는, 알콕실화 알콜은 첨가했지만 알킬 폴리글리코시드는 첨가하지 않았다. 이는 하기에 알콕실화 알콜 (AA)로 나타내었다.
본원 발명 샘플에는, 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜을 모두 첨가하였다. 이는 하기에 혼합물 1로 나타내었다.
상기 화합물이 첨가된 후, 만약 있다면, 소화조를 밀봉하고, 혼합물을 가열하여 특정 H-인자를 얻었다. H-인자는 소화조 시간 및 펄핑 온도의 2개의 조합된 값을 표현하기 위한 단일 수치 값이다. 모든 비교가능한 테스트는 동일한 H-인자, 즉 (GD H=165)를 사용하여 수행되었으며, 이는 사용된 목채칩 유형에 따라 다르다. 목재칩은 동일한 H-인자를 사용하여 의도적으로 증해하지 않았다. 이는 각 소화 후의 식별가능한 차이, 특히 % 수율, % 불합격품 및 카파 수를 결정하는 데 도움이 되었다.
테스트 결과는 하기 표 1에 나타내었으며 도 1 내지 3에 나타내었다.
표 1
Figure pct00002
상기에서, 리그노셀룰로스 물질은 유칼립투스 경재 칩이다.
리그노셀룰로스 물질의 중량 퍼센트는 혼합물의 총 중량을 기준으로 18.18% 중량 퍼센트이다. 이는 건조 리그노셀룰로스 물질이 혼합물의 총 5.5부 중 1부라고 대안적으로 표현할 수 있다.
알킬 폴리글리코시드는 올리고머 D-글루코피라노스 C10-16 알킬 글리코시드이다.
알콕실화 알콜은 이소트리데실 알콜의 8몰 에톡실레이트이다.
알킬 폴리글리코시드:알콕실화 알콜의 활성성분 중량비는 2:1이다.
알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 활성성분의 총 중량은 혼합물의 총 중량을 기준으로 0.01818% 중량 퍼센트이다. 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 활성성분의 총 중량은 건조 리그노셀룰로스 물질의 총 중량을 기준으로 0.1% 중량 퍼센트이다.
백액은 물 중 1.29 중량% Na2S 및 3.98 중량% NaOH이며 혼합물 중에 혼합물의 총 중량을 기준으로 81.82% 중량 퍼센트의 양으로 존재한다.
대조군의 % 불합격품은 9.18로 높았다. % 수율이 57.54로 높았지만, 이 높은 % 수율은 상당량의 용해되지 않은 리그닌이 존재하기 때문이라고 설명할 수 있다. 이는 예상대로 카파 수가 58.31로 확인되었다.
비교예 A (APG, 글루코폰(Glucopon) 425N)는 수율이 높고 카파 수가 낮았다. 카파 수가 낮다는 것은 APG가 효율적인 펄핑 보조제임을 입증한다.
비교예 B (AA)는 57.4의 보다 높은 카파 수를 가졌으며, APG보다 덜 효율적이었다. 불합격품률 % 또한 8.97로 높았다.
혼합물 1은 대조군보다 더 높은 수율 및 보다 낮은 카파 수를 제공한다. 혼합물 1은 또한 단독으로 사용되었을 때 APG 및 AA 모두에 비해 보다 우수하고 예상치 못한 상승작용 효과를 입증한다.
상기 언급된 테스트에서 생성된 데이터는 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 혼합물이 알킬 폴리글리코시드 또는 알콕실화 알콜 자체에 비해 더 우수한 소화 첨가제임을 나타낸다.
이러한 결과는 예상치 못한 것이었으며 불합격품 수 및 리그닌 함량이 보다 낮은 (~ 카파 수 단위에 해당), 펄프에 제공된 유익한 상승작용적 효과를 나타낸다. 총 소화 수율 또한 개선되었다. 이는 탈리그닌 효능이 상당히 개선되었음을 나타낸다.
상기 상세한 설명에서 적어도 하나의 예시적인 실시양태가 제시되었지만, 엄청난 수의 변형이 존재한다는 것을 이해해야 한다. 또한 예시적인 실시양태 또는 예시적인 실시양태들은 단지 예일 뿐이며, 범위, 적용성, 또는 구성을 어떤 방식으로든 제한하려는 의도가 아니라는 것을 이해해야 한다. 오히려, 상기 상세한 설명은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 예시적인 실시양태를 구현하기 위한 편리한 로드맵을 제공할 것이다. 첨부된 청구범위에 명시된 범위를 벗어나지 않고 예시적인 실시양태에 기재된 요소의 기능 및 배열에 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다.

Claims (15)

  1. 처리 용기에서 리그노셀룰로스 물질의 소화 효율을 증가시키는 방법으로서, 상기 방법은
    리그노셀룰로스 바이오매스를 포함하는 리그노셀룰로스 물질을 제공하는 단계;
    알킬 폴리글리코시드를 제공하는 단계;
    알콕실화 알콜을 제공하는 단계;
    소듐 히드록시드 및 소듐 술파이드를 포함하는 백액을 제공하는 단계;
    리그노셀룰로스 물질, 알킬 폴리글리코시드, 알콕실화 알콜 및 백액을 조합하여 혼합물을 형성하는 단계; 및
    처리 용기에서 혼합물을 약 125℃ 내지 약 185℃의 온도로 가열하여 리그노셀룰로스 물질의 적어도 일부를 소화시키는 단계
    를 포함하며;
    여기서 리그노셀룰로스 물질은 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 10 내지 약 30 중량 퍼센트의 양으로 존재하고;
    여기서 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜은 혼합물 중에 각각 약 5:95 내지 약 95:5의 활성성분 중량비로 존재하고;
    여기서 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 조합은 0.1 내지 약 10 kg 활성성분/메트릭 톤 건조 리그노셀룰로스 물질의 양으로 존재하고;
    여기서 백액은 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 70 내지 약 90 중량 퍼센트의 양으로 존재하고;
    여기서 혼합물은 알킬 폴리글리코시드 및/또는 알콕실화 알콜이 아닌 첨가된 계면활성제가 없고;
    여기서 상기 방법은 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 조합을 이용하지 않는 방법과 비교하여 증가된 소화 효율을 갖는 것인
    방법.
  2. 제1항에 있어서, 알킬 폴리글리코시드가 하기 구조를 가지며,
    Figure pct00003

    여기서 m은 약 1 내지 약 3의 평균 값을 갖고, n은 약 5 내지 약 17의 평균 값을 갖는 것인
    방법.
  3. 제1항에 있어서, 알킬 폴리글리코시드가 올리고머 D-글루코피라노스 C10-16 알킬 글리코시드를 포함하는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 알콕실화 알콜이 약 1 내지 약 40 몰의 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드 및/또는 부틸렌 옥시드로 알콕실화된 선형 알킬 알콜인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 알콕실화 알콜이 약 1 내지 약 40 몰의 에틸렌 옥시드 및/또는 프로필렌 옥시드로 알콕실화된, 약 6 내지 약 18개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬 알콜인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 알콕실화 알콜이 이소트리데실 알콜의 8몰 에톡실레이트를 포함하는 것인 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜이 혼합물 중에 약 25:75 내지 약 75:25의 활성성분 중량비로 존재하는 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 알킬 폴리글리코시드가 올리고머 D-글루코피라노스 C10-16 알킬 글리코시드를 포함하고, 알콕실화 알콜이 이소트리데실 알콜의 8몰 에톡실레이트를 포함하는 것인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 혼합물이 리그노셀룰로스 물질, 알킬 폴리글리코시드, 알콕실화 알콜 및 백액으로 본질적으로 이루어진 것인 방법.
  10. 제1항에 있어서, 혼합물이 리그노셀룰로스 물질, 알킬 폴리글리코시드, 알콕실화 알콜 및 백액으로 본질적으로 이루어지며, 여기서 알킬 폴리글리코시드는 올리고머 D-글루코피라노스 C10-16 알킬 글리코시드이고, 알콕실화 알콜은 이소트리데실 알콜의 8몰 에톡실레이트이고, 알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜이 혼합물 중에 약 2:1의 활성성분 중량비로 존재하는 것인 방법.
  11. 혼합물로서,
    상기 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 10 내지 약 30 중량 퍼센트의 양으로 존재하는, 리그노셀룰로스 바이오매스를 포함하는 리그노셀룰로스 물질;
    상기 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 70 내지 약 90 중량 퍼센트의 양으로 존재하는, 소듐 히드록시드 및 소듐 술파이드를 포함하는 백액;
    알킬 폴리글리코시드; 및
    알콕실화 알콜
    을 포함하며;
    여기서 상기 알킬 폴리글리코시드 및 상기 알콕실화 알콜은 상기 혼합물 중에 각각 약 5:95 내지 약 95:5의 활성성분 중량비로 존재하고;
    여기서 상기 알킬 폴리글리코시드 및 상기 알콕실화 알콜의 조합이 약 0.1 내지 약 10 kg 활성성분/메트릭 톤 건조 리그노셀룰로스 물질의 양으로 존재하고;
    여기서 상기 혼합물은 상기 알킬 폴리글리코시드 및/또는 상기 알콕실화 알콜이 아닌 첨가된 계면활성제가 없는 것인
    혼합물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 알킬 폴리글리코시드 및 상기 알콕실화 알콜이 상기 혼합물 중에 약 25:75 내지 약 75:25의 활성성분 중량비로 존재하는 것인 혼합물.
  13. 제11항에 있어서, 상기 리그노셀룰로스 물질, 상기 알킬 폴리글리코시드, 상기 알콕실화 알콜 및 상기 백액으로 본질적으로 이루어진 혼합물.
  14. 제11항에 있어서, 상기 리그노셀룰로스 물질, 상기 알킬 폴리글리코시드, 상기 알콕실화 알콜 및 상기 백액으로 본질적으로 이루어지며, 여기서 상기 알킬 폴리글리코시드는 올리고머 D-글루코피라노스 C10-16 알킬 글리코시드이고, 상기 알콕실화 알콜은 이소트리데실 알콜의 8몰 에톡실레이트이고, 상기 알킬 폴리글리코시드 및 상기 알콕실화 알콜이 상기 혼합물 중에 약 2:1의 활성성분 중량비로 존재하는 것인 혼합물.
  15. 제11항에 있어서,
    리그노셀룰로스 물질이 유칼립투스 경재(hardwood) 칩이고;
    리그노셀룰로스 물질의 중량 퍼센트가 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 18중량 퍼센트이고;
    알킬 폴리글리코시드가 올리고머 D-글루코피라노스 C10-16 알킬 글리코시드이고;
    알콕실화 알콜이 이소트리데실 알콜의 8몰 에톡실레이트이고;
    알킬 폴리글리코시드:알콕실화 알콜의 활성성분 중량비가 2:1이고;
    알킬 폴리글리코시드 및 알콕실화 알콜의 활성성분의 총 중량이 건조 리그노셀룰로스 물질의 총 중량을 기준으로 약 0.1% 중량 퍼센트인
    혼합물.
KR1020247020431A 2021-11-23 2022-11-22 처리 용기에서 리그노셀룰로스 물질의 소화 효율을 증가시키는 방법 KR20240110046A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63/264,450 2021-11-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240110046A true KR20240110046A (ko) 2024-07-12

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sridach The environmentally benign pulping process of non-wood fibers.
AU620242B2 (en) Producing pulp
CN103764903A (zh) 制浆方法
CN103764904A (zh) 由纸浆组合物制备的制品
Fatriasari et al. The Kraft Pulp And Paper Properties of Sweet Sorghum Bagasse (Sorghum bicolor L Moench).
CN103764906A (zh) 纸浆组合物
CN100400743C (zh) 禾本科植物类快速冷浸机械制浆工艺
Pan et al. Acetic acid pulping of wheat straw under atmospheric pressure
US2716058A (en) Deresination of wood pulp
Zhao et al. Alkaline peroxide mechanical pulping of wheat straw with enzyme treatment
KR20240110046A (ko) 처리 용기에서 리그노셀룰로스 물질의 소화 효율을 증가시키는 방법
CN100359094C (zh) 使用烷氧基化烷基醇表面活性剂脱除纸浆中树脂的方法
CN101451326B (zh) 一种麦草原料亚铵法蒸煮制备的未漂浆、其制备方法及其应用
US20230160140A1 (en) Process for increasing digestion efficiency of lignocellulosic material in a treatment vessel
US20200240078A1 (en) Method And System For Dewatering And Controlling Foam In Pulp And Paper Processes
Mattsson et al. The development of a wood-based materials-biorefinery
CN101451321B (zh) 一种麦草原料亚铵法蒸煮制备的低白度浆、其制备方法及其应用
WO2006098531A1 (en) Manufacturing method of semichemical mechanical pulp from cornstalk
Andrade et al. Eucalyptus globulus bark valorization: Production of fibers by Neutral Sulphite Semi-Chemical Process for Liner Paper Manufacture
CN1542217A (zh) 常温常压下药物催化反应植物纤维制造纸浆的方法
Lam et al. Production of paper grade pulp from bagasse by a novel pulping process
US20240175205A1 (en) Method for digesting lignocellulosic material
KR100750330B1 (ko) 옥수숫대 기계펄프의 제조방법
Torres et al. Bleached kraft pulp production from Pinus tecunumanii (Eguiluz e Perry)
CN101451323B (zh) 一种麦草原料碱法蒸煮制备的未漂浆、其制备方法及其应用