NO155498B - Fremgangsmaate for aa redusere harpiksinnholdet ved fremstilling av blekede eller ublekede cellulosemasser fra lignocellulosemateriale. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for. å redusere harpiksinnholdet i cellulosemasser ved fremstilling av disse fra lignocellulosematerialer. Med cellulosemasser menes fortrinnsvis kjemiske masser, dvs. masser som er blitt fremstilt ved anvendelse av en hvilken som helst av de kjemiske opp-slutningsmetoder. Oppfinnelsen egner seg i første rekke for fremstilling av sulfittmasse, men også sulfatmasse fra løv-tre, f.eks. bjerk, utgjør et viktig område hvor den foreliggende oppfinnelse kan tillempes.

Utgangsmaterialet ved fremstilling av cellulosemasse,

dvs. lignocellulose eksempelvis i form av ved, inneholder alltid større eller mindre mengder harpiks. Det tilstrebes under massefremstillingsprosessen å fjerne harpiksen i så sterk grad som mulig slik at den ferdigbehandlede masse får lavt harpiksinnhold. Høye innhold av harpiks i den ferdigbehandlede masse kan forårsake problemer når massen anvendes (f.eks. for papirfremstilling), og det forringer sluttproduktets kvalitet. Dertil kommer at harpiksen gjør selve massefremstillingsprosessen vanskelig.

Ved fremstilling av masse ved sulfittmetoden lagres

veden derfor alltid i en viss tid før den innføres i kokeren og oppsluttes til cellulosemasse. Under lagringen finner en såkalt harpiksmodning sted som dels fører til at harpiks-mengden i veden blir noe mindre og dels til at harpiksen forandres slik at den lettere kan løses ut under cellulose-massefremstillingsprosessen. Lagringen av veden kan utføres på forskjellige måter. Veden kan f.eks. først lagres i form av stokker i vann (fløtning og buksering), hvorefter stokkene lagres på land i et tømmerlager i form av bunter. Efter en lagringstid av opp imot et år tas stokkene innn i massefabrikken for å opphugges til flis og for å viderebehandles til masse. En måte er å hugge stokkene opp til flis allerede når stokkene ankommer til massefabrikken, for derefter å

lagre flisen i en silo. Ved en slik håndtering av veden kan lagringstiden minskes til ca. 3 måneder. Uavhengig av lag-ringsmetoden innebærer håndteringen alltid en omkostning, og til dette kommer at et visst vedtap oppstår samtidig som betydelig kapital bindes. Til tross for lagringen inneholder

veden betydelige harpiksmengder om enn i en noe forandret form, sammenlignet med harpiksen i den ferske ved. Største-parten av den gjenværende harpiksmengde fjernes i forskjellige trinn under massefremstillingsprosessen. Å fjerne all harpiks fra massen er vanskelig og fremfor alt kostbart,

og ferdigbehandlet masse inneholder derfor nesten uten unn-tagelser en viss mengde harpiks. Under selve oppslutningen av veden utløses en del av harpiksen og fjernes fra massen ved vasking og siling av denne. I blekeriet finner den endelige justering av massens harpiksinnhold sted. Det er i første rekke i blekesekvensens alkalitrinn at harpiks fjernes. Det er imidlertid mulig, og ikke uvanlig, at den endelige justering finner sted i et klordioxydtrinn. I sulfittfabrikker er det vanlig at blekesekvensen klor (C), alkali (E), hypokloritt (H) og klordioxyd (D), dvs. C-E-H-D, anvendes. Ved å variere alkalimengden, som regel natriumhydroxyd, i E-trinnet kan større eller mindre mengder harpiks utløses. Sammen med natriumhydroxyd tilsettes ofte disper-geringsmidler i E-trinnet for at harpiksen skal beholdes i dispergert tilstand (og ikke klumpe seg saimven ) , slik at harpiksen i størst mulig grad kan vaskes ut av massen i vasketrinnet som følger efter E-trinnet. Den endelige justering av harpiksinnholdet finner vanligvis sted i D-trinnet, dvs. ved å variere mengden av tilsatt klordioxyd. Harpiksen skilles fra massen i vasketrinnet som følger efter D-trinnet. Når harpiksproblemer oppstår i fabrikken (f.eks. skumning og gjentetning), kan det være nødvendig å minske tilsetningen av klor i C-trinnet og i tilsvarende grad å øke tilsetningen av klordioxyd. Som kjent innebærer kloreringen av harpiksen at den blir vanskeligere å håndtere. Den store ulempe ved å anvende betydelige mengder klordioxyd for å ta hånd om harpiksproblemer er den høye pris for dette kjemikalium.

Ved fremstilling av masse ifølge sulfatmetoden lagres ikke veden i nevneverdig grad. For å mestre harpiksproblemene ved fremstilling av f.eks. bjerkesulfatmasse er det viktig at stokkene blir nøye barket da barken og fremfor alt kambium-skiktet mellom barken og veden inneholder store mengder harpiks. På lignende måte som under sulfittkokingen finner en utløsning av harpiks sted under sulfatkokingen. For at harpiksen skal være dispergerbar under kokingen (og ikke klumpe seg sammen) tilsettes tallolje til kokeren. Harpiksen som utløses under kokingen, fjernes fra massen i den derpå følgende vasking og går således sammen med svartluten til inndampning og derpå følgende forbrenning i sodakjelen.

Ved fremstilling.av sulfatmasse er det ikke mulig å justere harpiksinnholdet ved tilsetning av varierende mengder alkali i ett alkalitrinn i blekesekvensen, idet man er helt henvist til det kostbare blekekjemikalium klordioxyd for å utføre den endelige justering av harpiksinnholdet.

Ved f reias tilling av b j erkesulf atmasse er man for å

greie harpiksproblemene derfor henvist til å foreta kost-

bare investeringer i barkningsapparatur av høy kvalitet og/ elier å tilsette store mengder av det kostbare kjemikalium klordioxyd i blekeriet. Selv om disse kostbare forholds-regler tilgripes, er det vanskelig i den ferdige cellulosemasse å oppnå de lave harpiksinnhold som tilstrebes. Masse med lavt harpiksinnhold er som kjent meget eftertraktet på markedet.

Foruten det som er blitt angitt ovenfor, er det mulig i en viss grad å minske cellulosemassens harpiksinnhold ved å tilsette forskjellige overflateaktive midler, såkalte fuktemidler, for de forskjellige tilfeller under fremstill-ingsprosessen .

De ovenfor angitte metoder er de metoder som i praksis

er de mest vanlig forekommende for å mestre harpiksproblemene ved fremstilling av cellulosemasse.

Andre metoder er kjente fra litteraturen. I svensk patentskrift 150651 er eksempelvis angitt at for visse masse-typer som det er spesielt vanskelig å fjerne harpiks fra,

kan det være gunstig i forbindelse med den alkaliske behandling å bearbeide massen mekanisk på i og for seg kjent måte. Det fremgår imidlertid ikke klart hva som menes med mekanisk bearbeidelse, og heller ikke finnes det noen detaljert beskrivelse angående hvorledes man bør gå frem. Det foreslås isteden at den alkaliske behandling utføres i nærvær av et ikke-ionisk fuktemiddel med den hensikt å minske massens

harpiksinnhold.

I finsk patentskrift 28621 er en metode beskrevet for

å utnytte ubarket løvtre og sagavfall ved fremstilling av cellulosemasse. Metoden utgjøres av en kombinert mekanisk-kjemisk fremgangsmåte for behandling av cellulosemassen efter oppslutning, vasking og siling. Fremgangsmåten er særpreget ved at den ublekede masse ved temperaturer mellom 10 og 60°C og i alkalisk suspensjon bearbeides mekanisk i kjente måleapparater, hvorefter massen ved temperaturer mellom 10 og 80°C behandles med alkaliske og oxyderende kjemikalier og til slutt igjen bearbeides mekanisk på den tidligere angitte måte.

Ifølge utførelseseksemplet i det finske patentskrift utsettes massen ved en pH av ca. 8 for maling i en hydrafiner eller et lignende måleapparat. Dette innebærer at malingen finner sted ved en lav massekonsentrasjon (ikke over 6%) da hydrafiner og lignende måleapparater bare kan arbeide ved lave massekonsentrasjoner.

Det har imidlertid vist seg at en slik behandling av massen ikke er en fremgangsrik løsning av problemet med å fjerne harpiks, dvs. med hensikt å senke massens harpiksinnhold. En av årsakene turde være at den mekaniske behandling, dvs. malingen, skjer ved en forholdsvis lav massekonsentrasjon. Den lave massekonsentrasjon medfører også den ulempe at fremgangsmåten blir meget energikrevende. Dertil kommer den ulempe at malingen innebærer at" massens fibre klippes av, hvilket ikke er ønsket i en rekke tilfeller.

Å usette cellulosemassen for en mekanisk behandling efter oppslutning, vasking og eventuelt siling er også kjent fra svensk patentskrift 341323. Det særpregede ved den i dette patentskrift beskrevne fremgangsmåte er at massen før en blekebehandling utsettes for en kna.ende og skyvende bearbeidelse med adfølgende temperaturøkning ved en konsentrasjon av 10-50%, fortrinnsvis 25-35%, hvorved en. tilstrebet strukturforandring i fibrene oppnås med en eventuell malegradøkning opp til høyst 4° SR, og at den således behandlede masse som er beregnet for bleking eller fortsatt bleking, umiddelbart fortynnes til en konsentrasjon av høyst 6%, hvor-

efter massen blekes og tørkes til et tørrstoffinnhold av for-t rinnsvis 90-95%.

Hensikten med fremgangsmåten er å forbedre massens papir-tekniske egenskaper. Det finnes i dette patentskrift intet angitt om at fremgangsmåten vil kunne utgjøre en løsning av harpiksproblemet ved fremstilling av cellulosemasse. At dette heller ikke er tilfellet i praksis har vist seg ved forsøk som patentsøkerne har latt utføre og som vil bli inngående behandlet senere i denne beskrivelse.

For å oppnå et høykvalitativt sluttprodukt ved fremstilling av cellulosemasse tilstrebes det i sterkest mulig grad å fjerne harpiksen som befinner seg i det opprinnelige lignocellulosemateriale (f.eks.veden). De metoder som hittil er blitt presentert for å fjerne harpiks, er meget kostbare, og i en del tilfeller er de ikke tilstrekkelige, dvs. at man mislykkes med å senke harpiksinnholdet til det lave nivå som er ønsket.

Den foreliggende oppfinnelse løser disse problemer og angår en fremgangsmåte for å redusere harpiksinnholdet ved fremstilling av blekede eller ublekede cellulosemasser fra lignocellulosemateriale, hvor lignocellulosematerialet utsettes for fiberfrilegging, vasking, eventuelt siling og eventuelt ligninfjernende bleking, og lignocellulosematerialet i form av cellulosemasse derefter i en eller flere konsentreringsanordninger gis en massekonsentrasjon av 15-35%, fortrinnsvis 19-29%, og at alkali tilsettes, eventuelt efter en kort oppholdstid, i en slik grad at alkalimengden, regnet som NaOH, utgjør 2-17 g pr. kg tilstedeværende vann, hvorved det oppnås en pH-verdi på over 11, hvorefter cellulosemassen underkastes en mild, mekanisk bearbeidelse, og fremgangsmåten er særpreget ved at den mekaniske bearbeidelse utføres i en anordning som er beregnet for høykonsentrasjonsbehandling og er forsynt med i forhold til hverandre roterende skruer, med en energiinnsats av 8-100, fortrinnsvis 10-75, kWh/tonn masse, og at cellulosemassen efter denne mekaniske bearbeidelse og ved hovedsakelig uforandret massekonsentrasjon i en egen beholder bringes til å reagere med det tilsatte alkali i 0>l-5 timer, idet massens temperatur, i det minste i ett av behandlingstrinnene etter alkalitilsetningen, holdes ved en temperatur på over 60°C.

Forholdsreglene ifølge oppfinnelsen foretas fortrinnsvis i forbindelse med den ublekede cellulosemase, dvs. efter at lignocellulosematerialet er blitt oppsluttet til celluose-masse i en koker ved hjelp av kokekjemikalier og er blitt be-fridd for kokeavluten i vaskeriet. Når massen forlater vaskeriet, har den vanligvis en konsentrasjon av 4-6%. Som regel siles ngså massen før den utsettes for forholdsreglene ifølge oppfinnelsen. Før silingen fortynnes massen slik at den under silingen har en.konsentrasjon av 0,5-3%. I spesielle"tilfeller kan det være gunstig å utsette massen for en mild, ligninfjernende bleking ved hjelp av et hvilket som helst blekemiddel, f .eks. klor og/eller klordioxyd, før massen utsettes for forholdsreglene.ifølge oppfinnelsen.

Ifølge oppfinnelsen avvannes utgangsmassen i ett eller flere trinn slik at det fås en konsentrasjon av 15-35%, fortrinnsvis 19-29%. Oppkonsentreringen av massen skjer vanligvis i ett trinn, og egnede anordninger for å fjerne vann ut-gjøres av trommelfilter, båndfilter, valsepresser og skrue-presser. Hvorvidt oppkonsentreringen av massen finner sted i ett eller flere (f.eks. to) trinn, er dels beroende på

om den foreliggende fremgangsmåte tillempes i en allerede eksisterende fabrikk eller om fremgangsmåten tilpasses for en nybygning eller ombygning av en fabrikk. I allerede eksisterende fabrikker er trommelfilter vanligvis installert efter sileriet, og på disse økes massekonsentrasjonen fra det i sileriet vanlige område av 0,5-3% til området 10-13%. Det er imidlertid ikke nødvendig at trommelfilteret har en slik avvanningskapasitet da det er tilstrekkelig med et meget enkelt trommelfilter som øker massekonsentrasjonen til 4%

og derover. Efter at massen har passert trommelfilteret, overføres den til en anordning hvori den endelige oppkon-sentrering, dvs. til en massekonsentrasjon av 15-35%, finner sted. En slik foretrukken anordning er en skruepresse. For å lette avvanningen av massen kan en inngående masses pH reguleres til 7-9 ved tilsetning av alkali.

Efter oppkonsentreringstrinnet blir alkali tilført massen i en slik mengde at massens pH blir over 11. For å oppnå denne pH-verdi må alkalitilsetningen oppgå til 0,5-5%, beregnet på absolutt tørr masse. Som alkali foretrekkes natriumhydroxyd, mén det er også mulig å tilsette annet alkali, som kaliumhydroxyd, oxydert hvitlut, grønnlut eller natriumcarbonat, i blanding med natriumhydroxyd. Ifølge oppfinnelsen skal alkalimengden, bereqnet som NaOH, ut-

gjøre 2-17 g pr. kg tilstedeværende vann.

Derefter underkastes massen en mild mekanisk bearbeidelse i en anordning som er beregnet for høykonsentrasjonsbehand-ling og som er forsynt med i forhold til hverandre roterende skruer, med en energiinnsats av 8-100, fortrinnsvis 10-75, kWh/tonn masse. En egnet apparatur for en slik behandling utgjøres av en skruedefibrator som selges under varemerket Frotapulper ® . Denne skruedefibrator består i prinsippet

av to roterbare skruer som er anordnet parallelt i forhold til hverandre i et hus som er forsynt med innløp og utløp,

og slik at de griper inn i hverandre for å bearbeide materiale, hvorved de roterbare skruers skrueblad oppviser innbuktninger på omkretsen av i det minste noen skrueomdreininger slik at det dannes tenner mellom innbuktningene. En slik skrue-def ibrator er nærmere beskrevet i US patentskrift 3064908. Massen som er blandet med kjemikalier, utsettes i skruedefibratoren for skyvende og knaende krefter i form av pulserende trykkbelastninger. Som følge av denne behandling fås en ytterst effektiv impregnering av de tilsatte kjemikalier i massen. Hva gjelder massefibrene er behandlingen mild da disse ikke blir forkortet (som tilfellet er ved maling) eller påvirket negativt på annen måte. Behandlingen i skruedefibratoren finner vanligvis sted ved atmosfæretrykk, men den kan også utføres ved overtrykk opp til 500 kPa.

Under den mekaniske bearbeidelse av massen øker massens temperatur da minst 60% av tilført energi omvandles til varme.

Jo høyere energitilførselen er, desto kraftigere blir tem=» peraturøkningen under bearbeidelsestrinnet.

Efter behandlingen i det mekaniske bearbeidelsestrinn overføres massen ved hjelp av en egnet anordning, f.eks. en pumpe, en transportskrue eller et transportbånd, til et tårn eller en lignende beholder for fortsatt reaksjon med tilsatte kjemikalier (hovedsakelig alkali) ved ønsket temperatur. Oppholdstiden for massen i dette trinn kan variere mellom 6 minutter og 5 timer.

Derefter vaskes massen i en kjent vaskeapparatur slik

at harpiksen som er blitt utløst fra cellulosemassen, fjernes fra massen. Det er derefter ikke nødvendig å utsette massen for en fortsatt behandling, men denne kan overføres direkte for tørking eller for endelig opparbeidelse. Det vanligste er imidlertid at massen efter at den er blitt behandlet ifølge oppfinnelsen, overføres til et blekeri for ytterligere foredling.

Hva gjelder varmeøkonomien for prosessen, kan en god varmeøkonomi erholdes ved å isolere den mekaniske bearbeidel- ; sesenhet, transportledningen til tårnet og selve tårnet. Denne varme kan nyttiggjøres i påfølgende bleketrinn, dvs. at behovet for energi for oppvarming av massen til en for blekingen egnet temperatur minskes. I dette tilfelle når effektinnsatsen i det mekaniske behandlingstrinn er høy eller når den mekaniske behandling utføres ved overtrykk,

er det gunstig at massen utmates fra dette trinn via en syklon for å separere damp fra massen. Dersom den mekaniske bearbeidelse utføres ved overtrykk, er det også mulig å ut-føre også den fortsatte behandling under overtrykk, dvs. at massen transporteres til oppholdstårnet og oppbevares i dette under overtrykk.

Ifølge en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen anvendes en kort oppholdstid mellom konsentreringstrinnet og den milde mekaniske bearbeidelse. Den korte oppholdstid kan på gunstig måte oppnås ved transport av massen gjennom en transportskrue. Oppholdstiden bør ligge innen området 2 -10 sekunder. Foruten gjennom en transportskrue er det også mulig å la massen passere en såkalt kjemikaliemikser, dvs. en apparatur som anvendes for å blande kjemikalier inn i massen. Hva gjelder tilsetningen av alkali er det fordel-aktig at i det minste en del av alkaliet tilføres til massen under den korte oppholdstid, f.eks. i transportskruen. Foruten i transportskruen tilsettes alkali efter at massen er blitt konsentrert, dvs. når.massen forlater skruepressen.

Det er imidlertid fullt mulig å tilsette hele alkalimengden på én gang, dvs. enten når massen forlater skruepressen, eller i transportskruen. I enkelte tilfeller er det fordel-aktig foruten alkali å tilsette andre kjemikalier til massen, som overflateaktive midler (såkalte fuktemidler) og kompleks-dannere. Tilsetningen av disse kjemikalier skjer på lignende måte som tilsetningen av alkali.

Ved behandling av visse masser er det for å oppnå en til-siktet fjernelse av harpiks nødvendig å øke reaksjonstempera-turen ved den.milde, mekaniske bearbeidelse av massen og den påfølgende reaksjon med alkaliet i oppholdstårnet utover den temperaturøkning som forårsakes av den knaende°9 skyvende bearbeidelse. I slike tilfeller tilføres damp til massen, og damptilførselen bør finne sted i løpet av den korte oppholdstid.

Ved tilsetning av kjemikalier og damp senkes massekon-sentras j onen . Imidlertid må massens konsentrasjon aldri

være lavere enn 15% når massen utsettes for den milde, mekaniske behandling.

Ved å utsette cellulosemassen for behandlingen ifølge oppfinnelsen og ved å regulere mengden av tilført alkali, temperaturen og energiinnsatsen er det mulig å regulere den ferdigbehandlede masses harpiksinnhold til det nivå som er ønsket. En økning av den tilsatte alkalimengde, en økning .av temperaturen og en øket energiinnsats fører hver for seg og fremfor ilt i kombinasjon med hverandre til en øket ut-løsning av harpiks fra massen, hvilket betyr at massens harpiksinnhold minsker i tilsvarende grad.

Oppfinnelsen kan utnyttes på forskjellige måter. I en sulfittfabrikk er det ved hjelp av oppfinnelsen blitt mulig å sløyfe lagringen av veden og å innføre fersk ved direkte i fabrikken. Selv om omkostningene for den apparatur som er nødvendig for å utføre den foreliggende oppfinnelse fra-trekkes, blir fremstillingsomkostningene for sulfittmasse vesentlig redusert. Selv om lagringen av veden for en sulfittfabrikk ikke sløyfes, er den foreliggende fremgangsmåte av stor verdi da harpiksinnholdet i den ferdigbehandlede masse ved hjelp av den foreliggende fremgangsmåte kan reguleres på en helt annen måte enn hva som tidligere haj: vært mulig.

Som et eksempel kan det nevnes at behovet for klorholdige blekemidler blir langt lavere, og dette er ønsket fra et

miljøvernmessig synspunkt.

I en sulfatmassefabrikk er. det ved hjelp av oppfinnelsen mulig å fremstille eksempelvis bjerkesulfatmasse med et jevnt og lavt harpiksinnhold, hvilket tidligere ikke alltid har vært mulig. Dessuten kan ved fremstilling av slik masse kravene til barking av bjerkeveden og tilsetningen av det kostbare kjemikalium klordioxyd senkes, hvilket også er for-delaktig ut fra et miljøvernmessig synspunkt.

Fordelene ved den foreliggende fremgangsmåte fremgår også av de nedenstående utførelseseksempler.

På tegningen er vist en apparatur som er egnet for ut-førelse av en foretrukken utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte.

En rekke forsøk er blitt utført ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og den detaljerte utførelse av disse forsøk og de oppnådde resultater fremgår av de nedenstående utførelseseksempler.

Eksempel 1

En silt gransulfittmasse av derivattypen og med føl-gende egenskaper ble anvendt for forsøkene:

Kappatall målt ifølge SCAN-C 1:59 = 7,5

R 18, % målt ifølge SCAN-C 2:61 = 89,7

Viskositet, dm<3>/kg målt ifølge SCAN-C 15:62=- 700 Ekstraktinnhold DKM, % målt ifølge SCAN-C 7:62= 1,70 Malegrad, °SR målt ifølge SCAN-C 19:65= 13,0

Ved forsøket ifølge oppfinnelsen ble den på tegningen viste apparatur anvendt.

Den silte masse med en konsentrasjon av 10% og en temperatur av 23°C ble gjennom ledningen 1 overført til en skruepresse 2 hvori massen ble awannet til en konsentrasjon av 28%. Det utpressede vann ble ledet bort gjennom ledningen 3. Ved utløpet av skruepressen 2 ble alkali tilsatt til massen i form av natriumhydroxyd (NaOH) i en mengde av 3%, beregnet på absolutt tørr masse, slik at massens pH ble 12,8. Alkaliet som ble oppbevart i beholderen 4, ble via ledningene 5 og 6 transportert til skruepressen 2. Fra skruepressen ble massen via ledningen 7 overført til transportskruen 8. Til massen som befant seg i transportskruen 8, ble damp

via ledningen 9 tilført i en slik mengde at massens temperatur øket til 85°C. Damptilførselen svarer til en energi-mengde av 26 0 kWh/tonn masse. Massen ble ved hjelp av transportskruen 8 overført til en skruedefibrator 10 av den type som selges under varemerket Frotapulper ®. I denne skruedefi-brator ble massen utsatt for en knaende og skyvende bearbeidelse som svarte til en energiinnsats av 2 3 kWh/tonn - masse. Massens temperatur steg derved til 9 0°C. Derefter fikk massen under innvirkning av sin egen tyngde falle ned gjennom et stup og en ledning 11 til et tårn 12. I dette tårn ble massen oppbevart i 2 timer ved den ovennevnte temperatur, dvs. 90°C. Reaksjonen mellom natriumhydroxydet og massen ble avsluttet i tårnet 12. Efter 2 timer ble en prøve av massen tatt, og denne prøve ble vasket, tørket og analysert i overensstemmelse med de ovenfor angitte målemetoder .

For sammenlignings skyld ble et forsøk i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge svensk patentskrift 34132 3 utført. Ved dette forsøk ble visse deler av den på Fig. 1 viste apparatur anvendt. Den silede utgangsmasse med en konsentrasjon av 10% og en temperatur av 23°C ble via ledningen 1 overført til en skruepresse 2 hvori massen ble avvannet til en konsentrasjon av 30%. Massen ble derefter direkte over-ført til skruedefibratoren 10 hvori den ble utsatt for en knaende og skyvende bearbeidelse som svarte til et elektrisk energiforbruk av 100 kWh/tonn masse. Ved denne behandling økte massens temperatur til 73°C. Massen ble derefter overført til tårnet 12 hvori den ble fortynnet til en konsentrasjon av 6% med prosessvann med en temperatur av 58°C. Massesus-pensjonens temperatur var da 61°C. Fra tårnet ble en viss mengde masse fjernet som ble anbragt i en glassboks og opp-varmet med damp til en temperatur av 90°C. Derefter ble natriumhydroxyd tilsatt i en mengde av 3%, beregnet på massen. Masseprøven fikk henstå i 2 timer i et vannbad ved 90°O. Energiforbruket for å oppvarme prøven fra 61°C til 9 0°C ved hjelp av damp ble beregnet å svare til 560 kWh/tonn masse. Efter disse to timer ble behandlingen avbrutt, ved at massen ble vasket med rent vann. Efter at massen var blitt tørket, ble den analysert i overensstemmelse med de ovenfor angitte målemetoder.

Resultatene av de to forsøk fremgår av den nedenstående

tabell.

De fremgår av tabell 1 at samtlige egenskaper ble bedre for masse som ble behandlet ifølge oppfinnelsen, sammenlignet med masse som ble behandlet ifølge svensk patentskrift 341323.

Den mest oppsiktsvekkende forskjell er forskjellen i harpiksinnhold, dvs. 0,12% sammenlignet med 0,35%. Også antallet knuter i massen er overraskende meget lavere i massen fremstilt ifølge oppfinnelsen sammenlignet med sammenlignings-massen. Det finnes ingen generelt akseptert analysemetode for denne masseegenskap, men den måling som her ble foretatt for å fastslå antallet knuter i massen, var i overensstemmelse med den metode som er beskrevet i en artikkel i Svensk Pappers-tidning, 71, 15. mars 1968, nr. 5, s. 189-194.

Dersom den opprinnelige masses egenskaper sammenlignes med egenskapene for masse som er blitt behandlet ifølge for-søkene, fremgår det at behandlingene førte til en foredling av massen. Kappatallet, dvs. massens lignininnhold, er blitt senket og R 18-verdien øket. Foredlingen av massen er tydelig mer utpreget ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen sammenlignet med masse behandlet ved fremgangsmåten ifølge svensk patentskrift 341323. Det kan synes overraskende at masse-viskositeten økte efter behandlingen, men dette kan forklares ved at en viss mengde hemicellulose (som er bygget opp av forholdsvise korte molekylkjeder) er blitt utløst av alkaliet. Malegraden er i prinsippet uforandret, og dette viser at den knaende og skyvende bearbeidelse ikke fører til en forkortning av massefibrene.

Det fremgår også av tabell 1 at til tross for at egenskapene for massen fremstilt ifølge oppfinnelsen er over-legne i forhold til samraenligningsmassens, anvendes ved behandlingen ifølge oppfinnelsen mindre enn halvparten av den energi som anvendes ifølge sammenligningsprosessen.

Selv om det for tiden ikke kan gis noen sikker forklaring på den iakttatte effekt, er det mulig at en av årsakene er at alkaliet, dvs. natriumhydroxydet, blandes inn i massen på en slik måte at kontakten mellom alkaliet og hver enkelt massefiber blir maksimal. Ifølge oppfinnelsen blandes alkaliet med massen før den knaende og skyvende bearbeidelse. Inntrengningen av alkaliet i massen kan lettes ved å til-føre damp i transportskruen som oppvarmer både vannet i massen og alkalioppløsningen, hvorved de respektive væskers viskositet senkes. En viktig årsak til at kontakten mellom alkaliet og massefibrene blir intensiv kan også være den knaende og skyvende bearbeidelse som sådan, dvs. de pulserende trykkbelastninger, som massen utsettes for.

Eksempel 2

Forsøkene ifølge eksempel 1 ble gjentatt, men med den forskjell at gransulfittmassen ble erstattet av en bjerkesulfatmasse. Denne masse hadde et ekstraktinnhold, DKM, av 0,44% og en viskositet av 900 dm^/kg.

Massen ble behandlet på den måte som fremgår av eksempel 1, dels ifølge oppfinnelsen og dels ifølge svensk patentskrift 341323, og resultatene av forsøkene fremgår av den nedenstående tabell.

Det fremgår av tabellen at den foreliggende fremgangsmåte fører til en masse med et overraskende lavt harpiksinnhold. Sammenligningsmassens harpiksinnhold er nesten tre ganger så høyt.

Eksempel 3

Forsøket ifølge oppfinnelsen som er beskrevet i eksempel 1, ble gjentatt med den eneste forskjell at foruten natriumhydroxyd ble også et overflateaktivt middel og en kompleksdanner tilført til sulfittmassen. Ved dette forsøk ble via ledningene 5 og 6 0,05% Na^PO^ og fra beholderen 14 via led- - ningen 5 natriumhydroxyd i en mengde av 3% og 0,05% av et overflateaktivt middel som selges under handelsnavnet Berocell®25, tilsatt.

I den nedenstående tabell er det redegjort for resultatene av det ovenfor beskrevne forsøk og av forsøket ifølge eksempel 1.

Dette forsøk viser at det ved hjelp av tilsetning :av overflateaktivt middel og kompleksdanner er mulig ytterligere å senke massens harpiksinnhold noe ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 4

I den hensikt å vise at den foreliggende fremgangsmåte med godt resultat direkte kan kombineres med et oxygengass-bleketrinn ble det nedenfor beskrevne forsøk utført.

Forsøket ble utført med en silt bjerkesulfatmasse. Den på tegningen viste apparatur ble for visse delers vedkommende anvendt. En massesuspensjon med en konsentrasjon av 3% og en temperatur av 50°C ble fortykket i skruepressen 2 til en konsentrasjon av 29%. Ved utløpet av skruepressen, dvs. via ledningene 5 og 6,ble til massen 0,20% MgS04 x 7H20 og 2% natriumhydroxyd tilsatt slik at det ble målt en pK av 11,2. I transportskruen 8 ble damp tilført til massen slik at dens temperatur økte til 95°C. I skruedefibratoren 10 ble massen utsatt for en knaende og skyvende bearbeidelse svarende til en energiinnsats av 17 kWh/tonn. Massens temperatur økte derved til 9 7°C. I fortsettelsen ble ikke den på tegningen viste apparatur anvendt, men massen ble ved hjelp av en skruepåmater innført i et tårn hvori oxygengass med et overtrykk av 1,0 MPa var tilstede. Massen ble ytterligere opp-varmet ved hjelp av damp til en temperatur av 115°C og fikk reagere med alkaliet og oxygengassen i 45 minutter. Derefter ble massen sluset ut fra oxygengassreaktoren til et vaske-trinn, hvorefter massen ble tørket. En prøve ble tatt for analyse, og de følgende resultater ble erholdt:

Massens lyshet ble bestemt i overensstemmelse med SCAN-C 11:75. Det fremgår at den foreliggende fremgangsmåte med den modifikasjon at oxygengass var tilstede i det siste behandlingstrinn, fører til en kraftig senkning av massens lignininnhold med adfølgende lyshetsøkning. Også massens harpiksinnhold ble sterkt redusert.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for å redusere harpiksinnholdet ved fremstilling av blekede eller ublekede cellulosemasser fra lignocellulosemateriale, hvor lignocellulosematerialet utsettes for fiberfrilegging, vasking, eventuelt siling og eventuelt ligninfjernende bleking, og lignocellulosematerialet i form av cellulosemasse derefter i en eller flere konsentreringsanordninger gis en massekonsentrasjon av 15-35%, fortrinnsvis 19-29%, og at alkali tilsettes, eventuelt efter en kort oppholdstid, i en slik grad at alkalimengden, regnet som NaOH, utgjør 2-17 g pr. kg tilstedeværende vann, hvorved det oppnås en pH-verdi på over 11, hvorefter cellulosemassen underkastes en mild, mekanisk bearbeidelse, karakterisert ved at den mekaniske bearbeidelse utføres i en anordning som er beregnet for høykonsentrasjonsbehandling og er forsynt med i forhold til hverandre roterende skruer, med en energiinnsats av 8-100, fortrinnsvis 10-75.. kWh/tonn masse, og at cellulosemassen efter denne mekaniske bearbeidelse og ved hovedsakelig uforandret massekonsentrasjon i en egen beholder bringes til å reagere med det tilsatte alkali i 0,1-5 timer, idet massens jtemperatur, i det minste i ett av behandlings trinnene etter alkalitilsetningen, holdes ved en temperatur på over 60°C.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at damp tilføres i løpet av den korte oppholdstid.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, karakterisert ved at den korte oppholdstid efter konsentreringstrinnet oppnås ved transport av cellulosemassen gjennom en transportskrue.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at det anvendes en oppholdstid av 2-10 sekunder.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at det som alkali tilsettes natriumhydroxyd.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5, karakterisert ved at foruten alkali tilsettes et overflateaktivt middel og en kompleksdanner.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6, karakterisert ved at massen i den egne beholder foruten med alkali bringes til å reagere med oxygengass.