Verfahren zur Herstellung von Zellstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herabset zung des agglomerierbaren (d.h. absetzbaren oder stö renden) Harz- oder Pechgehaltes in der Magnesium- oder Calciumbisulfitkochung von Holz zu Zellstoff.
Es sind schon viele Versuche mit oberflächenaktiven Stoffen zur Bekämpfung der Harz- oder sogenannten Pechschwierigkeiten unternommen worden. Dabei hat man diese Stoffe sowohl der Kochlösung oder dem Kochgut zugesetzt oder aber erst in der Bleicherei einge setzt.
Die Zusätze oberflächenaktiver Stoffe lagen auf- grund von Erfahrungswerten stets höher als 0,1% be- rechnet auf das Gewicht des zu kochenden Holzes.
Da durch sind in den meisten Fällen Störungen, hervorgeru fen durch Giftigkeit der Produkte, starke Schaument wicklung, Ausscheidung der oberflächenaktiven Stoffe, Qualitätsveränderungen an der Zellulose, Schaumbil dung bei der Hefegewinnung z.B. bei der Calciumbisul- fit-Ablauge-Verwertung, Rückgang der Alkoholausbeute daselbst u. a. m. aufgetreten.
Es wurde nun gefunden, dass durch Zusatz oberflächenaktiver Verbindungen wie z.B. von oxäthylierten höhermolekularen organischen Verbindungen in einer Menge, die unter 0,1 bezogen auf die zu kochende Holzmenge liegt, die z.B. mit dem Gustavsons-Pechbestimmungsapparat erfassbare agglo- merierbare oder absetzbare Harz- oder Pechmenge im Zellstoff überraschenderweise sehr stark herabgesetzt werden kann, ohne dass dabei die obenerwähnten Schwierigkeiten auftreten.
Die mit Lösungsmitteln aus dem Zellstoff extrahierbare Gesamtharz- oder -pech- menge erfährt dadurch eine sichtbare Erhöhung.
Der Zusatz des oberflächenaktiven Stoffes erfolgt vorteilhafterweise in die Kochlösung oder aber in den Kocher selbst. Der oberflächenaktive Stoff kann zu die sem Zwecke vorgelöst oder tel quel zugesetzt werden.
Vorteilhaft ist ein Zusatz z. B. in den mit Holzschnit zel gefüllten Kocher vor dem Verschliessen bzw. vor dem Kochprozess.
Das Verfahren eignet sich besonders gut für die Verarbeitung von harzreichen, waldfrischen Hölzern z.B. Kiefernholz mit teilweise über 2 % Gesamtharz im Kiefernzellstoff,
aber auch für kombinierte Kochpro zesse mit z.B. Kiefern- und Laubholz sowie bei Tannen- oder Fichtenholz mit teilweise. bis zu 1 % Gesamtharz- gehalt in der Zellulose und bringt die folgenden Vor teile: 1. Der Gesamtharzgehalt der Zellstoffe wird merk lich gesteigert und die Ausbeute erfährt dadurch eine Erhöhung.
2. Der absetzbare oder agglomerierbare Harz- oder Pechanteil wird dagegen um z. B. 50 % reduziert. Dadurch wird erreicht, dass die bekannten Harz- bzw. Pechschwierigkeiten besonders bei der Weiterver arbeitung des Zellstoffes, z.B. bei der Sortierung, Blei- chung oder aber bei der Herstellung von Papier stark reduziert bzw,
im günstigsten Falle ganz aufgehoben werden können.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne diese jedoch erschöpfend zu kennzeich nen. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden und die Prozente in Gewichtsprozenten angegeben.
<I>Beispiel 1</I> Magnesiumbisulfitkochung von 100 0!o Kiefernholz ohne und mit Zusatz eines oberflächenaktiven Mittels in den Kocher. 7 kg Di-sec. amylphenyldecaglykoläther (das sind 0,
0175 % bezogen auf einen Kocherinhalt von 40 000 kg lufttrockenem Holz oder ca. 0,0054 % bezo- gen auf 130 000 kg Mg-bisulfitkochsäure) wurden in den mit Holz aufgefüllten Kocher eingebracht.
Nachdem die 130 000 kg Mg-bisulfitkochsäure (pH 3,5, S02 Gehalt 4 %) eingefüllt war, wurde auf 120 erhitzt, während 1 Stunde diese Temperatur gehalten. Anschliessend wurde die Temperatur von 120 innerhalb von 3 Stunden auf 155 getrieben und während 4 Stunden daselbst bei einem Maximaldruck von 7 atü gehalten. Die soge nannte Druckwegnahme erfolgte anschliessend inner halb von 2 Stunden.
Der Rest S02 Gehalt der Mg-bisulfitkochsäure be- trug nach der Kochung noch ca. 0,2 %. Nach vollendeter Kochung wurden folgende Werte gemessen:
Gesamtharzgehalt des Zellstoffs in % auf die atro Zellstoffmasse bezogen.
Absetzbares Harz in mg/200 g atro Zellstoff (pH-Werte zwischen 4 bis 6) gemessen mit dem Gustafs- sons-Pechbestimmungsapparat.
Absetzbares Harz in mg/200 g atro Zellstoff (pH 7,0) gemessen mit dem Gustafssons-Pechbestimmungs- apparat.
Dabei wurden folgende Werte gefunden: (Tabelle 1)
EMI0002.0020
<I><U>Tabelle <SEP> 1</U></I>
<tb> 0A
<tb> <B>0</B>
<tb> H <SEP> N.
<tb> bG
<tb> cC <SEP> cö <SEP> <B>Co</B> <SEP> b0
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<tb> <U>xz <SEP> x.</U>
<tb> 1 <SEP> - <SEP> 1,42-1,39 <SEP> 5,9 <SEP> 148-141 <SEP> 310
<tb> 2 <SEP> - <SEP> 2,15-2,09 <SEP> 5,8 <SEP> 332-149 <SEP> 760-306
<tb> 3 <SEP> - <SEP> 1,83-2,00 <SEP> 5,1 <SEP> >200 <SEP> 620
<tb> Durchschnitt:
<SEP> 1,81 <SEP> ca. <SEP> 200 <SEP> ca. <SEP> 500
<tb> <B>0,1000/0</B> <SEP> 0,250%
<tb> 4 <SEP> 0,0175 <SEP> 1,94-1,98 <SEP> 5,0 <SEP> 61- <SEP> 57 <SEP> 191
<tb> 5 <SEP> 0,0175 <SEP> 2,28-2,26 <SEP> 4,6 <SEP> 131-104 <SEP> 128-110
<tb> 6 <SEP> 0,0175 <SEP> 1,88-1,93 <SEP> 4,6 <SEP> 199- <SEP> 91 <SEP> 273
<tb> Durchschnitt:
<SEP> 2,04 <SEP> 107 <SEP> 176
<tb> 0,0541)/o <SEP> <B>0,0880/0</B> Daraus geht hervor, dass der Gesamtharzgehalt des Zellstoffs durch den Zusatz des genannten Hilfsmittels in der genannten kleinen Menge eine Erhöhung von ins- gesamt etwa 13 % erfuhr;
die agglomerierbare, oder ab- setzbare Harzmenge im sauren Medium dagegen um 46 % und im neutralen Medium sogar um 65 % redu- ziert wurde.
Dadurch verschwanden bei der Weiterver arbeitung des Zellstoffes die sogenannten Pechschwie rigkeiten vollkommen.
<I>Beispiel 2</I> Calciumbisulfitkochung von 50 % Kiefernholz und 50 % Laubholz. Vorhydrolyse mit Salzsäure, mit und ohne Zusatz eines oberflächenaktiven Mittels.
7 kg Di-sec.amylphenyldecaglykoläther (das sind 0,0175 % auf einen Kocherinhalt von 40 000 kg luft- trockenem Holz) wurden dem Kocher nach der Zugabe der zur Vorhydrolyse notwendigen Salzsäuremenge zu gesetzt.
Nach der Kochung mit einer Calciumbisulfitlauge (1 % Calciumoxid, 5 % Schwefeldioxyd) wurden fol- gende Werte gemessen: Gesamtharzgehalt des Zellstoffs in % auf die atro Zellstoffmasse bezogen.
Absetzbares Harz in mg/200 g atro Zellstoff (ph 7,0), gemessen mit dem Gustafssons-Pechbestimmungs- apparat. Dabei wurden folgende Werte gefunden: (Tabelle 2)
EMI0002.0099
<I><U>Tabelle <SEP> 2</U></I>
<tb> bo
<tb> 0
<tb> <B>O <SEP> N <SEP> C09</B>
<tb> bp <SEP> cu <SEP> cv <SEP> bn
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<tb> <B>bp <SEP> Y <SEP> N <SEP> x <SEP> CÖ</B> <SEP> N <SEP> <B>@VI <SEP> #"m <SEP> @i <SEP> INN <SEP> '@''NN <SEP> #OL@N</B>
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<SEP> <B>(V</B> <SEP> o
<tb> <U>x <SEP> z <SEP> x <SEP> .@</U>
<tb> 1 <SEP> - <SEP> 0,93-0,87 <SEP> 280-236
<tb> 2 <SEP> - <SEP> 0,82-1,00 <SEP> 310-330
<tb> Durchschnitt: <SEP> 0,90 <SEP> ca.290
<tb> 0,1450/0
<tb> 3 <SEP> 0,0175 <SEP> 1,11-0,96 <SEP> 144-126
<tb> 4 <SEP> 0,0175 <SEP> 0,95-1,09 <SEP> 110-165
<tb> Durchschnitt:
<SEP> 1,03 <SEP> ca.136
<tb> <B>0,0680/0</B> Daraus resultiert, dass der Gesamtharzgehalt des Zellstoffs eine Erhöhung von insgesamt etwa 14,5 0/0 erfuhr, die agglomeriebare oder absetzbare Harzmenge dagegen um 53 % reduziert wurde. Ebenfalls bei diesem Verfahren hatte man bei der Weiterverarbeitung des Zellstoffes keine Harz- oder Pechschwierigkeiten mehr.
Man erhält ähnliche Resultate, wenn man in den Beispielen 1 und 2 den Di- sec.amylphenyldecaglykol- äther durch den Isooctylphenyloctaglykoläther, den Nonyl- phenylnonaglykoläther, den Tributylphenylundecagly- koläther, den Laurylhexaglykoläther oder den Oxo-tri- decylheptaglykoläther ersetzt.