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JPH07145581A - Digestion of lignocellulose material - Google Patents

Digestion of lignocellulose material

Info

Publication number
JPH07145581A
JPH07145581A JP32304693A JP32304693A JPH07145581A JP H07145581 A JPH07145581 A JP H07145581A JP 32304693 A JP32304693 A JP 32304693A JP 32304693 A JP32304693 A JP 32304693A JP H07145581 A JPH07145581 A JP H07145581A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooking
quinone
temperature
reducing
compound
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.)
Pending
Application number
JP32304693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuaki Sakai
和昭 堺
Toshio Taki
敏男 滝
Toshihiko Sumino
寿彦 住野
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.)
Kawasaki Kasei Chemicals Ltd
Original Assignee
Kawasaki Kasei Chemicals Ltd
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 Kawasaki Kasei Chemicals Ltd filed Critical Kawasaki Kasei Chemicals Ltd
Priority to JP32304693A priority Critical patent/JPH07145581A/en
Publication of JPH07145581A publication Critical patent/JPH07145581A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a digestion method improved in oxidation-reduction cycle of a quinone-hydroquinone-based compound used as a digesting assistant and efficiency of the digesting assistant and capable of improving the yield and reducing active alkalis in comparison with the conventional method. CONSTITUTION:This is related to a method for digesting a lignocellulose material in an alkaline digesting solution containing a quinone-hydroquinone-based compound. In this method, a reducing agent is added to this digesting system during a period from temperature rise to a prescribed digestion temperature to the first half of the prescribed digestion temperature.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、リグノセルロース材料
をキノン化合物を含むアルカリ蒸解液中で蒸解する方法
の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improved method for cooking lignocellulosic material in an alkaline cooking liquor containing a quinone compound.

【0002】[0002]

【従来の技術】木材、ワラ、バガス、アサ、ケナフなど
多種のリグノセルロース材料をパルプ化する方法の一つ
にキノン化合物を添加したアルカリ蒸解法が良く知られ
ている。この方法はソーダ蒸解液、クラフト蒸解液、ポ
リサルファイド蒸解液、亜硫酸塩蒸解液、炭酸ソーダや
苛性ソーダを併用する亜硫酸塩蒸解液など、いわゆるア
ルカリ蒸解液にアントラキノン、テトラヒドロアントラ
キノン、1,4−ジヒドロ−9,10−ジヒドロキシア
ントラセンのナトリウム塩等のキノン化合物を添加して
行うパルプ化法のことである。キノン化合物添加により
発現する効果は非常に多方面に応用ができるため、この
キノン化合物添加蒸解法は今、世界のパルプ工業界に広
く普及しつつある。
2. Description of the Related Art Alkaline cooking is known as one of the methods for pulping various lignocellulosic materials such as wood, straw, bagasse, hemp, kenaf, etc., in which a quinone compound is added. This method includes anthraquinone, tetrahydroanthraquinone, 1,4-dihydro-9 in so-called alkaline cooking liquor, such as soda cooking liquor, kraft cooking liquor, polysulfide cooking liquor, sulfite cooking liquor, sulfite cooking liquor using sodium carbonate and caustic soda together. The pulping method is carried out by adding a quinone compound such as sodium salt of 10-dihydroxyanthracene. Since the effect produced by the addition of a quinone compound can be applied in various fields, the cooking method with the addition of a quinone compound is now widely used in the pulp industry around the world.

【0003】このキノン蒸解法については、従来から、
クラフト蒸解法、亜硫酸塩蒸解法などの蒸解法のキノン
系蒸解助剤として、アントラキノンスルホン酸塩を使用
する方法(東ドイツ特許第98549号)、アントラキ
ノンを使用する方法(特公昭55−1398号)、ジヒ
ドロジヒドロキシアントラセンまたはそのナトリウム塩
を使用する方法(特公昭53−13002号)、ナフト
キノン、アントラキノン、アントロンなどの環状ケト化
合物を使用する方法(特開昭52−378003号)、
テトラヒドロアントラキノン、2−エチルテトラヒドロ
アントラキノンなどナフトキノンのディールス・アルダ
ー付加物を使用する方法(特公昭53−45404号)
ならびにアントラキノン、フェナントレンキノン、ナフ
トキノン、アントロン、アントラヒドロキノン、ナフト
ヒドロキノンまたは上記キノンの互変体を使用する方法
(特開昭52−155202号)などの多数の方法が開
示されている。
Regarding this quinone cooking method, conventionally,
Kraft cooking method, a method using anthraquinone sulfonate as a quinone-based cooking aid in a cooking method such as sulfite cooking method (East German Patent No. 98549), a method using anthraquinone (Japanese Patent Publication No. 55-1398), A method using dihydrodihydroxyanthracene or a sodium salt thereof (Japanese Patent Publication No. 53-13002), a method using a cyclic keto compound such as naphthoquinone, anthraquinone, anthrone (JP-A No. 52-378003),
Method using Diels-Alder adduct of naphthoquinone such as tetrahydroanthraquinone and 2-ethyltetrahydroanthraquinone (Japanese Patent Publication No. 53-45404)
In addition, many methods such as a method using anthraquinone, phenanthrenequinone, naphthoquinone, anthrone, anthrahydroquinone, naphthohydroquinone or a tautomer of the above quinone (JP-A-52-155202) are disclosed.

【0004】これらキノン化合物を蒸解助剤として使用
した場合の蒸解におけるキノン化合物の作用機構につい
ても多くの発表がなされている。例えば、Loewen
dahl,Tappi,61(No.2)、19頁(1
978)には、次の〔化01〕の式が示されている。
Many publications have been made on the mechanism of action of quinone compounds in cooking when these quinone compounds are used as cooking aids. For example, Loewen
dahl, Tappi, 61 (No. 2), p. 19 (1
978) shows the following formula [Formula 01].

【0005】[0005]

【化01】 [Chemical 01]

【0006】すなわち、セルロースとヘミセルロースの
末端アルデヒド基がアントラキノン(酸化型キノン)に
よって酸化されることで糖鎖が安定化されるためパルプ
収率やパルプ強度が向上することになり、一方、この反
応で還元されて生成したアントラヒドロキノン(還元型
キノン)は、苛性ソーダでは分解しにくいリグニン構造
の中のβ−フェニルエーテル結合に作用することによ
り、その結合が容易に開裂されるので脱リグニン反応が
促進される。この結果、キノン化合物を添加した場合
は、無添加の場合に比べて蒸解条件が緩和されることに
なる。つまりアントラキノンはリグノセルロース構造の
中に介在し糖の安定化と脱リグニン反応を促す作用を行
う酸化還元(Redox)触媒として機能するのであ
る。それ故きわめて微量のアントラキノンを添加したに
もかかわらず大きな助剤効果が発現することになる。即
ち、キノン化合物の蒸解は、次の二項の基本作用にまと
めることができる。 1.脱リグニン反応の促進(β−フェニルエーテル結合
等の開裂促進) 2.セルロース、ヘミセルロースの安定化作用(糖鎖末
端アルデヒド基の酸化) この二つの作用によって得られる効果は、色々あるが、
例えば、(1)脱リグニン反応の促進からは、(イ)蒸
解温度の低下・・・エネルギー節約、(ロ)蒸解時間の
短縮・・・増産、(ハ)活性アルカリの節減・・・薬品
剤減、(ニ)低カッパー価パルプの製造が可能・・・漂
白工程負担の軽減、(ホ)低硫化度蒸解が可能・・・臭
気の減少が挙げられる。セルロース類の安定化からは、
(ヘ)パルプ収率の向上・・・チップの節減およびパル
プ増産、(ト)紙力の向上・・・紙質の向上が挙げら
れ、この基本作用により共通する効果として、大きくは
蒸解条件が緩和されることである。このキノン化合物を
添加したアルカリ蒸解法におけるキノン化合物の作用を
さらに有効に発揮させようとする方法がいくつか提案さ
れている。例えば、アルカリサルファイドパルプ化法、
いわゆるクラフト蒸解法において、アントラキノン、テ
トラヒドロアントラキノンなどのキノン化合物またはア
ントラヒドロキノンなどのヒドロキノン化合物と亜硫酸
塩、亜硫酸水素塩、チオ硫酸塩および蟻酸塩などの還元
助剤を蒸解液に添加してリグノセルロース物質をいわゆ
るクラフト蒸解液中で蒸解する方法(例えば、特公昭6
0−29794号、特公昭62−274号、特開昭55
−142785号)が提案されている。
That is, since the terminal aldehyde groups of cellulose and hemicellulose are oxidized by anthraquinone (oxidized quinone) to stabilize the sugar chain, the pulp yield and pulp strength are improved. On the other hand, this reaction The anthrahydroquinone (reduced quinone) produced by the reduction by the reaction with β-phenyl ether bond in the lignin structure, which is difficult to decompose with caustic soda, is easily cleaved to promote the delignification reaction. To be done. As a result, when the quinone compound is added, the cooking conditions are alleviated as compared with the case where no quinone compound is added. In other words, anthraquinone functions as a redox catalyst that intervenes in the lignocellulosic structure to stabilize the sugar and promote the delignification reaction. Therefore, even if an extremely small amount of anthraquinone is added, a great auxiliary effect is exhibited. That is, the cooking of quinone compounds can be summarized in the following two basic actions. 1. Acceleration of delignification reaction (acceleration of cleavage of β-phenyl ether bond etc.) 1. Stabilizing action of cellulose and hemicellulose (oxidation of sugar chain terminal aldehyde group) There are various effects obtained by these two actions,
For example, from (1) promotion of delignification reaction, (a) reduction of cooking temperature ... energy saving, (b) reduction of cooking time ... increase of production, (c) saving of active alkali ... chemical agent (D) It is possible to produce low kappa number pulp ... Reduce the burden of the bleaching process, and (e) Allow low-sulphurity cooking ... Reduce odor. From the stabilization of celluloses,
(F) Improving pulp yield ... saving chips and increasing pulp, (g) improving paper strength ... improving paper quality. The common effect of this basic action is to ease cooking conditions. Is to be done. There have been proposed some methods for more effectively exhibiting the action of the quinone compound in the alkaline cooking method in which the quinone compound is added. For example, alkali sulfide pulping method,
In the so-called kraft cooking method, anthraquinone, a quinone compound such as tetrahydroanthraquinone or a hydroquinone compound such as anthrahydroquinone, and a reducing aid such as sulfite, bisulfite, thiosulfate and formate are added to the cooking liquor to produce a lignocellulosic material. A method of digesting soybeans in a so-called craft cooking liquor (for example, Japanese Patent Publication 6
0-29794, JP-B-62-274, JP-A-55
-142785) has been proposed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法はその実施例にも開示されているとおり、還元剤
を所定の蒸解温度に昇温を開始する前の蒸解液にキノン
化合物とともに予め添加した後に、所定の蒸解温度まで
昇温し蒸解を実施する方法である。本発明者等は、キノ
ン化合物添加蒸解法の効果をさらに高めることを目的と
して鋭意検討した際に、次の様な事実を確認することが
できた。すなわち、硫化度25%、活性アルカリ添加率
18%、液比5のクラフト蒸解液または活性アルカリ2
0%の苛性ソーダ蒸解液中で、蒸解助剤として、1,4
−ジヒドロ−9,10−ジヒドロキシアントラセンのジ
ナトリウム塩(以下、1,4−ジヒドロ−9,10−ジ
ヒドロキシアントラセンをDDAおよびそのナトリウム
塩をDDANaと略す)および平均粒径が24μの粉末
状アントラキノンを用いて、蒸解温度160℃で木材チ
ップを試験蒸解し、蒸解経過を調べてみたところ、この
キノン化合物は蒸解のかなり早い時期から助剤効果を発
揮し糖の安定化を行なっていることを見出した。また、
キノン化合物の特徴の一つである〔酸化型←→還元型〕
の平衡はかなり蒸解の初期の段階で酸化型の方に偏って
いることが明らかとなった。
However, as disclosed in the examples of these methods, the reducing agent is added in advance to the cooking liquor together with the quinone compound in the cooking liquor before the temperature is raised to the predetermined cooking temperature. After that, it is a method in which the temperature is raised to a predetermined cooking temperature to carry out the cooking. The present inventors were able to confirm the following facts, when they made earnest studies for the purpose of further enhancing the effect of the quinone compound-added cooking method. That is, a kraft cooking liquor or an active alkali 2 having a sulfidity of 25%, an active alkali addition rate of 18% and a liquid ratio of 5
1,4 as a cooking aid in 0% caustic soda cooking liquor
-Dihydro-9,10-dihydroxyanthracene disodium salt (hereinafter, 1,4-dihydro-9,10-dihydroxyanthracene is abbreviated as DDA and its sodium salt as DDANa) and powdery anthraquinone having an average particle diameter of 24μ. When wood chips were used for test cooking at a cooking temperature of 160 ° C and the cooking process was examined, it was found that this quinone compound exerts an auxiliary effect from a fairly early stage of cooking to stabilize sugar. It was Also,
One of the characteristics of quinone compounds [oxidized type ← → reduced type]
It was revealed that the equilibrium of ss was strongly biased toward the oxidative form in the early stages of cooking.

【0008】この試験において、昇温過程および所定蒸
解温度に達した後の温度毎に対応するキノン化合物の酸
化型(アントラキノン)および還元型(アントラヒドロ
キノンやDDAまたは1,4−ジヒドロ−アントラヒド
ロキノン)の化合物を分析してグラフ化した結果を示し
たものが、クラフト蒸解については〔図1〕およびソー
ダ蒸解については〔図2〕である。〔図1〕および〔図
2〕から明らかなようにキノン化合物は、アントラキノ
ンおよびDDANaのいずれにおいても、120℃以
上、特に140℃以上、さらには160℃の蒸解温度に
到達した時点ではほとんどが酸化型になっている。
In this test, the oxidized form (anthraquinone) and reduced form (anthrahydroquinone or DDA or 1,4-dihydro-anthrahydroquinone) of the quinone compound corresponding to the temperature rising process and each temperature after reaching the predetermined cooking temperature are used. The results of analyzing and graphing the compound of the above are shown in FIG. 1 for kraft cooking and FIG. 2 for soda cooking. As is clear from [FIG. 1] and [FIG. 2], most of the anthraquinone and DDANa oxidize most of the quinone compounds at a cooking temperature of 120 ° C. or higher, particularly 140 ° C. or higher, and even 160 ° C. It is a mold.

【0009】キノン化合物の蒸解助剤効果は、〔化1〕
に示したようにアントラキノン(酸化型)とアントラヒ
ドロキノン(還元型)間の酸化還元(レドックス)反応
の結果生ずるものであり〔酸化型←→還元型〕のサイク
ル数が多い程、その蒸解助剤効果に好ましい影響が与え
られるものと考えられる。したがって、〔図1〕〔図
2〕から明らかなように昇温途中、昇温後の蒸解中もキ
ノンは酸化型に大幅に偏って存在していることは蒸解助
剤効果が発揮しにくい状態であり、この平衡を還元型の
方に戻す必要がある。したがって、この酸化型を還元型
に戻すことができれば、これにより酸化還元サイクルが
回復しキノン化合物による蒸解助剤効果が更に増大する
ものと考えられる。しかして、本発明の課題は、キノン
による蒸解助剤効果を有効に発揮させることにある。
The cooking aid effect of quinone compounds is as follows:
As shown in Fig. 2, it occurs as a result of redox reaction between anthraquinone (oxidized type) and anthrahydroquinone (reduced type). It is considered that the effect is positively influenced. Therefore, as is apparent from [Fig. 1] and [Fig. 2], it is difficult to exert the effect of the cooking aid because the quinone is largely biased to the oxidized form during the heating process and during the heating process after the heating process. Therefore, it is necessary to return this equilibrium to the reduced form. Therefore, if it is possible to return the oxidized form to the reduced form, it is considered that the redox cycle is restored by this and the effect of the cooking aid by the quinone compound is further increased. Therefore, the object of the present invention is to effectively exhibit the cooking aid effect of quinone.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】具体的にはキノンの酸化
型の存在比が高くなった時点、つまり昇温過程から比較
的蒸解の初期の段階で蒸解系に種々の還元剤を添加し、
酸化型キノン化合物を還元型キノン化合物に戻すことに
より脱リグニン反応を促進せしめ、同時に酸化還元サイ
クルの回数を向上させ、その結果としてキノン化合物の
蒸解助剤効果を増大させることができることを見出し本
発明に至った。
[Means for Solving the Problem] Specifically, various reducing agents are added to the digestion system at the time when the abundance ratio of the quinone oxidized form becomes high, that is, at the relatively early stage of cooking from the temperature rising process,
It was found that the delignification reaction can be promoted by returning the oxidized quinone compound to the reduced quinone compound, and at the same time, the number of redox cycles can be improved, and as a result, the cooking aid effect of the quinone compound can be increased. Came to.

【0011】しかして、本発明は、キノン−ヒドロキノ
ン系化合物及びその前駆体が存在するアルカリ蒸解液中
でリグノセルロース材料を蒸解する方法において、所定
蒸解温度までの昇温時から所定蒸解温度前半までの間
で、この蒸解系に還元剤を添加することを特徴とするリ
グノセルロース材料の蒸解法に存する。
Therefore, the present invention is a method for cooking a lignocellulosic material in an alkaline cooking liquor in which a quinone-hydroquinone compound and its precursor are present, from the time of heating up to a predetermined cooking temperature to the first half of a predetermined cooking temperature. In between, there is a method for cooking lignocellulosic material, characterized in that a reducing agent is added to this cooking system.

【0012】本発明において、キノン−ヒドロキノン系
化合物としては、例えば、次の化合物が挙げられる。キ
ノン化合物としては、例えばアントラキノンならびに1
−メチルアントラキノン、2−メチルアントラキノン、
1−エチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン
および2−t−ブチルアントラキノンなどのアルキルア
ントラキノンならびに2−アミノアントラキノンなどの
アミノアントラキノンならびに2−ニトロアントラキノ
ンなどのニトロアントラキノンならびにアントラキノン
−2−スルホン酸塩ならびに1,4−ジヒドロアントラ
キノン、2−メチル−1,4−ジヒドロアントラキノ
ン、1,4,4a,9a−テトラヒドロアントラキノ
ン、2−メチル−1,4,4a,9a−テトラヒドロア
ントラキノンなどの水素化アトラキノンなどに示される
アントラキノン系化合物またはナフトキノンなどが挙げ
られる。ヒドロキノン化合物としては、上記キノン化合
物のヒドロキノンおよびそのアルカリ金属塩が挙げられ
る。例えばアントラヒドロキノン、DDA(1,4−ジ
ヒドロ−9,10−ジヒドロキシアントラセン)、DD
ANa(1,4−ジヒドロ−9,10−ジヒドロキシア
ントラセンのジナトリウム塩)、2−メチルアントラヒ
ドロキノン、2−メチル−1,4−ジヒドロ−9,10
−ジヒドロキシアントラセンのジナトリウム塩などのア
ントラヒドロキノン系化合物が挙げられる。本発明にお
いて、キノン−ヒドロキノン系化合物の前駆体とは、蒸
解条件下においてその前駆体がキノンまたはヒドロキノ
ンに変換される可能性のある化合物を示し、例えばアン
トロン、アントラノール、アントラノールのアルカリ金
属塩、10−ヒドロキシアントロンなどが挙げられる。
または、必要ならばこれ等のキノン化合物を併用するこ
ともできる。しかしながら、一般的には、アントラキノ
ン系化合物としてはアントラヒドロキノン系化合物が好
ましく、特に工業的に安価に製造されているアントラキ
ノン、DDAおよびDDANaが有利に使用される。
In the present invention, examples of the quinone-hydroquinone compound include the following compounds. Examples of the quinone compound include anthraquinone and 1
-Methyl anthraquinone, 2-methyl anthraquinone,
Alkylanthraquinones such as 1-ethylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone and 2-t-butylanthraquinone, aminoanthraquinones such as 2-aminoanthraquinone, and nitroanthraquinones such as 2-nitroanthraquinone and anthraquinone-2-sulfonates and 1,4 -Anthraquinone represented by hydrogenated atraquinone such as dihydroanthraquinone, 2-methyl-1,4-dihydroanthraquinone, 1,4,4a, 9a-tetrahydroanthraquinone and 2-methyl-1,4,4a, 9a-tetrahydroanthraquinone Examples of the compound include naphthoquinone and the like. Examples of the hydroquinone compound include hydroquinone of the above quinone compounds and alkali metal salts thereof. For example, anthrahydroquinone, DDA (1,4-dihydro-9,10-dihydroxyanthracene), DD
ANa (disodium salt of 1,4-dihydro-9,10-dihydroxyanthracene), 2-methylanthrahydroquinone, 2-methyl-1,4-dihydro-9,10
-Anthrahydroquinone compounds such as the disodium salt of dihydroxyanthracene. In the present invention, the precursor of a quinone-hydroquinone compound refers to a compound whose precursor may be converted into quinone or hydroquinone under cooking conditions, and examples thereof include anthrone, anthranol, and an alkali metal salt of anthranol. 10-hydroxyanthrone and the like can be mentioned.
Alternatively, if necessary, these quinone compounds can be used together. However, in general, anthrahydroquinone compounds are preferable as the anthraquinone compound, and particularly, anthraquinone, DDA and DDANa which are industrially manufactured at low cost are advantageously used.

【0013】これ等キノン化合物の使用量は、蒸解条
件、目的とするカッパー価などによっても異なるが、一
般にはリグノセルロース材料に対する添加率は0.00
5〜3重量%、好ましくは、0.01〜1.2重量%、
さらに好ましくは0.01〜0.5重量%で充分であ
る。
The amount of these quinone compounds used varies depending on the cooking conditions, the desired Kappa number, etc., but generally the addition rate to the lignocellulosic material is 0.00
5 to 3% by weight, preferably 0.01 to 1.2% by weight,
More preferably, 0.01 to 0.5% by weight is sufficient.

【0014】本発明において、還元剤としてはセルロー
ス、ヘミセルロースなどの低重合体、澱粉およびその低
重合体、オリゴ糖ならびにこれ等の糖を構成する単糖体
ならびに糖みつなどの還元性糖類;ホルムアルデヒドお
よびパラホルムアルデヒドなどのホルムアルデヒド類、
尿素およびチオ尿素などの有機の還元剤;ならびに還元
性の黒液ならびに木材および草本の水またはアルカリ水
溶液による抽出物などのリグノセルロース物質から得ら
れる還元性物質から選ばれる1種または2種以上の還元
性物質が挙げられる。
In the present invention, as the reducing agent, low polymers such as cellulose and hemicellulose, starch and its low polymers, oligosaccharides and monosaccharides constituting these sugars and reducing sugars such as molasses; formaldehyde And formaldehydes such as paraformaldehyde,
Organic reducing agents such as urea and thiourea; and one or more reducing agents selected from reducing black liquors and reducing substances derived from lignocellulosic substances such as extracts of wood and herbs with aqueous or alkaline aqueous solutions. Examples include reducing substances.

【0015】これ等の還元剤の使用量は、リグノセルロ
ース材料に対に対して、0.05〜6重量%、好ましく
は0.1〜5重量%、さらに好ましくは0.3〜5重量
%である。還元剤の使用量は少な過ぎても効果はなく、
多過ぎてもその効果に対して経済的ではない。還元剤の
蒸解系への添加方法は、一般的には水または白液などの
水性媒体に必要量を溶解して、またはスラリーとしてポ
ンプなどにより圧入する方法など公知の供給方法が採用
される。
The amount of these reducing agents used is 0.05 to 6% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight, more preferably 0.3 to 5% by weight, based on the pair of lignocellulosic materials. Is. There is no effect if the amount of reducing agent used is too small,
Too much is not economical for its effect. As a method of adding the reducing agent to the digestion system, generally known feeding methods such as a method of dissolving a necessary amount in an aqueous medium such as water or white liquor or a method of pressurizing as a slurry by a pump or the like are adopted.

【0016】蒸解法としてはソーダ蒸解法、クラフト蒸
解法、ポリサルファイド蒸解法、アルカリ性の亜硫酸蒸
解法、炭酸ソーダを用いる蒸解法など幅広い蒸解法に適
用できる。その蒸解条件は、一般に実施されているよう
な条件が適用される。例えば、ソーダ蒸解法では活性ア
ルカリ(以下、いずれも絶乾チップに対するNaOの
重量%)8〜20重量%、蒸解温度160〜200℃、
クラフト蒸解法では活性アルカリ13〜25重量%、硫
化度10〜30重量%、蒸解温度140〜200℃、ポ
リサルファイド蒸解法ではポリサルファイド量が0.3
〜2.2重量%(対チップ)でその他はクラフト蒸解法
に準ずる蒸解条件が適用され、アルカリ性亜硫酸蒸解法
では苛性ソーダ添加率0.5〜7%、亜硫酸ソーダ添加
率2〜25%(対チップ)、蒸解温度130〜200℃
であり、液比は一般に2〜6である。
The cooking method can be applied to a wide range of cooking methods such as soda cooking method, kraft cooking method, polysulfide cooking method, alkaline sulfite cooking method and cooking method using sodium carbonate. As the cooking conditions, the conditions generally practiced are applied. For example, in the soda cooking method, an active alkali (hereinafter, all weight% of Na 2 O based on the absolutely dried chips) 8 to 20% by weight, a cooking temperature of 160 to 200 ° C.,
In the Kraft cooking method, the active alkali is 13 to 25% by weight, the sulfidity is 10 to 30% by weight, the cooking temperature is 140 to 200 ° C, and the polysulfide amount is 0.3 in the polysulfide cooking method.
~ 2.2% by weight (against chips) and other cooking conditions according to the Kraft cooking method are applied. In the alkaline sulfite cooking method, the caustic soda addition rate is 0.5 to 7%, the sodium sulfite addition rate is 2 to 25% (vs. chips). ), Cooking temperature 130-200 ℃
And the liquid ratio is generally 2 to 6.

【0017】本発明において、還元剤の添加時期は従来
法のように蒸解助剤と共に、最初から蒸解液に添加し、
昇温するのではなく、リグノセルロース材料および蒸解
助剤すなわちキノン−ヒドロキノン系化合物及びその前
駆体が存在する蒸解液を昇温し、蒸解温度が約120℃
以上、好ましくは140℃以上さらには160℃以上ぐ
らいに昇温した時点で又は所定の蒸解温度に到達した時
点で添加することが最も効果的である。また、蒸解初期
から前半、一般には所定蒸解温度に達してから20分以
内までであれは依然有効である。このキノン化合物は蒸
解時間の経過と共にリグニンフラグメント等と反応する
ので蒸解系での存在量が減少し蒸解の終点では最初に添
加したキノン化合物の量の10−20%しか存在してお
らず、したがって蒸解の中盤または後半では残存するキ
ノン化合物の量が少なくなっているのでかかる時点での
還元剤の添加は効果的でない。
In the present invention, the reducing agent is added to the cooking liquor from the beginning together with the cooking aid as in the conventional method.
Instead of raising the temperature, the temperature of the cooking liquor containing the lignocellulosic material and the cooking aid, that is, the quinone-hydroquinone compound and its precursor, is raised to about 120 ° C.
Above all, it is most effective to add at the time when the temperature is raised to 140 ° C. or higher, more preferably to 160 ° C. or higher, or when the predetermined cooking temperature is reached. Further, it is still effective from the beginning of the cooking to the first half, generally within 20 minutes after reaching the predetermined cooking temperature. Since this quinone compound reacts with lignin fragments and the like with the lapse of cooking time, the amount of quinone compound present in the cooking system decreases, and at the end of cooking, only 10-20% of the amount of the quinone compound initially added is present. Since the amount of the remaining quinone compound is small in the middle or second half of the cooking, the addition of the reducing agent at that time is not effective.

【0018】本発明の蒸解では、バッチ蒸解法および公
知の連続蒸解法のいずれでも使用することができる。バ
ッチ蒸解法では、昇温の後半から又は蒸解温度に到達し
た時点で蒸解液循環ラインを通して還元剤を添加するこ
とができる。また、カミヤ(Kamyr)型連続蒸解機
においては塔頂部からの最初の加熱器の蒸解液循環ライ
ン等に還元剤を導入することができる。
In the cooking of the present invention, either a batch cooking method or a known continuous cooking method can be used. In the batch cooking method, the reducing agent can be added through the cooking liquor circulation line from the latter half of the heating or when the cooking temperature is reached. Further, in the Kamyr type continuous digester, a reducing agent can be introduced into the cooking liquor circulation line of the first heater from the top of the tower.

【0019】[0019]

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する
が、本発明は本実施例によって限定されるものではな
い。。
EXAMPLES The present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. .

【0020】「実施例1および2ならびに比較例1〜
6」マングローブチップ700g(絶乾)を4l−王研
式オートクレーブに仕込み、硫化度30%、液比3、昇
温時間40分、蒸解温度168℃、保持時間60分で蒸
解を実施した。
[Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 1]
A 6-liter mangrove chip (700 g (absolutely dry)) was charged into a 41-Oken type autoclave, and cooking was performed at a sulfidity of 30%, a liquid ratio of 3, a heating time of 40 minutes, a cooking temperature of 168 ° C., and a holding time of 60 minutes.

【0021】〔表1〕に示した実験番号毎に活性アルカ
リ量とカッパー(Kappa)価をそれぞれX軸とY軸
とする曲線を描き、カッパー価が17になる活性アルカ
リ量を求めた。同時にカッパー価とパルプ収率をX軸と
Y軸とする曲線を描き、カッパー価が17におけるパル
プ収率を求めた。
A curve having an X-axis and a Y-axis representing the amount of active alkali and the Kappa number for each experiment number shown in Table 1 was drawn to determine the amount of active alkali having a Kappa number of 17. At the same time, a curve was drawn with the Kappa number and pulp yield on the X and Y axes, and the pulp yield at a Kappa number of 17 was determined.

【0022】比較例1〜6は、蒸解助剤の無添加または
蒸解助剤としてのキノン化合物および還元剤を蒸解温度
までの昇温開始する前に予め蒸解液に添加してオートク
レーブに充填し上記の条件で蒸解した比較例であり、実
施例1および2は蒸解温度が165℃に到達した時点に
おいて、還元剤としての澱粉28gを水40mlに溶か
した溶液を上記オートクレーブ内部に圧入し蒸解を続け
た。このようにして得たそれぞれの蒸解条件におけるパ
ルプ収率と必要な活性アルカリ量を〔表1〕に記載し
た。
In Comparative Examples 1 to 6, no cooking aid was added, or a quinone compound and a reducing agent as a cooking aid were added to the cooking liquor in advance before the temperature was raised to the cooking temperature, and the autoclave was filled with the above. Is a comparative example of cooking under the conditions of, and in Examples 1 and 2, when the cooking temperature reached 165 ° C., a solution prepared by dissolving 28 g of starch as a reducing agent in 40 ml of water was pressed into the autoclave to continue the cooking. It was The pulp yield and the amount of active alkali required under each cooking condition thus obtained are shown in [Table 1].

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】「実施例3および4ならびに比較例7〜1
2」ダグラスファー主体の針葉樹混合材のチップ500
g(絶乾)を4l−王研式オートクレーブに仕込み、硫
化度30%、液比5、昇温時間60分、蒸解温度174
℃、保持時間70分の条件で蒸解を実施した。但し、パ
ルプ収率と活性アルカリ量はカッパー価が25における
値を求めた。比較例7〜12は、上記蒸解条件以外は
「実施例1および2」と同様の方法で実施した比較例で
あり、実施例3および4は本発明にかかる実施例であ
る。活性アルカリ量及びパルプ収率の求め方は実施例1
および2と同様である。その結果を〔表2〕に記載し
た。
[Examples 3 and 4 and Comparative Examples 7-1]
2 ”Chip 500 made from Douglas Fir-based softwood mixture
4 g (absolutely dry) was charged into an Oken type autoclave, the sulfidity was 30%, the liquid ratio was 5, the heating time was 60 minutes, and the cooking temperature was 174.
Cooking was carried out under conditions of ℃ and holding time of 70 minutes. However, for the pulp yield and the amount of active alkali, values at a Kappa number of 25 were obtained. Comparative Examples 7 to 12 are Comparative Examples carried out in the same manner as in "Examples 1 and 2" except for the above cooking conditions, and Examples 3 and 4 are examples according to the present invention. The method for determining the amount of active alkali and the yield of pulp is described in Example 1.
And the same as 2. The results are shown in [Table 2].

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】「実施例5および6」実施例1および2に
おいて、還元剤の昇温時における添加時期の温度を15
0℃に変えた以外は、実施例1および2と同様に実施し
て、〔表3〕の結果を得た。
"Examples 5 and 6" In Examples 1 and 2, the temperature at the time of addition of the reducing agent was raised to 15
The same operation as in Examples 1 and 2 was carried out except that the temperature was changed to 0 ° C, and the results shown in Table 3 were obtained.

【0027】[0027]

【表3】 [Table 3]

【0028】「実施例7および8】実施例3および4に
おいて、還元剤の昇温時における添加時期の温度を15
0℃に変えた以外は、実施例3および4と同様に実施し
て、〔表4〕の結果を得た。
[Examples 7 and 8] In Examples 3 and 4, the temperature at the time of addition of the reducing agent was raised to 15
The same operation as in Examples 3 and 4 was carried out except that the temperature was changed to 0 ° C., and the results shown in [Table 4] were obtained.

【0029】[0029]

【表4】 [Table 4]

【0030】「実施例9〜12」実施例1および2にお
いて、還元剤の種類を、〔表5〕に示した化合物に変え
た以外は、実施例1および2と同様に実施して、〔表
5〕の結果を得た。
[Examples 9 to 12] The same procedure as in Examples 1 and 2 was repeated except that the types of the reducing agent were changed to the compounds shown in [Table 5]. The results of Table 5] were obtained.

【0031】[0031]

【表5】 [Table 5]

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の方法は、蒸解助剤としてキノン
化合物を使用した場合に、従来のようなキノン化合物と
還元剤とを同時に添加した方法に比べて、キノン化合物
の作用が有効に発揮し、その結果としてパルプ収率の向
上及び活性アルカリ等の節減等の効果を奏することがで
きる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the method of the present invention, when a quinone compound is used as a cooking aid, the action of the quinone compound is more effectively exhibited than in the conventional method in which a quinone compound and a reducing agent are simultaneously added. As a result, it is possible to improve the pulp yield and save the active alkali.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】アントラキノン及びDDANa(1,4−ジヒ
ドロ−9,10−ジヒドロキシアントラセンのジナトリ
ウム塩)を蒸解助剤として使用してクラフト蒸解を実施
した試験において、昇温時および蒸解初期までの各温度
における蒸解液中に存在する前記キノン化合物の酸化型
キノンおよび還元型キノンの分析結果を、最初に添加キ
ノン化合物の量に対する回収率(%)として表したグラ
フである。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a graph showing the results of kraft cooking using anthraquinone and DDANa (a disodium salt of 1,4-dihydro-9,10-dihydroxyanthracene) as cooking aids. FIG. 3 is a graph showing the analysis results of oxidized quinone and reduced quinone of the quinone compound present in the cooking liquor at temperature as the recovery rate (%) with respect to the amount of quinone compound added first.

【図2】図1におけるクラフト蒸解の代わりに、ソーダ
蒸解で実施した結果のグラフである。
FIG. 2 is a graph showing results of soda cooking instead of kraft cooking in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A1 蒸解助剤としてアントラキノンを使用した場合 B1 蒸解助剤としてDDANaを使用した場合 A2 蒸解助剤としてアントラキノンを使用した場合 B2 蒸解助剤としてDDANaを使用した場合 C1 所定蒸解温度に達してから10分蒸解後 C2 所定蒸解温度に達してから10分蒸解後 A1 When anthraquinone is used as a cooking aid B1 When DDANa is used as a cooking aid A2 When anthraquinone is used as a cooking aid B2 When DDANa is used as a cooking aid C1 10 minutes after reaching the predetermined cooking temperature After cooking C2 After 10 minutes after reaching the specified cooking temperature

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 キノン−ヒドロキノン系化合物及びその
前駆体が存在するアルカリ蒸解液中でリグノセルロース
材料を蒸解する方法において、所定蒸解温度までの昇温
時から所定蒸解温度前半までの間で、この蒸解系に還元
剤を添加することを特徴とするリグノセルロース材料の
蒸解法。
1. A method for digesting a lignocellulosic material in an alkaline cooking liquor in which a quinone-hydroquinone compound and a precursor thereof are present, wherein the lignocellulosic material is heated at a predetermined temperature up to the first half of the predetermined temperature. A method for cooking lignocellulosic material, which comprises adding a reducing agent to the cooking system.
【請求項2】 還元剤がセルロースまたはヘミセルロー
スなどの低重合体、澱粉またはその低重合体およびオリ
ゴ糖ならびにこれ等の糖を構成する単糖体ならびに糖み
つなどの還元性糖類、ホルムアルデヒド、尿素、チオ尿
素等の有機の還元性物質、ならびに還元性の黒液、木材
および草本の水またはアルカリ水溶液による木材抽出物
等のリグノセルロース物質から得られる還元性物質から
選ばれた1種又は2種以上の還元性物質である請求項1
記載の蒸解法。
2. The reducing agent is a low polymer such as cellulose or hemicellulose, starch or a low polymer thereof and oligosaccharides, monosaccharides constituting these sugars and reducing sugars such as molasses, formaldehyde, urea, One or more selected from organic reducing substances such as thiourea, and reducing substances obtained from lignocellulosic substances such as reducing black liquor, wood extract of wood and herbs with water or alkaline aqueous solution The reducing substance according to claim 1.
The cooking method described.
【請求項3】 キノン−ヒドロキノン系化合物がアント
ラキノン系化合物およびアントラヒドロキノン系化合物
である請求項1記載の蒸解法。
3. The cooking method according to claim 1, wherein the quinone-hydroquinone compound is an anthraquinone compound and an anthrahydroquinone compound.
【請求項4】 還元剤を添加する昇温時の温度が、12
0℃以上である請求項1記載の蒸解法。
4. The temperature at the time of temperature increase when the reducing agent is added is 12
The cooking method according to claim 1, which has a temperature of 0 ° C or higher.
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