W patencie Nr 12627 opisany jest spo¬ sób oczyszczania celulozy drzewnej, któ¬ rego jedna faza polega na nieprzerwanem krazeniu lugu sodowego przez celuloze, przeznaczona do oczyszczania. Przedmio¬ tem niniejszego wynalazku jest sposób wy¬ robu celulozy z roslin i odpadków, przy- czem stosuje sie równiez nieprzerwane kra¬ zenie lugu sodowego. Krazenie to odbywa sie w specjalnych warunkach, stanowia¬ cych nowy sposób zastosowania alkaljów zracych do wytwarzania celulozy z roslin.Sposób wedlug wynalazku pozwala na zmniejszenie zuzycia wodorotlenku sodo¬ wego i pary, na zwiekszenie wydajnosci bardzo czystej celulozy bialej, zdatnej do bezposredniego zastosowania bez uprzed¬ niego bielenia, np. do wyrobu papieru zwy¬ klego, a prócz tego jako pozostalosc otrzy¬ muje sie przy uzyciunowego sposobu czarne lugi, odprowadzane automatycznie podczas przeróbki; sa one bardzo stezone, dzieki czemu regeneracja wodorotlenku sodowe¬ go moze sie odbywac w warunkach bardzo ekonomicznych.Rosliny, z których sie wyciaga celulo¬ ze, zbudowane sa glównie z celulozy (30 do 60%), suibstancyj inkrustujacych (30 do 60%), jak pektyna, sluz, lignina, suberyna i t. d. i z nieznacznych ilosci weglanu wap¬ nia, albuminioidów, glukozydów, alkaloi¬ dów i zwiazków mineralnych. Niektóre substancje, znajdujace sie obok celulozy w roslinach, sa rozpuszczalne w wodzie.Po rozpuszczeniu latwo ulegaja dzialaniu wodorotlenku sodowego i zobojetniaja go.Substancje inkrustujace, nierozpuszczalne w wo^S^I^ai^ ste*pf«ksztalcic w rozpu¬ szczalnelpbcfeoSe^sOTOwe. Latwosc tej przemiany zalezy w znacznym stopniu od rodzaju substancyj inkrustujacych. Dla okreslonej substancji (np. ligniny) prze¬ miana jest tern latwiejsza, im wieksze jest stezenie lugu sodowego i im wyzsza jest temperatura. Prócz tego stwierdzono, ze rozpuszczone substancje organiczne prze¬ ciwdzialaja nozpu&ztczaniu sie substancyj in¬ krustuj acych. Nastepuje tu stan równowa¬ gi tak, iz roztwór wodorotlenku w odpo- wiedniem stezeniu okazuje sie mniej ak¬ tywny, jesli zawiera (rozpuszczone substan¬ cje organiczne. Aktywnosc jego mozna zwiekszyc, podnoszac temperature, Sole wapniowoów lacza sie z pewmemi substan¬ cjami inkrustujacemi, dajac zwiazki nie¬ rozpuszczalne. Poniewaz przez dzialanie wodorotlenku sodowego wapniowce w tych solach nie ulegaja podstawieniu, a zatem nadanie solom tym rozpuszczalnosci jest niemozliwe. Aby otrzymac celuloze czysta nalezy obróbke alkaljami prowadzic w nie¬ obecnosci wapniowców.Celulozy, uwolnione od substancyj in¬ krustujacych, mozna hydirolizowac i roz¬ kladac zapomoca alkaljów. Rozklad, który jest bardzo slaby na zimno, nawet przy znacznem stezeniu, [powyzej lOO^C jest bardzo gwaltowny, nawet przy stezeniach slabych. Przy 130°C roztwór np. 2% -owy moze rozpuscic wiecej niz polowe swej wagi celulozy w ciagu kilku godzin, a przy 80*C roztwór 2% -owy w obecnosci celulo¬ zy moze stac kilka dni bez znaczniejszej zmiany. Substancje organiczne, rozpu¬ szczone podczas obróbki alkaljami, mocno sie zabarwiaja, zwlaszcza przy ogrzaniu do wyzszych temperatur powyzej 100°C) i zabarwiaja one mocno celuloze (zwla¬ szcza zhydrolizowana). Aby wiec otrzy¬ mac po wylugowaniu celuloze biala, nale¬ zy usuwac substancje organiczne w miare ich tworzenia sie i utrzymywac stopniowo uwalniajaca sie celuloze w zetknieciu z roztworami alkalicznetmi czystemi i jasne- mi. Przy uzyciu dotychczasowych sposo¬ bów rosliny przeznaczone do obróbki wpro¬ wadza sie do autoklawu z okreslona ilo¬ scia wodorotlenku sodowego i wody (zwy¬ kle stosuje sie 15 — 20% wodorotlenku dla roslin slabo drzewiastych, a dla drzewa 40% oraz 300—500% wody) poczem mie¬ szanine sie ogrzewa przez pewien czas do okreslonej temperatury, zwykle miedzy 120—160 czatku obróbki na rosliny dziala bardzo czysty i aktywny lug. Najprzód zostaja zaatakowane czesci zewnetrzne okruchów roslin, stykajace sie z bardzo stezonym i goracym lugiem (nastepuje strata celulozy i zobojetnienie czesci lugu). Z drugiej stro¬ ny substancje organiczne rozpuszczalne w wodzie zobojetniaja czesc wodorotlenku, co stanowi jego czysta strate, poniewaz prosta obróbka zapomoca wody bylaby wy¬ starczyla do ich usuniecia. W ciagu proce¬ su lug ubozeje w wodorotlenek i zawiera coraz wiecej substancyj organicznych. Wy¬ stepuje dazenie do wytworzenia stanu równowagi i wodorotlenek przestaje dzia¬ lac tern predzej, im wiecej jest najodpor- niejszych substancyj inkrustujacych, które najdluzej utrzymuja sie w polaczeniu z ce¬ luloza. Aby uniknac tego stanu równowagi trzeba pod koniec lugowania podniesc tem¬ perature lub zwiekszyc ilosc wodorotlen¬ ku, wprowadzonego na poczatku. W tych warunkach zaatakowana zostaje celuloza, ulegajac silnemu zabarwieniu. Prócz tego obecnosc soli wapniowców uniemozliwia calkowite rozpuszczenie substancyj niece- lulozowych. Po obróbce celuloza jest na¬ sycona pozostalym czarnym lugiem. Od¬ dzielenie tego lugu jest zawsze czynnoscia zmudna,J powoduje znaczne straty i roz¬ cienczenie, skutkiem czego odzyskiwanie wodorotlenku sodowego jest niecalkowite i utrudnione.Te rozmaite wzgledy byly bodzcem do — 2 —wynalezienia sposobu systematycznego lu¬ gowania, pozwalajacego uniknac wyzej wymienionych niedogodnosci. Wedlug wy¬ nalazku na rosliny, a zatem na uwolniona celuloze, dziala sie tylko roztworami roz- cienezonemi w temperaturze, znacznie niz¬ szej od temperatury dotychczas stosowa- nej^ co w znacznej mierze zapobiega u- szkodzeniu celulozy. Najprzód stosuje sie lugi czarne, bardzo slabo alkaliczne, bar¬ dzo bogate w substancje organiczne, które to lugi nawet po calkowitern zobojetnieniu pochlaniaja wymienione substancje orga¬ niczne, rozpuszczalne w wodzie.Nastepnie stosuje sie kolejno roztwory, coraz mniej bogate w substancje organicz¬ ne, tak zeby osiagnac calkowita hydrolize celuloz zlozonych, nawet przy slabych ste¬ zeniach i w niskich temperaturach, w ja¬ kich sie pracuje. Ostateczne uwolnienie ce¬ lulozy odbywa sie zapomoca bezbarwnego roztworu wodorotlenku sodowego, dzieki czemu sama celuloze otrzymuje sie równiez slabo zabarwiona. Zmniejsza sie nastepnie do mozliwych granic lub zupelnie usuwa sole wapniowców, aby uniknac tworzenia sie zwiazków nierozpuszczalnych i zabar¬ wionych. Podczas tych róznych stadjów lugowania wprowadza sie tylko bardzo nieznaczne ilosci wody, dzieki czemu od¬ prowadzane czarne.lugi sa bardzo stezone.Wodorotlenek, wprowadzony do procesu, znajduje sie calkowicie w lugach czarnych, dzieki czemu regeneracja jego moze sie odbywac w warunkach nadzwyczaj ko¬ rzystnych. Obróbka odbywa sie w szeregu identycznych warników lub kadzi, które moga byc jednoczesnie autoklawami, w ce¬ lu prowadzenia procesu pod cisnieniem, albo tez moga byc kadziami otwartemi za¬ leznie od rodzaju obrabianych roslin. Ka¬ dzie te lub autoklawy tworza zamkniety u- klad, jak to wyobrazono na zalaczonym rysunku.Kazdy z tych aparatów zawiera naste¬ pujace czesci. 1. Kadz 1; od dna tej kadzi prowadzi rura 2, wznoszaca sie wzdluz scianek az do góry, i wylot jej moze sie otwierac wprost w powietrze w razie gotowania w otwarlem naczyniu. Na rurze tej umieszczony jest zawór spustowy 3. Kadz zaopatrzona jest w dodatkowe dziurkowane dno 4, nie prze¬ puszczajace wlókien i filtrujace jedynie ciecz, w której jest zawieszona substancja, przeznaczona do obróbki. Powyzej tego dna znajduje sie wlaz 5 do usuwania celulozy. 2. Pompe 6, wprawiajaca lugi w kraze¬ nie. Wsysa ona ciecz do rury 2 w okreslo- nem miejscu 7, które w kadzi stanowi gra¬ nice dolna dla poziomu cieczy, ponizej którego nie moze ona opasc. Rura odpro¬ wadzajaca tej pompy konczy sie w ogrze¬ waczu 8, regulowanym zaleznie od tempe¬ ratury, jaka sie chce utrzymac w kraza¬ cym plynie. Ogrzewacz zasilany jest para z przewodów 30. Przy wyjsciu z tego o- grzewacza w miejscu 9 znajduje sie urza¬ dzenie, umozliwiajace bez obawy zmiesza¬ nia przesylanie cieczy do przewodów wy- pustowych 10 (jesli lug jest wyczerpany) lub tez do kadzi, z której ciecz ta pochodzi, aby w ten sposób wytworzyc obieg za¬ mkniety, lub do nastepnej kadzi przez przewód 12. Na rysunku oznaczono popro- stu na kazdym przewodzie kurek, lecz o- czywiscie moznaby w tym celu zastosowac krany wielodrozne. Na przewodzie 12 znaj¬ duje sie przelew 13, umozliwiajacy ewen¬ tualne zawracanie ltugu do kadzi, z której lug ten pochodzi; przelew ten ogranicza w kadzi nastepnej poziom górny, którego plyn nie powinien przekroczyc. Przez na¬ pelnienie tych przewodów poziom cieczy u- stala sie we wszystkich kadziach.Obróbke na tych urzadzeniach mozna przeprowadzac wedlug jednego z poda¬ nych ponizej sposobów.A. Jedna z kadzi, która uprzednio o- prózniono, laduje sie. Nastepna kadz, w której papka zostala calkowicie obrobLótta, opróznia sie i plócze. Druga nastepna kadz, - 3 -której zawartosc równiez zostala calkowi¬ cie przerobiona, jest przemywana zwykla woda. We wszystkich innych kadziach przeprowadza sie obróbke, a zawarte w nich lugi kraza w obiegu zamknietym.B. Do kadzi, w której obróbka tylko co sie skonczyla, doprowadza sie przez prze¬ wód 14 strumien wody, pozbawiony soli wapniowców. Ta oczyszczona woda wypie¬ ra równa objetosc rozcienczonego lugu, która sie usuwa zapomoca pompy i przesy¬ la do nastepnej kadzi. Ta nastepna kadz zawiera substancje, która nalezy poddac ostatniej fazie oczyszczania; doprowadza sie do niej lug jasny, wspomniany powy¬ zej, oraz przez przewód 15 roztwór wodo¬ rotlenku sodowego, scisle dawkowany, zgodnie z tern, co bedzie powiedziane poni¬ zej, w ilosci niezbednej dla przerabianej substancji. Ciecz, wyparta w ten sposób przez lug jasny i roztwór wodorotlenku so¬ dowego, odciaga pompa obiegowa i prze¬ syla do kadzi nastepnej i dalej w ten sam sposób z jednej do drugiej. Wszystkie in¬ ne kadzie i ich pompy sa jednoczesnie u- mieszczone w tern samem polozeniu i ich lugi, kolejno wypierane, kraza z poprzed¬ niej kadzi do nastepnej; przytem wzboga¬ caj a sie one coraz bardziej w substancje rozpuszczalne i barwne. Czarny lug, od¬ ciagniety z ostatniej kadzi przez pompe, u- suwa sie przez przewód 10. Lug ten obiegl calkowity cykl krazenia i mozna go uwa¬ zac za wyczerpany. Materjal, wladowany do kadzi, pozostaje w nich nieruchomo w ciagu calej obróbki. Dzieki krazeniu, na¬ danemu cieczy, w której sie znajduje, wkrótce ponad materjalem tworzy sie war¬ stwa cieczy odpowiedniej grubosci, zapew¬ niajaca równomiernosc obróbki. Krazenie odbywa sie przez kolejne wypieranie cie¬ czy poprzez cala warstwe masy, zawarta w kadzi. Przez, dzialanie ogrzewaczów kra¬ zace lugi doprowadza sie do temperatury staleji która w razie zyczenia mozna utrzy¬ mac. Najlepiej jest utrzymywac w kazdej kadzi temperature 10—£5°C dla roslin ma¬ lo drzewiastych (slomy, aliy i t. d.), obra¬ bianych na wplnem powietrzu, zas mate- rjaly z roslin drzewiastych, jak drzewo, nalezy obrabiac pod cisnieniem, zmieniajac temperature zaleznie od rodzaju drzewa, np. dla zwyklego drzewa stosuje sie tem¬ perature 130°C. Odprowadzane wyczerpa¬ ne lugi zawieraja substancje, dajace sie od¬ zyskac, oraz pewna ilosc ciepla, która moz¬ na wyzyskac w celu przygotowania lugów* Lugi te lacza sie w kanale zbiorczym, w którym koncza sie wyloty róznych przewo¬ dów. Po skonczonej obróbce alkaljami u- skutecznia sie przemywanie, oparte na tej samej zasadzie wypierania cieczy. Ilosc ka¬ dzi okreslona jest z jednej strony przez czas trwania wytrawiania materjalu w lu¬ gu alkalicznym, z drugiej przez czas, nie* zbedny do ladowania i oprózniania kadzi; ten przeciag czasu okresla czas, w ciagu którego przeprowadza sie obróbke wedlug sposobu, opisanego w punkcie A. W rze¬ czywistosci kadz, swiezo naladowana ma¬ terjalem, gotowa jest do opróznienia do¬ piero po przejsciu przez nia lugów kraza¬ cych w poprzednich kadziach; kazdy z tych kolejnych lugów jest coraz mniej ob¬ ciazony materjalami rozpuszczonemu, niz poprzedni, a ostatni lug jest zupelnie swie¬ zy. W ten sposób kazda z kadzi staje sie po kolei gotowa do opróznienia i gotowa do nastepnego ladowania. Fazy A i B, omó¬ wione powyzej nastepuja po sobie kolejno bez przerwy. Opróznianie odbywa sie przez otwory czopowe 5 zapomoca strumienia wo¬ dy pod cisnieniem. Porwana papka zbie¬ ra sie w kolektorze (rurze zbiorczej), któ¬ ry ja prowadzi do aparatów bielacych, je¬ sli to jest potrzebne.Do tego zespolu kadzi przylaczone sa aparaty niezbedne do przygotowywania lugów i wody; aparaty te sa nastepujace. 1. Szereg zbiorników dekantacyjnych 20 do oczyszczania wody. Sole wapniow¬ ców straca sie na zimno zapomoca bardzo - 4 —malej ilosci wodorotlenku sodowego (oko¬ lo 0,1 % ciezaru cieczy), 2. Zbiorniki rozdzielcze 23 do wody, w których zbiera sie woda, zdekantowana przez przewody 22. Aparat rozdzielczy 24 przesyla wode do kadzi przez przewody 14. ; 3, Zbiornik rozdzielczy 25 do roztworu lugu sodowego, do którego doprowadza sie oczyszczona wode i okreslona ilosc wodo¬ rotlenku sodowego przez przewód 22. Apa¬ rat rozdzielczy 26 polaczony jest z po¬ przednim zbiornikiem rozdzielczym 24 i do¬ prowadza do przewodów 15 z cala doklad¬ noscia niezbedna objetosc roztworu alka¬ licznego, odpowiadajaca ciezarowi mate- rjalu, przeznaczonego do obróbki. Ilosc wprowadzonego w ten sposób wodorotlen¬ ku sodowego wynosi 12 — 15% ciezaru ma- terjalów malo drzewiastych.Urzadzenie do lugowania sluzy do tego: 1. zeby przez materjal przeznaczony do obróbki pod cisnieniem przewyzszaj a- cem 1 atm albo na wolnem powietrzu ko¬ lejno przechodzily zaleznie od rodzaju tego materjalu a* lugi czarne bardzo obciazone sub¬ stancjami organicznemi i ubogie w czynny wodorotlenek sodowy, b. lugi, w których zawartosc czynnego wodorotlenku sodowego wzrasta, a zawar¬ tosc substancyj organicznych sie obniza, c. lugi sodowe czyste i rozcienczone, d. oczyszczana woda, pozbawiona wo¬ dorotlenku sodowego, dzieki temu materjal calkowicie obro¬ biony wychodzi z tej samej kadzi, do któ¬ rej zostal poczatkowo wprowadzony, nie podlegajac przenoszeniu ani zadnym dzia¬ laniom mechanicznym podczas obróbki, 2. zeby nie miec zadnej straty lugu skutkiem wymywania, poniewaz roztwory alkaliczne sa calkowicie wypierane a na¬ stepnie stosowane w nastepnych ka¬ dziach, 3. zeby czarne lugi, które przeszly ko¬ lejno przez wszyitkie kadzie byly bogate w substancje organiczne i zawieraly ialy wodorotlenek, bioracy udzial w procesie; wyciag suchy z tych lugów dosiega 25 do 30%, Sposób wedlug wynalazku wykazuje nastepujace zalety: 1. otrzymuje sie celuloze bardzo jasna, która bez bielenia mozna stosowac do wy¬ robu zwyklego papieru, 2. wydajnosc zwieksza sie prawie o 10% w porównaniu z wydajnoscia zwyklych sposobów, 3. zmniejsza sie zuzycie wodorotlenku sodowego i pary, 4. otrzymuje sie bardzo stezone lugi czarne, zawierajace caly wodorotlenek so¬ dowy, uzyty ido obróbki, oraz wszystkie substancje organiczne rozpuszczone; odzy¬ skiwanie wodorotlenku odbywa sie wiec w warunkach bardzo ekonomicznych. PL