DE1517169C

DE1517169C - Process for the production of chemo-mechanical fibers from wood chips

Info

Publication number: DE1517169C
Authority: DE
Inventors: Arne Johan Arthur Lidingo Cederquist Karl Nicolaus Dr Nasby park Asplund, (Schweden)
Original assignee: Defibrator Aktiebolaget, Stockholm
Publication date: 1971-05-06

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren karbonat bei einer unter 100° C liegenden Tempezur Herstellung von chemo-mechanischen Faser- ratur, Bildung des entsprechenden Sulfits bzw. Bistoffen mit einer Ausbeute von 80 bis 95% oder sulfits oder von Gemischen beider Verbindungen höher durch Tränken mit Alkalihydroxyd oder durch Einleiten von SO₂ und darauffolgende Zer-Alkalikarbonat, Bildung des Sulfits bzw. Bisulfits und 5 faserung unter Druck bei erhöhter Temperatur. EsThe present invention relates to a process carbonate at a temperature below 100 ° C for the production of chemo-mechanical fiber ratur, formation of the corresponding sulfite or biofuel with a yield of 80 to 95% or sulfite or mixtures of both compounds higher by impregnation with Alkali hydroxide or by introducing SO ₂ and subsequent cerium alkali carbonate, formation of the sulfite or bisulfite and fiberization under pressure at elevated temperature. It

darauffolgendem Zerfasern. ist dadurch gekennzeichnet, daß die von freier alka-subsequent defibration. is characterized by the fact that the

Es ist bekannt, Faserstoffe mit Ausbeuten von 80 lischer Tränkflüssigkeit im wesentlichen befreiten und bis 95% dadurch herzustellen, daß man zerkleinertes, in ein Druckgefäß eingeschleusten Holzschnitzel so lignin- und zellulosehaltiges Material, z. B. Holz- der Kochung unterworfen werden, daß gleichzeitig Schnitzel mit Sulfitlösungen verschiedener pH-Werte io mit dem gesättigten Dampf SO₂ im Überschuß eintränkt, die getränkten Holzschnitzel in gesättigtem geleitet wird und die Sulfit- bzw. Bisulfitbildung der Wasserdampf unter Druck auf eine Temperatur über vorhandenen Alkalien praktisch "während der Koch-100° C, am besten zwischen 140 und 200° C, erhitzt stufe erfolgt.It is known that pulp with yields of 80 lischer impregnation liquid is essentially freed and up to 95% produced by comminuted wood chips that have been smuggled into a pressure vessel so lignin and cellulosic material such. B. wood are subjected to boiling that simultaneously soaks chips with sulphite solutions of different pH values io with the saturated steam SO ₂ in excess, the soaked wood chips are passed in saturated and the sulphite or bisulphite formation of the water vapor under pressure at a temperature over existing alkalis practically "during the boiling-100 ° C, preferably between 140 and 200 ° C, heated stage takes place.

und anschließend zerfasert. Bei diesem Verfahren ist Dadurch, daß man die Schnitzel zunächst mit es von Bedeutung, daß die Schnitzel sorgfältig durch- 15 Alkalilösung tränkt, kann man unter den Temperatränkt werden, wenn der fertige Stoff gute Helligkeit türen arbeiten, bei denen der Aufschluß gewöhnlich und Festigkeit erhalten soll. Hierbei besteht die Aus- erfolgt, d. h. bei 160 bis 180° C. In diesen Fällen rüstung zum Tränken aus einem Dämpfungsgefäß, kommt nur eine kurze Aufschlußzeit, wie 1 bis 20 Mieiner Kompressionsanlage für die gedämpften Schnit- nuten, zur Anwendung. Dabei wird mit einem SO₂-zel und einem Gefäß mit Tränkflüssigkeit, in dem 30 Überschuß im Dampf gearbeitet, ohne daß eine nendie komprimierten Holzschnitzel sich ausdehnen und nenswerte Zersetzung der Zellulose eintritt, so daß Sulfitlösung aufsaugen. der zerfaserte Stoff einen hohen Helligkeitswert er-and then shredded. In this process, it is important that the chips are first soaked thoroughly with an alkali solution, so that they can be soaked below the temperature if the finished material works with good brightness, where the digestion is usually stable and firm target. Here, the equipment takes place, ie at 160 to 180 ° C. In these cases, equipment for soaking from a steaming vessel is only used for a short digestion time, such as 1 to 20 minutes in a compression system for the dampened incision grooves. It is done with an SO ₂ cell and a vessel with soaking liquid in which 30 excess steam is used without the compressed wood chips expanding and significant decomposition of the cellulose occurring, so that sulphite solution is absorbed. the fiberized fabric has a high brightness value

Verschiedenartige Holzsorten verhalten sich sehr hält. Die von den Schnitzeln aufzunehmende Alkaliungleichartig in bezug auf ihr Vermögen, Sulfitlösun- menge hängt von der Beschaffenheit des lignin- und gen aufzunehmen, und es ist beispielsweise erheblich as zellulosehaltigen Ausgangsstoffes und der gewünschleichter, z. B. Birkenholz als Fichtenholz durchzu- ten Ausbeute und Qualität des Faserstoffes ab. Die tränken. Höchstmenge an Na₂O, die in Betracht kommenDifferent types of wood behave very long. The alkali to be absorbed by the chips is different in terms of their ability to absorb sulfite solution amount depends on the nature of the lignin and gene. B. birch wood as spruce wood yield and quality of the fiber. They drink. Maximum amount of Na ₂ O that can be considered

Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem ein kann, dürfte 8% der Trockensubstanz des Ausgangsfeinverteiltes Holzmaterial, z. B. Sägespäne oder stoffes betragen, gewöhnlich liegt diese Menge zwidünne Hobelspäne, mit einer Alkalilösung versetzt 30 sehen 1 und 5%. Die Konzentration der Alkaliwerden. In einem darauffolgenden Mahlprozeß wird lösung wird von der von dem Ausgangsstoff, insden Spänen allmählich bei einer Temperatur von 80 besondere den Schnitzeln, aufzunehmenden· Alkalibis 100° C SO₂-GaS, H₂SO₃ oder saures Sulfit (Bi- menge, seinem Wassergehalt und der zur Durchfühsulfit) zugegeben, wodurch das Alkali in neutrales rung der Tränkung zur Anwendung kommenden oder schwach saures Sulfit übergeführt wird. Für eine 35 Methode maßgeblich bestimmt,
wirkungsvolle Sulfonierung kommt es dabei sehr we- Die Temperatur, bei welcher die Tränkung mit sentlich darauf an, daß durch vieles Mahlen mög- Alkali vorgenommen wird, muß niedrig, etwa 30 bis liehst viele Angriffsflächen für die Aufschlußlösung 40° C₁ sein und unter allen Umständen unter 100° C zugänglich gemacht werden..Das Mahlen wird des- liegen, um eine Verfärbung des Faserstoffes zu verhalb über eine Dauer von 10 Minuten hinaus aus- 40 meiden. Die Umsetzung der Alkaliverbindung mit gedehnt, wonach die erwünschte mehr oder weniger dem SO₂ und der Aufschluß der Schnitzel erfolgt weitgehende Sulfonierung des Lignins eintritt. am besten unmittelbar nach der Alkalitränkung. EineA method is also known in which one can, should 8% of the dry matter of the starting finely divided wood material, e.g. B. sawdust or fabric, this amount is usually two thin shavings, mixed with an alkali solution 30 see 1 and 5%. The concentration of alkalis will be. In a subsequent grinding process, the alkali to 100 ° C SO 2 -GaS, H ₂ SO ₃ or acid sulphite (amount of amount, its water content _{) is} dissolved from the starting material, especially the chips, to be absorbed gradually at a temperature of 80 ° C and the sulphite used for carrying through), whereby the alkali is converted into neutral or weakly acidic sulphite for the impregnation. Determined to be decisive for a method,
effective sulfonation takes it at that very GR The temperature at which the impregnation with sentlich important that is done by many milling possible alkali must be low to be about 30 to liehst many surfaces for the digestion solution 40 ° C ₁ and under all Can be made accessible below 100 ° C. The grinding is done in order to avoid discoloration of the fiber material for a period of more than 10 minutes. The reaction of the alkali compound is extended, after which the desired more or less the SO ₂ and the pulping of the cossettes occurs, extensive sulfonation of the lignin. preferably immediately after the alkali soak. One

Bei einem anderen Verfahren werden die Holz- länger dauernde Lagerung von mit Alkali getränkten Schnitzel z. B. mit Sodalösung durchtränkt und da- Schnitzeln darf nicht stattfinden, wenn eine Verfärnach von Überschußlösung befreit. Zu den so mit 45 bung ausgeschlossen werden soll.
Soda imprägnierten Holzschnitzeln wird dann zusammen mit SO₂-GaS eine Verbindung zugegeben, mit Beispiel
der sich die Alkalilösung unter Bildung des entsprechenden Bisulfits umsetzt. Erst nachdem die Im- Fichtenholzschnitzel wurden unter Atmosphärenprägnierung der Holzschnitzel mit Bisulfit vorgenom- 50 druck 5 Minuten lang gedämpft und mit NaOH, und men worden ist, wird in bekannter Weise gekocht, zwar entsprechend 1,5% Na₂O auf die Trockensubum damit den Sulfitstoff herzustellen. Bei diesem stanz berechnet, in der Weise getränkt, daß die ge-Verfahren wird damit das Sulfit in den Holzschnitzeln dämpften Schnitzel in einer Schraubenpresse komvor der Durchführung des Kochens, also unterhalb primiert und dann in eine 3,5%ige Lösung von von 100⁰C, erzeugt. 55 NaOH entspannt wurden. Die von dem ÜberschußIn another method, the wood longer storage of alkali soaked chips z. B. soaked with soda solution and the Schnitzeln must not take place if a discoloration frees from excess solution. To which should be excluded with 45 exercise.
Soda-impregnated wood chips are then added to a compound _{together with SO 2 gas, with example}
which converts the alkali solution to form the corresponding bisulfite. Only after the spruce wood chips have been subjected to atmospheric impregnation of the wood chips with bisulfite pressure steamed for 5 minutes and with NaOH and men are cooked in the known manner, corresponding to 1.5% Na ₂ O on the dry substance Manufacture sulphite substance. In this punch calculated, soaked in such a way that the ge process is so that the sulfite in the wood chips steamed schnitzel in a screw press kom before the implementation of the cooking, i.e. below primed and then in a 3.5% solution of 100 ⁰ C, generated. 55 NaOH were relaxed. The ones from the surplus

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe an freier Tränkflüssigkeit im wesentlichen befreiten zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem schnei- Schnitzel wurden kontinuierlich in ein Druckgefäß lere und wirksamere Sulfitdurchtränkung stattfindet. eingeschleust, das durch direkte Dampfzufuhr unter Die Kochzeit soll möglichst kurz gehalten werden, einem Dampfdruck von 8 atü und auf einer Tempeso daß der Abbau der leicht hydrolysierbaren Kohle- 60 ratur von 175° C gehalten wurde. Gleichzeitig wurde hydrate zurückgehalten wird, also eine hohe Aus- in das Gefäß freies, gasförmiges SO₂ in solcher beute erzielt wird, wobei ein an Hemizellulosen ver- Menge eingeleitet, daß in dem Dampf ein Überschuß hältnismäßig reicher Stoff erhalten wird. an freiem SO₂ aufrechterhalten wurde. Die SchnitzelThe present invention is based on the object of free impregnation liquid essentially freed from it, to create a method in which schnitzel was continuously poured into a pressure vessel and more effective sulphite impregnation takes place. The cooking time should be kept as short as possible, a steam pressure of 8 atmospheres and a tempeso that the degradation of the easily hydrolyzable carbon temperature of 175 ° C. was kept. At the same time, hydrates were retained, that is, a high output of gaseous SO ₂ free into the vessel is achieved in such a heap, with an amount of hemicelluloses being introduced so that an excess of relatively rich substance is obtained in the steam. of free SO _{2 was} maintained. The schnitzel

Zur Lösung der Aufgabe wird ausgegangen von wurden 1 bis 2 Minuten lang in dem sauren DampfThe solution to the problem is assumed to have been in the acidic steam for 1 to 2 minutes

einem Verfahren zur Herstellung von Faserstoffen 65 erhitzt und unmittelbar danach unter den im Druck-a process for the production of fibrous materials 65 heated and immediately afterwards under the pressure

mit einer Ausbeute von 80 bis 95% oder höher gefäß herrschenden Druck- und Temperaturbedin-with a yield of 80 to 95% or higher vessel pressure and temperature conditions

durch Tränken von Holzschnitzeln mit einer ver- gungen zerfasert und dann in atmosphärischen Druckfrayed by soaking wood chips with a pulp and then in atmospheric pressure

dünnten Lösung von Alkalihydroxyd bzw. Alkali- ausgeschleust. Nach Verdünnung mit Wasser zu einerthin solution of alkali hydroxide or alkali. After dilution with water to form a

Claims

3 43 4

Concentration of 5% became the pulp

a fineness of 290 CSF refined. installment claims:

The yield was 92%, and the fabric exhibited fol- process for the production of chemo-mecha-

Low values on: niche fibers with a yield of 80

5 to 95% or higher by soaking wood-brightness 60 GE shred with a dilute solution of

Tear-off length, m 3800 alkali hydroxide or alkali carbonate for one

Explosion factor (% Mullen) .. 14.7 temperature below 100 ° C, formation of the

Folding strength 520 (300 g load) corresponding sulfite or bisulfite or of

Tear factor ₁₀ Mixing both compounds by introducing

(after E Im en do rf) .. 70 of SO ₂ and subsequent defibration below

Pressure at elevated temperature, thereby g e -

The method described above indicates that the impregnation liquid obtained from free alkaline impregnation of the chips with sulfite solutions is essentially freed and wood chips are introduced into a faster and more effective impregnation than in a pressure vessel using conventional methods. One can be subjected to simpler boiling, so that the same construction materials for the impregnation system are overexploited at the time with the saturated steam SO ₂ , and no apparatus is required for firing and the sulphite or double preparation of sulphite solutions. All of this lowers the formation of sulfite in the alkalis present, in practical terms, substantially. 20 takes place during the heat setting.