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Verfahren zur Herstellung von Zellstoff aus Buchenholz Der Aufschluß
von Buchenholz, insbesondere Rotbuche, zu bleichfähigem Zellstoff, wie er für die
Zwecke der Papier- und Pappenindustrie erforderlich, ist bisher technisch und wirtschaftlich
nicht befriedigend gelungen. Besonders hat es sich ergeben, daß immer die rotbraun
gefärbten Teile des Buchenholzes dem Aufschluß nicht zugänglich sind.
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Es sind schon zahlreiche Vorschläge gemacht worden, Buchenholz zu
bleichfähigem Zellstoff nach dem Bisulfitverfahren zu verarbeiten. So wurde z. B.
vorgeschlagen, Buchenholz mit Calciumbisulfitlösung in dreibis fünffacher Menge,
bezogen auf das Gewicht des Holzes, zu kochen; doch stellte sich heraus, daß dieses
für Nadelhölzer bekannte Verfahren auf Buchenholz nicht mit Erfolg angewendet werden
kann. Auch die besondere Dosierung der Calciumbisulfitlösung mit einem Kalkgehalt
von etwa o,9 °/o und einem S O@ Gehalt bis zu 5 % konnte daran nichts wesentliches
ändern. Man hat auch vorgeschlagen, das mit Calciumbisulfitlösung zu kochende Buchenholz
vor der Kochung in Natronlauge bei etwa zoo° einzuweichen, doch liegt die Unwirtschaftlichkeit
eines solchen Verfahrens auf der Hand. Auch eine vorgeschlagene kombinierte Behandlung
von Nichtkoniferenhölzern mit alkalischen Flüssigkeiten, anschließendes Zerfasern,
Nachbehandlung mit Chlor und wieder Alkali ist faserschädigend, ferner so zeitraubend
kostspielig und verwickelt, daß sie sich nicht durchsetzen konnte. Schon vor längerer
Zeit hat man daher versucht, Buchenholz der Aufschließung besser zugänglich zu machen,
indem man es auf eine Teilchengröße zerkleinerte, die über das bei z. B. Koniferenhölzern
übliche Maß hinausging. i1-lan hat dabei bisher aber ziemlich planlos auf beliebigen
Maschinen zerkleinert, wobei man auf Faserschonung keinen Wert legte und entweder
die Teilchen noch nicht klein genug oder aber zu klein machte, so daß entweder kein
befriedigender Aufschluß erhalten wurde oder. aber ein Gut anfiel, das größtenteils
aus zu kurzen oder beschädigten Fasern bestand. Auch da, wo man z. B. Hammer- oder
Schlagkreuzmühlen verwendete, legte man bisher nur Wert auf möglichst starke Zerkleinerung,
nicht aber auf Faserschonung. Irn übrigen war es bisher so, daß man entweder bei
Zerkleinerung auf an sich annähernd richtige Schnitzelgröße ungeeignete Kochlaugen
oder Kochverhältnisse anwendete oder bei Anwendung an sich geeigneter Kochverhältnisse
ungeeignete Zerkleinerungsrnethoden. Erst durch die Kombination von Zerkleinerungsmaßnahmen
mit Kochverfahren und Nachbehandlung
gemäß vorliegender Erfindung
war es möglich, zu einem vollen Erfolg zu gelangen. - ",. .
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein fahren zur Herstellung von
Zellstoff` ia Buchenholz durch Vorbehandeln des ze nerten Holzes mit Lauge und Kochen
mit Bisulfitlösung, bei dem das Buchenholz nach Zerkleinerung unter Verwendungeiner
Schlagkreuz- oder Hammermühle auf io bis 15 mm lange und 5 bis io mm breite Schnitzel
bei einer Temperatur von unter i oo°, insbesondere bei 8o°, mit Kalk bis zu 5
% seines Gewichtes in Gegenwart von Wasser, vorzugsweise in drei- his vierfacher
Menge (bezogen auf das Gewicht des Holzes), q. bis 8 Stunden vorbehandelt, dann
durch Waschen auf einen Kalkgehalt von 2,5 °/o gebracht und hierauf mit der Bisulfitlösung
gekocht wird. Der S 02 und der Kalkgehalt der Bisulfitlösung wird zweckmäßigerweise
so abgestimmt, daß diese nach Mischung mit dem wäßrigen kalkhaltigen Halbzellstoff
wie üblich 3 bis 5°/o Gesamt-S02 und o,8 bis 1,2 °/QCa0 enthält.
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Die Schnitzel können von dem in ihnen enthaltenen Staub, Unreinlichkeiten
und gröberen Splittern befreit werden, ehe man sie der oben angegebenen Behandlung
zweckmäßigerweise unter Bewegung unterwirft. Die Wassermenge wird so bemessen, daß
man bei etwa drei- bis fünffacher Verdünnung arbeitet, also die drei- bis fünffache
Wassermenge des Holzgewichtes zur Verwendung kommt. Der Ätzkalk kann dem Kochgut
in fester Form zugegeben oder auch vorher mit dem Verdünnungswasser vermischt als
Kalkmilch verwendet werden.
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Eine zweckmäßige Art der Behandlung besteht z. B. darin, daß die Reaktionsmasse
bei 8o bis 9o° einer mehrstündigen mechanischen Durcharbeitung unterworfen wird,
wobei die Erwärmung durch direkte oder indirekte Dampfheizung erfolgen kann. Für
diese Behandlung eignen sich z. B. sehr gut die gebräuchlichen Kugelkocher; man
kann aber auch Reaktionsbehälter mit Rührvorrichtungen u. dgl. verwenden. Ebenso
kann auch das in der Zellstoffindustrie gebräuchliche Laugenumwälzverfahren Anwendung
finden. Die Zeit der Behandlung richtet sich nach dem Zustand des Holzes und wird
in den meisten Fällen zwischen etwa 4 bis 8 Stunden liegen. Ist die Behandlung beendet,
so wird so weit ausgewaschen, daß der Kalkgehalt des Stoffes möglichst bis auf 2,5°/o
Ca0 oder weniger gesunken ist. Je nachdem wie stark der Halbzellstoff ausgewaschen
wurde, enthält er 5 °/o oder weniger Ca O.
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Dieser Halbzellstoff wird der gebräuchlichen Bisulfitkochung unterworfen,
wobei lediglich bei der Herstellung der Kochlaugen auf den Wasser- und Kalkgehalt
des vorbehandelten Halbzellstoffes Rücksicht genommen werden muß. Erfahrungsgemäß
erhält `ran einen guten Aufschluß, wenn die Kocheüssigkeit im Kocher nach der Durchmischung
mit dem Halbzellstoff einen Gehalt von 3 bis 5 % Gesamt-S O._ und etwa o,8
bis i,2°/, Ca 0 enthält. Wenn der Halbzellstoff schon.z. B. 2,5 °/o Ca 0 und etwa
5o bis 6o %
Wasser enthält, so kann z. B. eine Kochlauge hinzugefügt werden,
die eine höhere Konzentration besitzt, aber weniger CaO als gebräuchlich. Diese
Lauge muß also so abgestimmt werden, daß sie nach der Durchmischung mit dem Halbzellstoff
einen Gesamtgehalt von o,8 bis 1,2 Ca 0 (also mit Einrechnung des Kalkes im Halbzellstoff)
und von 3 bis 5 °% SO, (also trotz der Verdünnung durch das Wasser
des Halbzellstoffes) enthält.
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Die Bisulfitkochung wird in der gebräuchlichen Weise mit oder ohne
Laugenumwälzung durchgeführt. Bei gewöhnlicher Kochung wird je nach dem Holzzustand
und dem erwünschten Aufschlußgrad eine Kochzeit von 8 bis 12 Stunden erforderlich
sein, wobei es zweckmäßig ist, gegen Ende der Kochung die Kochlauge sorgfältig zu
überwachen, um ein Umschlagen der Kochung zu verhindern.
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Die Ausbeute an gekochtem gut bleichfähigem Stoff (bei etwa 5 bis
6°/o Chlorverbrauch) beträgt etwa 48 bis 5o % des Halbzellstoffes. Höhere
Ausbeuten sind nur auf Kosten einer geringeren Bleichfähigkeit, also eines erhöhten
Chloraufwandes zu erzielen.
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Der gekochte Stoff kann in der üblichen Weise gewaschen, durch einen
Opener aufgelöst und durch Schwemmrinnen (Sandfang) auf gute Sortiereinrichtungen
sorgfältig gereinigt werden. Dann erhält man einen rein weißen, splitter- und stippenfreien,
erstklassigen Zellstoff, der in erster Linie für Saugpapiere und feine Druckpapiere,
aber auch als Zusatz zu Schreibpapieren und feinen Kartons Verwendung finden kann.
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Um einen vollkommen reinen Zellstoff zu erhalten, ist es zweckmäßig,
schon nach der mechanischen Vorzerkleinerung durch geeignete Maßnahmen Staub und
Unreinheiten sowie grobe Holzsplitter auszuscheiden.
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Es ist zwar bekannt, andere Rohstoffe, z. B. Stroh oder Koniferenholz,
durch in besonderer Weise erfolgendes Zerkleinern so vorzubereiten, daß es schon
mit geringprozentigen Kalklaugen zu einem Halbzellstoff aufgeschlossen werden kann;
doch muß beachtet werden, daß Kiefernholz an sich leichter aufschließbar und die
Strohfaser sehr dünn ist und die Halmstücke bei der erwähnten Vorzerkleinerungsweise
der Länge nach aufgespalten
werden, während die nach dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung hergestellten Buchenholzstücke in der Regel doch gröberen
Charakters sind als die entsprechenden , Strohteile. Es war daher zunächst nicht
vor=:`.; aussehbar, daß sich Buchenholz unter AnwArif#-dung der z. B. für Stroh
bekannten Grundsätze in einen Halbstoff verwandeln läßt, und ferner nicht, daß ein
derartiger Halbstoff sich in einen so vorzüglichen Buchenholzzellstoff überführen
läßt, wobei auch die bisher bei dem gewöhnlichen Sulfitverfahren nicht oder nur
ungenügend aufschließbaren rotbraun gefärbten Teile überraschend gut aufgeschlossen
werden.