NO171048B

NO171048B - Smoereinnretning for plastekstrudere

Info

Publication number: NO171048B
Application number: NO895125A
Authority: NO
Inventors: Per Boeen
Original assignee: Soennichsen As
Priority date: 1989-12-19
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1992-10-12
Also published as: EP0506738A1; NO171048C; WO1991008891A1; DE69018094D1; AU647439B2; CA2070175A1; FI922791A0; EP0506738B1; DK81092D0; ATE120124T1; NO895125L; AU6906391A; NO895125D0; US5252049A; FI922791A; DE69018094T2; JPH05502629A; DK81092A

Description

Sulfittoppsluttingsprosess.

Denne oppfinnelse vedrører en oppsluttingsprosess, nærmere bestemt en prosess for digerering av celluloseholdig råmateriale så som treflis ved sulfittpr oses sen.

Oppslutting av celluloseholdige råmaterialer så som treflis ved konvensjonell sulfittoppsluttingsprosess har alltid vært karakterisert ved visse ulemper, som stadige anstrengelser har mislykkes å overvinne. Selvom mange løsninger er blitt foreslått for eliminering av disse ulemper, har anstrengel-sene hittil kulminert i fremgangsmåter som, istedenfor å eliminer e' dis se ulemper, utelukkende tjener til å kompensere delvis for disse ulemper og er på samme tid kostbare og tidsrøvende. Ved f. eks. en konvensjonell sulfittdiger - ering av treflis hvor der brukes en sur sulfitt- eller bisulfittkokevæske, ligger væskens begynnelses-pH-verdi vanligvis innenfor et område av tilnærmelsesvis 1.5- 4.5. Anvendelsen av en så lav pH-verdi under begynnelsestrinnene av digereringen har fordelen av hurtig sulfonering av ligninet men, på samme tid fremmer den uønsket sur hydrolyse av karbohydratene i flisen. Enn videre vil ved en slik oppsluttingsprosess frigjøringen av "tresyrer" (maur-syre, eddiksyre etc.) under digereringen ytterligere senke pH-verdien av kokevæsken, øke dens surhet og fremme denne sure hydrolyse av karbohydratene. Denne sure hydrolyse er blitt delvis kompensert for i en slik sur sulfitt-eller bisulfittoppsluttingsprosess ved å holde digereringstemperaturen på et nivå under tilnærmelsesvis 145 - 150°C. Selvom en slik lav digereringstem-peratur hemmer sur hydrolyse i en viss utstrekning, nedsetter den på samme tid hastigheten av ligninsulfoneringen og øker i høy grad den koketid som kreves for å oppnå den ønskede delignifiserings- og oppsluttingsgrad. Dess-uten er det ved en slik sur sulfittoppsluttingsprosess en frigjøring av vesentlige mengder gassformig svoveldioksyd under digereringen, hvilken gassformig svoveldioksyd må fjernes og gjenvinnes for å brukes om igjen ved en kom-plisert og kostbar prosess i fabrikasjonsanlegget for kokevæsken.

I konvensjonelle nøytrale eller alkaliske sulfittoppsluttingsprosesser

er det vanlig praksis å nytte en kokevæske som har en begynnelses-pH-verdi som ligger innenfor et område av ca. 9.0- 10. 0 eller tilmed høyere for å avstedkomme nøytralisering av de "tresyrer" som dannes under digereringen og for å oppnå en digererings-pH-verdi og/eller en slutt-pH-verdi av 7.0 eller høyere. Bruken av en så høy begynnelses-pH-verdi for kokevæsken har mange ulemper som består i at den frembringer alkalisk reduksjon av visse kort-kjede-karbohydrater (hemicellulose) i treflisen og forsinker ligninsulfoneringen, øker digereringstiden og/eller krever en høyere koketemperatur. Enn videre er bruken av kokevæsker inneholdende magnesium, kalsium og andre liknende "uoppløselige" utgangs stoffe r for slike nøytrale eller alkaliske sulfittoppsluttingsprosesser begrenset endog i en så stor utstrekning som uteluk-ker for alle praktiske formål bruken av i det minste ett av disse utgangsstoffer (kalsium) på grunn av disse utgangsstoffers tilbøyelighet til å danne uopp-løselige monosulfitter som vanligvis omtales som "utkalking" ("liming out") under alkaliske eller tilnærmet alkaliske betingelser. Eksempelvis kan ved bruk av sulfittoppsluttingsmetoder felling av uoppløselige monosulfitter ved bruk av disse utgangsstoffer bare unngås når den omgivende væskes-pH-verdi

under begynnelses-digereringsperioden ikke overstiger en maksimumsverdi av ca. 6. 0 for væsker på magnesiumbasis og endog lavere (.1.5 - 2.0) for væsker på kalsiumbasis. Den praksis som nyttes i dag for å oppnå nøytral eller alkalisk sulfittoppslutting med væsker inneholdende disse "uoppløselige" utgangsstoffer innbefatter enten innsprøytning av et passende alkali under digereringen

eller avtapping av den sure væske nyttet i det begynnende digereringstrinn og senere innføring av en alkalisk væske for et senere digereringstrinn. Beg-ge disse metoder har den alvorlige ulempe at det tilsatte alkali må migrere ved en langsom diffusjonsprosess og væskeombytting inn i treflisen som er mettet med en sur væske, hvilket tillater at det forekommer sur hydrolyse av karbohydratene i treflisen mens denne langsomme migrering finner sted. Metoden med å bruke en alkalisk væske for et andre digereringstrinn har den ytterligere ulempe at sur hydrolyse av karbohydratene vil ha inntruffet før innføringen av den alkaliske væske.

Den foreliggende oppfinnelse tilsikter å tilveiebringe en ny sulfittoppsluttingsprosess som tillater at væskens pH-verdi reguleres nøyaktig under oppsluttingen, hvorved det kan oppnås optimale oppsluttingsforhold under oppsluttingen av en mangfoldighet av celluloseholdige materialer under anvendelse av en mangfoldighet av væske-utgangsstoffer.

Ved prosessen ifølge oppfinnelsen elimineres faktisk alle de uønskede virkninger av "tresyrene " som frigjøres hydrolytisk fra det oppsluttede materiale under prosessen. Prosessen tillater ytterligere oppslutting ved enten en hovedsakelig nøytral eller endog litt alkalisk slutt-PH-verdi som oppnås uten alkalisk reduksjon av visse kort-kjede-karbohydrater ved begynnelsen av digereringen, og ved en begynnelses-pH-verdi tilstrekkelig lav til å tillate stor hastighet av ligninsulfoneringen.

Prosessen tillater oppslutting av et stort antall av forskjellige celluloseholdige råmaterialer under anvendelse av et stort antall av forskjellige kokevæsker uten risiko for utfelling av uoppløselige monosulfitter fra "uopp-løselige" basisvæsker inneholdende kalsium, magnesium og liknende.

Ved å opprettholde en hovedsakelig nøytral væske-pH-verdi gjennom hele digereringen eliminerer prosessen ifølge oppfinnelsen nødvendigheten av den høye begynnelses-pH-verdi med ledsagende alkalisk reduksjon av karbohydratene som er så typisk for konvensjonell nøytral sulfittdigerering.

Prosessen tillater enn videre bruken av en lav begynnelses-væske-pH-verdi for en sur sulfitt- eller bisulfittprosess likesom nøytral eller alkalisk sulfittproses s med hovedsakelig eliminering av sur hydrolyse av karbohydrater i det oppsluttede materiale, og tillater også omdanning av svoveldioksyd frigitt under en sur sulfitt- eller bisulfittoppsluttingsprosess til ikke-gass-formige svovelforbindelser. Enn videre kan begynnelses-pH-verdien hos kokevæsken endres gjennom et vidt område fra en lav pH-verdi til hovedsakelig nøytral pH-verdi, og digererings- og/eller slutt-pH-verdien kan endres til enhver verdi liggende innenfor et område mellom begynnelses-pH-verdien og hovedsakelig nøytral pH-verdi eller endog høyere med en akselerert digereringstid, med faktisk ingen sur hydrolyse av karbohydratene og uten tids-krevende og kostbare arbeidstrinn med innføring av ytterligere alkali under digereringen eller bruken av en :flerhet av digereringstrinn.

Prosessen tillater også bruken av svovelsyrling som en kokevæske for å oppnå huritg ligninsulfonering og en slutt-pH-verdi som er nøytral eller tilnærmet nøytral uten den vanlige ligninresinifisering, flis-brenning og sur reduksjon av karbohydratene.

Andre karakteristiske trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende beskrivelse.

De ovenfor angitte trekk og andre samhørige trekk ved den foreliggende oppfinnelse avstedkommes ved å la et valgt celluloseholdig råmateriale så som treflis reagere med en sulfittkokevæske som har en begynnelses-pH-verdi valgt i overensstemmelse med den bestemte type sulfittoppsluttingsprosess som benyttes. Kokevæsken kan ha enhver passende basis så som magnesium, kalsium, natrium og endog ammoniakk. Oppfinnelsen består i at urea settes til kokevæsken i en mengde som er beregnet å gi en forutbestemt slutt-pH-verdi i den oppsluttede blanding ved fullf#!ringen av kokingen idet den under kokingen nøytraliserer etterhvert frigjorte syrer. Flis digereres ved en valgt temperatur som ikke er lavere enn den temperatur ved hvilken ammoniakk frigjøres fra ureaen, hvorved syrer som frigjøres hydrolytisk under oppsluttningen nøytraliseres av ammoniakken for å opprettholde en valgt pH-verdi og/eller for å gi ønsket slutt-pH-verdi i den oppsluttede blanding etter fullføringen av oppsluttningen.

Oppfinnelsen vedrører således en sulfittoppsluttingsprosess under til - settning av urea som virker nøytraliserende på de under kokeprosessen frigjorte syrer (puffere).

En tidligere kjent prosess av denne art (U. S. patent nr. 1.880.046), hvor der behandles cellulosefibre og ligno-cellulosefibre, går i det vesentlige ut på å behandle disse materialer på en slik måte at der oppnås en kva-litetsbedring ved fjernelse av pentosanene, voksene og asken. Ved den kjente prosess utgjør behandlingstemperaturen en viktig faktorfor å oppnå effektiv fjernelse av nevnte stoffer, men der avstedkommes også en viss puffervirk-ning for nøytralisering av de under kokeprosessen frigjorte syrer (puffere). De kjemikalier som anvendes ved den kjente prosess omfatter imidlertid ikke ammoniakkavspaltende kjemikalier. Ved den kjente prosess er enn videre behandlingstemperaturen temmelig høy og behandlingstiden forholdsvis lang-varig.

Oppfinnelsen tar sikte på å anvise en sulfittoppsluttingsprosess av den angitte art, hvor der tilveiebringes forbedrede reaksjonsbetingelser og be-handlingsforhold og som følge derav forbedrede produkter, og er for dette formål karakterisert ved at der til kokevæsken tilsettes syrenøytraliserende midler i form av urea, som under kokeprosessen frigjør ammoniakk, og som under den fremadskridende koking virker nøytraliserende på dé etterhvert frigjorte syrer, og derved gir en ønsket på forhånd bestembar pH i den resulterende kokevæske.

Fortrinnsvis bruker man en oppløsning av svoveldioksyd som kokevæske.

I den kjemiske reaksjon som finner sted ved den praktiske utførelse av oppfinnelsen omdannes urea-bestanddelen av kokevæsken til ammoniakk og karbondioksyd ved temperaturer innenfor et område av ca. 110 - 170°C

i overensstemmelse med følgende reaksjoner:

Under sulfittoppsluttingsprosessen frigjøres "tresyrer" så som maur-syre og eddiksyre hydrolytisk fra det celluloseholdige råmateriale så som treflis som nøytraliseres av den ammoniakk som dannes ved reaksjonene i-følse 1 og 2 ved følgende reaksjon:

Ved sammenslåing av reaksjonene 1-3, kan nøytraliseringen av tresyrene ved urea sammenfattes ved følgende reaksjon:

Som tidligere nevnt utvikles svoveldioksyd under en sur sulfitt- eller bisulfittoppsluttingsprosess^og nøytraliseringen av svoveldioksyden ved urea til dannelse av ammonium sulfitt kan sammenfattes slik:

Vanligvis blir mengden av urea bundet i kokevæsken i sulfittoppsluttingsprosessen ifølge oppfinnelsen valgt i overensstemmelse med mengden av tresyrer som skal nøytraliseres i den hensikt å komme frem til en ønsket slutt - pH-verdi i den oppsluttede blanding. Nærmere bestemt er mengden av celluloseholdig råmateriale som skal oppsluttes, bestanddelene og mengden av den nyttede kokevæske likesom begynnelses-, digererings- og slutt-pH-verdien hos væsken alle faktorer som må tas i betraktning når man bestémmer mengden av urea som skal tilsettes. Enn videre er det ved bruk av en kokevæske som som en aktiv bestanddel har en alkalisk monosulfitt velkjent at en halvdel av denne alkalimonosulfitt eller bundet alkali er tilgjengelig for nøytrali-sering av de tresyrene som frigis under kokingen. Den reakjson ved hvilken alkalimonosulfitten gjøres tilgjengelig for tresyre-nøytralisering illustrerels best slik:

Ved bestemmelsen av den totale mengde av alkali som trenges for oppnåelse av en ønsket slutt-pH-verdi i den oppsluttede blanding behøver således bare denne mengde urea settes til kokevæsken hvilken i kombinasjon med en halvdel av det alkali som er bundet som monosulfitt, hvis sådan er tilstede som en bestanddel, vil gi den ønskede nøytralisering av tresyrene som frembringes under oppslutting i den ønskede grad. '

I den hensikt å illustrere klart de fremragende resultater som er oppnådd med oppfinnelsen, refereres til de følgende eksempler hvor forsøks-objektet var papirhåndklær (hand-sheets) fremstilt såvel i henhold til tidligere praksis som i henhold til oppfinnelsen. I alle disse eksempler, med unntag-else av ett der det ble nyttet furuflis, bestod treflisen av en blanding av svart gummitre, bløtt (sweet) gummitre, tupelotre og rød-lønn, som ble digerert i en koker under anvendelse av en sulfittkokevæske med de angitte bestanddeler.

Ved gjennomføringen av de forskjellige digereringsprosesser ble flisen, som var nøyaktig avveid til en vekt av 7000 g basert på tørrtenkt (knusk-tørr) tresubstans, plassert i kokeren og forhåndsdampet. Så ble sulfittkokevæske pumpet inn i kokeren og sirkulert kontinuerlig gjennom flisen. Væsken ble bragt opp til den temperatur som er angitt i hvert av eksemplene i løpet av en periode av 120 minutter, og denne temperatur, med konstant sir-kulering av væsken gjennom flisen, ble opprettholdt i den digereringstid som er angitt i hvert eksempel. Ved slutten av digereringen ble væsken fjernet, ■, den kokte flis veid, og dens tørrhet (knusktørre) fiberinnhold ble bestemt for å fastsette utbytte. Flisen ble så gitt en foreløpig foredling i en laboratorie-skivemølle og en tilstrekkelig mengde av den resulterende forhånds-foredlede flis ble innført i en standard Valley-hollender til dannelse av en tørrtenkt fiber-charge av 454 g. Hollenderens totale charge ble deretter justert ved til-setning av vann til 22. 700 g eller én velling ay 2% konsistents. Begynnelses-Schopper-Riegler-frihet (freeness) ble bestemt og 5. 5 kg vekt ble plassert på fotplåtearmen (bedplate arm). Maling (beating) åv chargen ble så gjennom-ført og det ble tatt masaeprøver av standard Schopper-Riegler-frihet av 750 cm 3 , 500 cm 3 , 250 cm 3 og 150 cm 3, og den tid det tok å oppnå disse fri- . heter ble målt. Håndklær med en basisvékt av 45. 4 kg per 278. 7 m (100 pound per 3000 fot 2) ble fremstilt fra masser ved disse standard friheter. Etter en kondisjoneringsperiode av 24 timer ved 50% relativ fuktighet og 22. 8°C (73°F) ble de forskjellige papirhåndklær utsatt for en G. E. Brightness

(klarhet, glans), 15. 25 cm (6") Ring Crush (ringknusing) (Riehle), Tear (riving), Mullen og Zeta strekkprøver.

De følgende to eksempler ble utført for å illustrere sulfittoppsluttingsprosesser på natriumbasis av hittil nyttet type:

Eksempel 1

Dette eksempel er en typisk nøytral sulfittdigerering med høyt utbytte og der det nyttes hardt tre (hardwood). I dette eksempel ble treflisen digerert i en kokevæske hvis aktive bestanddeler var 882 g natriumsulfitt og 159 g natriumkarbonat ved en begynnelses-pH-verdi av 10.6. Digereringen ble holdt på 170°C i 180 min. Slutt-pH-verdien var 7.4 og utbyttet, basert på det opprinnelige, tørrtenkte tre var 75.0%. Papirhåndklærnes egenskaper var følgende:

Eksempel 2

Som et eksempel på en konvensjonell bisulfittdigereringsprosess på natriumbasis og med høyt utbytte ble treflisen digerert i en kokevæske om-fattende 693 g natriumbisulfitt, ved en begynnelses-pH-verdi av 5. 3. Digereringen ble holdt på 150°C lor å nedsette sur reduksjon i en periode av 250 minutter. Slutt-pH-verdien var 4. 7, og utbyttet, basert på det opprinnelige tørrtenkte tre var 72.3%. Håndklæ-egenskapene var som følger:

De følgende eksempler ble utført for å illustrere den nye prosess i-følge oppfinnelsen som tillempet ved sulfittoppslutting på natriumbasis:

Eksempel 3

Dette eksempel illustrerer sulfittoppsluttingsprosessen ifølge oppfinnelsen under utnyttelse av en bisulfittvæske på natriumbasis. Kokevæskens aktive bestanddeler var 716 g natriumbisulfitt og 294 g urea ved en begynnelses-pH-verdi av 3. 9. Digereringen ble holdt på 170°C i 150 minutter. Slutt-pH-verdien var 7. 0, og utbyttet, basert på det opprinnelige tørrtenkte tre, var 74.5%. Papirhåndklæ-egenskapene var følgende:

Eksempel 4

Dette eksempel illustrerer sulfittoppsluttingsprosessen ifølge oppfinnelsen ved hvilken digererings-pH-verdien holdes helt eller tilnærmet nøytral under hele digereringen. Kokevæskens aktive bestanddeler var 590 g natriumsulfitt, 198 g natriumbisulfitt og 148 g urea, ved en begynnelses-pH-verdi av 7. 0. Digereringen ble holdt på 170 C i 150 minutter. Slutt-pH-verdien var 7. 5, og utbyttet, basert på det opprinnelige tørrtenkte tre, var 72.2%. Håndklæ-egenskapene var følgende:

Eksempel 5

Dette eksempel svarer til eksempel 4 men med reduserte mengder oppsluttingskjemikalierKokevæskens aktive bestanddeler var 378 g natriumsulfitt, 308 g natriumbisulfitt og 150 g urea, med en begynnelses-pH-verdi av 7.5. Digereringen ble holdt på 170°C i 100 minutter. Slutt-pH-verdien var 7.4, og utbyttet, basert på det opprinnelige tørrtenkte tre, var 76.6%. Papirhåndklæ-egenskapene var følgende:

Det følgende eksempel ble utført for å illustrere en kjent bisulfittoppsluttingsprosess på magnesiumbasis:

Eksempel 6

Dette eksempel demonstrerer de resultater som ble oppnådd med en konvensjonell bisulfittdigerering på magnesiumbasis og med høyt utbytte. Flisen var av hardt tre. Kokevæskens aktive bestanddeler var 620 g magnesiumbisulfitt, og begynnelses-pH-verdien var 4.9. Digereringen ble holdt på 150°C i 180 minutter. Slutt-pH-verdien var 3. 9, og utbyttet, basert på det opprinnelige tørrtenkte tre, var 68.7%. Papirhåndklæ-egenskapene var følgende:

De følgende tre eksempler ble utført for å illustrere den nye prosess ifølge denne oppfinnelse som tillempet på bisulfittoppslutting på magnesiumbasis:

Eksempel 7

Dette eksempel illustrerer sulfittoppsluttingsprosess ifølge oppfinnelsen under anvendelse av bisulfittvæske på magnesiumbasis, hvilken prosess avsluttes ved en relativt høy pH-verdi. Kokevæskens aktive bestanddeler var 620 g magnesiumsulfitt og 290 g urea, med en begynnelses-pH-verdi av 4. 7. Digereringen ble holdt på 170°C i 105 minutter. Slutt-pH-verdien var 6. 1, og utbyttet, basert på det opprinnelige tørrtenkte tre, var 71.5%. Ved ett tidspunkt under digereringen ble observert en pH-verdi av 7. 1 uten tegn til "utkalking" ("liming out"). Håndklæ-egenskapene var som følger:

Eksempel 8

Dette eksempel svarer til eksempel 7 men med reduserte mengder

oppsluttingskjemikalier. Kokevæskens aktive bestanddeler var 465 g magnesiumbisulfitt og 270 g urea. Begynnelses-pH-verdien var 4.6. Digereringen ble holdt på 1 70°C i 90 minutter. Slutt-pH-verdien var 6.2, og utbyttet, basert på det opprinnelig (tørrtenkte) tre, var 74.9%. Også her ble det konsta-tert en pH-verdi over 7. 0 på et tidspunkt under digereringen uten noe merk-bart tegn til "utkalkine". Papirhåndklæ-egenskapene var som følger:

Eksempel 9

Dette eksempel illustrerer en bisulfittoppsluttingsprosess på magnesiumbasis i henhold til oppfinnelsen, ved hvilken det oppsluttede celluloseholdige materiale er furuflis, nærmere bestemt flis av "Southern Pine". Kokevæskens aktive bestanddeler var 930 g magnesiumbisulfitt og 360 g urea, med en begynnelses-pH-verdi av 4. 3. Digereringen ble holdt på 170°C i 210 minutter. Intet tegn til "utkalking" ble observert, selvom slutt-pH-verdien var 7. 3. Utbyttet, basert på det opprinnelige (tørrtenkte) tre, var 84.3%. Lite eller intet tegn til uheldig kvae eller klebrige substanser ble observert i massen. Håndklæ-eeenskapene var som følger:

Det følgende eksempel ble utført for å illustrere den nye oppsluttings - prosess ifølge denne oppfinnelse som applikert på sur sulfittoppslutting på kalsiumbasis:

Eksempel 10

De aktive bestanddeler i kokevæsken var 202 g kalsiumbisulfitt, 242 g fri SO^ og 470 g urea. Begynnelses-pH-verdien var 1.9. Den tid det tok å varme opp chargen til 170°C ble trukket ut til 330 minutter for å unngå mulig resinifisering av ligninet ved den sterkt sure væske. Digereringen ble holdt på 170°C i 60 minutter. Slutt-pH-verdien var 7.2, og ikke på noe tidspunkt under digereringen var der synlige tegn til "utkalking". Utbyttet, basert på det opprinnelige (tørrtenkte) tre, var 75.8%, uten tegn til brenning. Håndklæ-egenskapene var som følger:

Det følgende eksempel ble utført for å illustrere den nye oppsluttings - prosess ifølge denne oppfinnelsen som tillempet ved svovelsur oppslutting:

• Eksempel 11

Kokevæskens aktive bestanddeler var 427 g fri SC^ og 550 g urea. Begynnelses-pH-verdien Var 1. 8. Den tid det tok å bringe chargen opp på 170°C ble trukket ut til 145 minutter for å unngå mulig brenning som følge

av den sterkt sure væske. Chargen ble holdt på 170°C i 45 minutter. Slutt-pH-verdien var 7. 15, og utbyttet, basert på det opprinnelige (tørrtenkte) tre var 67.3%. Der var intet tegn til brenning eller lignin-resinifisering. Håndklæ-egenskapene var som følger:

I den hensikt å gi en tydelig sammenlikning av de resultater som er oppnådd i de forskjellige, forannevnte eksempler og derved atskille de nye resultater oppnådd med prosessen ifølge oppfinnelsen likeoverfor teknikkens standpunkt, er det foretatt en tabellarisk oppstilling av resultatene i eksemplene 1-11 i den etterfølgende tabell benevnt Tabell I. Bare forsøksresultat-er oppnådd ved Schopper-Riegler-friheter av 750 cm 3 og 500 cm 3 er medtatt i denne tabell ettersom den generelle kommersielle bruk av disse Schopper-Riegler-friheter anses å gi tilstrekkelig sammenlikning av forsøks-resultatene.

Som angitt foran er eksempel 1 og 2 beskjeftiget med konvensjonelle sulfitt- og natriumbisulfittoppsluttingsprosesser på natriumbasis, mens eksempel 3, 4 og 5 er utført i overensstemmelse med den nye prosess ifølge oppfinnelsen, under anvendelse av en natriumbasis. Eksempel 6 vedrører en konvensjonell oppsluttingsprosess under anvendelse av en magnesiumbasis, og eksempel 7 og 8 beskjeftiger seg med sulfittoppsluttingsprosesser på magnesiumbasis visende de nye resultater ved prosessen ifølge oppfinnelsen som tillempet på en prosess på magnesiumbasis. Eksempel 9 illustrerer resultatene ved oppslutting på magnesiumbasis under anvendelse av furu som opp-sluttingsmate,riale. Eksempel 10 representerer en sulfittoppsluttingsprosess på kalsiumbasis, og eksempel 11 er et ytterligere utføringseksempel på oppfinnelsen under anvendelse av fri SO^ som kokevæske.

En av de gode egenskaper ved oppfinnelsen er den vesentlige reduksjon i koketid likeoverfor dé prosesser som representerer teknikkens stand. Betraktelige omkostningsbesparelser avstedkommes således ved redusert produksjonstid under samtidig forbedring av produktets kvalitet. I proses-sene på natriumbasis ifølge oppfinnelsen er koketidene 150 minutter for eksemplene 3 og 4, og 100 minutter for eksempel 5, hvilke koketider atskiller seg temmelig fordelaktig fra de 180 og 250 minutter, som representerer teknikkens stilling i henhold til eksempel 1 og 2. Sulfittoppsluttingsprosessene på magnesiumbasis ifølge oppfinnelsen viser koketider på 105 og 90 minutter for henholdsvis eksempel 7 og 8; jfr. den 180 minutters koketid ved den konvensjonelle oppsluttingsprosess på magnesiumbasis ifølge eksempel 6.

Ved en Schopper-Riegler-frihet av 750 cm 3 viser eksemplene 3 og 4 på natriumbasis vesentlige økninger i 15.25 cm (6") Ring Crush, Tear, Mullen og Zeta strekk i forhold til den kjente prosess på natriumbasis i henhold til eksempel 1 og 2. Ved Schopper-Riegler-frihet av 500 cm 3 ble det i det vesentlige oppnådd de samme forbedrete resultater med usedvanlig høy ''Tear'-i eksempel 3 og Zetastrekk i eksempel 4.

Ved sulfittoppsluttingen på magnesiumbasis ifølge eksempel 7 og 8

og ved 750 cm 3 Schopper-Riegler-frihet kan den 15.25 cm (6") Ring Crush, Tear og Zeta-strekk sammenliknes fordelaktig med teknikkens standpunkt

representert ved eksempel 6 og med en vesentlig forbedring oppnådd i Mullen. Ved Schopper-Riegler-frihet av 500 cm 3 ble det i hovedsaken oppnådd de samme resultater i 15. 25 cm (6") Ring Crush, Zeta-strekk og Tear som ved teknikkens standpunkt men med en betraktelig forbedring i Mullen. En betydelig høy Tear ble oppnådd i eksempel 7 sammenliknet med teknikkens stand i-følge eksempel 6 ved 500 Schopper. Hva som er særdeles bemerkelsesverdig med hensyn til forsøksresultatene ifølge eksempel 7 og 8 er at selvom en

slutt-pH-verdi som nærmet seg nøytral var involvert, innbefattende en enda høyere pH-verdi på et tidspunkt under digereringen, er der intet tegn til "utkalking" eller utfelling av monosulfitter så som er vanlig i hittilige sulfittoppsluttingsprosesser på magnesiumbasis.

Eksempel 9 ble medtatt for å vise den fordelaktige anvendelse av prosessen ifølge oppfinnelsen ved sulfittoppslutting (på magnesiumbasis) av furu. Forsøksresultatene som fremgår av eksempel 9 atskiller seg fordelaktig fra

de forsøksresultater som ble oppnådd med konvensjonell oppslutting på magnesiumbasis av hardt tre (hardwood) i eksempel 6, idet der ved oppfinnelsen ble oppnådd usedvanlig høy Tear og Mullen. Som i eksemplene 7 og 8 var der int-

et tegn til "utkalking" i eksempel 9, og prosessen ifølge oppfinnelsen forhind-ret tydeligvis dannelsen av uheldig kvae eller andre klebrige substanser i massen.

Eksempel 10 viser at prosessen ifølge oppfinnelsen kan anvendes for å avstedkomme hva som faktisk er umulig med tidligere brukte fremgangsmåter derved at det med en begynnelses-pH-verdi av 1. 9 i en sulfittoppsluttingsprosess på kalsiumbasis av hardt tre ble oppnådd en slutt-pH-verdi av 7.2 i løp-

et av en koketid av bare 60 minutter uten noe tegn til "utkalking". Forsøks-resultatene viser produksjon av en masse av mer enn adekvat styrke ved 750

3 3

cm og 500 cm Schopper-Riegler-frihet.

Eksempel 11 viser et annet usedvanlig resultat oppnådd ved prosessen ifølge oppfinnelsen hvori sterkt sur SO^ ble brukt som kokevæske "buffert" med urea i samsvar med oppfinnelsen og ved en begynnelses-pH-verdi av 1. 8 og en slutt-pH-verdi av 7. 15. De vanlige ulemper ved SC^-oppslutting så som lignin-resinifisering, flis-brenning, og sur reduksjon av karbohydrater forekom ikke og det ble oppnådd en masse med usedvanlig gode forsøksresultater.

I lys av de foregående eksempler hvori effektiviteten ved en mangfoldighet av sulfittbasiser eller endog svovelsyre som oppsluttingsmidler er blitt prøvet, følger det logisk at ammoniakk eller mindre konvensjonelle utgangsstoffer (bases) kan nyttes uten å fjerne seg fra ånden i denne oppfinnelse.

Resultatene oppnådd med den nye prosess ifølge oppfinnelsen i hvilken kokevæsken "bufferes" med en alkali-frigjørende forbindelse viser at en masse kan produseres under anvendels av ethvert av en vid seleksjon.av basis-stoffer, innbefattende natrium, magnesium og kalsium, for å fremstille en masse som er minst like så god som og i mange tilfelle langt bedre enn sulfitt-masser fremstilt under anvendelse av kjente prosesser. De velkjente prøver av 15.25 cm (6") Ring Crush, Tear, Mullen og Zeta-strekk som ble utført på papirhåndklær fremstilt i samsvar med oppfinnelsen anses tydelig å åpenbare alle de ønskede styrkefaktorer av papir fremstilt fra massen. I tillegg til fremstillingen av bedre masse ble koketiden i hvert eksempel ved oppsluttingen av hardt tre redusert betraktelig i forhold til teknikkens stand. Det som er av spesiell betydning er at prosessen ifølge oppfinnelsen tillater at kokevæskens pH-verdi reguleres meget nøyaktig gjennom hele oppsluttings - prosessen og eliminerer de alvorlige ulemper med alkalisk reduksjon og sur reduksjon og sur hydrolyse som hittil har ledsaget den påkrevde bruk av kokevæsker ved en pH-verdi innenfor det alkaliske område av 10 og over, eller i det sure område over lengre perioder. Av ytterligere betydning er elimineringen av utfellingen av monosulfitter når det nyttes magnesium- eller kalsiumbasis likesom omdanningen av svoveldioksyd til ammoniumsulfitt under sur sulfittoppslutting når man bruker prosessen ifølge oppfinnelsen hvilket eliminerer det ytterligere problem som knytter seg til tidligere brukte prosesser hvor det ble dannet gassformig SO., som krevet fjernelse.

Claims

1. Sulfittoppsluttingsprosess under tilsettning av kjemikalier som virker nøytraliserende på de under kokeprosessen frigjorte syrer (puffere), karakterisert ved at der til kokevæsken tilsettes syrenøytraliserende midler i form av urea, som under kokeprosessen frigjør ammoniakk, og som under den fremadskridende koking virker nøytraliserende på de etterhvert frigjorte syrer, og derved gir en ønsket på forhånd bestembar pH i den resulterende kokevæske.

2. Sulfittoppsluttingsprosess ifølge patentkrav 1, karakterisert ved at man bruker en oppløsning av svoveldioksyd som kokevæske.