RU2401350C2 - Method for production of chemical-mechanical wood mass - Google Patents

Method for production of chemical-mechanical wood mass Download PDF

Info

Publication number
RU2401350C2
RU2401350C2 RU2008125038/12A RU2008125038A RU2401350C2 RU 2401350 C2 RU2401350 C2 RU 2401350C2 RU 2008125038/12 A RU2008125038/12 A RU 2008125038/12A RU 2008125038 A RU2008125038 A RU 2008125038A RU 2401350 C2 RU2401350 C2 RU 2401350C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
impregnation
wood chips
wood
chips
temperature
Prior art date
Application number
RU2008125038/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008125038A (en
Inventor
Кай Эрик Йоханнес ВИКМАН (FI)
Кай Эрик Йоханнес ВИКМАН
Майя ПИТКЯНЕН (FI)
Майя ПИТКЯНЕН
Пирита СУОРТАМО (FI)
Пирита СУОРТАМО
Оле НИКУЛЛ (FI)
Оле НИКУЛЛ
Аули ЛАУРИЛА-ЛУММЕ (FI)
Аули ЛАУРИЛА-ЛУММЕ
Original Assignee
М-Риал Ойй
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 М-Риал Ойй filed Critical М-Риал Ойй
Publication of RU2008125038A publication Critical patent/RU2008125038A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2401350C2 publication Critical patent/RU2401350C2/en

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C1/00Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
    • D21C1/06Pretreatment of the finely-divided materials before digesting with alkaline reacting compounds
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21BFIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/02Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21BFIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/02Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means
    • D21B1/021Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means by chemical means
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21BFIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/14Disintegrating in mills
    • D21B1/16Disintegrating in mills in the presence of chemical agents
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C1/00Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
    • D21C1/10Physical methods for facilitating impregnation
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C1/00Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
    • D21C1/02Pretreatment of the finely-divided materials before digesting with water or steam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

FIELD: textile industry. ^ SUBSTANCE: wood mass is deaerated. For this purpose it is steamed at the temperature of 80-100C for removal of air from wood chips. Then steamed chips are impregnated with alkaline impregnating solution. At the same time at the stage of impregnation temperature of impregnating solution is maintained below temperature of steaming. Under these conditions alkali penetrates into wood chips. Produced mass of wood chips is ground down to desired freeness. Impregnation is carried out at excessive pressure. ^ EFFECT: reduced amount of alkali used for impregnation, increased light scattering of mass without increase in content of non-ground fibres and increased specific volume of mass. ^ 14 cl, 1 dwg, 4 tbl, 2 ex

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения химико-механической древесной массы из древесного сырья, содержащего древесную щепу, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.The present invention relates to a method for producing chemical-mechanical pulp from wood raw materials containing wood chips, in accordance with the restrictive part of paragraph 1 of the claims.

В соответствии с указанным способом древесная щепа, содержащая сырье, приводится в контакт со щелочным пропиточным раствором в условиях, при которых раствор проникает в щепу, пропитывая ее, и щепа, пропитанная пропиточным раствором, размалывается для получения механической древесной массы.In accordance with this method, wood chips containing raw materials are brought into contact with an alkaline impregnating solution under conditions under which the solution penetrates the wood chips, impregnating it, and the wood chips impregnated with the impregnating solution are milled to produce mechanical wood pulp.

Настоящее изобретение также относится к химико-механической древесной массе в соответствии с п.14 формулы изобретения.The present invention also relates to chemical-mechanical pulp in accordance with paragraph 14 of the claims.

Химико-механическую древесную массу получают путем размола древесной щепы, обработанной химическими реагентами, обычно щелочным раствором, до желаемой садкости. Химическая обработка упрощает размол и улучшает свойства механической древесной массы. В процессе химической варки древесная щепа также обрабатывается щелочными растворами для упрощения разделения на волокна.Chemical-mechanical pulp is obtained by grinding wood chips treated with chemical reagents, usually an alkaline solution, to the desired cadness. Chemical treatment simplifies grinding and improves the properties of mechanical pulp. During chemical cooking, wood chips are also treated with alkaline solutions to facilitate fiber separation.

Для получения как механической, так и химической древесной массы, особенно важно, чтобы химические реагенты абсорбировались массой хорошо и равномерно. Неравномерная абсорбция приводит к высокому содержанию неразмолотых волокон в древесной массе, что, в свою очередь, снижает прочностной потенциал.To obtain both mechanical and chemical wood pulp, it is especially important that the chemical reagents are absorbed by the mass well and evenly. Uneven absorption leads to a high content of unmilled fibers in the wood pulp, which, in turn, reduces the strength potential.

Два механизма, а именно проникновение (пенетрация) и диффузия, обеспечивают абсорбцию древесиной жидкости и химических реагентов. Проникновение осуществляется в результате разности давлений, а диффузия соответственно в результате разности концентраций. В начале этапа пропитки разность между давлением, преобладающим внутри древесной щепы, и соответственно давлением снаружи является фактором, запускающим процесс проникновения, до момента выравнивания давлений. Когда вся древесная щепа заполняется жидкостью, вступает в действие диффузия, как средство, при помощи которого химические реагенты перемещаются в древесную щепу, а продукты реакции из нее.Two mechanisms, namely penetration (penetration) and diffusion, ensure the absorption of wood and liquid chemicals. Penetration occurs as a result of the pressure difference, and diffusion, respectively, as a result of the difference in concentrations. At the beginning of the impregnation stage, the difference between the pressure prevailing inside the wood chips and, accordingly, the pressure outside is the factor that triggers the penetration process until the pressure is equalized. When the whole wood chips are filled with liquid, diffusion enters into action, as a means by which chemical reagents move into the wood chips and the reaction products from it.

Существуют два вида проникновения: естественное и вынужденное. При естественном проникновении разность давлений создается капиллярными силами, в то время как при вынужденном проникновении разность давлений создается наружным давлением или путем создания вакуума внутри древесной щепы.There are two types of penetration: natural and forced. With natural penetration, the pressure difference is created by capillary forces, while with forced penetration, the pressure difference is created by external pressure or by creating a vacuum inside the wood chips.

Щелочные пропиточные растворы расширяют стенки волокон и, следовательно, сужают капилляры. Это уменьшает продольное проникновение. Однако, в то же время, щелочные растворы также растворяют компоненты волокна, в результате чего проникновение ускоряется.Alkaline impregnating solutions expand the walls of the fibers and, therefore, narrow the capillaries. This reduces longitudinal penetration. However, at the same time, alkaline solutions also dissolve the fiber components, as a result of which penetration is accelerated.

Диффузия протекает значительно медленнее, чем проникновение. Повышение температуры увеличивает скорость диффузии, но известно, что скорость реакции увеличивается значительно быстрее, чем скорость диффузии. Так в соответствии с литературными источниками, например, во время процесса сульфатной варки расчеты, использующие коэффициенты диффузии и энергию активации, показывают, что скорость диффузии при температуре 170°С приблизительно в 4 раза выше, чем при температуре 100°С. В то же время, скорость реакции увеличивается в 900 раз (Talton, J. The diffusion of sodium hydroxide in wood at high pH as a function of temperature and degree of pulping, M.Sc. Thesis, North Carolina State University, 1986, 45 s).Diffusion is much slower than penetration. An increase in temperature increases the diffusion rate, but it is known that the reaction rate increases much faster than the diffusion rate. So, according to literature, for example, during the sulfate cooking process, calculations using diffusion coefficients and activation energy show that the diffusion rate at a temperature of 170 ° C is approximately 4 times higher than at a temperature of 100 ° C. At the same time, the reaction rate increases by a factor of 900 (Talton, J. The diffusion of sodium hydroxide in wood at high pH as a function of temperature and degree of pulping, M.Sc. Thesis, North Carolina State University, 1986, 45 s).

При увеличении скорости реакции увеличивается также расход щелочи.With an increase in the reaction rate, alkali consumption also increases.

Количество щелочи и размер древесной щепы, в свою очередь, оказывают влияние на диффузию. Во избежание образования большего количества отходов при увеличении толщины древесной щепы должно увеличиваться количество щелочи. При увеличении количества щелочи щелочной градиент между древесной щепой и окружающим раствором также увеличивается (при том же соотношении жидкость/древесина), и, таким образом, скорость диффузии увеличивается.The amount of alkali and the size of wood chips, in turn, affect the diffusion. In order to avoid the formation of more waste, with an increase in the thickness of wood chips, the amount of alkali should increase. As the amount of alkali increases, the alkaline gradient between wood chips and the surrounding solution also increases (with the same liquid / wood ratio), and thus the diffusion rate increases.

Следует также заметить, что добавление щелочи для пропитки является важнейшим фактором, влияющим на выход химико-механической древесной массы (ХММ). Потеря волокна, главным образом, происходит в результате разрушения уксусной кислоты, а также в результате растворения лигнина и кислых полисахаридов, причем все это вызывается воздействием щелочи. Добавление щелочи оказывает большее влияние на лиственную древесину, чем на хвойную, и особенно сильно влияет на осиновую древесину. Если количество щелочи (например, количество NaOH) увеличивается с 0,5% до 3%, выход из осиновой древесины линейно уменьшается с приблизительно 95% до 89% при обычном процессе.It should also be noted that the addition of alkali for impregnation is the most important factor affecting the yield of chemical-mechanical pulp (HMM). The loss of fiber mainly occurs as a result of the destruction of acetic acid, as well as the dissolution of lignin and acidic polysaccharides, all of which are caused by exposure to alkali. The addition of alkali has a greater effect on deciduous wood than on conifers, and especially affects aspen wood. If the amount of alkali (for example, the amount of NaOH) increases from 0.5% to 3%, the yield from aspen wood decreases linearly from approximately 95% to 89% in a typical process.

Часть потерь выхода происходит уже в процессе пропитки, а часть только на следующем этапе размола при высокой температуре.Part of the yield loss occurs already during the impregnation process, and part only at the next grinding stage at high temperature.

На практике для обеспечения максимальной пропитки должно использоваться большое количество щелочи. Проникновение щелочного раствора в древесную щепу осуществляется медленно, и щелочь имеет тенденцию поглощаться наружными частями древесной щепы, в результате чего остается недостаточное количество щелочи для внутренней части щепы. На этапе размола это выражается в более высоком содержании неразмолотых волокон.In practice, to ensure maximum impregnation, a large amount of alkali should be used. Penetration of the alkaline solution into the wood chips is slow, and the alkali tends to be absorbed by the outer parts of the wood chips, resulting in an insufficient amount of alkali for the inside of the wood chips. At the grinding stage, this is expressed in a higher content of unmilled fibers.

Щелочь оказывает негативное воздействие на светорассеивающие свойства химико-механической древесной массы. Светорассеивающие свойства ухудшаются с увеличением количества щелочи и при одинаковой степени помола светорассеяние всегда меньше при большем количестве щелочи. Кроме того, отбеливание дополнительно уменьшает светорассеяние. Для изготовления высококлассной типографской бумаги необходимы хорошие светорассеивающие свойства и показатели белизны древесной массы. Можно получить хвойные ХММ с высокой степенью белизны, даже до 88% по международному классификатору стандартов (ISO).Alkali has a negative effect on the light-scattering properties of chemical-mechanical pulp. The light-scattering properties deteriorate with an increase in the amount of alkali, and with the same degree of grinding, light scattering is always less with a larger amount of alkali. In addition, whitening further reduces light scattering. To produce high-quality printing paper, good light-scattering properties and whiteness values of wood pulp are required. You can get coniferous HMM with a high degree of whiteness, even up to 88% according to the international classifier of standards (ISO).

Задачей настоящего изобретения является устранение, по меньшей мере, некоторых недостатков, связанных с известной технологией, и предложение нового способа получения химико-механической древесной массы.The present invention is the elimination of at least some of the disadvantages associated with the known technology, and the proposal of a new method for producing chemical-mechanical wood pulp.

Настоящее изобретение основано на том, что при получении химико-механической древесной массы пропитка щепы осуществляется при избыточном давлении.The present invention is based on the fact that upon receipt of a chemical-mechanical pulp, the impregnation of wood chips is carried out at an overpressure.

Richardson и LeMahieu раскрыли способ получения высококачественной древесной массы, в соответствии с которым осиновая щепа перед размолом пропитывается при температуре приблизительно 75°С и давлении 4 бар с использованием смеси гидроксида натрия и сульфита натрия (Tappi 1965 (48), no 6, p.344-346). В соответствии с указанной статьей увеличение концентрации щелочи может увеличить прочность древесной массы, и, в то же время, уменьшить потребление энергии. Однако недостаток известного решения состоит в том, что добавление щелочи ухудшает белимость древесной массы.Richardson and LeMahieu disclosed a method for producing high-quality wood pulp, whereby aspen chips are impregnated before grinding at a temperature of approximately 75 ° C and a pressure of 4 bar using a mixture of sodium hydroxide and sodium sulfite (Tappi 1965 (48), no 6, p. 344 -346). In accordance with this article, an increase in alkali concentration can increase the strength of wood pulp, and, at the same time, reduce energy consumption. However, a disadvantage of the known solution is that the addition of alkali impairs the whiteness of the wood pulp.

В связи с настоящим изобретением было неожиданно обнаружено, что при сочетании эффективной деаэрации щепы, предпочтительно осуществляемой путем пропарки, и пропитки под давлением можно повысить эффективность пропитки и значительно уменьшить количество щелочи. При сравнении с обычной пропиткой без приложения давления при одинаковой степени помола можно использовать значительно меньшее количество щелочи для достижения такого же или даже более низкого содержания неразмолотых волокон, и, в то же время, повышается светорассеяние массы.In connection with the present invention, it was unexpectedly found that by combining effective chip deaeration, preferably by steaming, and pressure impregnation, it is possible to increase the efficiency of impregnation and significantly reduce the amount of alkali. When compared with conventional impregnation without applying pressure at the same degree of grinding, a significantly lower amount of alkali can be used to achieve the same or even lower content of unmilled fibers, and at the same time, the light scattering of the mass is increased.

Способ в соответствии с настоящим изобретением осуществляется в оборудовании, где последовательно расположены следующие установки: установка деаэрации щепы, установка пропитки щепы и установка размола щепы, причем установка пропитки содержит закрытый сосуд, внутри которого пропитка может осуществляться при избыточном давлении.The method in accordance with the present invention is carried out in equipment where the following installations are arranged in series: installation of chip deaeration, installation of impregnation of chips and installation of grinding chips, the installation of impregnation contains a closed vessel, inside which the impregnation can be carried out at an overpressure.

Более конкретно способ в соответствии с настоящим изобретением в основном характеризуется признаками, содержащимися в отличительной части п.1 формулы изобретения.More specifically, the method in accordance with the present invention is mainly characterized by the features contained in the characterizing part of claim 1.

Древесная масса в соответствии с настоящим изобретением характеризуется признаками, содержащимися в отличительной части п.14 формулы изобретения.Wood pulp in accordance with the present invention is characterized by the features contained in the characterizing part of paragraph 14 of the claims.

Настоящее изобретение позволяет получить значительные преимущества. Так, предварительные испытания показали, что использование пропитки под давлением может уменьшить количество щелочи на 50% или более. Кроме того, настоящее изобретение позволяет улучшить светорассеивающие свойства древесной массы: при испытаниях светорассеяние неожиданно оказалось выше, чем у термомеханической древесной массы (ТММ) (содержание щелочи 0%). Также следует отметить, что появилась возможность увеличить светорассеяние, не увеличивая содержания неразмолотых волокон. При одинаковой степени помола увеличивается также удельный объем.The present invention provides significant advantages. Thus, preliminary tests have shown that the use of pressure impregnation can reduce the amount of alkali by 50% or more. In addition, the present invention improves the light-scattering properties of wood pulp: during testing, light scattering unexpectedly turned out to be higher than that of thermomechanical wood pulp (TMM) (alkali content 0%). It should also be noted that it became possible to increase light scattering without increasing the content of unmilled fibers. With the same degree of grinding, the specific volume also increases.

При лабораторных испытаниях пропитка под давлением обеспечила степень проникновения более 95%. Для контрольных образцов, использованных в испытаниях, максимальная степень проникновения составляла 63-74%. В процессе контрольных испытаний также оказалось возможным уменьшить концентрацию щелочи с обычного уровня, составляющего 0,8-1,2%/Adt (Adt - тонна воздушно-сухой массы), даже до уровня 0,25%/Adt без повышения содержания нерасщепленных волокон. Для всех экспериментальных образцов светорассеяние было явно выше, чем для контрольного образца.In laboratory tests, pressure impregnation provided a penetration rate of more than 95%. For the control samples used in the tests, the maximum degree of penetration was 63-74%. During the control tests, it was also possible to reduce the alkali concentration from the usual level of 0.8-1.2% / Adt (Adt is a ton of air-dry mass), even to the level of 0.25% / Adt without increasing the content of unsplit fibers. For all experimental samples, the light scattering was clearly higher than for the control sample.

Пропитка под давлением позволяет улучшить качество химико-механической рафинерной древесной массы для различного конечного применения.Pressure impregnation allows to improve the quality of chemical-mechanical refiner wood pulp for various end use.

Ниже настоящее изобретение будет рассмотрено более подробно с помощью детального объяснения и со ссылками на примеры применения, приведенные ниже.Below the present invention will be discussed in more detail using a detailed explanation and with reference to examples of application below.

На прилагаемом чертеже представлено в упрощенном виде оборудование, используемое в способе в соответствии с настоящим изобретением.The accompanying drawing shows in a simplified form the equipment used in the method in accordance with the present invention.

Как было указано выше, способ в соответствии с настоящим изобретением включает в себя следующие три этапа:As indicated above, the method in accordance with the present invention includes the following three steps:

- во-первых, удаление по меньшей мере большей части воздуха, имеющегося в древесном сырье, содержащем древесную щепу (т.е. деаэрация древесной щепы);- firstly, the removal of at least most of the air present in the wood raw materials containing wood chips (i.e. deaeration of wood chips);

- во-вторых, пропитка полученного таким образом сырья щелочным раствором при избыточном давлении для эффективной абсорбции щелочи древесной щепой;- secondly, the impregnation of the raw material thus obtained with an alkaline solution at excess pressure to effectively absorb alkali with wood chips;

- и, в-третьих, размол обработанной древесной щепы до достижения предварительно заданных значений садкости.- and, thirdly, the grinding of treated wood chips to achieve pre-set values sagasti.

Как видно из вышесказанного, древесную массу получают химико-механическим способом. В соответствии с настоящим изобретением получение химико-механической древесной массы означает по существу способ, включающий в себя как химическое, так и механическое дефибрирование, как описано выше. Способ получения химико-механической древесной массы и способ получения химико-термомеханической древесной массы являются химико-механическими способами. Согласно химико-механическому способу (ХМС) древесное сырье обрабатывают в рафинере при нормальном атмосферном давлении, в то время как в химико-термомеханическом способе (ХТМС) древесное сырье обрабатывают в рафинере под давлением. Поскольку при использовании ХМС применяются большие количества химических реагентов, его выход обычно меньше (менее 90%), чем при использовании ХТМС. В обоих случаях химическая обработка древесины обычно осуществляется при помощи сульфита натрия (сульфирование), при этом лиственная древесина может обрабатываться также гидроксидом натрия. В этом случае обычное количество химических реагентов в ХТМС составляет приблизительно 0-4% сульфита натрия и 1-7% гидроксида натрия, и температура составляет приблизительно 60-120°С. В ХМС, напротив, количество химических реагентов составляет 10-15% сульфита натрия и/или 4-8% гидроксида натрия (из расчета сухой древесины), и температура составляет 130-160°С и 50-100°С соответственно.As can be seen from the above, wood pulp is obtained by the chemical-mechanical method. In accordance with the present invention, the production of chemical-mechanical pulp means essentially a method that includes both chemical and mechanical defibration, as described above. A method of producing a chemical-mechanical pulp and a method for producing a chemical-thermomechanical pulp are chemical-mechanical methods. According to the chemical-mechanical method (HMS), wood raw materials are processed in a refiner at normal atmospheric pressure, while in the chemical-thermomechanical method (HTMS), wood raw materials are processed in a refiner under pressure. Since large quantities of chemicals are used when using HMS, its yield is usually less (less than 90%) than when using HMS. In both cases, the chemical treatment of wood is usually carried out using sodium sulfite (sulfonation), while hardwood can also be treated with sodium hydroxide. In this case, the usual amount of chemicals in the HTMS is approximately 0-4% sodium sulfite and 1-7% sodium hydroxide, and the temperature is approximately 60-120 ° C. In CMS, in contrast, the amount of chemicals is 10-15% sodium sulfite and / or 4-8% sodium hydroxide (based on dry wood), and the temperature is 130-160 ° C and 50-100 ° C, respectively.

Согласно химико-механическому способу щепа может пропитываться также щелочно-перекисным раствором. Количество перекиси составляет в основном 0,1-10% (по массе сухой древесной массы), обычно приблизительно 0,5-5%. Количество подаваемой щелочи, такой как гидроксид натрия, примерно такое же, т.е. приблизительно 1-10% по массе.According to the chemical-mechanical method, the chips can also be impregnated with an alkaline peroxide solution. The amount of peroxide is generally 0.1-10% (by weight of dry wood pulp), usually about 0.5-5%. The amount of alkali supplied, such as sodium hydroxide, is about the same, i.e. about 1-10% by weight.

Настоящее изобретение относится в основном к химико-термомеханическому способу, в соответствии с которым щепу, поступающую после пропитки, подвергают дефибрированию с использованием способа получения рафинерной механической древесной массы под давлением.The present invention relates generally to a chemical-thermomechanical method, in which the chips coming from the impregnation are defibrated using a method for producing refined mechanical pulp under pressure.

Исходным материалом для способа в соответствии с настоящим изобретением является щепа, содержащая материал из мягкой или твердой древесины. В частности, используется лиственная щепа, получаемая из березы (в основном древесных пород из рода Betula (березовые) или древесных пород из рода Populus (тополиные) или из их смеси. В качестве примеров подходящих древесных пород из рода Betula можно привести B. pendula (береза поникшая) и В. pubescens (береза пушистая), и примерами древесных пород из рода Populus являются главным образом следующие: Р. tremula (осина обыкновенная), Р. tremuloides (осина американская), Р. balsamea, Р. balsamifera (тополь бальзамический), Р. trichocarpa (тополь волосистоплодный), Р. heterophylla (тополь разнолистный), Р. deltoides (тополь дельтовидный) and P. grandidentata (тополь крупнозубчатый). Осины (Европейская осина, Р. tremula; Американская осина, Р. tremuloides), осины, полученные в результате скрещивания разных видов, гибридные осины (например, Р. tremula × tremuloides, Р. tremula × tremula, Р. deltoides × trichocarpa, Р. trichocarpa х deltoides, P. deltoides х nigra, P. maximowiczii × trichocarpa) и другие виды, созданные посредством генных технологий, наряду с тополями считаются наиболее предпочтительными.The starting material for the method in accordance with the present invention is wood chips containing material from soft or hard wood. In particular, deciduous chips obtained from birch (mainly wood from the genus Betula (birch) or wood from the genus Populus (poplar) or a mixture thereof are used. Examples of suitable wood species from the genus Betula are B. pendula ( drooping birch) and B. pubescens (fluffy birch), and examples of tree species from the genus Populus are mainly the following: R. tremula (common aspen), P. tremuloides (American aspen), P. balsamea, P. balsamifera (balsam poplar ), R. trichocarpa (poplar hairy), P. heterophylla (poplar variegated), P. d eltoides (deltoid poplar) and P. grandidentata (large-toothed poplar). Aspen (European aspen, P. tremula; American aspen, P. tremuloides), aspen from different species, hybrid aspen (e.g. P. tremula × tremuloides , P. tremula × tremula, P. deltoides × trichocarpa, P. trichocarpa x deltoides, P. deltoides x nigra, P. maximowiczii × trichocarpa) and other species created by genetic technology, along with poplars are considered the most preferred.

Помимо древесных пород родов Betula и Polulus в качестве сырья могут использоваться и другие лиственные породы, такие как эвкалипт и смесь тропических лиственных пород. Из хвойных деревьев следует упомянуть ель (Picea abies) и сосну (Pinus silvestris), а также другие виды, относящиеся к родам Picea и Pinus.In addition to the wood species of the genera Betula and Polulus, other hardwoods, such as eucalyptus and a mixture of tropical hardwoods, can be used as raw materials. Among coniferous trees, mention should be made of spruce (Picea abies) and pine (Pinus silvestris), as well as other species belonging to the genera Picea and Pinus.

В соответствии с одним из примеров применения получаемая химико-механическая древесная масса содержит до 100% волокон мягкой древесины. Однако настоящее изобретение позволяет получать химико-механическую древесную массу, состоящую из смеси волокон твердой и мягкой древесины и содержащую по меньшей мере 5% волокон мягкой древесины, например, она может содержать 50-99% волокон твердой древесины и 1-50% волокон мягкой древесины. Использование волокон мягкой древесины, особенно волокон ели, позволяет увеличить удельный объем, прочностные характеристики и жесткость древесной массы.In accordance with one application example, the resulting chemical-mechanical pulp contains up to 100% softwood fibers. However, the present invention allows to obtain a chemical-mechanical pulp consisting of a mixture of hard and soft wood fibers and containing at least 5% softwood fibers, for example, it can contain 50-99% hardwood fibers and 1-50% softwood fibers . The use of softwood fibers, especially spruce fibers, allows to increase the specific volume, strength characteristics and hardness of wood pulp.

Размер древесной щепы древесного сырья в основном составляет приблизительно 20-50 мм × 1-10 мм, обычно приблизительно 35-40 мм × 3-5 мм.The size of the wood chips of wood raw materials is generally about 20-50 mm × 1-10 mm, usually about 35-40 mm × 3-5 mm.

Сначала из древесной щепы удаляют воздух, насколько это возможно. В основном желательно удаление по меньшей мере 70%, в частности приблизительно 80-100% воздуха, содержащегося в щепе. Обычно воздух находится в газообразном состоянии. Как видно из прилагаемой схемы технологического процесса, эта деаэрация может осуществляться путем пропарки щепы в испарителе 1. В соответствии со способом, технологическая схема которого представлена на чертеже, щепа исходного материала подается при помощи винтового конвейера 2 в пропарочный бункер 1, в который пар подается или из одного подающего сопла или, как показано на чертеже, из нескольких сопел 3а-3с для равномерной обработки щепы паром в бункере.First, air is removed from the wood chips as much as possible. It is generally desirable to remove at least 70%, in particular approximately 80-100% of the air contained in the chips. Usually the air is in a gaseous state. As can be seen from the attached process flow diagram, this deaeration can be carried out by steaming the chips in the evaporator 1. In accordance with the method, the technological scheme of which is shown in the drawing, the raw material chips are fed through a screw conveyor 2 into the steaming hopper 1, into which steam is supplied or from one feed nozzle or, as shown in the drawing, from several nozzles 3a-3c for uniform processing of wood chips with steam in the hopper.

Целью пропарки является удаление воздуха из древесной щепы. В то же время, пар остается в древесной щепе.The purpose of the steaming is to remove air from the wood chips. At the same time, steam remains in wood chips.

Пропарка может осуществляться, например, в испарителе 1 непрерывного действия, представленном на чертеже, в котором древесная щепа перемещается через пропарочный бункер 1, где она находится в контакте с насыщенным или близким к насыщенному паром в течение приблизительно 0,5-20 минут, в частности приблизительно 1-10 минут. Пропарка может осуществляться при избыточном давлении, но обычно пропарка при нормальном атмосферном давлении полностью удовлетворяет требованиям. Часто используются повышенные температуры, например приблизительно 50-100°С, в частности приблизительно 80-100°С в зависимости от степени насыщенности используемого пара.The steaming can be carried out, for example, in the continuous evaporator 1 shown in the drawing, in which the wood chips move through the steaming bin 1, where it is in contact with saturated or close to saturated steam for about 0.5-20 minutes, in particular approximately 1-10 minutes. Steaming can be carried out at overpressure, but usually steaming at normal atmospheric pressure fully meets the requirements. Elevated temperatures are often used, for example, approximately 50-100 ° C, in particular approximately 80-100 ° C, depending on the degree of saturation of the vapor used.

Вместо пропарки деаэрация может осуществляться при низком давлении/в вакууме, или эффективность пропарки можно повысить при помощи вакуумной обработки.Instead of steaming, deaeration can be carried out at low pressure / in vacuum, or the efficiency of steaming can be improved by vacuum treatment.

Обработанную щепу удаляют из пропарочного бункера через выпускное отверстие 4, после чего наиболее предпочтительно щепу сжимают в шнековом прессе 5. После этого этапа обычно по меньшей мере 95%, предпочтительно по меньшей мере 98% воздуха удаляется, и, в то же время, удаляется также часть пара.The treated chips are removed from the steaming hopper through the outlet 4, after which the chips are most preferably compressed in the screw press 5. After this step, usually at least 95%, preferably at least 98% of the air is removed and, at the same time, also removed part of the steam.

Для полноты картины следует упомянуть, что пропарка щепы используется как для получения сульфатной целлюлозы, так и для получения химико-механической рафинерной древесной массы. Однако до появления настоящего изобретения никогда не предлагалось использовать сочетание пропарки древесной щепы и пропитки под давлением для получения химико-механической древесной массы.For the sake of completeness, it should be mentioned that steaming chips is used both to produce sulfate pulp and to obtain chemical-mechanical refiner wood pulp. However, before the advent of the present invention, it was never proposed to use a combination of steaming wood chips and impregnation under pressure to obtain a chemical-mechanical pulp.

После этапа деаэрации древесная щепа проходит этап пропитки 6. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения пропаренная древесная щепа, находящаяся все еще при температуре пропарки, направляется на этап пропитки, который осуществляется в абсорбере 6. Температура пропиточного раствора, используемого на этапе пропитки, поддерживается более низкой, чем температура пара на этапе пропарки.After the deaeration step, the wood chips go through the impregnation step 6. According to a preferred embodiment of the present invention, the steamed wood chips still at the steaming temperature are sent to the impregnation step which is carried out in the absorber 6. The temperature of the impregnation solution used in the impregnation step is maintained lower than the steam temperature in the steaming step.

На практике этап пропитки осуществляется в закрытом сосуде, т.е. в сосуде высокого давления, установленном после аппарата для обработки паром. Абсорбер, представленный на чертеже, главным образом содержит удлиненный абсорбер, продольная ось которого проходит по существу вертикально и который имеет верхнюю и нижнюю части, причем древесная щепа, поступающая из установки деаэрации, может подаваться в верхнюю часть абсорбера и удаляться через его нижнюю часть. В абсорбере в соответствии с настоящим изобретением обычно можно создавать абсолютное давление, составляющее по меньшей мере 1,5 бар, предпочтительно приблизительно 1,5-15 бар.In practice, the impregnation step is carried out in a closed vessel, i.e. in a pressure vessel installed after the steam treatment apparatus. The absorber shown in the drawing mainly contains an elongated absorber, the longitudinal axis of which extends essentially vertically and which has upper and lower parts, and wood chips coming from the deaeration unit can be fed into the upper part of the absorber and removed through its lower part. In the absorber in accordance with the present invention, it is usually possible to create an absolute pressure of at least 1.5 bar, preferably about 1.5-15 bar.

Если древесная щепа быстро подается в пропиточный сосуд, перед началом этапа пропитки ее температура максимально может понижаться приблизительно на 10-20°С.If wood chips are quickly fed into the impregnation vessel, before the stage of impregnation begins, its temperature can drop as much as possible by approximately 10-20 ° C.

Абсорбер 6 содержит верхний сепаратор 7. Через его входное отверстие 7а щепа подается в абсорбер, и в сепараторе жидкость отделяется от древесной щепы. Эта жидкость возвращается в выходной поток пропарочного бункера 1.The absorber 6 contains an upper separator 7. Through its inlet 7a, the chips are fed into the absorber, and in the separator the liquid is separated from the wood chips. This liquid is returned to the output stream of the steaming hopper 1.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения пропаренная древесная щепа подается на этап пропитки вместе с пропиточными химическими реагентами, причем пропиточные химические реагенты подаются через отдельные входные отверстия 10а-10с в трубопровод 11, соединяющий выпускное отверстие 4 аппарата для обработки паром 1 и входное отверстие 7а абсорбера 6. Для создания давления в трубопроводе наиболее подходящими являются насосы 20, 21 или подобные устройства.According to a preferred embodiment of the present invention, steamed wood chips are fed to the impregnation step together with impregnating chemicals, the impregnating chemicals being fed through separate inlets 10a-10c to a pipe 11 connecting the outlet 4 of the steam treatment apparatus 1 and the inlet 7a absorber 6. To create pressure in the pipeline, pumps 20, 21 or similar devices are most suitable.

На этапе пропитки используется пропиточный раствор, содержащий водный раствор щелочи, раствор также может содержать сульфирующие химические реагенты. Обычно используется водный раствор либо гидроксида щелочного металла, такого как NaOH или KOH, либо гидроксида щелочно-земельного металла, такого как гидроксид магния Mg(OH)2 или гидроксид кальция, или их смесь. При желании этот раствор содержит, например, также сульфитные соединения, такие как сульфит натрия. Количество гидроксида щелочного металла обычно составляет приблизительно 2-12 кг/Adt (Adt - тонна воздушно-сухой древесной массы), однако предпочтительно максимально составляет приблизительно 6 кг/Adt, более предпочтительно максимально составляет приблизительно 4 кг/Adt. Гидроксиды щелочно-земельных металлов используются в (молярно) соответствующих количествах. Значение рН раствора составляет приблизительно 9-11. Расход сульфитного соединения составляет приблизительно 1-20 кг/Adt, для твердой древесины наиболее предпочтительно максимально 3 кг/Adt.At the stage of impregnation, an impregnating solution containing an aqueous solution of alkali is used; the solution may also contain sulfonating chemicals. An aqueous solution of either an alkali metal hydroxide, such as NaOH or KOH, or an alkaline earth metal hydroxide, such as magnesium hydroxide Mg (OH) 2 or calcium hydroxide, or a mixture thereof, is usually used. If desired, this solution also contains, for example, sulfite compounds, such as sodium sulfite. The amount of alkali metal hydroxide is usually about 2-12 kg / Adt (Adt is a ton of air-dry wood pulp), however, preferably a maximum of about 6 kg / Adt, more preferably a maximum of about 4 kg / Adt. Alkaline earth metal hydroxides are used in (molar) appropriate amounts. The pH of the solution is approximately 9-11. The consumption of the sulfite compound is about 1-20 kg / Adt, for solid wood most preferably at most 3 kg / Adt.

Помимо чистых растворов для пропитки также могут использоваться водные растворы, содержащие щелочные соединения, такие как варочная жидкость, полученная от варки целлюлозы, например белый или зеленый щелок. Температура на стадии пропитки составляет приблизительно 30-95°С, предпочтительно 40-90°С, что может достигаться по меньшей мере частично, за счет тепла, поступающего со щепой. Обычно температура на стадии пропитки ниже, чем температура стадии деаэрации. В соответствии с настоящим изобретением значение абсолютного давления на стадии пропитки составляет приблизительно 1,5-15 бар, предпочтительно приблизительно 2-10 бар. В результате при пропитке используется избыточное давление по меньшей мере приблизительно 0,5 бар. Отношение между древесиной и жидкостью (в частях) обычно составляет приблизительно от 1:20 до 1:4, в частности приблизительно от 1:15 до 1:6.In addition to pure impregnation solutions, aqueous solutions containing alkaline compounds, such as cooking liquid obtained from pulping, for example white or green liquor, can also be used. The temperature in the impregnation step is approximately 30-95 ° C, preferably 40-90 ° C, which can be achieved at least in part due to the heat from the chips. Typically, the temperature in the impregnation step is lower than the temperature of the deaeration step. In accordance with the present invention, the absolute pressure in the impregnation step is about 1.5-15 bar, preferably about 2-10 bar. As a result, an overpressure of at least about 0.5 bar is used in the impregnation. The ratio between wood and liquid (in parts) is usually from about 1:20 to 1: 4, in particular from about 1:15 to 1: 6.

Количество пропиточных химических реагентов может регулироваться в зависимости от щепы, предназначенной для обработки, и при необходимости может быть увеличено.The amount of impregnating chemicals can be adjusted depending on the chips intended for processing, and if necessary can be increased.

Продолжительность пропитки составляет приблизительно 1-240 минут, предпочтительно приблизительно 5-120 минут, более предпочтительно приблизительно 10-60 минут.The duration of the impregnation is about 1-240 minutes, preferably about 5-120 minutes, more preferably about 10-60 minutes.

На этапе пропитки древесина пропитывается щелочью до максимально возможной степени. Обычно по меньшей мере 85%, предпочтительно по меньшей мере 90%, более предпочтительно по меньшей мере 95% объема пор древесной щепы должно быть заполнено пропиточным раствором.At the stage of impregnation, the wood is impregnated with alkali to the maximum extent possible. Usually at least 85%, preferably at least 90%, more preferably at least 95% of the pore volume of wood chips should be filled with an impregnating solution.

Пропитка может осуществляться в один или в несколько этапов, причем по меньшей мере один из этапов пропитки осуществляется при избыточном давлении. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения горячая щепа сначала пропитывается при избыточном давлении при указанных условиях, после чего процесс пропитки продолжается еще в открытой емкости или сосуде при той же или при другой температуре. Приблизительно 10-80% времени пропитки может осуществляться под давлением. В примере, описанном ниже, продолжительность обработки под давлением и продолжительность обработки без применения давления равны, причем общая продолжительность составляет 40 минут.The impregnation can be carried out in one or several stages, and at least one of the stages of impregnation is carried out at an overpressure. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the hot chips are first impregnated under overpressure under the indicated conditions, after which the impregnation process continues in an open container or vessel at the same or different temperature. About 10-80% of the impregnation time can be carried out under pressure. In the example described below, the duration of processing under pressure and the duration of processing without applying pressure are equal, with a total duration of 40 minutes.

Древесная щепа, поступающая после этапа пропитки, удаляется через выпускное отверстие 6a. Позицией 6b обозначен выпуск абсорбера. При помощи этого выпуска могут быть удалены отходы, скопившиеся на дне устройства. После этого щепа подается на этап 12 размола обычной химико-механической древесной массы, который может осуществляться, например, в рафинерах, оборудованных рифлеными дисками. Древесное сырье размалывается до предварительно заданных значений садкости, составляющих 50-500 мл согласно Канадскому стандарту CSF (CSF - Canadian Standard Freeness), более предпочтительно приблизительно 90-150 мл CSF.Wood chips coming after the impregnation step are removed through the outlet 6a. 6b indicates the release of the absorber. With this release, waste accumulated at the bottom of the device can be removed. After this, the chips are fed to step 12 of grinding the usual chemical-mechanical pulp, which can be carried out, for example, in refiners equipped with corrugated disks. The wood raw materials are milled to preset values of friability of 50-500 ml according to Canadian Standard CSF (CSF - Canadian Standard Freeness), more preferably approximately 90-150 ml CSF.

На чертеже представлено как на практике поток щепы, полученный после стадии пропитки, может быть дополнительно обработан перед размолом. Соответственно лишний пропиточный раствор сначала удаляется в винтовом прессе 13, после чего воздействие химических реагентов может продолжаться в реакционном бункере 14 до транспортировки щепы для размола при помощи винтовых конвейеров 15a и 15b. Время реакции в реакционном бункере 14, если такой бункер используется, обычно составляет приблизительно 0,1-10 часов.The drawing shows how in practice the chip stream obtained after the impregnation step can be further processed before grinding. Accordingly, the excess impregnation solution is first removed in the screw press 13, after which the exposure to chemicals can continue in the reaction hopper 14 until the wood chips for grinding are transported using screw conveyors 15a and 15b. The reaction time in the reaction hopper 14, if such a hopper is used, is usually about 0.1-10 hours.

В винтовом прессе 13 можно отделить примеси и неподходящий для размола волокнистый материал, и они удаляются через фильтр 16 в трубопровод для удаления отходов. Жидкая фаза 17, образованная в винтовом прессе, может возвращаться в трубопровод 10, возможно, в сочетании с подачей свежей воды.In the screw press 13, it is possible to separate impurities and unsuitable for grinding fibrous material, and they are removed through the filter 16 into the pipeline to remove waste. The liquid phase 17 formed in the screw press may be returned to the conduit 10, possibly in combination with a fresh water supply.

Позициями 22 и 23 обозначены насосы, установленные для подачи жидкой фазы. Как показано на чертеже, пропиточный раствор наиболее предпочтительно возвращается, и концентрация щелочи в нем может регулироваться (увеличиваться) при помощи подачи свежей щелочи.Positions 22 and 23 indicate the pumps installed to supply the liquid phase. As shown in the drawing, the impregnation solution is most preferably returned, and the concentration of alkali in it can be controlled (increased) by supplying fresh alkali.

Следует отметить, что два важнейших признака настоящего изобретения состоят в том, что перед соединением пропиточного раствора со щепой достигается хорошая деаэрация, и что пропитка осуществляется под давлением. Совместно эти два признака обеспечивают эффективное проникновение пропиточного раствора в древесную щепу. Продолжительность пребывания и температура в сосуде высокого давления выбираются так, чтобы можно было регулировать время диффузии и продолжительность реакции. Должно быть достаточно времени для осуществления диффузии, скорость реакции не должна быть слишком высокой.It should be noted that the two most important features of the present invention are that good deaeration is achieved before connecting the impregnation solution to the chips, and that the impregnation is carried out under pressure. Together, these two features ensure the effective penetration of the impregnating solution into the wood chips. The residence time and temperature in the pressure vessel are selected so that the diffusion time and reaction time can be controlled. There should be enough time for diffusion; the reaction rate should not be too high.

Описанная выше химико-механическая древесная масса имеет исключительно хорошие свойства. Как указано во вступлении, светорассеивающие свойства древесной массы улучшаются, и это улучшение достигается без увеличения содержания неразмолотых волокон. Следовательно, при одинаковой степени помола светорассеивающие свойства древесной массы в соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере на 5%, даже на 10% лучше по сравнению с контрольным образцом, обработанным большим количеством щелочи. В то же время, содержание неразмолотых волокон в древесной массе в соответствии с настоящим изобретением ниже, чем содержание неразмолотых волокон в контрольном образце ТММ, и неожиданно даже ниже, чем в контрольном образце, обработанном большим количеством щелочи. При одинаковой степени помола также увеличивается удельный объем, вплоть до 5%.The chemical-mechanical pulp described above has exceptionally good properties. As indicated in the introduction, the light-scattering properties of wood pulp are improved, and this improvement is achieved without increasing the content of unmilled fibers. Therefore, with the same degree of grinding, the light-scattering properties of wood pulp in accordance with the present invention are at least 5%, even 10% better compared to a control sample treated with a large amount of alkali. At the same time, the content of unmilled fibers in the wood pulp in accordance with the present invention is lower than the content of unmilled fibers in the control sample TMM, and unexpectedly even lower than in the control sample treated with a large amount of alkali. With the same degree of grinding, the specific volume also increases, up to 5%.

Заслуживает внимания то, что светорассеяние ХТММ, полученной из осины, может превышать 45 м2/кг, и содержание неразмолотых волокон может составлять менее 0,3%. Соответственно из березы можно получить древесную массу, имеющую светорассеяние более 45 м2/кг и содержание неразмолотых волокон менее 1,5%. В настоящем описании приведены лишь примеры свойств механической древесной массы, и следует отметить, что в пределах настоящего изобретения производитель механической древесной массы может легко получить желаемый уровень светорассеяния или содержания неразмолотых волокон и с помощью настоящего изобретения достичь значительного улучшения одного из параметров.It is noteworthy that the light scattering of HTMM obtained from aspen can exceed 45 m 2 / kg, and the content of unmilled fibers can be less than 0.3%. Accordingly, it is possible to obtain wood pulp from birch having a light scattering of more than 45 m 2 / kg and an unmilled fiber content of less than 1.5%. The present description provides only examples of the properties of mechanical wood pulp, and it should be noted that within the framework of the present invention, the manufacturer of mechanical wood pulp can easily obtain the desired level of light scattering or the content of unmilled fibers and using the present invention to achieve a significant improvement in one of the parameters.

Древесная масса в соответствии с настоящим изобретением может использоваться для изготовления бумажной и картонной продукции.Pulp in accordance with the present invention can be used for the manufacture of paper and cardboard products.

Следовательно, после описанного выше размола древесная масса обычно отбеливается с использованием, например, перекиси водорода в щелочной среде до степени белизны, составляющей приблизительно 75-88%.Therefore, after the grinding described above, wood pulp is usually bleached using, for example, hydrogen peroxide in an alkaline medium to a whiteness of approximately 75-88%.

При желании можно заранее задать свойства исходного материала путем смешивания механической массы с целлюлозой, таким образом, чтобы получить распускаемый в воде исходный материал, содержащий, однако, достаточное количество (по меньшей мере, 30% по массе) химико-механической древесной массы. В качестве целлюлозы предпочтительно используется хвойная целлюлоза, и, в этом случае, ее содержание составляет 1-50% от сухого остатка волокон сырья. Однако таким образом можно использовать только химико-механическую древесную массу из осины.If desired, you can pre-set the properties of the source material by mixing the mechanical pulp with cellulose, so as to obtain a starting material dissolved in water, containing, however, a sufficient amount (at least 30% by weight) of the chemical-mechanical pulp. Softwood pulp is preferably used as cellulose, and, in this case, its content is 1-50% of the dry residue of the raw material fibers. However, in this way only chemical-mechanical wood pulp from aspen can be used.

Бумажная масса сначала распускается до соответствующей консистенции по существу известным способом (обычно до содержания твердой фазы 0,1-1%), после чего она наносится на сетку, где волокна сплетаются, образуя бумажное или картонное полотно. В волокнистую массу может добавляться наполнитель, такой как карбонат кальция, обычно в количестве приблизительно 1-50% по массе волокна.The paper pulp is first dissolved to a suitable consistency in a substantially known manner (usually to a solids content of 0.1-1%), after which it is applied to a grid where the fibers are woven together to form a paper or cardboard web. A filler such as calcium carbonate may be added to the pulp, typically in an amount of about 1-50% by weight of the fiber.

Бумажное полотно может иметь поверхностную проклейку и/или снабжено покрытием и, при желании, каландрировано. Могут использоваться покрывающие пасты для однослойного покрытия, для грунтования и для поверхностного слоя. Также возможны трехслойные покрытия. Обычно покрытие в соответствии с настоящим изобретением содержит 10-100 частей по массе по меньшей мере одного пигмента или смеси пигментов, 0,1-30 частей по массе по меньшей мере одного связующего вещества и 1-10 частей по массе других по существу известных добавок.The paper web may be surface glued and / or coated and, if desired, calendered. Coating pastes can be used for single coat, primer and topcoat. Three-layer coatings are also possible. Typically, the coating in accordance with the present invention contains 10-100 parts by weight of at least one pigment or mixture of pigments, 0.1-30 parts by weight of at least one binder, and 1-10 parts by weight of other substantially known additives.

Описанным выше способом в соответствии с настоящим изобретением можно получить из бумажной массы полотно, имеющее превосходные печатные свойства, хорошую гладкость и высокую непрозрачность и белизну. Примерами являются высокосортная бумага, типографская бумага с покрытием и брошюрная бумага, и наружный слой многослойного картона.By the method described above in accordance with the present invention, a web having excellent printing properties, good smoothness and high opacity and whiteness can be obtained from the pulp. Examples are fine paper, coated printing paper and brochure paper, and the outer layer of laminated paperboard.

Настоящее изобретение иллюстрируют приведенные ниже не ограничивающие примеры.The present invention is illustrated by the following non-limiting examples.

Пример 1Example 1

ХТММ из осины получают в лаборатории при следующих условиях. Осиновую древесную щепу пропаривают при температуре 100°С в течение 2-5 минут, пропитывают в закрытой емкости разными количествами гидроксида натрия при давлении 5 бар (а) и температуре 80°С в течение 20 минут. После этого пропитку продолжают в течение еще 20 минут в открытом реакционном бункере при температуре 80°С.HTMM from aspen is obtained in the laboratory under the following conditions. Aspen wood chips are steamed at a temperature of 100 ° C for 2-5 minutes, impregnated in a closed container with different amounts of sodium hydroxide at a pressure of 5 bar (a) and a temperature of 80 ° C for 20 minutes. After this, the impregnation is continued for another 20 minutes in an open reaction bunker at a temperature of 80 ° C.

Для определения свойств древесной массы используют, среди прочих, следующие характеристики:The following characteristics are used, among others, to determine the properties of wood pulp:

- удельный объем (см3/г): EN 20534;- specific volume (cm 3 / g): EN 20534;

- рассеяние (м2/кг): ISO 9416;- scattering (m 2 / kg): ISO 9416;

- садкость согласно Канадскому стандарту - CSF (мл): ISO 5267-2;- creep according to the Canadian standard - CSF (ml): ISO 5267-2;

- щепа: "Pulmac shives", количество образца 3 г и зазор между размалывающими дисками 0,08 мм для массы с садкостью 150 мл CSF и 0,10 мм для массы с садкостью 325 мл CSF.- wood chips: "Pulmac shives", sample quantity 3 g and a gap between grinding disks of 0.08 mm for a mass with a creep of 150 ml CSF and 0.10 mm for a mass with a creep of 325 ml CSF.

В Таблице 1 показано, что происходит, когда осиновую щепу, обработанную указанным образом, размалывают до значения садкости 150 мл CSF.Table 1 shows what happens when the aspen chips treated in this way are milled to a dryness value of 150 ml CSF.

Таблица 1Table 1 Количество NaOH,%The amount of NaOH,% NaOH, г/лNaOH, g / l NaOH, моль/лNaOH, mol / L Рассеяние, м2/кгScattering, m 2 / kg Содержание щепы, %The content of wood chips,% 1,21,2 4,84.8 0,120.12 53,553.5 0,430.43 0,420.42 1,681.68 0,0420,042 58,558.5 0,070,07 0,330.33 1,321.32 0,0330,033 56,456.4 0,040.04 0,230.23 0,920.92 0,0230,023 59,059.0 0,140.14 00 00 00 57,357.3 0,620.62

Как видно из таблицы, использование настоящего изобретения позволяет уменьшить количество гидроксида щелочи, и при этом рассеяние явно увеличивается без увеличения содержания неразмолотых волокон. По сравнению с использованием обычного количества щелочи рассеяние увеличивается более чем на 10%. Неожиданно было обнаружено, что содержание неразмолотых волокон оказалось даже меньше, чем в контрольном образце с 1,2% щелочи.As can be seen from the table, the use of the present invention allows to reduce the amount of alkali hydroxide, and the scattering clearly increases without increasing the content of unmilled fibers. Compared to using the usual amount of alkali, the scattering increases by more than 10%. It was unexpectedly found that the content of unmilled fibers was even less than in the control sample with 1.2% alkali.

В Таблице 2 приведен удельный объем указанных древесных масс.Table 2 shows the specific volume of these wood pulps.

Таблица 2table 2 Количество NaOH, %The amount of NaOH,% Удельный объем, см3Specific volume, cm 3 / g 1,21,2 2,662.66 0,420.42 2,702.70 0,330.33 2,812.81 0,230.23 2,742.74 00 2,832.83

Можно видеть, что удельный объем также несколько лучше при одинаковом уровне CSF.You can see that the specific volume is also slightly better at the same CSF level.

Испытания были повторены с березовой щепой. Пропитка под давлением березовой щепы (80°С, 5 бар, 20 мин) при уровне CSF 325 мл дала следующие значения рассеяния:The tests were repeated with birch chips. Impregnation under pressure of birch wood chips (80 ° C, 5 bar, 20 min) at a CSF level of 325 ml gave the following scattering values:

Таблица 3Table 3 Количество NaOH, %The amount of NaOH,% NaOH, г/лNaOH, g / l NaOH, моль/лNaOH, mol / L Рассеяние, м2/кгScattering, m 2 / kg Содержание щепы, %The content of wood chips,% 1,11,1 4,44.4 0,110.11 41,3-42,541.3-42.5 2,242.24 0,420.42 1,681.68 0,0420,042 45,145.1 1,401.40

В этом случае также было получено значительное улучшение светорассеяния, хотя содержание неразмолотых волокон при испытании осталось высоким. Однако оно оказалось на одну треть меньше, чем в контрольном образце.In this case, a significant improvement in light scattering was also obtained, although the content of unmilled fibers during the test remained high. However, it turned out to be one third less than in the control sample.

В случае с березой уменьшение количества щелочи не оказало существенного влияния на удельный объем.In the case of birch, a decrease in the amount of alkali did not significantly affect the specific volume.

Пример 2Example 2

Пропитка в лабораторных условияхLaboratory impregnation

В лабораторных условиях пропитку осины и березы осуществляют при нормальном атмосферном давлении с использованием щелочи 2,5, 5 и 10 кг NaOH/Adt щепы. Отношение древесина/жидкость составляет 1:8, и температура 80°С.In laboratory conditions, aspen and birch are impregnated at normal atmospheric pressure using alkali of 2.5, 5 and 10 kg of NaOH / Adt chips. The wood / liquid ratio is 1: 8 and the temperature is 80 ° C.

Образцы пропиточного раствора берут через следующие промежутки времени от начала процесса пропитки: 15 минут, 30 минут, 1 час и 3 часа. Содержание органических веществ, растворенных в пропиточном растворе, существенно увеличивается с увеличением количества щелочи и в зависимости от времени пропитки. В то же время, содержание растворенного химически потребляемого кислорода (ХПК) значительно повысилось.Samples of the impregnation solution are taken at the following intervals from the start of the impregnation process: 15 minutes, 30 minutes, 1 hour and 3 hours. The content of organic substances dissolved in the impregnating solution increases significantly with an increase in the amount of alkali and depending on the time of impregnation. At the same time, the content of dissolved chemically consumed oxygen (COD) increased significantly.

Ниже в таблице приведены полученные при испытаниях результаты воздействия определенного количества щелочи на потерю волокна при пропитке осины в лабораторных условиях в течение 40 минут.The table below shows the results obtained during testing of the effect of a certain amount of alkali on the loss of fiber during aspen impregnation in laboratory conditions for 40 minutes.

Следует также отметить, что потеря волокна определялась для пропиточного раствора перед размолом. Размол увеличивает количество растворенного материала, и соответственно увеличивает потерю волокна, причем, чем больше количество щелочи, тем больше потеря.It should also be noted that fiber loss was determined for the impregnation solution before grinding. Grinding increases the amount of dissolved material, and accordingly increases the loss of fiber, and the larger the amount of alkali, the greater the loss.

Таблица 4Table 4 Количество NaOH, %The amount of NaOH,% NaOH, г/лNaOH, g / l NaOH, моль/лNaOH, mol / L Потеря волокна, %Fiber loss,% 1one 1,431.43 0,0350,035 22 0,50.5 0,710.71 0,0170.017 1,11,1 0,250.25 0,360.36 0,0090.009 0,650.65

Claims (14)

1. Способ получения химико-механической древесной массы из древесного сырья, содержащего древесную щепу, в соответствии с которым:
древесную щепу приводят в контакт со щелочным пропиточным раствором на стадии пропитки при условиях, при которых пропиточный раствор проникает в древесную щепу, и
размалывают древесную щепу, обработанную пропиточным раствором, до желаемых значений садкости с получением древесной массы, отличающийся тем, что:
древесную щепу подвергают деаэрации, и
полученную таким образом деаэрированную древесную щепу пропитывают щелочным пропиточным раствором при избыточном давлении, таким образом, что пропиточный раствор эффективно абсорбируется древесной щепой перед ее размолом.
1. A method of obtaining a chemical-mechanical pulp from wood raw materials containing wood chips, in accordance with which:
wood chips are brought into contact with an alkaline impregnation solution in the impregnation step under conditions under which the impregnation solution penetrates the wood chips, and
grinding wood chips treated with an impregnating solution to the desired values of sagasti to obtain wood pulp, characterized in that:
wood chips are deaerated and
the deaerated wood chips thus obtained are impregnated with an alkaline impregnating solution at an overpressure such that the impregnating solution is effectively absorbed by the wood chips before grinding.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что древесное сырье пропаривают при повышенной температуре, в частности при температуре приблизительно 80-100°С, для удаления воздуха из древесной щепы.2. The method according to claim 1, characterized in that the wood raw material is steamed at an elevated temperature, in particular at a temperature of about 80-100 ° C, to remove air from wood chips. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что:
пропаренную древесную щепу по существу при температуре пропарки направляют на стадию пропитки, и
на стадии пропитки поддерживают температуру пропиточного раствора ниже, чем температура на стадии пропарки.
3. The method according to claim 2, characterized in that:
steamed wood chips essentially at a temperature of steaming is sent to the stage of impregnation, and
in the impregnation step, the temperature of the impregnation solution is kept lower than the temperature in the steaming step.
4. Способ по любому из п.2 или 3, отличающийся тем, что пропаренную древесную щепу подают на стадию пропитки через шнековый пресс.4. The method according to any one of claim 2 or 3, characterized in that the steamed wood chips are fed to the stage of impregnation through a screw press. 5. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что на стадии пропитки используют пропиточный раствор, содержащий гидроксид щелочного металла, максимальное количество которого составляет приблизительно 6 кг на тонну воздушно-сухой массы, предпочтительно максимально приблизительно 4 кг на тонну воздушно-сухой массы.5. The method according to claim 1 or 3, characterized in that at the stage of impregnation using an impregnating solution containing alkali metal hydroxide, the maximum amount of which is approximately 6 kg per ton of air-dry mass, preferably a maximum of about 4 kg per ton of air-dry masses. 6. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что в качестве пропиточного раствора используют водный раствор гидроксида щелочного металла, такого как гидроксид натрия, варочную жидкость, полученную от варки целлюлозы, например, белый или зеленый щелок, или сульфитные соединения, такие как сульфит натрия, или их смесь.6. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the aqueous solution of an alkali metal hydroxide, such as sodium hydroxide, a cooking liquid obtained from pulping, for example, white or green liquor, or sulfite compounds, are used as the impregnating solution. like sodium sulfite, or a mixture thereof. 7. Способ по любому п.п.1 или 3, отличающийся тем, что древесную щепу пропитывают щелочным пропиточным раствором в течение приблизительно 1-240 мин, предпочтительно приблизительно 5-120 мин, более предпочтительно приблизительно 10-60 мин.7. The method according to any one of claims 1 or 3, characterized in that the wood chips are impregnated with an alkaline impregnating solution for about 1-240 minutes, preferably about 5-120 minutes, more preferably about 10-60 minutes. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что древесное сырье размалывают до значений садкости, составляющих 50-500 мл, согласно Канадскому стандарту, предпочтительно приблизительно 90-150 мл, согласно Канадскому стандарту.8. The method according to claim 1, characterized in that the wood raw material is milled to a creep value of 50-500 ml, according to the Canadian standard, preferably about 90-150 ml, according to the Canadian standard. 9. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что температура на стадии пропитки составляет приблизительно 30-95°С, предпочтительно приблизительно 40-90°С.9. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the temperature at the stage of impregnation is approximately 30-95 ° C, preferably approximately 40-90 ° C. 10. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что значение абсолютного давления на стадии пропитки составляет приблизительно 1,5-15 бар, предпочтительно приблизительно 2-10 бар.10. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the absolute pressure in the impregnation step is approximately 1.5-15 bar, preferably approximately 2-10 bar. 11. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что на стадии пропитки по меньшей мере 85%, предпочтительно по меньшей мере 90%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 95% объема пор древесной щепы заполняют пропиточным раствором.11. The method according to claim 1 or 3, characterized in that at the stage of impregnation of at least 85%, preferably at least 90%, most preferably at least 95% of the pore volume of wood chips is filled with an impregnating solution. 12. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что пропитку осуществляют в несколько этапов, причем по меньшей мере один из этапов осуществляют при избыточном давлении, и по меньшей мере один из этапов осуществляют при нормальном атмосферном давлении.12. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the impregnation is carried out in several stages, and at least one of the steps is carried out at excess pressure, and at least one of the steps is carried out at normal atmospheric pressure. 13. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что пропарку древесной щепы осуществляют по меньшей мере по существу при нормальном атмосферном давлении с использованием насыщенного или близкого к насыщенному пара.13. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the steaming of wood chips is carried out at least essentially at normal atmospheric pressure using saturated or close to saturated steam. 14. Химико-механическая древесная масса, полученная способом по любому из пп.1-13. 14. Chemical-mechanical pulp obtained by the method according to any one of claims 1 to 13.
RU2008125038/12A 2005-12-02 2006-12-01 Method for production of chemical-mechanical wood mass RU2401350C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20051251A FI126694B (en) 2005-12-02 2005-12-02 Chemical-mechanical pulp and process for producing chemical-mechanical pulp
FI20051251 2005-12-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008125038A RU2008125038A (en) 2010-01-10
RU2401350C2 true RU2401350C2 (en) 2010-10-10

Family

ID=35510621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008125038/12A RU2401350C2 (en) 2005-12-02 2006-12-01 Method for production of chemical-mechanical wood mass

Country Status (12)

Country Link
JP (1) JP4823317B2 (en)
CN (2) CN101341288A (en)
AR (1) AR058265A1 (en)
AU (1) AU2006319052B2 (en)
BR (1) BRPI0619143B1 (en)
CA (1) CA2631767C (en)
FI (1) FI126694B (en)
RU (1) RU2401350C2 (en)
SE (1) SE534004C2 (en)
UY (1) UY29982A1 (en)
WO (1) WO2007063171A1 (en)
ZA (1) ZA200804758B (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493000C2 (en) * 2011-09-08 2013-09-20 Роман Александрович Веселовский Modifier of lignocellulose materials and method of producing composite products from lignocellulose materials

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8262851B2 (en) 2006-08-10 2012-09-11 Andritz Inc. Processes and systems for the pulping of lignocellulosic materials
US20090038767A1 (en) * 2007-08-07 2009-02-12 Andritz Inc. Method and System for Semi-Chemical Pulping
US8282773B2 (en) * 2007-12-14 2012-10-09 Andritz Inc. Method and system to enhance fiber development by addition of treatment agent during mechanical pulping
US20100263813A1 (en) * 2009-04-21 2010-10-21 Andritz Inc. Green liquor pretreatment of lignocellulosic material
CN102493249B (en) * 2011-11-18 2013-08-14 天津科技大学 Bleaching method capable of increasing bulk of masson pine bleached thermo-mechanical pulp and reducing pollution load of waste liquor
CN104594089B (en) * 2014-12-22 2017-05-17 金东纸业(江苏)股份有限公司 Chemi-mechanical pulp preparing method and device
CN104695260B (en) * 2015-02-15 2016-06-15 李风志 A kind of dissociation modified plant fibers clean pulping process
CN104846678B (en) * 2015-05-08 2017-10-24 白博 A kind of pigment of cotton stalk reducing rules is decomposed and pigment extraction production technology
CN105133408A (en) * 2015-09-01 2015-12-09 安庆市新宜纸业有限公司 Production technology of paper pulp
EP3333313B1 (en) 2016-12-08 2019-10-16 Valmet AB Method for treating biomass and device for treating biomass
EP3333311B1 (en) * 2016-12-08 2019-09-25 Valmet AB Method for impregnating biomass and device for impregnating biomass
EP3333312B1 (en) 2016-12-08 2019-09-18 Valmet AB Method and system for treating biomass
KR20210110569A (en) 2018-10-24 2021-09-08 티모시 와글러 Processes, methods and systems for chemical-mechanical cellular explosions, and solid and liquid products produced thereby
CN111549552B (en) * 2020-05-25 2022-06-14 广西大学 High-yield chemi-mechanical pulp making method for recycling alkali in waste water

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3795574A (en) * 1971-07-27 1974-03-05 Int Paper Canada Impregnation of wood with a formaldehyde free alkaline solution of sodium hydroxide at a ph between 12.4 and 13
SE436368B (en) * 1979-01-12 1984-12-03 Sunds Defibrator METHODS OF MANUFACTURING BLEACHED, MECHANICAL, CHEMICAL MECHANICAL AND SEMI-CHEMICAL MASSES OF LIGNOCELLULOSE FIBER MATERIALS
JPS56148987A (en) * 1980-04-18 1981-11-18 Modookemechitsukusu Ab Purification of cellulose pulp
CA1240456A (en) * 1983-10-20 1988-08-16 Kamyr, Inc. Mechanical pulping
SE8501246L (en) * 1985-03-13 1986-09-14 Eka Ab SET TO MANUFACTURE IN BLEACH, CHEMICAL MECHANICAL AND SEMI-CHEMICAL FIBER MASS USING ONE-STEP IMAGRATION
NZ211684A (en) * 1985-04-04 1989-07-27 Caxton Paper Ltd Manufacture of cellulose pulp: second digestion step follows initial digestion and refining steps
US5002635A (en) * 1985-09-20 1991-03-26 Scott Paper Company Method for producing pulp using pre-treatment with stabilizers and refining
US4743338A (en) * 1986-05-19 1988-05-10 Kamyr, Inc. Method of removing air from lignocellulosic material by passing the material through conduit paths of different diameters
SE458690B (en) * 1986-11-06 1989-04-24 Sunds Defibrator MAKE MANUFACTURING MECHANICAL MASS FROM LIGNOCELLULOSALLY MATERIAL IN PIECE FORM WITH A LENGTH IN THE FIBER DIRECTION OF AT LEAST 200 MM
CA1230208A (en) * 1987-03-24 1987-12-15 Bohuslav V. Kokta Process for preparing pulp for paper making
CA2069984C (en) * 1992-05-29 1999-03-09 Roland Gilbert Method of extraction of wood chemical protection agent by release at atmospheric pressure
DE60014045D1 (en) * 1999-02-15 2004-10-28 Kiram Ab Saltsjoebaden METHOD FOR THE OXYGEN DIGESTION OF LIGANOCELLULOSIC MATERIALS AND RECOVERY OF DIGESTIVE CHEMICALS
CA2318027C (en) * 1999-09-13 2008-07-08 Andritz-Ahlstrom Inc. Treating pulp with yield or strength-enhancing additive

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493000C2 (en) * 2011-09-08 2013-09-20 Роман Александрович Веселовский Modifier of lignocellulose materials and method of producing composite products from lignocellulose materials

Also Published As

Publication number Publication date
FI20051251A (en) 2007-06-03
JP4823317B2 (en) 2011-11-24
SE534004C2 (en) 2011-03-29
WO2007063171A1 (en) 2007-06-07
CA2631767C (en) 2014-08-26
CA2631767A1 (en) 2007-06-07
AU2006319052A1 (en) 2007-06-07
AU2006319052B2 (en) 2011-03-24
CN104674583A (en) 2015-06-03
BRPI0619143B1 (en) 2017-10-24
FI126694B (en) 2017-04-13
JP2009517560A (en) 2009-04-30
SE0801296L (en) 2008-08-22
BRPI0619143A2 (en) 2011-09-13
RU2008125038A (en) 2010-01-10
FI20051251A0 (en) 2005-12-02
AR058265A1 (en) 2008-01-30
CN101341288A (en) 2009-01-07
ZA200804758B (en) 2009-09-30
UY29982A1 (en) 2007-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2401350C2 (en) Method for production of chemical-mechanical wood mass
US20190234017A1 (en) Process for the production of nano-fibrillar cellulose suspensions
RU2618470C2 (en) Cellulose fibres splitting method and device, fibrous mass treatment method in production of paper, paper drying method and paper product containing split fibres
CA2806600C (en) Method for producing a high-freeness pulp
US6881299B2 (en) Refiner bleaching with magnesium oxide and hydrogen peroxide
US6436238B1 (en) Process for preparing a paper web
US7501041B2 (en) Bleached, mechanical paper pulp and the production method therefor
RU2530386C2 (en) Method and chemical composition for improving efficiency of producing mechanical pulp
NO330358B1 (en) Procedure for illuminating mechanical pulp
JP6411934B2 (en) Method for producing calcium carbonate fine particles
US4190490A (en) Impregnation and digestion of wood chips
WO2017204723A1 (en) Method of providing a paper fibre composition
JP2003027385A (en) Method for producing mechanical pulp
EP3023539B1 (en) Method for producing pulp
Bäckström et al. Effect of primary fines on cooking and TCF-bleaching
CN109098026A (en) A kind of method of reinforcing fiber raw material bleaching medicinal liquid osmosis
JPS6262196B2 (en)
JPS6241389A (en) Mechanical pulping of fibrous material
JP6707460B2 (en) Method for producing bleached wood fiber material
JP2008031585A (en) Paper and method for producing the same