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WO2009015699A1 - Lignocellulosischer faserstoff aus einjahrespflanzen - Google Patents

Lignocellulosischer faserstoff aus einjahrespflanzen Download PDF

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Publication number
WO2009015699A1
WO2009015699A1 PCT/EP2008/002086 EP2008002086W WO2009015699A1 WO 2009015699 A1 WO2009015699 A1 WO 2009015699A1 EP 2008002086 W EP2008002086 W EP 2008002086W WO 2009015699 A1 WO2009015699 A1 WO 2009015699A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pulp
chemical solution
digestion
annual plants
otro
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/002086
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Esa-Matti Aalto
Hans-Ludwig Schubert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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 Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of WO2009015699A1 publication Critical patent/WO2009015699A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/12—Pulp from non-woody plants or crops, e.g. cotton, flax, straw, bagasse
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
    • D21C3/02—Pulping cellulose-containing materials with inorganic bases or alkaline reacting compounds, e.g. sulfate processes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/02—Chemical or chemomechanical or chemothermomechanical pulp

Definitions

  • the invention relates to a lignocellulosic pulp of annual plants and a method for producing such a pulp from annual plants.
  • the annual plants include not only grasses or parts thereof (bamboo, straw) but also fibrous plant components such as bagasse or banana peels.
  • Lignocellulosic fibers from annual plants are used, inter alia, for the production of paper and cardboard.
  • a large number of industrially produced lignocellulosic fibers are known, which differ greatly in their properties:
  • wood pulp fibers are (also from annual plants) referred to, which are produced by mechanical defibration of the fiber composite by means of grinding or grinding units.
  • wood pulp hardly any wood substance or lignin is broken down.
  • the biomass originally used is found almost entirely in wood pulp.
  • mechanical defibration of the annual plants they are broken down into fiber bundles in milling aggregates, usually after pre-damping. These fiber bundles are then defibrillated by further grinding into individual fibers.
  • the yield is very high, but also the required grinding energy.
  • the strength of the fibers is very low, even after grinding, because the fibers contain much native lignin and therefore have little bonding potential. They are also greatly reduced by the mechanical defibration, which impairs their recyclability.
  • the wood pulp production requires high energy input.
  • CTMP Chemo-Thermomechanical Pulp
  • TMP Thermomechanical PuIp
  • CTMP used in the technical application usually between 1 - 5% by weight of chemicals based on otro wood to allow partial release of the fiber composite.
  • Wood pulp is generally characterized by low strength properties, in particular low tearing length and particularly low tearing strengths, and high opacity and light scattering with low whiteness and high susceptibility to yellowing.
  • Pulp refers to fibers that are produced by chemical dissolution of the fiber composite from lignocellulosic raw material.
  • chemicals are used which usually act on the biomass under high pressure and high temperature.
  • With more or less extensive removal of the lignin and part of the carbohydrates, ie with significant loss of yield, from annual plants produce fibers with good strength properties, in particular high tenacity and good bleachability to high whiteness and low tendency to yellowing.
  • the energy required to produce the pulp is recovered from the digestion liquor.
  • the lignin content is often not critical. Critical is usually the strength level, as it often limits the application areas. Numerous methods have therefore been developed which attempt to achieve a higher level of strength on the basis of pulp production processes, even for higher lignin fibers.
  • Another method is the bisulfite process, which operates at pH 4.
  • Other processes such as the Kraft process (also called sulfate process) or the soda process, which in themselves for the production of pulp with minimal Lignin content has been developed and tested for its suitability for the production of high yield pulps.
  • the strength level is measured at 500 ml CSF (26 ° SR) and a comparative measurement is made for 300 ml CSF (41 ° SR).
  • cracking lengths breaking length
  • 500 ml CSF 26 0 SR
  • the strength values increase. These already relatively high values are achieved by digestion in the acidic pH range (bisulfite digestion, acid sulfite digestion).
  • the z. B. at 523 ml of CSF have a surfactant factor of about 5000 and a Tear Factor of about 46.
  • the whiteness of such fibers is about 35% ISO.
  • Chemicals determine the process costs, so they are used as sparingly as possible.
  • CTMP pulps are usually manufactured with chemical quantities of 1% to 5%.
  • industrially established processes for the production of high yield fibers eg. As the NSSC process, up to 10% chemicals are used based on the starting material. With such a limited use of chemicals, there is preferably no recovery for the recovery the chemicals installed.
  • the high yield fibers produced by mechanical and / or chemical means are used in particular where it is not absolutely necessary to have a high final whiteness and high whiteness stability. They could open up many more fields of application if the strength level could be increased.
  • This object is achieved with a lignocellulosic pulp of annual plants with a tearing length of more than 4.5 km at 20 0 SR and a lignin content of at least 8% based on the unbleached otro pulp.
  • the above-described pulp has a lignin content of at least 8% based on the otro pulp. This lignin content is determined by determination of the Klason lignin and the acid-soluble lignin (for definition see below). Klason lignin and acid-soluble lignin together give the lignin content of the respective pulp.
  • pulp may also be quite higher, in particular more than 10%, more than 12% or more than 14%.
  • the fibrous material of annual plants according to the invention differs from the prior art in that the fibers show high strength values even with a much lower degree of beating than known fibers of annual plants.
  • the freeness is a measure of the dewatering behavior of a fiber suspension.
  • the fiber is morphologically changed only slightly.
  • Example of straw or bamboo with relatively high lignin content have at 20 0 SR on a structure that is not able to build a good bond to adjacent fibers - and thus an acceptable static strength level.
  • the fiber material of the invention is already at a low degree of beating of 20 0 SR -and thus by little effort to Mahlenergy- able to build a good bond to adjacent fibers.
  • the achievable strength values are for annual plants with a lignin content of at least 8% over 4.5 km. Values of more than 5 km, of more than 6 km and, preferably, more than 7 km of breaking length of 20 0 SR each are readily attainable for these fibrous materials.
  • the pulp of annual plants according to the invention is not only distinguished by high tear lengths. Rather, the strength level is high overall.
  • the annual plant fiber material of the invention having a lignin content of more than 8% at 20 0 and SR based on a sheet weight of 100 g / m 2 fürr adoptedfes- a humidity of at least 45 cN.
  • This tear resistance combined with high breaking lengths even at such unusually low degrees of beating of 20 SR 0 for annual plants is not known from the prior art.
  • the pulp has an unusually high whiteness.
  • values of 40% ISO and more are measured. It is also easily possible to achieve values of over 50% ISO.
  • the lignin is generally considered to be a colorant for the pulp, it is remarkable if, despite the high Lignin content such a degree of whiteness is achieved.
  • the fiber properties improve considerably.
  • Bleaching treatment is required for some applications with higher whiteness requirements; but it also aims to adjust and improve fiber properties.
  • the bleached pulp not only has a significantly higher whiteness of more than 6o% ISO, preferably more than 65% ISO and advantageously more than 70% ISO.
  • the bleaching treatment increases the breaking lengths to more than 5.5 km, preferably to more than 5.5 km, more preferably to more than 7.5 km at 20 ° SR. During the bleaching treatment, the puncture resistance can be stabilized.
  • processes which produce fibers from annual plants with a relatively high lignin content of more than 7%. They provide a yield of 70% or more based on the starting material used. These methods are based on chemical and / or mechanical decomposition of annual plants.
  • This object is achieved with a first process for the production of pulp from annual plants with a lignin content of at least 8%, in each case based on the otro fiber mass.
  • This first method comprises the steps:
  • the first method according to the invention is based on the fact that higher quantities of chemicals are used for the production of high-yield fibers than has hitherto been customary. More than 5% of chemicals are used significantly above the usual chemical quantities for technical pulp production from annual plants. This high use of chemicals yields fibers with good yield and excellent strength properties. Thus, for annual plants with a lignin content of 8% or more at grindings of only 20 0 SR values of more than 4.5 km, but also tear lengths of more than 5 km and more than 6 km are measured. This achieves the desired high level of strength.
  • the fibrous materials produced by the process according to the invention have tear lengths of more than 4.5 km to more than 7 km and tear strengths of more than 45 cN to more than 60 cN, even at degrees in the range of 20 ° SR, based on a sheet weight of 100 g / m 2 .
  • These low levels of grinding are moreover achieved with a low specific requirement of milling energy, which may even be less than 300 kWh / t of pulp.
  • the realization that the high level of strength is already achieved at low degrees of grinding of 20 0 SR and below, is an essential part of the invention.
  • the method according to the invention is also suitable for the production of annual fiber crops having a lignin content of more than 10%, preferably more than 12%, advantageously more than 14%, based on the fiber mass.
  • a specific pH is by no means required for the first method of the invention. Only if, for example, special properties of the pulps (particularly high whiteness, a certain ratio of breaking lengths and tear resistance) are to be achieved with the digestion, it may be useful to add acid or an alkaline component before or during the digestion.
  • a ratio between an alkaline component and sulfur dioxide (SO 2) can be adjusted within a wide range. SO2 is mentioned here as representative of the above-mentioned acidic component. So it can be used instead of SO2 and an acid. Since the possibly added quinone component is used only in minimal amounts, usually well below 1%, it is negligible for setting this ratio.
  • a relationship alkaline component: SO 2 in a range of 4: 1 to 1.6: 1 is well suited to carry out the first method according to the invention and to achieve fibers with high strength properties.
  • a customary, particularly suitable range is between 2: 1 and 1.6: 1.
  • the adaptation of the proportional components takes place depending on the raw material to be digested and the respectively selected process control (digestion temperature, digestion time, impregnation).
  • the object underlying the invention is also achieved with a second process for the production of pulp from lignocellulosic raw material with the steps:
  • the method according to the invention is based on the fact that a minimum of chemicals is used for the production of high-yield fibers. Despite the low use of chemicals, the process according to the invention yields fibers with good yield and excellent strength properties. Thus, for annual plant fiber with a lignin content of more than 8%, which are produced by the second process according to the invention, at grinding degrees of only 20 0 SR values of more than 4.5 km, but also tear lengths of more than 5 km and more measured as 6 km. This achieves the desired high level of strength. In the first method according to the invention, it is believed that the quality of the high yield pulp of annual plants produced there is due to the high chemical input of more than 5% (calculated as NaOH).
  • the second method of the invention works much more environmentally friendly, because a total of a minimum of chemicals is used to produce a particularly high quality and versatile fiber.
  • only a small and therefore particularly economical and environmentally friendly chemical reprocessing is required to complete the cycle of this process. Which of the two methods of the invention is used depends on the raw material to be digested and on the requirements of the pulp to be produced.
  • the second method according to the invention is used according to an advantageous embodiment for the production of high-yield fibers from annual plants. These high strength values are not yet known for pulp from annual plants with a lignin content of more than 8%. However, the high strength level can also be maintained for fibers with an even higher lignin content.
  • the method according to the invention is also suitable for the production of fibrous substances from annual plants with a lignin content of more than 10%, preferably more than 12%, advantageously more than 14%, based on the fiber mass.
  • the fibrous materials produced by the processes according to the invention already have at break levels in the range of 20 ° SR tear lengths of more than 4.5 km and tear strengths of more than 45 cN, based on a sheet weight of 100 g / m 2 .
  • These low levels of grinding are also achieved with a low specific requirement of milling energy lower than 250 kWh / t of pulp.
  • the composition of the chemical solution used for the digestion can be determined in agreement with the wood to be digested and the desired pulp properties.
  • only one sulfite component is used.
  • a sulfide component can be added. Digestion with a sulfite component is not disturbed by the presence of sulfide components.
  • sodium sulfite is usually used, but also the use of ammonium or potassium sulfite or magnesium bisulfite is possible. If high amounts of sulfite are used in the first process according to the invention, it is possible to dispense with the use of an alkaline component, because even without the addition of alkaline components, a high pH is established which promotes the digestion.
  • an acidic and / or an alkaline component can be added for the first process according to the invention.
  • the alkaline component is usually sodium hydroxide (NaOH) is used.
  • NaOH sodium hydroxide
  • carbonates in particular sodium carbonate.
  • the information on chemical quantities of the first invention Digestion process in this document e.g. As for the total use of chemicals or for the distribution of the sulfite component and the alkaline component, unless otherwise stated, each calculated and reported as sodium hydroxide (NaOH).
  • the information on chemical quantities of the second method according to the invention in this document are calculated and reported as sodium sulfite.
  • acids can be added for the first process according to the invention in order to set the desired pH.
  • preference is given to the addition of SO 2, if appropriate in aqueous solution. It is inexpensive and readily available, especially if the spent chemical solution z. B. based on sodium sulfite, after digestion is prepared for further use.
  • anthraquinone between 0.005% and 0.5%, advantageously 0.025-0.2% anthraquinone, particularly advantageously 0.025-0.1% anthraquinone used.
  • Use of anthraquinone of up to 1% also provides the desired effect.
  • a use of more than 3% anthraquinone is usually uneconomical.
  • a chemical solution is prepared for the process according to the invention.
  • aqueous solution stated.
  • organic solvents may be provided.
  • the mixing ratio of water and alcohol can be optimized for the respective raw material in a few experiments.
  • the processes according to the invention can be carried out in a wide pH range.
  • the ratio of alkaline component to acidic component or the use of an acidic or an alkaline component can be adjusted in the first method according to the invention so that at the beginning of the process, a pH between 5.5 and 11, preferably between 5.5 and 10 , is more preferably adjusted between 7.5 and 8.5.
  • the more alkaline pH's between 8 and 11, which are advantageous for the processes of the invention, also favor the effect of the quinone moiety.
  • the methods of the invention are tolerant in pH; In particular, in the second method according to the invention, no or few chemicals are required for the pH adjustment. This has a favorable effect on the costs of chemicals.
  • a pH of between 5.5 and 10 usually between 7.5 and 8.5 in the free-flowing chemical solution and the dissolved organic constituents, by the digestion liquefied.
  • the dissolved organic components are mainly lignosulfonates.
  • the liquor ratio ie the ratio of the amount of otro annual plants to the chemical solution, is set between 1: 1.5 and 1: 6 for both processes.
  • a liquor ratio of 1: 3 to 1: 5 is preferred. In this range, a good and simple mixing and impregnation of the material to be digested is ensured.
  • a liquor ratio of 1: 4 is preferred.
  • the mixing or impregnation of the annual plant chips is preferably carried out at elevated temperatures. Heating of wood chips and chemicals - I4 -
  • up to 170 0 C preferably up to 150 0 C, more preferably up to 130 0 C leads to a rapid and uniform digestion of the annual plants.
  • the optimum time depends, among other things, on the amount of chemicals and the liquor ratio and the type of digestion (liquid or vapor phase).
  • the digestion of the mixed with the chemical solution or impregnated lignocellulosic material is preferably carried out at temperatures between 120 0 C and 190 0 C, preferably between 150 0 C and 180 0 C. For most annual plants are digestion temperatures between 155 0 C and 170 0 C is set. Higher or lower temperatures can be set, but in this temperature range, the energy expenditure for heating up and accelerating the digestion are in an economic relationship to one another. Higher temperatures can also have a negative effect on the strength and whiteness of the fibers.
  • the pressure generated by the high temperatures can be easily absorbed by appropriate design of the digester.
  • the duration of the heating is only a few minutes, usually up to 30 minutes, advantageously up to 10 minutes, in particular when heated by means of steam.
  • the duration of the heating can take up to 90 minutes, preferably up to 60 minutes, z. B. when it is digested in the liquid phase and the chemical solution is to be heated together with the wood chips.
  • the duration of the digestion is chosen primarily depending on the desired fibrous properties.
  • the duration of the digestion can be shortened to up to 2 minutes, z. B. in the case of a vapor phase digestion of annual plants with low lignin content. But it can also be up to 180 minutes, if z. B. the digestion temperature low and the natural lignin content of réelletern annual plants is high. Even if the initial pH of the digestion is in the neutral range, a long digestion time may be required.
  • the digestion time is up to 90 minutes.
  • the digestion time is up to 60 minutes, advantageously up to 30 minutes.
  • a digestion time of up to 60 minutes is particularly suitable for annual plants with low lignin content.
  • a quinone component in particular anthraquinone, allows a reduction of the digestion time to up to 25% of the time required without the addition of anthraquinone. If the use of quinone components is omitted, the digestion time is extended by more than one hour, for example from 45 minutes to 180 minutes, for comparable digestion results.
  • the duration of the digestion is set as a function of the selected liquor ratio.
  • the consumption of chemicals for both inventively proposed methods is determined as the amount of chemicals - based on the originally used amount of chemicals - after removing or separating the chemical solution and, if necessary, the detection of chemical solution, after defibering or in conjunction with a detection the chemical solution is measured.
  • the consumption of chemicals depends on the absolute amount of chemicals used for digestion, based on the otro mass of annual plants to be digested. The higher the use of digestion chemicals, the lower the direct sales of chemicals.
  • 27.5% of chemicals based on otro annual crop mass for the first inventive method for example, only about 30% of the chemicals used are consumed. However, when 15% of chemicals are used per year for otro plants, 60% of the chemicals used are used - l6 -
  • the consumption of chemicals for the first process according to the invention is up to 80%, preferably up to 40%, more preferably up to 40%, advantageously up to 20%, particularly advantageously up to 10% of the chemical use, according to a preferred embodiment of the process during digestion, which is used at the beginning of the digestion.
  • the chemical consumption for producing one ton of pulp is about 6% to 14% sulfite and / or sulfide component and possibly alkaline and / or acidic component and possibly quinone component based on otro pulp (deciduous and coniferous wood ).
  • this quantity of chemicals is sufficient according to the first proposed method in order to produce a pulp having the predetermined properties.
  • the chemical solution that is removed before or after the digestion of annual plants no longer has the initial composition. At least some of the chemicals used for digestion have - as described above - penetrated into the material to be digested and / or has been consumed in the digestion. The unused chemicals can easily be used again for the next digestion. However, it is proposed for both methods of the invention to first determine the composition of the removed chemical solution and then the consumed proportions of z. As sulfite, alkaline component, quinone component or water or alcohol to supplement to restore the predetermined composition for the next digestion. This supplementary step is also called strengthening.
  • the first method according to the invention which is aimed at providing an oversupply of digestion chemicals during the impregnation, can thus be extremely economical despite the initially uneconomic approach of high use of chemicals, because removal or separation and intensification
  • the chemical solution can be carried out easily and inexpensively.
  • the processes according to the invention are specifically controlled so that only as little as possible of the starting material used is broken down or dissolved.
  • the aim is to produce a pulp which has at least 4% lignin based on the otro pulp, preferably of at least 5% lignin, more preferably of at least 6% lignin, advantageously of at least 7% lignin.
  • the yield of the inventive method is at least 70%, preferably more than 75%, advantageously more than 80%, in each case based on the used Annual plants. This yield correlates with the above-mentioned lignin content of the pulp.
  • the original lignin content of the annual plants is specific to the species.
  • the loss of yield in the present process is predominantly a loss of lignin.
  • the proportion of carbohydrates is markedly increased; B. because digestion chemicals in an undesirable manner also bring cellulose or hemicelluloses in solution.
  • a further, advantageous measure is to remove after defibering and optionally grinding the lignocellulosic material, the remaining chemical solution and feed it to a further use.
  • This reuse may include two aspects for both methods in a preferred embodiment.
  • the decomposed during the partial digestion or dissolved in organic material, mainly lignin continue to be used. It is burned, for example, to gain process energy. Or it is prepared to be used elsewhere.
  • the used and unused chemicals are reprocessed so that they can be used for a renewed, partial digestion of lignocellulosic material. This includes the treatment of used chemicals.
  • the chemical solution used is used extremely efficiently. After defibering and optionally grinding, the pulp is washed to displace the chemical solution as much as possible through water.
  • the filtrate produced in this washing or displacement process contains considerable amounts of chemical solution and organic material.
  • this filtrate is supplied to the removed or separated chemical solution before the chemical solution is fortified and fed to the next digestion.
  • the chemicals and organic components contained in the filtrate do not disturb the digestion. To the extent that they still contribute to the delignification during the next digestion, their content is recorded in the chemical solution and taken into account in determining the amount of chemicals required for this digestion.
  • the further contained in the filtrate chemicals behave inert during the pending digestion. They do not bother.
  • the organic constituents contained in the filtrate are also inert. They will continue to be used after the next digestion in the treatment of the chemical solution, either to generate process energy or otherwise.
  • the yield was calculated by weighing the raw material used and the pulp obtained after the digestion or bleaching, in each case dried at 105 ° C. to constant weight (otro).
  • the lignin content was determined as Klason lignin according to TAPPI T 222 om-98.
  • the acid-soluble lignin was determined according to TAPPI UM 250
  • the whiteness was determined by preparing the test sheets according to Zellcheming leaflet V / 19/63, measured according to SCAN C 11:75 with a Datacolor elrepho 450 x photometer; the whiteness is given in percent according to ISO standard 2470.
  • the opacity was determined according to the specifications of Zellcheming-MerkblattVI / 1/66. - The paper technology properties were determined on test sheets, which were prepared according to Zellcheming leaflet V / 8/76. Density was determined according to Zellcheming Regulation V / 11/57. Tear length was determined according to Zellcheming Regulation V / 12/57. The tear resistance was determined according to DIN 53 128 Elmendorf. It is given for a leaf with a leaf weight of 100 g / m 2 .
  • Bagasses-chips are alley after steaming (30 minutes with saturated steam at 105 0 C) with a sodium sulphite digestion solution at a liquor ratio of Ba: digestion solution 1: 3 are added. The total use of chemicals was 27.5% based on otro bagasse chips. The pH at the beginning of the digestion was adjusted to pH 8.5 to 9.5.
  • the impregnated with chemical solution-bagasse chips were heated over a period of 90 minutes at 170 0 C and digested at this maximum temperature for 30 minutes.
  • the open-minded bagasse wood chips were shredded. Aliquots of the pulp so produced were ground for different lengths to determine the strength at different degrees of grinding. The energy required to shred the partially digested bagasse chips was less than 300 kWh / t of pulp.
  • the chemicals used are sulfite and 0.1% anthraquinone.
  • the chemical solution is removed.
  • the chips impregnated with the chemical solution are heated to 170 ° C. with steam in about 5 minutes. This vapor phase at 170 0 C is about 15-20 minutes held. then the steam is released and within 30 seconds, the digester is cooled to 100 0 C, and it is set to ambient pressure.
  • the wood chips are removed from the stove and shredded. Partial quantities of the bagasse pulp so produced are ground and the ground portions and pulp properties are determined for the ground portions.
  • Bagasse wood chips are after a damping (30 minutes with saturated steam at 105 0 C) with a sodium sulfite digestion solution at a liquor ratio of wood: digestion solution 1: 3 added. The total use of chemicals was 15% calculated as sodium sulfite, based on otro bagasse wood chips.
  • the impregnated with chemical solution-bagasse chips were heated over a period of 90 minutes at 170 0 C and digested at this maximum temperature for 30 minutes.
  • the initial pH was in the range of pH 8.0 to 9.5.
  • the free-flowing liquid was removed by centrifugation, collected and analyzed in an arrangement for recycling unused liquid and fortified and thus provided for the next digestion.
  • Intensifying means that the specified sulphite concentration is adjusted again by the addition of fresh or recycled sulphite for the next digestion.
  • the chemical consumption in this first digestion is 82%.
  • the open-minded bagasse wood chips were shredded. Aliquots of the pulp so produced were ground for different lengths to determine the strength at different degrees of grinding. The energy required to shred the partially digested bagasse chips was less than 300 kWh / t of pulp.
  • the yield is 79.2% based on otro pulp.
  • the breaking length was measured at 16 0 SR with 4.5 km, the Tear index at 7.0 mN * m 2 / g.
  • the whiteness was determined after digestion at 41% ISO.
  • the chemicals used are sulfite and 0.1% anthraquinone.
  • the chemical solution is removed.
  • the chips impregnated with the chemical solution are heated to 170 ° C. with steam in about 5 minutes. This vapor phase at 170 0 C is held for 20 minutes. Then the steam is released and within 30 seconds, the cooker is cooled to 100 0 C, and it sets ambient pressure. The wood chips are removed from the stove and shredded. Partial quantities of the bagasse pulp so produced are ground and the grindings and pulp properties are determined for the ground portions.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen ungebleichten lignocellulosischen Faserstoff aus Einjahrespflanzen mit einer Reißlänge von mehr als 4,5 km bei 20 °SR und einem Ligningehalt von mindestens 8 % bezogen auf den ungebleichten otro Faserstoff sowie einen gebleichten Faserstoff aus Einjahrespflanzen und zwei Verfahren zu dessen Herstellung.

Description

Lignocellulosischer Faserstoff aus Einjahrespflanzen
Die Erfindung betrifft einen lignocellulosischen Faserstoff aus Einjahrespflanzen und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Faserstoffs aus Einjahrespflanzen.
Zu den Einjahrespflanzen zählen im Sinne dieser Erfindung neben Gräsern oder deren Teilen (Bambus, Stroh) auch faserhaltige Pflanzenbestandteile wie Bagasse oder Bananenschalen. Lignocellulosische Fasern aus Einjahrespflanzen werden unter anderem zur Herstellung von Papier und Pappe eingesetzt. Es ist eine große Zahl von industriell her- gestellten lignocellulosischen Fasern bekannt, die sich in ihren Eigenschaften stark unterscheiden:
Als Holzstoff werden Fasern (auch aus Einjahrespflanzen) bezeichnet, die durch mechanische Zerfaserung des Faserverbundes mittels Mahl- oder Schleifaggregaten erzeugt werden. Bei der Herstellung von Holzstoff wird kaum Holzsubstanz bzw. Lignin abgebaut. Die ursprünglich eingesetzte Biomasse findet sich fast vollständig im Holzstoff wieder. Bei mechanischer Zerfaserung der Einjahrespflanzen werden diese - meistens nach einer Vordämpfung - in Mahlaggregaten in Faserbündel zerlegt. Diese Faserbündel werden dann durch weitere Mahlung in einzelne Fasern defibrilliert. Die Ausbeute ist sehr hoch, allerdings auch die aufzuwendende Mahlenergie. Die Festigkeit der Fasern ist -auch nach Mahlung- sehr gering, weil die Fasern viel natives Lignin enthalten und daher wenig Bindungspotential aufweisen. Sie werden zudem durch die mechanische Zerfaserung stark gekürzt, was ihre Recyclingfähigkeit beeinträchtigt. Die Holzstoff- Erzeugung erfordert hohen Energieeinsatz.
Neuere Verfahren zur Herstellung von Holzstoff versuchen, durch Vorbehandlung der Einjahrespflanzen mit Dampf und/oder Chemikalien die Fasereigenschaften zu verbessern und/oder den Energiebedarf zu verringern. Hierzu gehören insbesondere CTMP (Chemo-Thermomechanical Pulp)und TMP (Thermomechanical PuIp). Bei CTMP wer- den in der technischen Anwendung üblicherweise zwischen 1 - 5 Gewichts-% Chemikalien bezogen auf otro Holz eingesetzt, um ein teilweises Lösen des Faserverbundes zu ermöglichen. Holzstoff ist allgemein charakterisiert durch niedrige Festigkeitseigenschaften, insbesondere niedrige Reißlänge und besonders niedrige Durchreißfestigkei- ten, und hohe Opazität und Lichtstreuung bei geringem Weißgrad mit hoher Vergil- bungsneigung.
Als Zellstoff werden Fasern bezeichnet, die durch chemische Auflösung des Faserverbundes aus lignocellulosischem Rohstoff erzeugt werden. Bei der Herstellung von ZeIl- Stoff werden Chemikalien eingesetzt, die meist unter hohem Druck und hoher Temperatur auf die Biomasse wirken. Unter mehr oder weniger weitgehender Entfernung des Lignins und eines Teils der Kohlenhydrate, also unter signifikantem Verlust an Ausbeute, entstehen aus Einjahrespflanzen Fasern mit guten Festigkeitseigenschaften, insbesondere hoher Reißlänge und mit guter Bleichbarkeit auf hohe Weißgrade und geringer Vergilbungsneigung. Die für die Herstellung des Zellstoffs erforderliche Energie wird aus der Ablauge des Aufschlusses gewonnen.
Für die Verwendung der Fasern ist der Ligningehalt oft nicht entscheidend. Kritisch ist in der Regel das Festigkeitsniveau, da es oft die Einsatzbereiche limitiert. Es wurden daher zahlreiche Verfahren entwickelt, die versuchen, auf der Basis von Verfahren der Zellstoff-Herstellung auch für Fasern mit höherem Ligningehalt ein höheres Festigkeitsniveau zu erreichen.
Ein solches Verfahren, das sich vereinzelt in der Praxis etabliert hat, ist das NSSC- Verfahren. Unter Einsatz von möglichst geringen Mengen Sulfit wird in der technischen Anwendung mit neutralen bis leicht alkalischen pH-Werten angestrebt, bei minimalem Abbau von Lignin eine möglichst hohe Festigkeit der Faser zu erreichen. Die Chemikalienmengen werden in der Praxis so gering wie möglich gehalten. Nach dem NSSC- Verfahren hergestellte Faserstoffe werden meist ungebleicht eingesetzt.
Ein anderes Verfahren ist das Bisulfit- Verfahren, das bei pH-Werten um 4 betrieben wird. Auch andere Verfahren, wie das Kraft- Verfahren (auch Sulfat- Verfahren genannt) oder das Soda-Verfahren, die an sich für die Herstellung von Zellstoffen mit minimalem Ligningehalt entwickelt wurden und angewendet werden, sind auf ihre Eignung für die Herstellung von Hochausbeute-Faserstoffen geprüft worden.
Bei der Eignungsprüfung für solche Faserstoffe ist man stets von der praktischen Erfah- rung ausgegangen, dass aufgrund des hohen Ligningehalts die Faser im ungemahlenen oder im wenig gemahlenen Zustand nur unbefriedigend niedrige Festigkeiten aufweist und eine wirtschaftliche Nutzbarkeit nicht gegeben ist. Eine gute Übersicht über Hochausbeute-Faserstoffe aus dem Rohstoff Holz bietet "Choosing the best brightening pro- cess", N. Liebergott und T. Joachimides, PuIp & Paper Canada, Vol. 8o, No 12, Decem- ber 1979, T391 - T395. Dort wird für ungebleichte Faserstoffe, die mit verschiedenen Verfahren hergestellt wurden, das erreichbare Festigkeitsniveau in Abhängigkeit von der Ausbeute und vom Ligningehalt angegeben. Als Untergrenze für Fasern, die zur Papierherstellung verwertbar sind, wird das Festigkeitsniveau bei 500 ml CSF (26 0SR) gemessen, und es wird eine Vergleichsmessung für 300 ml CSF (41 0SR) durchgeführt. Bei Ausbeuten von ca. 80 % werden für Fichte Reißlängen (Breaking length) von ca. 9- 10 km bei 500 ml CSF (26 0SR) erreicht. Bei weiterer Mahlung steigen die Festigkeitswerte. Diese bereits verhältnismäßig hohen Werte werden durch Aufschlüsse im sauren pH-Bereich (Bisulfitaufschluss, saurer Sulfitaufschluss) erzielt. Für Fasern aus neutralen und alkalischen Aufschlüssen (Neutralsulfit-Aufschluss, Kraft- und Soda- Aufschluss) werden deutlich niedrigere Festigkeitswerte angegeben, die zudem mit einem um das Mehrfache höheren Einsatz an Zerfaserungs- und Mahlenergie erzeugt werden müssen. Dies lässt sich an den höheren Umdrehungszahlen des PFI-Mahlwerks ablesen, die erforderlich sind, um einen Mahlgrad von 500 ml CSF (26 SR) bzw. 300 ml CSF (41 0SR) zu erreichen.
Für Bagasse sind Faserstoffe bekannt, die z. B. bei 523 ml CSF einen Tenside Factor von ca. 5000 und einen Tear Factor von ca. 46 aufweisen. Der Weißgrad solcher Faserstoffe liegt bei ca. 35 % ISO. Chemikalien bestimmen die Verfahrenskosten mit, also werden sie möglichst sparsam eingesetzt. CTMP-Faserstoffe werden üblicherweise mit Chemi- kalienmengen von 1 % bis 5 % hergestellt. Bei bekannten, industriell etablierten Verfahren zur Herstellung von Hochausbeute-Faserstoffen, z. B. dem NSSC-Verfahren, werden bis zu 10 % Chemikalien bezogen auf das Ausgangsmaterial eingesetzt. Bei einem so limitierten Chemikalieneinsatz wird bevorzugt keine Recovery für die Rückgewinnung der Chemikalien installiert.
Trotz der verhältnismäßig geringen Chemikalienmengen führt diese Art der Faserstoff- Herstellung zu einer erheblichen Umwelt-, insbesondere Gewässerbelastung, nicht nur wegen des Chemikalieneintrags sondern vor allem wegen der organischen Fracht, die in die Vorfluter abgegeben wird.
Zur Kostensituation ist anzumerken, dass bei mechanisch hergestellten Faserstoffen die stark steigenden Energiepreise die Herstellungskosten belasten. Bei chemisch hergestellten Hochausbeute-Faserstoffen ist die Produktion mit den Kosten für die verlorenen Chemikalien belastet.
Die auf mechanischem und/oder chemischem Wege hergestellten Hochausbeute- Faserstoffe werden insbesondere dort eingesetzt, wo nicht unbedingt ein hoher Endweißgrad und hohe Weißgradstabilität erforderlich sind. Sie könnten sich noch zahlrei- che weitere Einsatzgebiete erschließen, wenn das Festigkeitsniveau gesteigert werden könnte.
Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen ungebleichten und einen gebleichten Faserstoff aus Einjahrespflanzen bereitzustel- len, der bei hohem Ligningehalt der Faser ein hohes Festigkeitsniveau bietet.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem lignocellulosischen Faserstoff aus Einjahrespflanzen mit einer Reißlänge von mehr als 4,5 km bei 20 0SR und einem Ligningehalt von mindestens 8 % bezogen auf den ungebleichten otro Faserstoff.
Der vorbeschriebene Faserstoff weist einen Ligningehalt von mindestens 8 % bezogen auf den otro Faserstoff auf. Dieser Ligningehalt wird ermittelt durch Bestimmung des Klason-Lignins und des säurelöslichen Lignins (Definition hierfür siehe weiter unten). Klason-Lignin und säurelösliches Lignin zusammen ergeben den Ligningehalt des je- weiligen Faserstoffs. Der Ligningehalt des erfindungsgemäßen Einjahrespflanzen-
Faserstoffs kann aber auch durchaus höher liegen, insbesondere bei mehr als 10 %, bei mehr als 12 % oder bei mehr als 14 %. Je höher der Ligningehalt des Einjahrespflanzen- Faserstoffs bei einer Reißlänge von mehr als 4,5 km bei 20 0SR ist, desto geringer sind die Ausbeute-Verluste beim Herstellen des Faserstoffs. Dieses Mehr an Ausbeute steigert die Wettbewerbsfähigkeit des Faserstoffs.
Der erfindungsgemäße Faserstoff aus Einjahrespflanzen unterscheidet sich vom Stand der Technik dadurch, dass die Fasern bereits bei einem gegenüber bekannten Fasern aus Einjahrespflanzen weitaus geringeren Mahlgrad hohe Festigkeitswerte zeigen. Der Mahlgrad ist ein Maß für das Entwässerungsverhalten einer Fasersuspension. Bei einem Mahlgrad von 20 0SR ist die Faser morphologisch nur wenig verändert. Bekannte Fasern z. B. aus Stroh oder Bambus mit verhältnismäßig hohem Ligningehalt weisen bei 20 0SR eine Struktur auf, die nicht in der Lage ist, eine gute Bindung an benachbarte Fasern - und damit ein akzeptables statisches Festigkeitsniveau- aufzubauen. Der erfindungsgemäße Faserstoff ist jedoch bereits bei niedrigem Mahlgrad von 20 0SR -und damit nach geringem Aufwand an Mahlenergie- in der Lage, eine gute Bindung an benachbarte Fasern aufzubauen.
Die erreichbaren Festigkeitswerte liegen für Einjahrespflanzen mit einem Ligningehalt von mindestens 8% über 4,5 km. Werte von mehr als 5 km, von über 6 km und - bevorzugt- von mehr als 7 km Reißlänge bei jeweils 20 0SR sind für diese Faserstoffe ohne weiteres erreichbar.
Der erfindungsgemäße Faserstoff aus Einjahrespflanzen zeichnet sich jedoch nicht nur durch hohe Reißlängen aus. Vielmehr ist das Festigkeitsniveau insgesamt hoch. So weist der erfindungsgemäße Einjahrespflanzen-Faserstoff mit einem Ligningehalt von mehr als 8 % bei 20 0SR und bezogen auf ein Blattgewicht von 100 g/m2 eine Durchreißfes- tigkeit von mindestens 45 cN auf. Diese Durchreißfestigkeit in Verbindung mit den hohen Reißlängen bereits bei so ungewöhnlich niedrigen Mahlgraden von 20 0SR für Einjahrespflanzen ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt.
Gleichzeitig weist der Faserstoff bei einem hohem Ligningehalt von mehr als 8 % einen ungewöhnlich hohen Weißgrad auf. Nach dem Aufschluss, also ohne jede Bleichbehandlung, werden Werte von 40 %ISO und mehr gemessen. Es ist auch ohne weiteres möglich, Werte von über 50 %ISO zu erreichen. Da das Lignin im Allgemeinen als farbge- bend für den Faserstoff angesehen wird, ist es bemerkenswert, wenn trotz des hohen Ligningehalts ein solcher Weißgrad erzielt wird.
Wird der erfindungsgemäße Faserstoff einer Bleichbehandlung unterzogen, so verbessern sich die Faser-Eigenschaften erheblich. Die Bleichbehandlung ist für manche An- Wendungen mit höheren Anforderungen an den Weißgrad erforderlich; sie zielt aber auch auf die Einstellung und Verbesserung der Fasereigenschaften ab. Der gebleichte Faserstoff weist nicht nur einen deutlich höheren Weißgrad von über 6o %ISO, bevorzugt von über 65 %ISO und vorteilhaft von mehr als 70 % ISO auf. Mit der Bleichbehandlung steigern sich die Reißlängen auf mehr als 5,5 km, bevorzugt auf mehr als 5,5 km besonders bevorzugt auf mehr als 7,5 km bei 20 0SR. Während der Bleichbehandlung kann die Durchreißfestigkeit stabilisiert werden.
Verfahren zur Herstellung von Faserstoff aus Einjahrespflanzen
Es sind wie vorstehend beschrieben, Verfahren bekannt, die aus Einjahrespflanzen Fa- serstoffe mit einem verhältnismäßig hohen Ligningehalt von über 7 % erzeugen. Sie erbringen eine Ausbeute von 70 % oder mehr bezogen auf das eingesetzte Ausgangsmaterial. Diese Verfahren basieren auf chemischer und/ oder auf mechanischer Zerlegung der Einjahrespflanzen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Verfahren zur Herstellung von Faserstoff aus Einjahrespflanzen mit einem Ligningehalt von mehr als 8 % vorzuschlagen, mit dem auf wirtschaftliche Weise Faserstoffe hoher Festigkeit hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem ersten Verfahren zur Herstellung von Faserstoff aus Einjahrespflanzen mit einem Ligningehalt von mindestens 8 %, jeweils bezogen auf die otro Fasermasse. Dieses erste Verfahren weist die Schritte auf:
Herstellen einer Chemikalienlösung mit mehr als 5 % Chemikalien (berechnet als NaOH), jeweils bezogen auf die otro Menge der eingesetzten Einjahrespflanzen, - Mischen der Chemikalienlösung mit den Einjahrespflanzen in einem vorgegebenen Flottenverhältnis,
Erwärmen der Chemikalienlösung und der Einjahrespflanzen auf eine Temperatur über Raumtemperatur und anschließend entweder (1. Alternative)
Entfernen frei fließender Chemikalienlösung und Aufschließen der Einjahrespflanzen in der Dampfphase oder (2. Alternative) - Aufschließen der Einjahrespflanzen in Gegenwart der Chemikalienlösung in flüssiger Phase und Separieren der frei fließenden Chemikalienlösung und der Einjahrespflanzen.
Das erste erfindungsgemäße Verfahren basiert darauf, dass zur Herstellung von Hoch- ausbeute-Faserstoffen höhere Chemikalienmengen eingesetzt werden als bisher üblich. Mehr als 5 % Chemikalien liegen deutlich über den bisher üblichen Chemikalienmengen für die technische Faserstoff- Erzeugung aus Einjahrespflanzen eingesetzt werden. Dieser hohe Chemikalieneinsatz erbringt Faserstoffe mit guter Ausbeute und exzellenten Festigkeitseigenschaften. So werden für Einjahrespflanzen mit einem Ligningehalt von 8 % oder mehr bei Mahlgraden von nur 20 0SR Werte von mehr als 4,5 km, aber auch Reißlängen von mehr als 5 km und mehr als 6 km gemessen. Damit wird das gewünschte hohe Festigkeitsniveau erreicht.
Es ist als außerordentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen, dass diese Festigkeitswerte bereits bei äußerst geringen Mahlgraden erreicht werden, wie sie bisher für Hochausbeute-Faserstoffe nicht verfügbar waren. Einjahrespflanzen- Faserstoffe nach dem Stand der Technik zeigen bei Mahlgraden von 20 0SR ein nicht akzeptables Festigkeitsniveau. Bekannte Faserstoffe haben bei diesen niedrigen Mahlgraden bisher Fasern ergeben, die kein ausreichendes Bindungsvermögen aufgewiesen haben und die entsprechend keine ausreichenden Festigkeitseigenschaften für eine wirtschaftliche Verwendung solcher Faserstoffe geboten haben.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Faserstoffe weisen dagegen bereits bei Mahlgraden im Bereich von 20 0SR Reißlängen von mehr als 4,5 km bis über 7 km und Durchreißfestigkeiten von mehr als 45 cN bis zu mehr als 60 cN auf, bezogen auf ein Blattgewicht von 100 g/m2. Diese geringen Mahlgrade werden überdies mit einem niedrigen spezifischen Bedarf an Mahlenergie erreicht, der sogar weniger als 300 kWh/t Faserstoff betragen kann. Die Erkenntnis, dass das hohe Festigkeitsniveau be- reits bei niedrigen Mahlgraden von um 20 0SR und darunter erreicht wird, ist wesentlicher Teil der Erfindung.
Diese hohen Festigkeitswerte sind für Faserstoffe aus Einjahrespflanzen mit einem Lig- ningehalt von mehr als 8 % bisher nicht bekannt. Das hohe Festigkeitsniveau kann aber auch für Faserstoffe mit einem noch höheren Ligningehalt beibehalten werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch geeignet zur Herstellung von Einjahrespflanzen- Faserstoffen mit einem Ligningehalt von mehr als 10 %, bevorzugt mehr als 12 %, vorteilhaft von mehr als 14 % bezogen auf die otro Fasermasse.
Die zur Herstellung eines Faserstoffs aus Einjahrespflanzen mit einer Ausbeute von mindestens 70 % bzw. mit einem Ligningehalt von mindestens 8 % erfindungsgemäß einzusetzende Chemikalienmenge beträgt für das erste erfindungsgemäße Verfahren mindestens 7 %, jeweils bezogen auf die aufzuschließende otro Masse von Einjahres- pflanzen. Die Qualität des hergestellten Faserstoffs zeigt die besten Ergebnisse bei einem Chemikalieneinsatz von bis zu 30 % bezogen auf otro Einjahrespflanzen. Bevorzugt werden zwischen 10 % und 27,5 %, besonders bevorzugt zwischen 10% und 20 % Chemikalien bezogen auf die eingesetzten otro Einjahrespflanzen zugesetzt. Als optimal hat sich ein Einsatz an Chemikalien erwiesen, der bevorzugt zwischen 10 % und 15 % be- trägt.
Das Einstellen eines spezifischen pH-Werts ist für das erste erfindungsgemäße Verfahren keineswegs erforderlich. Nur wenn z.B. besondere Eigenschaften der Zellstoffe (besonders hoher Weißgrad, ein bestimmtes Verhältnis von Reißlängen und Durchreißfes- tigkeit) mit dem Aufschluss erreicht werden sollen, kann es sinnvoll sein, Säure oder eine alkalische Komponente vor oder während des Aufschlusses zuzusetzen. Nach einer vorteilhaften Ausführung des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens kann, unabhängig von dem gewählten Einsatz an Chemikalien insgesamt, ein Verhältnis zwischen einer alkalischen Komponente und Schwefeldioxid (SO2) in einem weiten Bereich eingestellt werden. SO2 wird hier stellvertretend für die oben erwähnte saure Komponente genannt. Es kann also statt SO2 auch eine Säure eingesetzt werden. Da die ggf. zugesetzte Chinon-Komponente nur in minimalen Mengen, meist von deutlich unter 1 % eingesetzt wird, ist sie für die Einstellung dieses Verhältnisses vernachlässigbar. Ein Verhältnis alkalische Komponente : S02 in einem Bereich von 4 : 1 bis 1,6 : 1 ist gut geeignet, das erste erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen und Faserstoffe mit hohen Festigkeitseigenschaften zu erreichen. Ein üblicher, besonders geeigneter Bereich liegt zwischen 2 : 1 und 1,6 : 1. Die Anpassung der anteiligen Komponenten erfolgt in Abhängig- keit vom aufzuschließenden Rohstoff und der jeweils gewählten Verfahrensführung (Aufschlusstemperatur, Aufschlussdauer, Imprägnierung).
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ebenfalls gelöst mit einem zweiten Verfahren zur Herstellung von Faserstoff aus lignocellulosischem Rohstoff mit den Schritten:
Herstellen einer Chemikalienlösung mit weniger als 20 % Sulfit (berechnet als Na- SO3), jeweils bezogen auf die otro Menge der eingesetzten Einjahrespflanzen, Mischen der Chemikalienlösung mit dem Holz in einem vorgegebenen Flottenver- hältnis,
Erwärmen der Chemikalienlösung und des Holzes auf eine Temperatur über Raumtemperatur und anschließend entweder (1. Alternative) Entfernen frei fließender Chemikalienlösung und - Aufschließen der Einjahrespflanzen in der Dampfphase oder (2. Alternative)
Aufschließen der Einjahrespflanzen in Gegenwart der Chemikalienlösung in flüssiger Phase und Separieren der frei fließenden Chemikalienlösung und der Einjahrespflanzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert darauf, dass zur Herstellung von Hochausbeute-Faserstoffen ein Minimum an Chemikalien eingesetzt wird. Trotz des geringen Chemikalieneinsatzes erbringt das erfindungsgemäße Verfahren Faserstoffe mit guter Ausbeute und exzellenten Festigkeitseigenschaften. So werden für Einjahrespflanzen- Faserstoffe mit einem Ligningehalt von mehr als 8 %, die nach dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, bei Mahlgraden von nur 20 0SR Werte von mehr als 4,5 km, aber auch Reißlängen von mehr als 5 km und mehr als 6 km gemessen. Damit wird das gewünschte hohe Festigkeitsniveau erreicht. Bei dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren ist man der Auffassung, dass die Qualität des dort erzeugten Hochausbeute-Faserstoffs aus Einjahrespflanzen auf den hohem Chemikalieneinsatz von mehr als 5 % (berechnet als NaOH) zurückzuführen sei. Versu- che haben aber ergeben, dass ein Faserstoff mit gleichen Qualitäten durchaus auch hergestellt werden kann, wenn geringere Mengen an Sulfit eingesetzt werden und wenn auf den Einsatz von Alkali, z. B. von NaOH oder von Na2CO3 verzichtet wird. Der Bedarf an Sulfit kann bei dem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber dem ersten Verfahren um 10 % bis 50 %, in den meisten Fällen um 20 % bis 40 %, üblicherweise um 25 % bis 35 % verringert werden.
Damit ist ein erheblicher Fortschritt zum einen bei den Verfahrenskosten erreicht. Zum anderen arbeitet das zweite erfindungsgemäße Verfahren weitaus umweltfreundlicher, weil insgesamt ein Minimum an Chemikalien eingesetzt wird, um einen besonders hochwertigen und vielseitig verwertbaren Faserstoff zu erzeugen. Zudem ist zur Kreislaufschließung dieses Verfahrens nur eine kleine und deshalb besonders wirtschaftliche und umweltfreundliche Chemikalienwiederaufbereitung erforderlich. Welches der beiden erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, hängt vom aufzuschließenden Rohstoff und von den Anforderungen an den herzustellenden Faserstoff ab.
Das zweite erfindungsgemäße Verfahren wird nach einer vorteilhaften Ausführung zur Herstellung von Hochausbeute-Faserstoffen aus Einjahrespflanzen eingesetzt. Diese hohen Festigkeitswerte sind für Faserstoffe aus Einjahrespflanzen mit einem Ligninge- halt von mehr als 8 % bisher nicht bekannt. Das hohe Festigkeitsniveau kann aber auch für Faserstoffe mit einem noch höheren Ligningehalt beibehalten werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch geeignet zur Herstellung von Faserstoffen aus Einjahrespflanzen mit einem Ligningehalt von mehr als 10 %, bevorzugt mehr als 12 %, vorteilhaft von mehr als 14 % bezogen auf die otro Fasermasse.
Die vorstehend beschriebenen Vorteile treffen uneingeschränkt für Hochausbeute- Faserstoffe aus Einjahrespflanzen zu, die nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden. Es ist als außerordentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen, dass die beschriebenen Festigkeitswerte bereits bei äußerst geringen Mahlgraden erreicht werden, wie sie bisher für Hochausbeute-Faserstoffe in Verbindung mit hohen Festigkeitswerten nicht verfügbar waren. Faserstoffe aus Einjahres- pflanzen zeigen nach dem Stand der Technik bei Mahlgraden von 20 0SR ein nicht akzeptables Festigkeitsniveau. Bekannte Faserstoffe haben bei diesen niedrigen Mahlgra- den bisher Fasern ergeben, die kein ausreichendes Bindungsvermögen aufgewiesen haben und die entsprechend keine ausreichenden Festigkeitseigenschaften für eine wirtschaftliche Verwendung solcher Faserstoffe geboten haben.
Die nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Faserstoffe weisen dagegen bereits bei Mahlgraden im Bereich von 20 0SR Reißlängen von mehr als 4,5 km und Durchreißfestigkeiten von mehr als 45 cN auf, bezogen auf ein Blattgewicht von 100 g/m2. Diese geringen Mahlgrade werden überdies mit einem niedrigen spezifischen Bedarf an Mahlenergie erreicht, der niedriger als 250 kWh/t Faserstoff liegt. Die Erkenntnis, dass das hohe Festigkeitsniveau bereits bei niedrigen Mahlgraden 20 0SR und darunter erreicht wird, ist wesentlicher Teil der Erfindung.
Die Zusammensetzung der zum Aufschluss verwendeten Chemikalienlösung kann in Abstimmung auf das aufzuschließende Holz und die gewünschten Faserstoff- Eigenschaften festgelegt werden. In der Regel wird allein eine Sulfit- Komponente einge- setzt. Alternativ oder in Ergänzung kann eine Sulfid-Komponente hinzu kommen. Ein Aufschluss mit einer Sulfit- Komponente wird durch die Gegenwart von Sulfid- Komponenten nicht gestört. Technisch wird meist Natriumsulfit eingesetzt, aber auch die Verwendung von Ammonium- oder Kaliumsulfit oder von Magnesiumbisulfit ist möglich. Wenn bei dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren hohe Mengen an Sulfit eingesetzt werden, kann auf den Einsatz einer alkalischen Komponente verzichtet werden, weil sich auch ohne Zugabe alkalischer Komponenten ein hoher pH-Wert einstellt, der den Aufschluss begünstigt.
Zur Einstellung des pH-Werts und zur Unterstützung der Delignifizierung kann für das erste erfindungsgemäße Verfahren eine saure und/oder eine alkalische Komponente zudosiert werden. Als alkalische Komponente wird technisch meist Natriumhydroxid (NaOH) eingesetzt. Möglich ist aber auch der Einsatz von Carbonaten, insbesondere Natriumcarbonat. Die Angaben zu Chemikalien-Mengen des ersten erfindungsgemäßen Aufschlussverfahrens in diesem Dokument, z. B. zum Gesamt-Chemikalieneinsatz oder zur Aufteilung der Sulfit- Komponente und der alkalischen Komponente, sind, soweit nicht anders angegeben, jeweils berechnet und angegeben als Natriumhydroxid (Na- OH). Die Angaben zu Chemikalien-Mengen des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens in diesem Dokument sind jeweils berechnet und angegeben als Natriumsulfit.
Als saure Komponente können für das erste erfindungsgemäße Verfahren Säuren zudosiert werden, um den gewünschten pH-Wert einzustellen. Bevorzugt wird aber der Zusatz von SO2, ggf. in wässriger Lösung. Es ist preiswert und gut verfügbar, insbesondere dann, wenn die verbrauchte Chemikalienlösung z. B. auf der Basis von Natriumsulfit, nach dem Aufschluss für eine Weiterverwendung aufbereitet wird.
Es wird für beide erfindungsgemäßen Verfahren als eigenständige erfinderische Leistung angesehen, die Vorteile der Verwendung einer Chinon-Komponente für den erfin- dungsgemäßen Hochausbeute-Aufschluss erkannt zu haben. Chinon-Komponenten, insbesondere Anthrachinon, werden bisher bei der Herstellung von Zellstoffen mit minimalem Ligningehalt eingesetzt, um gegen Ende des Aufschlusses einen unerwünschten Angriff auf die Kohlenhydrate zu verhindern. Durch Zusatz von Chinon- Komponenten wird es möglich, den Aufschluss von Einjahrespflanzen weiter bis zum annähernd vollständigen Abbau des Lignins fortzuführen. Es hat sich als bisher nicht gekannte, unerwartete Eigenschaft von Chinon-Komponenten herausgestellt, dass diese die Geschwindigkeit des Ligninabbaus bei der Herstellung von Hochausbeute- Zellstoffen signifikant erhöhen. Die Dauer des Aufschlusses kann z. B. bei der Herstellung von Einjahrespflanzen-Faserstoffen um mehr als die Hälfte, je nach Aufschlussbe- dingungen um mehr als drei Viertel verkürzt werden. Diese bemerkenswerte Wirkung wird mit minimalem Einsatz von Chinon erreicht. Zweckmäßig ist ein Einsatz von z. B. Anthrachinon zwischen 0,005 % und 0,5 %, vorteilhaft werden 0,025-0,2 % Anthrachinon, besonders vorteilhaft 0,025-0,1 % Anthrachinon eingesetzt. Ein Einsatz von Anthrachinon von bis zu 1 % erbringt auch die gewünschte Wirkung. Ein Einsatz von mehr als 3 % Anthrachinon ist meist unwirtschaftlich.
Aus einzelnen oder mehreren der vorgenannten Chemikalien wird für die erfindungsgemäßen Verfahren eine Chemikalienlösung hergestellt. Meist wird eine wässrige Lö- sung angesetzt. Als Option kann auch der Einsatz oder der Zusatz von organischen Lösungsmitteln vorgesehen werden. Alkohol, insbesondere Methanol und Ethanol, ergeben in Mischung mit Wasser besonders wirkungsvolle Chemikalienlösungen für die Herstellung von qualitativ hochwertigen Hochausbeute-Faserstoffen. Das Mischungs- Verhältnis von Wasser und Alkohol kann für den jeweiligen Rohstoff in wenigen Versuchen optimiert werden.
Die erfindungsgemäßen Verfahren können in einem weiten pH-Wert-Bereich durchgeführt werden. Das Verhältnis von alkalischer Komponente zu saurer Komponente bzw. der Einsatz einer sauren oder einer alkalischen Komponente kann beim ersten erfindungsgemäßen Verfahren so eingestellt sein, dass zu Beginn des Verfahrens ein pH- Wert zwischen 5,5 und 11, bevorzugt zwischen 5,5 und 10, besonders bevorzugt zwischen 7,5 und 8,5 eingestellt wird. Die eher alkalischen pH-Werte zwischen 8 und 11, die für die erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft sind, begünstigen auch die Wirkung der Chinon-Komponente. Die erfindungsgemäßen Verfahren sind hinsichtlich des pH- Werts tolerant; es sind insbesondere beim zweiten erfindungsgemäßen Verfahren keine oder wenig Chemikalien zur pH-Wert Einstellung erforderlich. Dies wirkt sich günstig auf die Kosten für Chemikalien aus.
Ohne weiteren Zusatz von Säure oder alkalischer Komponente stellt sich am Ende des Aufschlusses ein pH-Wert zwischen 5,5 und 10, meist zwischen 7,5 und 8,5 in der frei fließenden Chemikalienlösung sowie den darin gelösten organischen Bestandteilen, die durch den Aufschluss verflüssigt wurden, ein. Zu den gelösten organischen Bestandteilen zählen vor allem Lignosulfonate.
Das Flottenverhältnis, also das Verhältnis der Menge der otro Einjahrespflanzen zur Chemikalienlösung, wird für beide Verfahren zwischen 1 : 1,5 und 1 : 6 eingestellt. Bevorzugt wird ein Flottenverhältnis von 1 : 3 bis 1 : 5. In diesem Bereich ist eine gute und einfache Mischung und Imprägnierung des aufzuschließenden Materials gewährleistet. Für Einjahrespflanzen wird ein Flottenverhältnis von 1 : 4 bevorzugt.
Die Mischung oder Imprägnierung der Einjahrespflanzen-Hackschnitzel erfolgt vorzugsweise bei erhöhten Temperaturen. Ein Erhitzen der Hackschnitzel und der Chemi- - I4 -
kalienlösung auf bis zu 170 0C, bevorzugt auf bis zu 150 0C, besonders bevorzugt auf bis zu 130 0C führt zu einem schnellen und gleichmäßigen Aufschluss der Einjahrespflan- zen. Für das Mischen oder Imprägnieren der Hackschnitzel ist ein Zeitraum von bis zu 30 Minuten, bevorzugt von bis zu 60 Minuten, besonders bevorzugt von bis zu 90 Minu- ten vorteilhaft. Die jeweils optimale Zeitdauer hängt unter anderem von der Menge der Chemikalien und dem Flottenverhältnis sowie der Art des Aufschlusses (flüssig oder Dampfphase) ab.
Der Aufschluss des mit der Chemikalienlösung gemischten oder imprägnierten lignocel- lulosischen Materials erfolgt bevorzugt bei Temperaturen zwischen 120 0C und 190 0C, vorzugsweise zwischen 150 0C und 180 0C. Für die meisten Einjahrespflanzen werden Aufschluss-Temperaturen zwischen 155 0C und 170 0C eingestellt. Höhere oder niedrigere Temperaturen können eingestellt werden, aber in diesem Temperaturbereich stehen der Energieaufwand für das Aufheizen und die Beschleunigung des Aufschlusses in ei- nem wirtschaftlichen Verhältnis zueinander. Höhere Temperaturen können sich zudem negativ auf die Festigkeiten und den Weißgrad der Faserstoffe auswirken. Der durch die hohen Temperaturen erzeugte Druck kann durch entsprechende Auslegung des Kochers ohne weiteres aufgefangen werden. Üblicherweise beträgt die Dauer des Aufheizens nur wenige Minuten, meist bis zu 30 Minuten, vorteilhaft bis zu 10 Minuten, insbesondere, wenn mittels Dampf aufgeheizt wird. Die Dauer des Aufheizens kann bis zu 90 Minuten, bevorzugt bis zu 60 Minuten dauern, z. B. wenn in flüssiger Phase aufgeschlossen wird und die Chemikalienlösung zusammen mit den Hackschnitzeln zu erhitzen ist.
Die Dauer des Aufschlusses wird vor allem in Abhängigkeit von den gewünschten Faser- stoff-Eigenschaften gewählt. Die Dauer des Aufschlusses kann auf bis zu 2 Minuten verkürzt werden, z. B. für den Fall eines Dampfphasen-Aufschlusses von Einjahrespflanzen mit geringem Ligningehalt. Sie kann aber auch bis zu 180 Minuten betragen, wenn z. B. die Aufschlusstemperatur gering und der natürliche Ligningehalt der aufzuschließenden Einjahrespflanzen hoch ist. Auch wenn der Anfangs-pH-Wert des Aufschlusses im neut- ralen Bereich liegt, kann eine lange Aufschlussdauer erforderlich sein. Bevorzugt beträgt die Aufschlussdauer bis zu 90 Minuten. Besonders bevorzugt beträgt die Aufschlussdauer bis zu 60 Minuten, vorteilhaft bis zu 30 Minuten. Eine Aufschlussdauer von bis zu 60 Minuten kommt vor allem bei Einjahrespflanzen mit geringem Ligningehalt in Betracht. Der Einsatz einer Chinon-Komponente, insbesondere Anthrachinon, ermöglicht eine Verringerung der Aufschlussdauer auf bis zu 25% des Zeitbedarfs ohne Zusatz von Anthrachinon. Wird auf den Einsatz von Chinon- Komponenten verzichtet, verlängert sich für vergleichbare Aufschlussresultate die Aufschlussdauer um mehr als eine Stunde, zum Beispiel von 45 Minuten auf 180 Minuten.
Nach einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Dauer des Aufschlusses in Abhängigkeit von dem gewählten Flottenverhältnis eingestellt. Je geringer das Flottenverhältnis ist, desto kürzer kann die Verfahrensdauer eingestellt sein.
Die Herstellung von Hochausbeute-Faserstoff nach dem ersten erfindungsgemäßen Verfahren mit hohem Chemikalieneinsatz von mehr als 5 % für Einjahrespflanzen, wie es gemäß des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen wird, erscheint zu- nächst unwirtschaftlich. Versuche haben aber ergeben, dass nur ein Teil der Chemikalien während des teilweisen Aufschlusses des lignocellulosischen Materials verbraucht wird. Der überwiegende Teil der Chemikalien wird unverbraucht ausgeschleust, entweder vor dem Aufschluss (Dampfphasen-Aufschluss) oder nach dem Aufschluss (Auf- schluss in der flüssigen Phase). Der eigentliche Verbrauch an Chemikalien liegt unter den in der Aufschluss-Lösung eingesetzten Mengen.
Der Chemikalienverbrauch wird für beide erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren erfasst als die Menge an Chemikalien die - bezogen auf die ursprünglich eingesetzte Menge an Chemikalien - nach dem Entfernen oder Separieren der Chemikalienlösung sowie ggf. dem Erfassen von Chemikalienlösung, die nach dem Zerfasern oder in Verbindung mit einer Erfassung der Chemikalienlösung gemessen wird. Der Chemikalienverbrauch ist abhängig von der absoluten Menge der für den Aufschluss eingesetzten Chemikalien, bezogen auf die aufzuschließende otro Masse an Einjahrespflanzen. Je höher der Einsatz von Aufschlusschemikalien ist, um so geringer ist der direkte Umsatz an Chemikalien. Bei einem Einsatz von 27,5 % Chemikalien bezogen auf otro Einjahres- pflanzen-Masse für das erste erfindungsgemäße Verfahren, werden beispielsweise nur ca. 30 % der eingesetzten Chemikalien verbraucht. Bei Einsatz von 15 % Chemikalien bezogen auf otro Einjahrespflanzen werden jedoch 60 % der eingesetzten Chemikalien - l6 -
verbraucht, wie in Laborversuchen nachgewiesen werden konnte. Der Chemikalienverbrauch für das erste erfindungsgemäße Verfahren beträgt nach einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens während des Aufschlusses bis zu 80 %, bevorzugt bis zu 40 %, besonders bevorzugt bis zu 40 %, vorteilhaft bis zu 20%, besonders vorteilhaft bis zu 10% des Chemikalieneinsatzes, der zu Beginn des Aufschlusses eingesetzt wird.
Der Chemikalienverbrauch zum Herstellen einer Tonne Faserstoff liegt bei ca. 6 % bis 14 % Sulfit- und/oder Sulfid-Komponente sowie ggf. alkalischer und/oder sauerer Komponente sowie ggf. Chinon-Komponente bezogen auf otro Faserstoff (Laub- und Nadel- holz). Erfindungsgemäß genügt diese Menge Chemikalien nach dem ersten vorgeschlagenen Verfahren, um einen Faserstoff mit den vorgegebenen Eigenschaften herzustellen. Um jedoch ein gleichmäßiges Verfahrensergebnis zu gewährleisten und ggf. besondere, gewünschte Faserstoff- Eigenschaften zu erhalten, kann es sich gemäß des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens als sinnvoll erweisen, höhere Chemikalienmengen für den Aufschluss einzusetzen, z. B. die vorstehend genannten bis zu 30% Chemikalien bezogen auf otro Einjahrespflanzen-Masse.
Der Einsatz dieser Chemikalienmengen zu Beginn des Aufschlusses zeigt beim ersten erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafte Wirkung, da die auf diese Weise erhaltenen Faserstoffe bisher nicht verfügbare Eigenschaften, insbesondere hohe Festigkeitseigenschaften und hohe Weißgrade aufweisen. Insbesondere ist bisher kein Aufschlussverfahren verfügbar, dass über ein breites pH-Wert-Spektrum vom neutralen bis zum alkalischen Bereich Faserstoffe mit hohen Festigkeiten erzeugt. Als wirtschaftlich besonders attraktiv hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäß hergestellten Faserstoffe mit weitaus geringerem Energiebedarf auf vorgegebene Mahlgrade zu mahlen sind als bekannte Faserstoffe aus Einjahrespflanzen. Zudem entwickeln sie die hohen Festigkeiten bereits bei ungewöhnlich niedrigen Mahlgraden von 20 0SR.
Ein Überschuss an Chemikalien befindet sich bei beiden erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Mischen und Imprägnieren der Einjahrespflanzen mit der Chemikalienlösung bzw. nach dem Aufschluss in der frei fließenden Flüssigkeit. Dieser Überschuss wird vor dem Aufschluss (1. Alternative) oder nach dem Aufschluss (2. Alternative) abgezogen. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Verfahren wird die Zusammensetzung der - Y] -
entfernten Chemikalienlösung erfasst und anschließend für den erneuten Einsatz zur Herstellung von Fasern auf eine vorgegebene Zusammensetzung eingestellt. Die Chemikalienlösung, die vor oder nach dem Aufschluss der Einjahrespflanzen entfernt wird, weist nicht mehr die ausgangs eingestellte Zusammensetzung auf. Mindestens ein Teil der zum Aufschluss eingesetzten Chemikalien ist - wie vorstehend beschrieben - in das aufzuschließende Material eingedrungen und/oder ist beim Aufschluss verbraucht worden. Die unverbrauchten Chemikalien können ohne weiteres wieder für den nächsten Aufschluss eingesetzt werden. Es wird jedoch für beide erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen, die Zusammensetzung der entfernten Chemikalienlösung zunächst zu bestimmen und dann die verbrauchten Anteile an z. B. Sulfit, alkalischer Komponente, Chinon-Komponente oder auch Wasser bzw. Alkohol zu ergänzen, um wieder die vorgegebene Zusammensetzung für den nächsten Aufschluss herzustellen. Dieser Ergänzungsschritt wird auch als Aufstärken bezeichnet.
Es ist als erheblicher Vorteil dieser Maßnahme anzusehen, dass die Chemikalienlösung erst recht bei einem Entfernen vor dem Aufschluss, aber auch bei einem Entfernen nach dem Aufschluss gar keine oder nur sehr wenige Substanzen enthält, die sich bei einer erneuten Verwendung der aufgestärkten Chemikalienlösung für den nächsten Aufschluss als störend erweisen. Das erste erfindungsgemäße Verfahren, dass darauf ab- stellt, bei der Imprägnierung ein Überangebot an Aufschluss-Chemikalien zur Verfügung zu stellen, kann also trotz der zunächst unwirtschaftlich erscheinenden Vorgehensweise des hohen Chemikalieneinsatzes äußerst wirtschaftlich arbeiten, denn das Entfernen bzw. das Separieren und das Aufstärken der Chemikalienlösung kann einfach und kostengünstig durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäßen Verfahren werden gezielt so gesteuert, dass nur möglichst wenig des eingesetzten Ausgangsmaterials abgebaut oder gelöst wird. Angestrebt wird es, einen Faserstoff herzustellen, der mindestens 4 % Lignin bezogen auf die otro Fasermasse aufweist, bevorzugt von mindestens 5 % Lignin, besonders bevorzugt von min- destens 6 % Lignin, vorteilhaft von mindestens 7 % Lignin.
Die Ausbeute der erfindungsgemäßen Verfahren liegt bei mindestens 70 %, bevorzugt bei mehr als 75 %, vorteilhaft bei mehr als 80 %, jeweils bezogen auf die eingesetzten Einjahrespflanzen. Diese Ausbeute korreliert mit dem vorstehend angegeben Ligninge- halt des Faserstoffs. Der ursprüngliche Ligningehalt der Einjahrespflanzen ist spezifisch für die Art. Der Ausbeuteverlust stellt sich bei dem vorliegenden Verfahren überwiegend als Verlust an Lignin dar. Bei unspezifischen Aufschlussverfahren ist der Anteil an Koh- lenhydraten deutlich erhöht, z. B. weil Aufschluss-Chemikalien in an sich unerwünschter Weise auch Cellulose oder Hemicellulosen in Lösung bringen.
Eine weitere, vorteilhafte Maßnahme ist es, nach dem Zerfasern und ggf. Mahlen des lignocellulosischen Materials die noch verbliebene Chemikalienlösung zu entfernen und einer Weiterverwendung zuzuführen. Diese Weiterverwendung kann für beide Verfahren in bevorzugter Ausgestaltung zwei Aspekte umfassen. Zum einen wird das während des teilweisen Aufschlusses abgebaute oder in Lösung gebrachte organische Material, überwiegend Lignin, weiter genutzt. Es wird beispielsweise verbrannt um Prozessenergie zu gewinnen. Oder es wird aufbereitet, um anderweitig genutzt zu werden. Zum an- deren werden die verbrauchten und unverbrauchten Chemikalien wieder so aufbereitet, dass sie für einen erneuten, teilweisen Aufschluss von lignocellulosischem Material eingesetzt werden können. Dazu gehört die Aufbereitung von verbrauchten Chemikalien.
Nach einer besonders bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Verfahren wird die eingesetzte Chemikalienlösung außerordentlich effizient genutzt. Nach dem Zerfasern und ggf. Mahlen wird der Faserstoff gewaschen, um die Chemikalienlösung so weit wie möglich durch Wasser zu verdrängen. Das bei diesem Wasch- bzw. Verdrängungsvorgang entstehende Filtrat enthält beträchtliche Mengen an Chemikalienlösung und organischem Material. Erfindungsgemäß wird dieses Filtrat der entfernten oder separierten Chemikalienlösung zugeführt, bevor die Chemikalienlösung aufgestärkt und dem nächsten Aufschluss zugeführt wird. Die im Filtrat enthaltenen Chemikalien und organischen Bestandteile stören den Aufschluss nicht. Soweit sie noch einen Beitrag zur Delignifizie- rung während des nächsten Aufschlusses leisten, wird ihr Gehalt in der Chemikalienlösung erfasst und bei der Bestimmung der für diesen Aufschluss erforderlichen Chemika- lienmenge berücksichtigt. Die weiter in dem Filtrat enthaltenen Chemikalien verhalten sich während des anstehenden Aufschlusses inert. Sie stören nicht. Die im Filtrat enthaltenen organischen Bestandteile verhalten sich ebenfalls inert. Sie werden nach dem nächsten Aufschluss bei der Aufbereitung der Chemikalienlösung weiter verwendet, entweder um Prozessenergie zu erzeugen oder auf andere Weise.
Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, dass durch diese Führung des Filtrats weniger Frischwasser und weniger Chemikalien für den Aufschluss verwendet werden. Gleichzeitig wird ein Maximum an gelöstem organischem Material erfasst. Auch diese verbesserte Nutzung des in Lösung gegangenen organischen Materials verbessert die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Im Folgenden werden Wege zur Herstellung sowie wesentliche Eigenschaften des erfin- dungsgemäßen Faserstoffs anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Die Eigenschaften der Fasern wurden nach folgenden Standards erfasst und gemessen:
Die Ausbeute wurde durch Wägung des eingesetzten Rohstoffs und des nach dem Aufschluss oder der Bleiche erhaltenen Faserstoffs, jeweils bei 105 0C auf Gewichtskonstanz (otro) getrocknet, berechnet.
Der Ligningehalt wurde als Klason-Lignin bestimmt gemäß TAPPI T 222 om-98. Das säurelösliche Lignin wurde bestimmt gemäß TAPPI UM 250 Der Weißgrad wurde ermittelt durch Herstellung der Prüfblätter nach Zellcheming- Merkblatt V/19/63, gemessen wurde nach SCAN C 11:75 mit einem Datacolor el- repho 450 x Photometer; die Weiße ist in Prozent nach der ISO-Norm 2470 angegeben.
Die Opazität wurde nach den Vorschriften des Zellcheming-MerkblattsVI/1/66 bestimmt. - Die papiertechnologischen Eigenschaften wurden an Prüfblättern bestimmt, die nach Zellcheming-Merkblatt V/8/76 hergestellt wurden. Raumgewicht wurde nach Zellcheming- Vorschrift V/11/57 ermittelt. Reißlänge wurde nach Zellcheming- Vorschrift V/ 12/57 bestimmt. Die Durchreißfestigkeit wurde nach DIN 53 128 Elmendorf ermittelt. Sie wird für ein Blatt mit einem Blattgewicht 100 g/m2 angegeben.
- Der Mahlgrad wurde nach Zellcheming-Merkblatt V/3/62 erfaßt.
- Die Ermittlung von Tensile-, Tear- und Burst-Index erfolgte gemäß TAPPI 220 sp-96. AlIe Prozentangaben in diesem Dokument sind Gewichtsangaben, soweit nicht anders vermerkt.
Erstes erfindungsgemäßes Verfahren Beispiel l - Aufschluss in flüssiger Phase
Bagassen-Hackschnitzel werden nach einer Dämpfung (30 Minuten bei Sattdampf mit 1050C) mit einer Natriumsulfit-Aufschlusslösung bei einem Flottenverhältnis von Ba- gasse : Aufschlusslösung 1 : 3 versetzt. Der gesamte Einsatz an Chemikalien betrug 27,5 % bezogen auf otro Bagassen-Hackschnitzel. Der pH-Wert zu Beginn des Aufschlusses wurde auf pH 8,5 bis 9,5 eingestellt.
Die mit Chemikalienlösung imprägnierten Bagassen-Hackschnitzel wurden über einen Zeitraum von 90 Minuten auf 1700C aufgeheizt und über 30 Minuten bei dieser maximalen Temperatur aufgeschlossen.
Anschließend wurde die frei fließende Flüssigkeit durch Zentrifugieren entfernt, aufgefangen und in einer Anordnung zum Rückführen unverbrauchter Flüssigkeit analysiert und aufgestärkt und so für den nächsten Aufschluss bereitgestellt.
Die aufgeschlossenen Bagassen-Hackschnitzel wurden zerfasert. Teilmengen des so erzeugten Faserstoffs wurden verschieden lang gemahlen, um die Festigkeit bei verschiedenen Mahlgraden zu ermitteln. Der Energieaufwand zum Zerfasern der teilweise aufgeschlossenen Bagassen-Hackschnitzel betrug weniger als 300 kWh/t Faserstoff.
Beispiel 2
Bagassen-Hackschnitzel werden mit 27,5 % Chemikalienzusatz bei einem Flottenverhältnis von Holz : Chemikalienlösung = 1 : 5 bei 1200C in der Dampfphase für 120 Minuten imprägniert. Als Chemikalien werden Sulfit und 0,1 % Anthrachinon eingesetzt. Zu Beginn der Imprägnierung stellt sich ein pH-Wert von 9,4 ein. Nach der Imprägnie- rung wird die Chemikalienlösung entfernt.
Die mit der Chemikalienlösung imprägnierten Hackschnitzel werden mit Dampf in ca. 5 Minuten auf 1700C aufgeheizt. Diese Dampfphase bei 1700C wird über 15-20 Minuten gehalten. dann wird der Dampf abgelassen und innerhalb von 30 Sekunden wird der Kocher auf 1000C abgekühlt, und es stellt sich Umgebungsdruck ein. Die Hackschnitzel werden dem Kocher entnommen und zerfasert. Teilmengen des so hergestellten Bagas- sen-Faserstoffs werden gemahlen und für die gemahlenen Teilmengen werden Mahl- grad und Faserstoff- Eigenschaften bestimmt.
Zweites erfϊndungsgemäßes Verfahren Beispiel 1 - Aufschluss in flüssiger Phase
Bagassen-Hackschnitzel werden nach einer Dämpfung (30 Minuten bei Sattdampf mit 105 0C) mit einer Natriumsulfit-Aufschlusslösung bei einem Flottenverhältnis von Holz : Aufschlusslösung 1 : 3 versetzt. Der gesamte Einsatz an Chemikalien betrug 15 % berechnet als Natriumsulfit, bezogen auf otro Bagassen-Hackschnitzel.
Die mit Chemikalienlösung imprägnierten Bagassen-Hackschnitzel wurden über einen Zeitraum von 90 Minuten auf 170 0C aufgeheizt und über 30 Minuten bei dieser maximalen Temperatur aufgeschlossen. Der Anfangs-pH-Wert stellte sich im Bereich von pH 8,0 bis 9,5 ein.
Anschließend wurde die frei fließende Flüssigkeit durch Zentrifugieren entfernt, aufge- fangen und in einer Anordnung zum Rückführen unverbrauchter Flüssigkeit analysiert und aufgestärkt und so für den nächsten Aufschluss bereitgestellt. Aufstärken bedeutet, dass die vorgegebene Sulfitkonzentration durch Zugabe von frischem oder wieder aufbereitetem Sulfit erneut für den nächsten Aufschluss eingestellt wird. Der Chemikalienverbrauch bei diesem ersten Aufschluss beträgt 82 %.
Die aufgeschlossenen Bagassen-Hackschnitzel wurden zerfasert. Teilmengen des so erzeugten Faserstoffs wurden verschieden lang gemahlen, um die Festigkeit bei verschiedenen Mahlgraden zu ermitteln. Der Energieaufwand zum Zerfasern der teilweise aufgeschlossenen Bagassen-Hackschnitzel betrug weniger als 300 kWh/t Faserstoff.
Die Ausbeute beträgt 79,2 % bezogen auf otro Faserstoff. Die Reißlänge wurde bei 16 0SR mit 4,5 km gemessen, der Tear-Index mit 7,0 mN*m2/g. Der Weißgrad wurde nach dem Aufschluss mit 41 % ISO bestimmt. Beispiel 2
Bagassen-Hackschnitzel werden mit 23,6 % Sulfit bei einem Flottenverhältnis von Holz : Chemikalienlösung = 1:5 bei 120 0C in der Dampfphase für 120 Minuten imprägniert. Als Chemikalien werden Sulfit und 0,1 % Anthrachinon eingesetzt. Zu Beginn der Imprägnierung stellt sich ein pH-Wert von 9,4 ein. Nach der Imprägnierung wird die Chemikalienlösung entfernt.
Die mit der Chemikalienlösung imprägnierten Hackschnitzel werden mit Dampf in ca. 5 Minuten auf 170 0C aufgeheizt. Diese Dampfphase bei 170 0C wird über 20 Minuten gehalten. Dann wird der Dampf abgelassen und innerhalb von 30 Sekunden wird der Kocher auf 100 0C abgekühlt, und es stellt sich Umgebungsdruck ein. Die Hackschnitzel werden dem Kocher entnommen und zerfasert. Teilmengen des so hergestellte Bagas- sen-Faserstoffs werden gemahlen und für die gemahlenen Teilmengen werden Mahl- grad und Faserstoff-Eigenschaften bestimmt.
Bei 16 0SR wurden 5 km Reißlänge und 102 cN / 100 g/m2 Papiergewicht gemessen. Der Weißgrad wurde mit 42,6 % ISO bestimmt und die Ausbeute betrug 78,9 %.

Claims

Ansprüche
1. Lignocellulosischer Faserstoff aus Einjahrespflanzen mit einer Reißlänge von mehr als 4,5 km bei 20 0SR und einem Ligningehalt von mindestens 8 % bezogen auf den otro Faserstoff im ungebleichten Zustand.
2. Faserstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ligningehalt des un- gebleichten Faserstoffs mindestens 10 %, bevorzugt mindestens 12 % und vorteilhaft mindestens 14 % des otro Faserstoffs beträgt.
3. Faserstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reißlänge mehr als 5 km, bevorzugt mehr als 6 km, besonders bevorzugt mehr als 7 km beträgt.
4. Faserstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Durchreißfestigkeit aufweist, die bei einem Blattgewicht von 100 g/m2 mindestens 45 cN bei 20 0SR beträgt.
5. Faserstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ungebleichte Faserstoff einen Weißgrad von mindestens 35 % ISO aufweist.
6. Lignocellulosischer Faserstoff aus Einjahrespflanzen mit einer Reißlänge von mehr als 4,5 km bei 20 0SR und einem Ligningehalt von mindestens 7 % bezogen auf den otro Faserstoff im gebleichten Zustand.
7. Faserstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserstoff mit einem Ligningehalt von mehr als 7 % bezogen auf den otro Faserstoff nach einer Bleiche einen Weißgrad von mindestens 60 % ISO aufweist.
8. Faserstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gebleichte Faserstoff einen Weißgrad von mehr als 65 % ISO, bevorzugt von mehr als 70 % ISO aufweist.
9. Faserstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der gebleichte Faserstoff bei 20 0SR eine Reißlänge von mehr als 5 km, bevorzugt von mehr als 6,5 km, vorteilhaft von mehr als 7,5 km aufweist.
10. Faserstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der gebleichte Faserstoff mit einem Ligningehalt von mehr als 7 % bei 20 0SR eine Durchreißfestigkeit von mehr als 45 cN aufweist.
11. Verfahren zum Herstellen von Faserstoff aus Einjahrespflanzen mit einem Lignin- gehalt von mindestens 8 % bezogen auf die otro Fasermasse, mit den Schritten
- Herstellen einer Chemikalienlösung mit mehr als 5 % Chemikalien (berechnet als NaOH), jeweils bezogen auf die otro Menge der Einjahrespflanzen
- Mischen der Chemikalienlösung mit den Einjahrespflanzen in einem vorgegebenen Flottenverhältnis - Erwärmen der Chemikalienlösung und der Einjahrespflanzen auf eine Temperatur über Raumtemperatur und anschließend
- entweder (1. Alternative)
Entfernen frei fließender Chemikalienlösung und Aufschließen der Einjahrespflanzen in der Dampfphase - oder (2. Alternative)
Aufschließen der Einjahrespflanzen in flüssiger Phase und
Separieren der frei fließenden Chemikalienlösung und der Einjahrespflanzen.
12. Verfahren zum Herstellen von Faserstoff aus lignocellulosischem Rohstoff mit den Schritten
Herstellen einer Chemikalienlösung mit weniger als 20 % Sulfit (berechnet als NaSθ3) bezogen auf die otro Menge des lignocellulosischen Rohstoffs Mischen der Chemikalienlösung mit Holz in einem vorgegebenen Flottenverhältnis - Erwärmen der Chemikalienlösung und des Holzes auf eine Temperatur über
Raumtemperatur und anschließend entweder (1. Alternative) Entfernen frei fließender Chemikalienlösung und Aufschließen des Holzes in der Dampfphase
- oder (2. Alternative)
Aufschließen des Holzes in flüssiger Phase und
Separieren der frei fließenden Chemikalienlösung und des Holzes.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Faserstoff mit einem Gehalt von mindestens 8 % Lignin, bevorzugt mindestens 10 % Lignin, vorteilhaft mindestens 12 % Lignin, besonders vorteilhaft mindestens 14% Lignin bezogen auf otro Faserstoff hergestellt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Chemikalienlösung Sulfite und Sulfide, einzeln oder in Mischung eingesetzt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der
Chemikalienlösung eine saure und / oder eine alkalische Komponente, insbesondere eine Säure, Schwefeldioxid, Natriumhydroxid und/oder ein Karbonat eingesetzt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufschluss eine alkalische Komponente und eine saure Komponente, insbesondere SO2 eingesetzt werden, wobei das Verhältnis alkalische Komponente : SO2 in einem Bereich von 4 : 1 bis 1,6 : 1, vorzugsweise auf 2 : 1 eingestellt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Chemikalienlösung Natrium-, Kalium-, Magnesium- und/oder Ammoniumsulfϊte eingesetzt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Chemikalienlösung eine Chinon-Komponente eingesetzt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufschluss 10 % Chemikalien oder mehr, vorzugsweise 12 % Chemikalien oder mehr, besonders be- vorzugt 15 % Chemikalien oder mehr eingesetzt werden.
20. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einem pH-Wert zwischen 5,5 und 11, bevorzugt zwischen 5,5 und 10, besonders bevorzugt zwischen 7,5 und 8,5 durchgeführt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flottenverhältnis Einjahrespflanzen : Chemikalienlösung zwischen 1:1,5 und 1:6, bevorzugt zwischen 1 : 3 und 1 : 5 eingestellt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen der Chemikalienlösung und der Einjahrespflanzen auf bis zu 170 0C, bevorzugt auf bis zu 150 0C, vorteilhaft auf bis zu 130 0C erfolgt.
23. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen der Einjahrespflanzen und ggf. der Chemikalienlösung bis zu 90 Minuten, bevorzugt bis zu 60 Minuten, vorteilhaft bis zu 30 Minuten, besonders vorteilhaft bis zu 10 Minuten dauert.
24. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschließen der Einjahrespflanzen bei Temperaturen zwischen 120 0C und 190 0C, bevorzugt bei Temperaturen zwischen 150 0C und 180 0C, besonders bevorzugt bei Temperaturen zwischen 160 0C und 170 0C durchgeführt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschließen der Einjahrespflanzen bis zu 180 Minuten, bevorzugt bis zu 90 Minuten, besonders bevorzugt bis zu 60 Minuten, vorteilhaft bis zu 30 Minuten, besonders vorteilhaft bis zu 2 Minuten dauert.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des Auf- schließens in Abhängigkeit vom Flottenverhältnis gewählt wird.
27. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrauch an Che- mikalien während des Aufschlusses bis zu 80 %, bevorzugt bis zu 40 %, besonders bevorzugt bis zu 40 %, vorteilhaft bis zu 20%, besonders vorteilhaft bis zu 10% des Chemikalieneinsatzes zu Beginn des Aufschlusses beträgt.
28. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufschließen von lignocellulosischem Rohstoff mit einem Ligningehalt von mehr als 14 % bezogen auf otro Rohstoff bis zu 13 % Sulfit bezogen auf otro lignocellulosischen Rohstoff verbraucht werden, dass zum Aufschließen von lignocellulosischem Rohstoff mit einem Ligningehalt von 12% bis 25% bezogen auf otro Rohstoff bis zu 10 % Sulfit ver- braucht werden, und dass zum Aufschließen von lignocellulosischem Rohstoff mit einem Ligningehalt von bis zu 10 % bezogen auf otro Rohstoff weniger als 10 % Sulfit verbraucht werden, mindestens aber 5 % Sulfit eingesetzt werden.
29. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrauch an Sulfit während des Aufschlusses bis zu 80 %, bevorzugt bis zu 60 %, besonders bevorzugt bis zu 40 % des Sulfiteinsatzes zu Beginn des Aufschlusses beträgt.
30. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Chemikalienlösung bis zu 75 Gew.-% des Sulfits aus der Rückführung von bereits zum Aufschluss verwendeter Chemikalienlösung eingesetzt wird, und dass mindestens 25 Gew.-% des Sulfits frisch zugesetzt werden.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Chemikalienlösung bis zu 50 Gew.-% des Sulfits aus der Rückführung von bereits zum Aufschluss verwendeter Chemikalienlösung eingesetzt wird, und dass mindestens 50 Gew.-% des Sulfits frisch zugesetzt werden.
32. Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung der Chemikalienlösung frisches Sulfit in folgenden Mengen zugesetzt wird: bis zu 13% bei lignocellulosischem Rohmaterial von mehr als 25 % Ligningehalt bezogen auf otro Rohmaterial, bis zu 10 % bei lignocellulosischem Rohmaterial mit einem Ligningehalt von 20 % bis 25% bezogen auf otro Rohmaterial und weniger als 10 % bei lignocellulosischem Rohmaterial mit einem Ligningehalt von weniger als 20 %, jeweils berechnet als NaSOß bezogen auf otro lignocellulosisch.es Rohmaterial.
33. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung der entfernten oder separierten Chemikalienlösung erfasst und anschlie- ßend für den erneuten Einsatz zur Herstellung von Fasern auf eine vorgegebene Zusammensetzung eingestellt wird.
34. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Zerfasern und ggf. Mahlen des aufgeschlossenen lignocellulosischen Materials freigesetz- te Chemikalienlösung entfernt wird und einer Weiterverwendung zugeführt wird.
35. Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass durch Kreislaufführung der Aufschlusslösung der Feststoffgehalt dieser im Kreis geführten Aufschlusslösung um bis zu 5 %, bevorzugt um bis zu 10 %, besonders bevorzugt um bis zu 15 % ansteigt.
36. Verfahren nach Anspruch 11, 12, 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass die im Kreislauf geführte Aufschlusslösung einen um bis zu 1,5 MJ/kg höheren Heizwert aufweist als eine frisch angesetzte Aufschlusslösung.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009010696A1 (de) * 2009-02-27 2010-09-02 Voith Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung von Magazinpapier
DE102009057208A1 (de) * 2009-11-27 2011-06-01 Technische Universität Dresden Verfahren zur Herstellung von lignozellulosen Papierfaserstoffen sowie daraus gewonnene Papiere, Kartone und Pappen
FI20105799A0 (fi) * 2010-07-13 2010-07-13 Olli Joutsimo Parantunut kemiallisen massan valmistusprosessi
WO2021110188A1 (de) * 2019-12-03 2021-06-10 Klingele Papierwerke Gmbh & Co. Kg Verfahren und vorrichtung zur herstellung von faserstoff mit einem zuführsystem und einem schneckensystem

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3078208A (en) * 1958-09-11 1963-02-19 Stora Kopparbergs Bergslags Ab Method for the production of neutral sulfite pulp
CN1310258A (zh) * 2001-03-16 2001-08-29 山东大学 生物预处理制备化学机械草浆的工艺
EP1316639A1 (de) * 2001-11-30 2003-06-04 SCA Hygiene Products GmbH Die Verwendung von Ozone zur Erhöhung der Nassfestigkeit von Papier und Vliesstoff
US20060266487A1 (en) * 2005-01-08 2006-11-30 Thomas Scherb Method for the production of tissue paper
EP1775380A2 (de) * 2005-10-13 2007-04-18 Voith Paper Patent GmbH Verfahren zur Herstellung von Tissuepapier
WO2007140829A1 (de) * 2006-06-03 2007-12-13 Hydac System Gmbh Wärmeaustauschvorrichtung
WO2007140837A2 (de) * 2006-06-08 2007-12-13 Voith Patent Gmbh Verfahren zum herstellen von faserstoff
WO2008077450A1 (de) * 2006-12-23 2008-07-03 Voith Patent Gmbh Verfahren zur herstellung von tissuepapier

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT53081B (de) 1911-01-20 1912-04-10 Michael Gabriel Geneigte Sportschlittenbahn mit künstlicher Kühlung.
DD105273A1 (de) * 1972-10-19 1974-04-12
SE413684C (sv) * 1974-09-23 1987-05-18 Mo Och Domsjoe Ab Forfarande for framstellning av cellulosamassa i utbytesomradet 65-95 %
FR2436844A2 (fr) * 1978-09-19 1980-04-18 Creusot Loire Procede et machine de fabrication de pate a papier
SE8501246L (sv) * 1985-03-13 1986-09-14 Eka Ab Sett att tillverka blekt, kemimekanisk och halvkemisk fibermassa med anvendning av enstegsimpregnering
DE3932347A1 (de) * 1989-09-28 1991-04-11 Feldmuehle Ag Herstellung chemo-mechanischer und/oder chemo-thermo-mechanischer holzstoffe
DE4228171C2 (de) * 1992-08-25 1995-06-14 Kaemmerer Projekt Agentur Gmbh Verfahren zur Gewinnung von Zellstoffen

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3078208A (en) * 1958-09-11 1963-02-19 Stora Kopparbergs Bergslags Ab Method for the production of neutral sulfite pulp
CN1310258A (zh) * 2001-03-16 2001-08-29 山东大学 生物预处理制备化学机械草浆的工艺
EP1316639A1 (de) * 2001-11-30 2003-06-04 SCA Hygiene Products GmbH Die Verwendung von Ozone zur Erhöhung der Nassfestigkeit von Papier und Vliesstoff
US20060266487A1 (en) * 2005-01-08 2006-11-30 Thomas Scherb Method for the production of tissue paper
EP1775380A2 (de) * 2005-10-13 2007-04-18 Voith Paper Patent GmbH Verfahren zur Herstellung von Tissuepapier
WO2007140829A1 (de) * 2006-06-03 2007-12-13 Hydac System Gmbh Wärmeaustauschvorrichtung
WO2007140837A2 (de) * 2006-06-08 2007-12-13 Voith Patent Gmbh Verfahren zum herstellen von faserstoff
WO2008077450A1 (de) * 2006-12-23 2008-07-03 Voith Patent Gmbh Verfahren zur herstellung von tissuepapier

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIEBEGOTT T JOACHIMIDES N: "choosing the best brightening process", PULP AND PAPER CANADA, ST LAURENT, CA, vol. 80, no. 12, 1 December 1979 (1979-12-01), pages 59 - 85, XP009094432 *

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