SE424884B - Forfarande for hartshaltsminskning vid framstellning av cellulosamassor ur lignocellulosamaterial - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 8008574-9 Under lagringen sker en s.k. hartsmogning, vilket leder dels till, att mängden harts i veden minskar något och dels till, att hartset förändras så, att det lättare låter sig lösas ut under cellulosamassa- framställningsprocessen. Lagringen av veden kan ske på olika sätt, exempelvis kan veden i form av stockar först lagras i vatten (flottning och bogsering), varpå stockarna i form.av buntar lagras på land i en vedgård.

Efter en lagringstid av uppemot ett år intages stock- arna i massafabriken för upphuggning till flis och vidare behandling till massa. Ett annat sätt är att hugga upp stockarna till flis redan när dessa anländer till massafabriken och sedan lagra flisen i en stack.

Genom en sådan hantering av veden kan man minska lagringstiden till ca. 3 månader. Oberoende av lag- ringssätt innebär hanteringen alltid en kostnad och till detta kommer, att en viss vedförlust uppstår samtidigt som man låser avsevärda penningsummor.

Trots lagringen innehåller veden betydande mängder harts om än i något förändrad form jämfört med hart- set i den färska veden. Större delen av den kvar- varande hartsmängden avlägsnas i olika steg under massaframställningsprocessen. Att avlägsna allt harts ur massan är svårt och framförallt dyrbart, varför färdigbehandlad massa nästan undantagslöst innehåller en viss mängd harts. Under själva uppslutningen av veden utlöses en del av hartset och avlägsnas från massan vid tvättning och silning av densamma. I blekeriet sker den slutliga justeringen av massans hartshalt. Det är i första hand i bleksekvensens alkalisteg som harts avlägsnas. Den avslutande sänk- ningen och fastställandet av hartsmängden i massan göres vanligen medelst klordioxid. I sulfitfabríker är det vanligt, att man använder sig av bleksekvensen, klor (C), alkali (E), hypoklorit (H) och klordioxid (D), dvs. C-E-H-D. Genom att variera mängden alkali, 10 15 20 25 30 35 8008574-9 vanligen natriumhydroxid, i E-steget kan man lösa ut' större eller mindre mängder harts. Tillsammans med natriumhydroxid tillsättes i E-steget ofta disperge- ringsmedel för att hartset skall bibehållas i disper- gerad form (och icke klumpa ihop sig) så, att det i möjligaste mån låter sig tvättas ur massan i det efter E-steget följande tvättsteget. Den slutliga justeringen av hartshalten sker vanligen i D-steget, dvs. genom att mängden satsad klordioxid varieras. Hartset frånskiljes massan i det efter D-steget följande tvättsteget. När hartsproblem uppstår i fabriken (t.ex. skumning och igensättning) kan det vara nödvändigt att minska satsen av klor i C-steget och i motsvarande grad öka satsen av klordioxid. Som bekant innebär klorering av hartset, att det blir svårare att hantera. Den stora nackdelen med att använda betydande mängder klordioxid för att hantera hartsproblem är det höga priset på denna kemi- kalie.

Vid framställning av massa enligt sulfatmetoden lagras icke veden i någon nämnvärd utsträckning. För att bemästra hartsproblem vid framställning av exempel- vis björksulfatmassa är det viktigt, att stockarna barkas noggrant, eftersom barken och framförallt kam- biumskiktet mellan barken och veden innehåller stora mängder harts. Liksom under sulfitkoket sker i sulfat- koket en utlösning av harts. För att hartset skall vara dispergerat under koket (och ej klumpa ihop sig] sättes tallolja till kokaren. Det under koket utlösta hartset avlägsnas från massan i den därpå följande tvättníngen och går således tillsammans med svartluten till indunst- ning och därpå följande förbränning i sodapannan.

Vid sulfatmassaframställning är det icke möjligt att justera hartshalten genom tillsats av varierande mängder alkali i ett alkalisteg i bleksekvensen, utan man är helt hänvisad till den dyrbara blekkemikalien klordioxid för den slutliga justeringen av hartshalten. 8003574-9 LO 15 20 25 35 Vid framställning av björksulfatmassa är man för att klara hartsproblemen således hänvisad till att göra kostsamma investeringar i högkvalitativ barknings- apparatur och/eller satsa stora mängder av den dyrbara kemikalien klordioxid i blekeriet. Även om man använder sig av dessa kostsamma åtgärder är det svårt att uppnå de låga hartshalter hos den_färdiga cellulosamassan, som man strävar efter. Massa med låg hartshalt är som bekant mycket eftertraktad på marknaden.

Genom tillsats av diverse ytaktiva medel, s. k. vätmedel, vid olika tillfällen under framställninga- processen är det också möjligt, att till en del minska cellulosamassans hartshalt.

De ovan angivna sätten var de som tidigare i praktiken var vanligast förekommande för att bemästra hartsproblemen vid framställning av cellulosamassa. _ Helt nyligen har en ny metod för minskning av harts- halten hos cellulosamassa tagits i bruk inom cellu- losaindustrin. Lignocellulosamaterialet utsättes för fiberfriläggning, tvättning, eventuell silning och eventuell delignífierande blekning. Det nya och känne- tecknande hos metoden är, att cellulosamassan i detta skede av massaframställningsprocessen utsättes för en kemimekanisk behandling. Cellulosamassan bibringas en massakoncentration av 15-35% och försättes med alkali ' i en mängd av Z-17 gram per kg närvarande vatten, räk- nat som Na0H. Cellulosamassan underkastas därpå en mild, mekanisk bearbetning i en för högkoncentrations- behandling avsedd anordning försedd med relativt varandra roterande skruvar under en energiinsats av 8-100, företrädesvis 10-75 kWh/ton massa. Som av- slutning bringas cellulosamassan, att i en separat behållare reagera med tillsatt alkali under en tid av 0.1-S timmar vid i huvudsak oförändrad massakon- centration. 10 LS 20 25 8008574-9 5 Efter denna behandling i avsikt att minska cellulosamassans hartshalt föres massan vanligen till ytterligare behandlingssteg i ett blekeri för uppnående av en slutljushet, som vanligen överstiger 90% ISO. Det är även möjligt att avsluta massaframställningen med den ovan beskrivna behandlingen, vilket innebär fram- ställning av oblekt eller ringa blekt cellulosamassa.

Ovannämnda metod har i praktiken visat sig vara ytterst framgångsrik vad gäller framställande av massa med önskad (dvs. låg) hartshalt även i det fall, att färsk ved införts till kokeriet för uppslutning och fiberfriläggníng. Även andra massaegenskaper, såsom massans renhet, förbättras vid användande av den nya metoden. Metoden finns för övrigt ingående beskriven i den svenska patentansökningen 79 07557-8.

Redogörelse för uppfinningen Tekniska problemet Vid användande av metoden enligt den svenska patentansökningen 79 07557-8 för framställning av i första hand oblekt eller ringa blekt cellulosamassa har det visat sig, att massans ljushet icke står i paritet med massans höga kvalitet vad gäller hartsínnehållet.

Lösningen Föreliggande uppfinning löser detta problem och avser ett förfarande för hartshaltsminskning vid fram- ställning av cellulosamassa ur lignocellulosamaterial, varvid lignocellulosamaterialet utsättes för fiberfri- läggning, tvättning, eventuell silning och eventuell delignifierande blekning och i form av cellulosamassa bibringas en massakoncentration av 15-35%, företrädes- vis l9-29%, i en eller flera koncentreringsanordningar och försättes med kemikalier, inkluderande alkali, varpå den 10 15 20 25 30 8008574-9 underkastas en mild, mekanisk bearbetning i en för högkoncentrationsbehandling avsedd anordning försedd med relativt varandra roterande skruvar under en energi- insats av 8-100, företrädesvis 10-75 kWh/ton massa och därefter bringas att i en separat behållare reagera med tillsatta kemikalier under en tid av 0.1-5 timmar vid i huvudsak oförändrad massakoncentration, vilket känneteck- nas därav, att kemikalietillsatsen utgöres av oxiderande blekmedel och alkali i en mängd, räknat som NaOH, av 0.5-17 gram per kg närvarande vatten. _Åtgärderna enligt uppfinningen insättes efter det att lignocellulosamaterialet uppslutits till cellu- losamassa i en kokare medelst kokkemikalier och be- friats från kokavluten i tvätteriet. När massan lämnar tvätteriet har den vanligen en koncentration av 4-6%.

Vanligtvis silas också massan innan den utsattes för åtgärderna enligt uppfinningen. Före silningen utspädes massan så, att den under silningen har en koncentration av 0.5-3%. I speciella fall kan det vara lämpligt att utsätta massan för en delignifierande blekning medelst något blekmedel, exempelvis klor och/eller klordioxid, innan den utsättes för åtgärderna enligt uppfinningen.

Enligt uppfinningen avvattnas utgångsmassan i ett eller flera steg så, att en koncentration av 15-35, företrädesvis 19-29% erhålles. Vanligen sker uppkon- centreríngen av massan i ett steg och lämpliga urvatt- ningsanordningar utgöres av trumfilter, bandfilter, valspressar och skruvpressar. Huruvida uppkoncentre- ringen av massan sker i ett eller flera (exempelvis två) steg är till en del beroende av om förfarandet enligt uppfinningen tillämpas i en redan befintlig 10 15 20 25 30 80085 74-9 fabrik eller om förfarandet inpassas vid en ny-eller ombyggnation av en fabrik. I redan befintliga fabriker har man vanligen trumfilter installerade efter sileriet på vilka massakoncentrationen höjes från det i sileriet vanliga intervallet 0.5-3% till intervallet 10-13%.

Emellertid är det icke nödvändigt, att trumfiltret har en sådan avvattningskapacitet utan det räcker med ett mycket enkelt trumfilter som höjer massakoncentrationen till 4% och uppåt. Efter passerandet av trumfiltret föres massan till en anordning i vilken den slutliga uppkoncentreringen, dvs. till en massakoncentration av 15-3 %, äger rum. En föredragen sådan anordning är en skruvpress. För att underlätta avvattningen av massan kan den ingående massans pH-värde regleras till 7-9 genom tillsats av alkali.

Efter uppkoncentreringssteget tillföres massan alkalí och oxiderande blekmedel. Mängden alkali som tillföres massan är av största vikt och tillsatsmängden skall avpassas så, att alkalíhalten, räknat som Na0H, uppgår till 0.5-17 gram per kg i massasuspensionen när- varande vatten eller, i det fall att det är tvivel- aktigt om en suspension föreligger, med massan följande vatten. Som alkali föredrages natriumhydroxid, dock är det möjligt att tillsätta annat alkali, såsom kalium- hydroxid, oxiderad vitlut, grönlut och natriumkarbonat, separat eller i blandning.

Bland oxiderande blekmedel är peroxidblekmedel föredragna och speciellt föredrages väteperoxid. Dock kan även hypokloritblekmedel, såsom natriumhypoklorit användas med fördel. Även andra oxiderande blekmedel kan komma ifråga. Tillsatsen av oxiderande blekmedel avpassas så, att mängden blekmedel är 0.2-22, före- trädesvis 0.3-ll gram per kg närvarande vatten.

I vissa fall är det fördelaktigt, att förutom 10 15 20 25 30 35 8008574--9 8 alkali och oxiderande blekmedel satsa andra kemikalier till massan, såsom ytaktiva medel (s.k. vätmedel) och komplexbildare.

Därefter underkastas massan en mild mekanisk bearbetning i en för högkoncentrationsbehandling avsedd anordning försedd med relativt varandra roterande skruvar under en energiínsats av 8-100, företrädesvis 10-75 kWh/ton massa. Lämplig apparatur för en sådan behandling utgöres av en skruvdefibrör och speciellt lämplig är den typ av skruvdefibrör, som försäljes av MoDoMekan AB under handelsnamnet FROTAPULPEÅÉÄ Denna skruvdefibrör består i princip av två roterbara skruvar, vilka är anordnade parallellt med varandra i ett med inlopp och utlopp försett hus och ingriper i varandra för bearbetning av material och vilkas skruvblad upp- visar inbuktningar på omkretsen av åtminstone några skruvvarv för bildande av tänder mellan inbuktningarna.

En dylik skruvdefibrör beskrives närmare i amerikanska patentskriften 3 054 908. Den med kemikalier blandade massan utsättes i skruvdefibrören för skjuvande och knådandc krafter i form av pulserande tryckbclast- ningar. Som en följd av denna behandling erhålles en ytterst effektiv impregnering av de tillsatta kemi- kalierna i massan. Vad gäller massafibrerna är be- handlingen mild, eftersom dessa icke förkortas (som är fallet vid malning] eller på annat sätt påverkas nega- tivt. Behandlingen i skruvdefibrören sker vanligtvis vid atmosfärstryck, men kan även utföras vid övertryck upp till 500 kPa. Under den mekaniska bearbetningen av massan höjes dess temperatur, eftersom minst 60% av insatt energi genereras till värme. Ju högre energi- insats, desto kraftigare blir temperaturhöjningen under bearbetningssteget.

Efter behandlingen i det mekaniska bearbetnings- steget föres massan med hjälp av en lämplig anordning, såsom pump, skruvtransportör eller bandtransportör till 10 15 20 25 30 LH lf! 8008574-9 ett torn eller liknande behållare för fortsatt reaktion med tillsatta kemikalier vid önskad temperatur. Uppe- hållstiden för massan i detta steg kan variera mellan 6 minuter och 5 timmar. I Därefter tvättas massan i känd tvättningsapparatur så, att det ur cellulosamassan utlösta hartset avlägsnas från massan.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen förefinnes en kort uppehüllstíd mellan koncentrerings- steget och den milda mekaniska benrbetningen. Den korta uppehållstiden åstadkommas lämpligen genom transport av massan genom en skruvtransportör. Uppehållstiden bör ligga inom intervallet 2-10 sekunder. Förutom en skruv- transportör är det även möjligt att låta massa passera en s.k. kemikaliemixer, dvs. en apparatur som användes för inblandning av kemikalier i massa.

Vid behandling av vissa massor är det för att uppnå avsedd avhartsning nödvändigt att höja reaktions- temperaturen vid den milda mekaniska bearbetningen av massan och de efterföljande reaktionerna med tillsatta kemikalier i uppehållstornet utöver den temperaturhöj- ning, som orsakas av den knådande och skjuvande bear- betningen. I sådana fall tillföres massan ånga och ång- tillförseln bör ske under den korta uppehållstiden.

Genom tillsats av kemikalier och ånga sänkes massakon- centrationen. Dock får koncentrationen hos massan aldrig understiga 15% när densamma utsättes för den milda mekaniska behandlingen.

Efter det att massan behandlats i enlighet med uppfinningen och utsatts för tvättning i avsikt att avlägsna det utlösta hartset från massan föres den direkt till torkning eller till slutlig upparbetning, exempelvis till papper av varierande kvaliteter. För- farandet enligt uppfinningen är således tillämphart i första hand för oblekt eller ringa blekt cellulosa- massa. Dock är det fullt möjligt att tillämpa för- farandet enligt uppfinningen även på massa, som blekes 10 15 20 25 30 Fördelar 8008574-9 10 i varierande utsträckning, inkluderande blekning till en ljushet på massan överstigande 90% ISO.

Genom att utsätta cellulosamassan för behand- lingen enligt uppfinningen och reglera mängderna till- förda kemikalier, temperaturen och energiinsatsen är det möjligt att justera såväl hartshalten som massans ljushet till de nivåer man önskar på ett effektivt sätt. Vad gäller justering av massans hartshalt är det i första hand ökad temperatur och ökad energiinsats, som leder till ökad utlösning av harts ur massan. Ökning i tillsats av alkali har icke lika stor inverkan på hartsutlösningen, som ovannämnda parametrar. Hos en viss massa finns en optimal tillsatsmängd av alkali.

Tillsatser överstigande denna har ingen eller ringa inverkan på hartsutlösníngen. En sådan översatsning av alkali kan ha negativ inverkan på andra massaegen- skaper. Vad gäller massans ljushet är det i första hand tillsatsmängden av oxidativt blekmedel, som bestämmer vilken ljushetsnivå som uppnås. 4 Uppfinningen kan nyttiggöras på olika sätt. Vid en sulfitfabrik har det genom uppfinningen blivit möjligt att slopa lagringen av veden och införa färsk sådan direkt i fabriken. Även om man frånräknar kost- naderna för den apparatur, som behövs för förfarandet enligt uppfinningen blir den totala framställnings- kostnaden för sulfítmassa avsevärt reducerad. Även om man icke slopar lagringen av veden i en sulfitfabrik är förfarandet enligt uppfinningen av stort värde eftersom man kan reglera hartshalten hos den färdig- behandlade massan på ett helt annat sätt än som tidi- gare varit möjligt.

I en sulfatmassafabrik blir det genom upp- finningen möjligt att framställa björksulfatmassa 10 15 20 25 8008574-9 ll med en jämn och låg hartshalt, vilket tidigare icke alltid varit möjligt. Vidare kan man vid framställning av sådan massa sänka kraven på barkningcn av björk- veden. _ Fördelarna med förfarandet enligt uppfinningen framgår också av de längre fram l beskrivningen följ- ande utföringsexemplen.

Figurbeskrivning I figur 1 visas lämplig apparatur till en före- dragen utföringsform av förfarandet enligt uppfinn- ingen.

Basta utföringsform Ett flertal försök i enlighet med uppfinningen och jämförande försök har gjorts. Hur dessa försök utförts samt de resultat som uppnåtts framgår av nedan- stående utföringsexempel.

Exempel l En silad gransulfitmassa av pappersmassatyp behandlades i enlighet med uppfinningen under använd- ande av den apparatur, som framgår av figur 1.

Den silade gransulfitmassans egenskaper mätta enligt SCAN-normer framgår av tabell 1.

Tabell 1 Kappatal SCAN-C 1:59 12.2 RI8, ¶ SCAN-C 2:61 78.2 viskositet, ams/kg scAN-c 15:62 1073 Extrakthalt DKM, % SCAN-C 7:62 1.93 Ljushet ISO, % SCAN-C l1:62 69.2 Den sílade massan med en temperatur av 620C fördes genom ledningen 1 till en skruvpress Z, där massan avvattnades till 29.5% koncentration. Det urpressade 10 15 Z0 25 30 8008574--9 12 vattnet bortfördes genom ledningen 3. Vid skruvpressens 2 utlopp tillfördes massan alkali i form av NaOH i en mängd av l.0%, räknat på absolut torr massa. Denna sats- ning gav en alkalimängd av 4.2 g NaOH per kg närvarande vatten. Alkalit förvarades såsom en vattenlösning i be- hållaren 4 och tíllfördes skruvpressen 2 genom ledning- arna 5 och 6. Från skruvpressen 2 fördes massan genom ledningen 7 till en skruvtransportör 8. Medelst skruv- transportören 8 fördes massan till en skruvdefibrör 9, vilken var av den typ, som förs"ljes av MoDoMekan AB under handelsnamnet FROTAPULPE fibrören 9 tillfördes massan väteperoxid H2O2 i en mängd av 0.2l%, räknat på absolut torr massa. Denna . Strax före skruvde-' satsning gav en peroxidmängd av 0.9 g H202 per kg närvarande vatten. Väteperoxiden i form av en vatten- lösning förvarades i behållaren 10 och tillfördes massan genom ledningarna ll och 12. I skruvdefibrören 9 utsattes massan för en knådande och skjuvande bearbetning motsvarande en energiínsats av 28 kWh/ton massa. Massans temperatur steg därvid till_690C.

Därefter fick massan medelst sin egen tyngd falla genom ett stup och en ledning 13 till ett torn 14.

I tornet 14 slutfördes reaktionerna mellan massan och kemikalierna NaOH och HZOZ. Efter 120 minuter uttogs prov på massan, varefter provet tvättades, 'torkades och analyserades. Analysresultaten framgår av tabell 2.

Det ovan beskrivna försöket upprepades med den enda skillnaden, att ingen väteperoxíd tillfördes massan (0-prov). Även denna massa tvättades, torkades och analyserades. Analysresultaten framgår av tabell 2.

Tabell 2 Massaegenskaper 0-prov Enl. uppfinningen Kappatal 9.7 8.0 Rl8, % 78.3 78.3 viskositet, aHÉ/kg 10 70 1066 Extrakthalt DKM, % 0.27 0.24 Ljushet ISO, % 66.0 73.9 10 15 20 25 8008574-9 13 Som framgår av ovanstående tabell erhölls vid förfa- randet enligt uppfinningen avsevärt högre ljushet än hos 0~provet. Vidare sjönk massans kappatal mera en- ligt uppfinningen än hos 0-provet under bibehållande av samma viskositet. Hartshalten är hos båda massorna mycket låg.

Exempel 2 Samtidigt som ovanstående försök gjordes i fullstor skala uttogs prov på den silade gransulfit- massan av pappersmassatyp för försök på laboratoriet.

I dessa försök tillfördes massan kemikalierna Na0H respektive NaOH + HZOZ på konventionellt sätt.

En viss mängd massa infördes i försök l i ett behandlingskärl, som förvarades i ett vattenbad vid 69°C- 1% Na0H, räknat på absolut torr massa, i form av en vattenlösning inblandades i massan medelst en propelleromrörare. Massakoncentrationen uppgick till 12%. Denna satsning innebar, att mängden Na0H var 1.4 gram per kg närvarande vatten. Under 120 minuter tilläts massan att reagera med natríumhydroxiden, varefter massan tvättades, torkades och analyserades.

I försök 2 förfors på liknande sätt, med den enda skillnaden, att tillsammans med NaOH tillsattes även väteperoxid HZOZ. Väteperoxiden i form av en vattenlösning satsades i en mängd av 0.Z1%, räknat på absolut torr massa. Denna satsning innebar, att mängden HZOZ var 0.3 g per kg närvarande vatten.

Försöket avslutades med att massan tvättades, torka- des och analyserades. Analysresultaten från försöken 1 och Z och från försöket enligt uppfinningen i exempel l framgår av tabell 3. 10 15 8008574-9 14 Tabell 3 Massaegenskaper Försök 1 Försök Z Enl. upp- NaOII ^ Na0H+H202 finningen Kappatal 10.4 9.7 8.0 Rl8, % 78.2 78.3 78.3 Viskositet, dm°/kg 1066 1069 1066 Extrakthalt DKM, % _ 0.69 0.68 0.24 Ljushet ISO, % - 65.7 s 72.1 73.9 Som framgår av tabellen är massa framställd enligt uppfinningen vida överlägsen massorna enligt försöken 1 och 2 vad gäller kappatalet, extrakthalten och ljus- heten. Speciellt stor är skillnaden i extrakthalt. I försök Z har båda kemikalierna, dvs. NaOH + H2 2, tillförts massan i samma mängd, som vid förfarandet enligt uppfinningen. Trots detta leder förfarandet enligt uppfinningen till en bättre massa, inte bara vad gäller hartshalten som tidigare kommenterats, utan också vad gäller kappatalet och ljusheten.

Dessa försök visar, att det icke är de tillförda kemikalíerna i sig, som förklarar de goda egenskaperna hos massa, som behandlats i enlighet med uppfinningen.

Exempel 3 En sílad björksulfatmassa användes för försök i enlighet med uppfinningen och jämförelseförsök (0- prov). Massans analysdata framgår av nedanstående tabell 4.

Tabell 4 Kappatal 18.7 viskositet, dm?/kg 1182 EmxdühfltIKM,% 6 0ß8 Ljusne: Iso, % 31.7 10 15 20 35 8008574-9 15 Före behandlingen i enlighet med uppfinningen utsattes den silade massan för en delígnifíerande blek- ning medelst klor och klordioxid. Klor och klordioxid tíllfördes samtidigt massan i mängder motsvarande 3.4% respektive 0.3%, räknat som aktiv klor på absolut torr massa. Temperaturen var 40°C och tiden 30 minuter.

Därefter tvättades massan.

Den på ovan beskrivet sätt partiellt deligní- fierade massan utsattes för behandling i enlighet med uppfinningen under användande av den apparatur, som framgår av figur l. _ 7 Massan med en temperatur av 58°C fördes genom ledningen 1 till skruvpressen 2, där massan avvattnades till 27.8% koncentration. Det urpressade vattnet bort- _fördes genom ledningen 3. Vid skruvpressens 2 utlopp tíllfördes massan alkali i form av NaOH i en mängd av l.85%, räknat på absolut torr massa. Denna satsning gav en alkalimângd av 7.1 g NaOH per kg närvarande vatten.

Alkalit förvarades såsom en vattenlösning i behållaren 4 och tillfördes skruvpressen 2 genom ledningarna 5 och 6. Från skruvpressen 2 fördes massan genom ledningen 7 till skruvtransportören 8. Medelst skruvtransportören 8 fördes massan till skruvdefibrören 9, vilken var av den typ som fö säljes av MoDoMekan AB under handelsnamnet FROTAPULPE . Strax före skruvdefibrören 9 tillfördes massan väteperoxid HZOZ i en mängd av 0.33%, räknat på absolut torr massa. Denna satsning gav en peroxidmängd av 1.3 g HZOZ per kg närvarande vatten. Väteperoxiden i form av en vattenlösning förvarades i behållaren 10 och tíllfördes massan genom ledningarna ll och 12. I skruv~ dcfíbrören 9 utsattes massan för en knâdande och skjuvande bearbetning motsvarande en energiinsats av 38 kWh/ton massa. Massans temperatur steg därvid till 67°C. Massan fick därefter medelst sin egen tyngd falla genom ett stup och ledningen 13 till tornet 14. 10 15 20 8008574-9 16 I tornet 14 slutfördes reaktionerna mellan massan och kemikalierna NaOH och-HZOZ. Prov på massa uttogs efter 10, 30 och 120 minuters förvaringstid i tornet 14.

Proven tvättades, torkades och analyserades. Analysre- sultaten framgår av tabell 5.

Som jämförelse utsattes den partiellt deligni- fíerade massan för behandling med de båda kemikalierna, Na0H och HZOZ, på konventionellt sätt. En viss mängd massa infördes i ett behandlingskärl, som förvarades i ett vattenbad vid 61°c. 1.ss% Naon och o.zs% H,o2, räknat på absolut torr massa, inblandades medelst en propelleromrörare i massan. Massakoncentrationen var då 12%. Dessa kemikaliesatsningar motsvarade en mängd av 2.5 g Na0H per kg närvarande vatten och 0.5 g H202 per kg närvarande vatten. Under 120 minuter tilläts massan och kemikalierna att reagera med varandra, varefter prov på massan tvättades, torka- des och analyserades. Analysresultaten framgår av tabell 5.

'Tabell 5 Massaegenskaper .0~prov Enligt uppfinningen, med en reak- tionstíd i sista steget av l0 min. 30 min. 120 min.

Kappatal 3.8 3.1 2.9 2.9 viskositet, dm°/kg 1101 1110 1103 lion Extrakthalt DKM, % 0.68 ' 0.26 0.24 0.23 Ljushet ISO, % 57.2 58.0 58.8 60.1 Ovanstående analysdata visar, att redan vid korta uppehållstider efter den milda mekaniska behandlingen har förfarandet enligt uppfinningen givit lägre kappatal, högre ljushet och väsentligt lägre extrakthalt jämfört 10 15 20 25 8008574-9 17 med det konventionella förfarandet. Vidare framgår, att ökad uppehållstid i det avslutande steget enligt uppfinningen är gynnsamt framförallt för ljusheten hos massan.

Exempel 4 En partiellt silad sulfatmassa framställd av blandad lövved innehållande i huvudsak eucalyptus saligna och eucalyptus grandis användes för försök i .enlighet med uppfinningen och jämförelseförsök (0-prov).

Massans analysdata framgår av nedanstående tabell 6.

Tabell 6 Kappatal 22.2 Viskositet, dms/kg 1170 Extrakthalt DKM, % 0.91 Ljushet ISO, % 34.9 Den partiella silningen innebar, att kvistnötter och större ícke uppslutna vedbitar avskilts från massan men, att material som normalt klassificeras som spet ej avskilts.

Denna massa utsattes för behandling i enlighet med uppfinningen under användande av den apparatur, som framgår av figur 1.

Massan med en temperatur av 5500 fördes genom ledningen 1 till skruvpressen Z, där massan avvattna- dos till 3l.0% koncentration. Dot urpressade vattnet bortfördes genom ledningen 3. Vid skruvpressens 2 ut- lopp tillfördes massan alkali i form av Na0H i en mängd av 0.95%, räknat på absolut torr massa. Denna satsning gav en alkalímängd av 4.3 g NaOH per kg när- varande vatten. Natriumhydroxiden förvarädes såsom en vattenlösníng i behållaren 4 och tillfördes skruv- pressen Z genom ledningarna 5 och 6. Från skruvpressen 8008574-9 10 15 20 25 30 18 2 fördes massan genom ledningen 7 till skruvtrans- portören 8. Medelst skruvtransportören 8 fördes massan till skruvdefíbrören 9, vilken var av den typ som för- säljes av MoDoMekan AB under handelsnamnet FROTAPULPEÉÉÄ Strax före skruvdefibrören 9 tillfördes massan natrium- hypoklorit i en mängd av 0.55%, räknat som aktiv klor på absolut torr massa. Denna satsning gav en hypoklorit- mängd av 2.5 g NaCl0 per kg närvarande vatten. Natrium- hypokloríten i form av en vattenlösning förvarades i behållaren 10 och tillfördes massan genom ledningarna ll och 12. I skruvdefibrören 9 utsattes massan för en knådande och skjuvande bearbetning motsvarande en energiinsats av 26 kWh/ton massa. Massans temperatur steg därvid till 63°C. Massan fick därefter medelst sin egen tyngd falla genom ett stup och ledningen 13 till tornet 14. I tornet 14 slutfördes reaktionerna mellan massan och kemikalierna NaOH och NaCl0. Efter en uppe- hållstid av 120 minuter uttogs prov på massa, som tvättades, torkades och analyserades. Analysresultaten framgår av tabell 7.

Som jämförelse utsattes den partíellt silade massan för behandling med de båda kemikalíerna, Na0H och NaClO, på konventionellt sätt. En viss mängd massa infördes i ett behandlingskärl, som förvarades i ett vattenbad vid 6306. 0.95% NaOH, räknat på absolut torr massa, och 0.55% NaCl0. räknat som aktiv klor på absolut torr massa, ínblandades medelst en propeller- omrörare i massan. Massakoncentrationen var då 12%.

Dessa kemikaliesatsningar motsvarade en mängd av l.3 g NaOH per kg närvarande vatten och 0.8 g NaCl0 per kg närvarande vatten. Under 120 minuter tilläts massan och kemikalierna att reagera med varandra, varefter prov på massan tvättades, torkades och analyserades. Analysresul~ taten framgår av tabell 7. 10 15 8008574-9 19 Tabell 7 Massaegenskaper H0-prov Enl. uppfinningen Kappatal 14.6 13.2 viskositet, dm3/kg 1091 1095 Extrakthalt DKM, % 0.57 0.21 Ljusne: Iso, 'a 45.9 45.7 Ovanstående analysdata visar, att förfarandet enligt uppfinningen ger en massa med lägre kappatal, högre ljushct och väsentligt lägre extrakthalt jämfört med massa behandlad enlig konventionellt förfarande även när det oxídativa blekmedlet utgöres av natriumhypo- klorit.

De två så erhållna massorna testades även på dess innehåll av föroreningar. Prov på massorna sila- des i en Sommervíllesil och den materíalmängd som kvarhölls på en sílplåt med 0.15 mm slítsvídd upp- mättes. Även den obehandlade, dvs. den partiellt silade massan testades. Resultaten framgår av nedan- stående tabell 8.

Tabell 8 Utgångsmassa 0-prov Enl. uppfinningen Spethalt, % av 0.72 0.61 0.24 absolut torr massa Av ovanstående värden framgår, att förfarandet enligt uppfinningen är synnerligen effektím:även vad gäller eliminering av partiklar ur massan. 8008574-9 10 15 20 20 I de ovan beskrivna utföringsexemplen har alkali i form av natriumhydroxid genomgående tillförts massan vid utloppet av skruvpressen 2 via ledningarna 5 och 6 í figur l. Det oxidativa blekmedlet har genom- gående satsats just före skruvdefibrören via ledning-' arna ll och 12.

Emellertid kan man med fördel tillföra massan såväl alkali som oxidativt blekmedel på ett flertal ställen vid förfarandet enligt uppfinningen. Alkali kan exempelvis tillföras massan i transportskruven 8 via ledningen 5. Dessutom kan alkalí tillföras massan i skruvdefibrören 9 via ledningen 15. Det är också möj- ligt, att uppdela alkalisatsen på flera, eventuellt samtliga, ovannämnda tillsatsställen.

Det oxidativa blekmedlet kan tillföras massan i skruvdefibrören 9 via huvudledningen ll. Det är också möjligt att tillföra massan det oxidativa blekmedlet i skruvpressen 2 via ledningarna ll och 16 och i trans- portskruven 8 via ledningarna ll, 16 och 17. Liksom vad gäller alkalisatsen kan det oxidativa blekmedlet upp- delas på flera, eventuellt samtliga, ovannämnda till- satstillfällen.

Om temperaturen måste höjas avsevärt tillföres massan ånga i transportskruven 8 via ledningen l8.

Claims (3)

8008574-9 21 PATENTKRAV

1. Förfarande för hartshaltsminskning vid framställ- ning av cellulosamassa ur lignocellulosamaterial, varvid lignocellulosamaterialet utsättes för fiberfriläggning, tvättning, eventuell silning och eventuell delignifie- rande blekning och i form av cellulosamassa bibringas en massakoncentration av 15-35%, företrädesvis 19-29%, i en eller flera koncentreringsanordningar och försättes med kemikalier, inkluderande alkali, varpå den under- kastas en mild, mekanisk bearbetning i en för högkon- centrationsbehandling avsedd anordning försedd med relativt varandra roterande skruvar under en energi- insats av 80-100, företrädesvis 10-75 kWh/ton massa och därefter i en separat behållare bringas att reagera med tillsatta kemikalier under en tid av 0.1-5 timmar vid i huvudsak oförändrad massakoncentration, k ä n n e- t e c k n a t d ä r a v, att kemikalietillsatsen utgöres av oxiderande blekmedel i form av peroxid eller hypoklorit och alkali i en mängd, räknat som Na0H, av 0.5-17 gram per kg närvarande vatten.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e- t e c k n a t d ä r a v, att det oxiderande blek- medlet tillsättes i en mängd av 0.2-22, företrädes- vis O.3-ll gram per kg närvarande vatten.

3. Förfarande enligt patentkraven 1-Z, k ä n n e- t e c k n a t d ä r a v, att alkalit utgöres av natriumhydroxid.