DE4107354C1 - - Google Patents
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- DE4107354C1 DE4107354C1 DE4107354A DE4107354A DE4107354C1 DE 4107354 C1 DE4107354 C1 DE 4107354C1 DE 4107354 A DE4107354 A DE 4107354A DE 4107354 A DE4107354 A DE 4107354A DE 4107354 C1 DE4107354 C1 DE 4107354C1
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- 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
- D21C3/22—Other features of pulping processes
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- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
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- D21C3/16—Pulping cellulose-containing materials with acids, acid salts or acid anhydrides nitrogen oxides; nitric acid nitrates, nitrites
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- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/147—Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications
- D21C9/153—Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications with ozone
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Delignifizierung von
cellulosehaltigen Rohstoffen mit einer Aufschlußlösung aus kon
zentrierter wäßriger Essigsäure unter erhöhter Temperatur und
einem erhöhten Druck.
Die klassischen und großtechnisch angewandten Verfahren zur
Zellstoffgewinnung aus den typischen Rohstoffen, nämlich geig
neten Laub- oder Nadelhölzern, ein- oder mehrjährigen Faser
pflanzen wie z. B. Bagasse, Schilf oder Miscanthus siniensis
aber auch Getreidestroh sind das Sulfit- und das Sulfatverfah
ren. Die Nachteile der bei diesen Verfahren eingesetzten Auf
schlußflüssigkeiten im Hinblick auf die damit einhergehende Um
weltbelastung sind bekannt. Diese sind einerseits die Anwendung
schwefelhaltiger Aufschlußverbindungen und die erschwerte Ver
wertung der anfallenden schwefelhaltigen, das abgetrennte Lignin
enthaltenden, Ablaugen, andererseits ist auch der Einsatz chlor
haltiger Bleichmittel nicht unbedenklich.
Einen anderen Weg als bei dem Sulfit- oder dem Sulfatverfahren
ist man mit Verfahren gegangen, die organische Lösungsmittel an
statt der umweltbedenklichen anorganischen Chemikalien als Auf
schlußmittel einsetzen. Insbesondere Essigsäure hat sich in die
ser Hinsicht als vorteilhaft erwiesen. Es sind sowohl drucklose
Verfahren zur Zellstoffgewinnung aus lignocellulosischen Aus
gangsmaterialien mittels Essigsäure, z. B. DE-PS 3 09 551 in Gegenwart katalytisch
wirkender Mengen von Mineralsäuren als auch nichtkatalytische
Verfahren zur Herstellung von Cellulose aus lignocellulosischen
Materialien mittels Essigsäure bekannt geworden, vgl. US-PS 35 53 076,
wonach Temperaturen von 150 bis 205°C zur Anwendung
kommen. Unter optimalen Bedingungen sind mittels dieser Verfah
ren z. B. mit Nadelholz als Ausgangsmaterial Restligningehalte
von 3,4 bis 6,8 Gew.-%, was Kappazahlen von 20 bis 40 ent
spricht, erreichbar.
Eine weitere Senkung des Ligningehalts wurde entweder nicht an
gestrebt oder aber mittels Anwendung konventioneller chlorhalti
ger Bleichchemikalien erreicht.
Bei einem anderen Verfahren zum Holzaufschluß mit Essigsäure,
vgl. DE 34 45 132 A1, enthält die Aufschlußflüssigkeit außer
konzentrierter Essigsäure noch geringe Anteile einer als Kataly
sator eingesetzten Mineralsäure, z. B. Salzsäure. Desweiteren
ist eine Extraktion mit verdünnter wäßriger Natronlauge be
schrieben, was eine technisch aufwendige Alkalirückgewinnung be
dingen würde. Ferner ist die in der DE 34 45 132 A1 vorgesehene
kontinuierliche Perkolation des Holzes mit hohen Essigsäureum
läufen verbunden, wobei ein Gewichtsverhältnis von Holz zu Lö
sungsmittel von etwa 1 zu 20 typisch ist.
In dem Verfahren nach der DE 34 45 132 A1 wird Essigsäure so
wohl in der Kochstufe zum Aufschließen von zerkleinertem Holz
oder von Einjahrespflanzen als Ausgangsmaterial als auch in ei
ner sich anschließenden Bleichstufe in Gegenwart von Wasser
stoffperoxid eingesetzt.
Aber auch Ozon als Bleichmittel in Essigsäure wurde mit Erfolg
angewendet, vgl. EP-A-03 25 890 und 03 25 891, hierzu wird auch genannt Mbachu, R. A. D. et
al.: "The effect of acetic and formic acid pretreatment on pulp bleaching with
ozone" in TAPPI, 1981, Vol. 64, No. 1, Seiten 67 bis 70; Nimz H. H. et al.:
"Zellstoffgewinnung und -Bleiche nach dem Acetosolv-Verfahren" in "Das Papier",
1989, Heft 10A, Seiten V 102 bis V 108 sowie Wang, D. L.-K. et al.: "Deligni
fizierung von Fichten- und Buchensulfitzellstoffen unter Verwendung von Ozon
in "Das Papier", 1984, Heft 6, Seiten 245 bis 254.
Einerseits sind die katalytisch wirkenden Mengen an Mineralsäu
ren aus den anfallenden Abwässern oder den gelösten Holzabbau
produkten praktisch kaum rückzugewinnen. Andererseits sind diese
Mineralsäuren flüchtig, z. B. Chlorwasserstoff oder Bromwasser
stoff, was u. a. zu Geruchsproblemen führt. Die aus den von An
fang an im Aufschlußmaterial enthaltenen anorganischen Bestand
teilen oder im Falle einer evtl. Neutralisation mit verdünnten
wäßrigen Natronlaugelösungen anfallenden Salze würden die Ab
wasserbelastung erhöhen und wegen des Halogengehalts die Verwer
tung bzw. Entsorgung des abgetrennten Lignins einschränken. Des
weiteren ist die Anwesenheit von Halogenwasserstoffen in wäßri
ger Phase bekanntlich mit erheblichen Korrosionsproblemen bei
den Behältermaterialien verbunden.
Diese Mängel haben sich für die großtechnische Umsetzung des
Verfahrens nach der DE 34 45 132 A1 oder der EP-A-03 25 891 als
hinderlich erwiesen.
Darüberhinaus sind diese Verfahren durch hohe Verbräuche an
Bleichchemikalien bei vergleichsweise niedrigen Weißgraden ge
kennzeichnet. So ist für Nadelhölzer bei dem Verfahren nach der
DE 34 45 132 A1 mit Wasserstoffperoxidverbräuchen von etwa
5 Gew.-%, bezogen auf Zellstoff absolut trocken (nachfolgend
atro), bei einem Endweißgrad 48,6% ISO bzw. bei dem Verfahren
nach der EP-A-03 25 891 mit einem Verbrauch von etwa 2,6 Gew.-%
Ozon und 1,0 Gew.-% Wasserstoffperoxid, bezogen auf atro Zell
stoff, bei einem Endweißgrad von 62% ISO zu rechnen.
Aus diesen Mängeln leitet sich die Aufgabe ab, zwecks Gewinnung
von zur Papierherstellung oder auch für die Herstellung von Pro
dukten aus regenerierter oder chemisch modifizierter Cellulose
geeigneten Zellstoffen, bei einem Verfahren der eingangs angege
benen Art eine Sequenz von Verfahrensschritten anzugeben, die
eine vollständige Delignifizierung des Holzes in Verbindung mit
einer Bleichsequenz ohne Anwendung chlorhaltiger Chemikalien er
möglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Delignifizie
rung von cellulosehaltigen Rohstoffen bei einem Gewichtsverhält
nis des Rohstoffes zu einer Aufschlußlösung aus wäßriger Essig
säure zwischen 0,08 zu 1 bis 0,5 zu 1, einem Wassergehalt in der
Aufschlußlösung von 5 bis 50 Gew.-%, einer Temperatur zwischen
140 und 230°C unter einem Druck von 3 bis 30 bar und einer Ver
weilzeit zwischen 0,5 und 8 h in einer ersten Delignifizierungs
stufe, anschließende Extraktion oder Wäsche, gekennzeichnet durch
Behandeln des erhaltenen essigsäurefeuchten Zellstoffes mit der Aufschlußlösung entsprechend der vorgenannten Zusammensetzung unter Zusatz von Salpetersäure bei einem Gewichtsanteil von 0,5 bis 5,0 Gew.-%/atro des Rohstoffes bei einer Temperatur von 60 bis 140°C und einem Druck von 1 bis 6 bar und einer Verweilzeit von 0,1 bis 6 h in einer zweiten Delignifizierungsstufe, an schließendes Waschen oder Extrahieren mit Wasser oder der Auf schlußlösung, anschließend
Behandeln des essigsäurefeuchten Zellstoffes im Konsistenzbe reich von 3 bis 60 Gew.-% in einer der Zusammensetzung der vor genannten Aufschlußlösung entsprechenden Flüssigphase mit einem ozonhaltigen Gas bei einem Druck von 1 bis 12 bar und einer Tem peratur von 15 ist 50°C mit einer Ozonmenge von 0,1 bis zu 2,5 Gew.-%/ atro Rohstoffmasse in einer dritten Delignifizierungs stufe.
Behandeln des erhaltenen essigsäurefeuchten Zellstoffes mit der Aufschlußlösung entsprechend der vorgenannten Zusammensetzung unter Zusatz von Salpetersäure bei einem Gewichtsanteil von 0,5 bis 5,0 Gew.-%/atro des Rohstoffes bei einer Temperatur von 60 bis 140°C und einem Druck von 1 bis 6 bar und einer Verweilzeit von 0,1 bis 6 h in einer zweiten Delignifizierungsstufe, an schließendes Waschen oder Extrahieren mit Wasser oder der Auf schlußlösung, anschließend
Behandeln des essigsäurefeuchten Zellstoffes im Konsistenzbe reich von 3 bis 60 Gew.-% in einer der Zusammensetzung der vor genannten Aufschlußlösung entsprechenden Flüssigphase mit einem ozonhaltigen Gas bei einem Druck von 1 bis 12 bar und einer Tem peratur von 15 ist 50°C mit einer Ozonmenge von 0,1 bis zu 2,5 Gew.-%/ atro Rohstoffmasse in einer dritten Delignifizierungs stufe.
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet also eine Delignifi
zierung in zwei hintereinanderfolgenden Delignifizierungsstufen
sowie in einer dritten Stufe eine Ozon-Delignifizierung, wobei
der Ligningehalt des Zellstoffes insgesamt auf weniger als
1 Gew.-% gesenkt werden kann. In dem Verfahren der DE 34 45 132 A1
werden zwar ebenfalls Ligningehalte von etwa 1 Gew.-% er
reicht, allerdings unter Inkaufnahme der Anwesenheit von Halo
genwasserstoffen und hoher Bleichmittelverbräuche.
Zum Stand der Technik in bezug auf die zweite Koch- bzw. Delig
nifizierungsstufe wird verwiesen auf US-PS 25 11 096, wonach in
einem Verfahren zur Gewinnung von Cellulose aus lignocellulose
haltigen Materialien eine Behandlung des Ausgangsmaterials mit 5
bis 20 Gewichtsteilen einer Mischung aus Salpetersäure und kon
zentrierter wäßriger Essigsäure bei einer Temperatur zwischen
70 und 110°C offenbart wird. Die hierbei erzielten Gehalte an
Alpha-Cellulose liegen zwischen 92 und 95,8 Gew.-%.
Die erfindungsgemäß in der zweiten Delignifizierungsstufe vorge
sehene Behandlung unter Zusatz von Salpetersäure kann auch so
ausgestaltet werden, daß zusätzlich zu oder anstelle von Salpe
tersäure Stickoxide, zweckmäßig zusammen mit einem geeigneten
Trägergas, oder anorganische Nitrate eingesetzt werden. Zur Ver
stärkung dieser Reaktion kann auch noch gasförmiger Sauerstoff
zugeführt werden.
Je nach den Anforderungen an die Qualität des gewünschten End
produktes Zellstoff können eine oder mehrere Bleichstufen unter
Einsatz von Wasserstoffperoxid, Peressigsäurelösungen, Natrium
borhydrid oder auch Chlordioxid an die erfindungsgemäß vorgese
henen Delignifizierungsstufen angeschlossen werden.
Außer oder neben der erfindungsgemäß vorgesehenen Essigsäure als
einfachste (nicht substituierte) Vertreterin einer C₂-alipha
tischen Monocarbonsäure können auch andere C₁-C₄-aliphati
sche Monocarbonsäuren, vorzugsweise Propionsäure, weniger be
vorzugt Ameisen- oder Buttersäure beim Aufschluß der cellulose
haltigen Rohstoffe zum Einsatz kommen.
Das vorliegende dreistufige Verfahren wird vorteilhaft so
durchgeführt, daß zunächst die einzusetzenden und mechanisch ge
häckselten oder zu Schnitzeln zerkleinerten Rohstoffe z. B.
durch schonend durchgeführte Kontakt- oder Konvektionstrock
nungsvorgänge auf einen gewünschten Wassergehalt gebracht und
ggf. mit Essigsäure vorimprägniert werden.
Holz oder anderes lignocellulosehaltiges, ggf. vorimprägniertes
Material wird mit dem Lösungsmittel, bestehend aus dem Essigsäu
re-Wassergemisch, wobei der Essigsäureanteil in der Aufschlußlö
sung einschließlich des in dem eingesetzten Rohstoff enthaltenen
Wasseranteils mindestens 50 Gew.-% beträgt, versetzt und bei ei
ner Temperatur zwischen 140 und 230°C, vorzugsweise 170 bis
200°C und einem erhöhtem Druck zwischen 3 bis 30 vorzugsweise 5
bis 12 bar behandelt. Die Reaktionszeiten liegen hierbei je nach
angewandter Temperatur und eingesetzten Rohstoffen zwischen 05
und 8, vorzugsweise 1 bis 4 h.
Das Gewichtsverhältnis des Einsatzmaterials atro zu Lösungsmit
tel während der Reaktion kann zwischen 0,08 zu 1 bis 0,5 zu 1,
vorzugsweise 0,2 zu 1 bis 0,33 zu 1 variiert werden. Bei konti
nuierlicher Fahrweise kann mit höheren Gewichtsanteilen Holz zu
Lösungsmittel gefahren werden. Wenn Faserpflanzen zum Einsatz
kommen, kann dieses Gewichtsverhältnis ebenfalls den Notwendig
keiten entsprechend variiert werden.
Nach der Reaktion werden die Hackschnitzel oder die Faserpflan
zenabschnitte durch Einbringen mechanischer Energie, z. B. mit
tels Rührvorrichtungen zerfasert und mit einer wäßrigen Essig
säurelösung von löslichen Holzabbauprodukten extraktiv befreit.
Der aufgeschlossene und extrahierte Zellstoff aus der ersten
Stufe wird wiederum mit einer konzentrierten wäßrigen Essigsäu
re-Aufschlußlösung versetzt und unter Zugabe von Salpetersäure
bei einer Temperatur zwischen 60 bis 140°C, vorzugsweise 100
bis 120°C und bei einem Druck zwischen 1 bis 6, vorzugsweise 1
bis 4 bar, behandelt. Die Reaktionszeiten betragen 0,1 bis 6,
vorzugsweise 0,5 bis 2 h.
In der konzentrierten wäßrigen Essigsäure - Aufschlußlösung
soll der Essigsäureanteil mindestens 50 Gew.-% betragen. Während
der Reaktion soll das Gewichtsverhältnis von Zellstoff zu Lö
sungsmittel zwischen 1 zu 6 und 1 zu 30, vorzugsweise zwischen 1
zu 8 und 1 zu 12, liegen. Die Menge der zugesetzten Salpetersäu
re beträgt zweckmäßig 0,5 bis 5 Gew.-%/atro Holz, vorzugsweise
1 bis 2 Gew.-%.
Nach Abschluß der Reaktion wird der erhaltene Rohzellstoff
zweckmäßig mit einer konzentrierten wäßrigen Essigsäurelösung
behandelt, um die löslichen Holzabbauprodukte zu extrahieren.
Der extrahierte, aus der zweiten Stufe erhaltene Zellstoff wird
anschließend einer weiteren Delignifizierung mittels ozonhalti
gen Gasen bei einem Ozongehalt in dem Trägergas von etwa 5 bis
10 Gew.-% unterzogen. Diese Reaktion kann in Konsistenzbereichen
von nur 3 Gew.-% Feststoffgehalt bis herauf zu über 60 Gew.-%,
vorzugsweise zwischen 30 und 50 Gew.-% Feststoffgehalt durchge
führt werden. Je nach gewünschtem Konsistenzbereich wird der
Zellstoff abgepreßt bzw. weitere Essigsäurelösung zugesetzt. In
der Regel führt man die Reaktion bei einem Druck zwischen 1 bis
2 bar durch, jedoch können speziell im mittleren Konsistenzbe
reich von 8 bis 16 Gew.-% Feststoffgehalt Drücke von 1 bis 12 bar
angewendet werden.
Die Ozonbehandlung wird zweckmäßig bei einer Temperatur zwischen
0 bis 70°C, vorzugsweise 20 bis 40°C durchgeführt.
Als Ozonträger kommen z. B. Luft, Stickstoff, Sauerstoff oder an
dere Trägergase in Betracht. Die Herstellung der ozonhaltigen
Gase erfolgt in handelsüblichen Geräten. Die Reaktionszeiten
liegen bei 0,01 bis 2, vorzugsweise 0,05 bis 1 h.
Je nach Konsistenzgrad erfolgt der Ozontransport an die Zell
stoffaser aus der Gasphase über Diffusion durch den an der Faser
anhängenden Flüssigkeitsfilm oder bei Suspension des Zellstoffes
in einer kontinuierlichen Flüssigphase aus dem in der Flüssig
phase durch geeignete Verteileinrichtungen in Lösung gebrachten
Ozonanteil. Die Art der Nachbehandlung richtet sich nach dem ge
wünschten Einatzzweck des erhaltenen Zellstoffes und kann in
einem weiteren Extrahieren, Bleichen oder auch Waschen im sau
ren, neutralen oder alkalischen Bereich bestehen. Als Lösungs
mittel können sowohl Wasser als auch organische Flüssigkeiten
eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet ohne halogenhaltige Zu
sätze oder Bleichmittel und führt auch bei den als schwierig zu
delignifizierenden Nadelholzeinsatzstoffen zu Zellstoffen mit
einem Restligningehalt unter 1,0 Gew.-%.
Das erfindungsgemäße dreistufige Verfahren ist noch weiter ins
Einzelne gehend anhand des nachfolgenden Beispiels erläutert und
die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusam
mengefaßt. Darüberhinaus sind die Vorschriften zur Bestimmung
der Kennzahlen des Feststoffgehaltes, der Kappazahl, des
Weißgrades und der Festigkeiten angegeben.
250 g atro Fichtenholz-Hackschnitzel mit einem Wassergehalt von
32,5 Gew.-% werden in einem 1,6 Liter-Druckautoklaven mit 42,1 g
Wasser und 1087,5 g Eisessig versetzt. Der Autoklav wird durch
einen Doppelmantel mittels Wärmeübertragungsflüssigkeit, deren
Temperatur auf 202°C eingestellt wird, während 1 h erwärmt, bis
sich eine Reaktionstemperatur von 170°C und ein Druck von 9 bar
einstellt. Nach 180 min unter konstanten Temperatur- und Druck
bedingungen wird der Umlauf der Wärmeübertragungsflüssigkeit un
terbrochen. Die Temperatur im Autoklaven nimmt ab, bis nach 1 h
105°C erreicht sind. Die aufgeschlossenen Hackschnitzel werden
aus dem Autoklaven entnommen und über einen Büchner-Trichter von
der dunkelgefärbten Essigsäurelösung getrennt. Der Zellstoff
wird gewaschen indem er dreimal in 1,5 l 87 Gew.-%iger Essigsäu
re bei 70°C mittels eines Rührwerks aufgeschlagen und über den
Büchner-Trichter entfeuchtet wird. Der Zellstoff wird in einer
Zentrifuge von weiterem Lösungsmittel befreit.
Es werden 370,1 g feuchter Zellstoff mit einem Trockengehalt von
35,6 Gew.-% erhalten, was einer Ausbeute von 52,7 Gew.-% ent
spricht. 10 g atro Zellstoff werden mit Wasser gewaschen, um die
Kappazahl zu bestimmen.
337,1 g essigsäurefeuchter Zellstoff (120 g atro Zellstoff zu
einem Trockengehalt von 35,6 Gew.-%) aus der 1. Delignifizie
rungsstufe werden mit 268,2 g Wasser, 1794,8 g Eisessig und
3,15 ml 100%iger Salpetersäure (Dichte 1,52 g/ml) in ein
4 l-Rührgefäß gegeben, an welches ein Rückflußkühler angeschlos
sen ist. Der Inhalt des Rührgefäßes wird durch einen Doppelman
tel mittels auf eine Temperatur von 120°C gebrachter Wärmeüber
tragungsflüssigkeit, während 30 min aufgeheizt bis die gewünsch
te Reaktionstemperatur von 108°C erreicht ist. Die Temperatur
wird während 120 min konstant gehalten. Nach 15 min Abkühlzeit
wird der Zellstoff aus dem Rührgefäß entnommen und über einen
Büchner-Trichter entfeuchtet. Der Zellstoff wird auf gleiche Art
wie nach der ersten Delignifizierungsstufe, dreimal mit je 1,5 l
87 Gew.-%iger Essigsäure gewaschen.
Es werden 306,1 g feuchter Zellstoff mit einem Trockengehalt von
36,9 Gew.-% erhalten, was einer Zellstoffausbeute von
49,6 Gew.-%, bezogen auf atro Holz entspricht. 10 g atro Zell
stoff werden mit Wasser gewaschen, um die Kappazahl zu bestimmen.
216,8 g essigsäurefeuchter Zellstoff (80 g atro Zellstoff mit
einem Trockengehalt von 36,9 Gew.-%) aus der zweiten Delignifi
zierungsstufe werden in einen 4-l-Glaskolben gegeben und an ei
nen für die Ozonbleiche angepaßten Rotationsverdampfer ange
schlossen. Der rotierende Glaskolben wird in einem auf 20°C
temperierten Wasserbad gehalten.
Das Ozon wird in einem handelsüblichen Generator aus reinem Sau
erstoff erzeugt. Die Konzentration beträgt 105 g Ozon/m³ der
Gasmischung bei Normalbedingungen von 0°C und 1013 mbar.
Dem langsam rotierenden Kolben werden während einer Zeitdauer
von 7 min und 37 s 7,62 l des Ozon/Sauerstoffgemisches zugelei
tet. Die Gase, die aus dem Rundkolben austreten, werden in eine
saure Kaliumjodidlösung eingeleitet, und 0,05 g unverbrauchtes
Ozon durch Titration mit Natriumthiosulfat und Stärke als Indi
kator bestimmt. Der Zellstoff wird nach Abschluß der Reaktion
ausgiebig mit Wasser gewaschen und in einem Laborsortierer
(Schlitzweite 0,15 mm) von Splittern befreit.
Es werden 226,2 g feuchter Zellstoff erhalten, was einer Zell
stoffausbeute von 48,1 Gew.-% auf atro Holz entspricht. Der
Trockengehalt ergibt sich damit zu 34,3 Gew.-%. Die Kappazahl
wird bestimmt.
174,9 g feuchter Zellstoff (60 g atro Zellstoff mit einem Trocken
gehalt von 34,3 Gew.-%) aus der dritten Delignifizierungsstu
fe werden mit 385,2 g Wasser, 40 ml 1 M Natriumcarbonatlösung
und 0,65 ml 40%iger Peressigsäurelösung Peroxidchemie
GmbH) gut verrührt. Der feuchte Zellstoff wird in einen Poly
ethylenbeutel gegeben und während 1 h in ein auf 70°C vorge
wärmtes Wasserbad getaucht. Der Zellstoff wird anschließend aus
giebig mit Wasser gewaschen in einer Zentrifuge entwässert.
Es werden 155,4 g feuchter Zellstoff mit einem Trockengehalt von
37,4 Gew.-% erhalten, was einer Ausbeute von 46,6 Gew.-% ent
spricht, der auf seine optischen und mechanischen Eigenschaften
hin untersucht wird.
Zur Bestimmung der angegebenen Parameter sowie Stoffwerte wurden
u. a. die nachfolgend angegebenen Vorschriften
Feststoffgehalt nach Zellcheming IV/42/62
Kappazahl nach Zellcheming IV/37/80
Weißgrad nach Zellcheming V/19/63
Festigkeiten nach Zellcheming V/4/61, V/5/60, V/8/76, V/7/61, V/11/57, V/3/62, V/12/57
Kappazahl nach Zellcheming IV/37/80
Weißgrad nach Zellcheming V/19/63
Festigkeiten nach Zellcheming V/4/61, V/5/60, V/8/76, V/7/61, V/11/57, V/3/62, V/12/57
benutzt.
Claims (7)
1. Verfahren zur Delignifizierung von cellulosehaltigen Roh
stoffen bei einem Gewichtsverhältnis des Rohstoffs zu ei
ner Aufschlußlösung aus wäßriger Essigsäure zwischen 0,08
zu 1 bis 0,5 zu 1, einem Wassergehalt in der Aufschlußlö
sung von 5 bis 50 Gew.-%, einer Temperatur zwischen 140
und 230°C unter einem Druck von 3 bis 30 bar und einer
Verweilzeit zwischen 0,5 und 8 h, anschließende Extraktion
oder Wäsche, gekennzeichnet durch
Behandeln des erhaltenen essigsäurefeuchten Zellstoffes mit der Aufschlußlösung entsprechend der vorgenannten Zu sammensetzung unter Zusatz von Salpetersäure bei einem Ge wichtsanteil von 0,5 bis 5,0 Gew.-%/atro des Rohstoffes bei einer Temperatur von 60 bis 140°C unter einem Druck von 1 bis 6 bar und einer Verweilzeit von 0,1 bis 6 h, an schließendes Waschen oder Extrahieren mit Wasser oder der Aufschlußlösung, anschließend
Behandeln des essigsäurefeuchten Zellstoffes im Konsi stenzbereich von 3 bis 60 Gew.-% in einer der Zusammenset zung der vorgenannten Aufschlußlösung entsprechenden Flüs sigphase mit einem ozonhaltigen Gas bei einem Druck von 1 bis 12 bar und einer Temperatur von 15 bis 50°C mit einer Ozonmenge von 0,1 bis zu 2,5 Gew.-% atro Rohstoffmasse.
Behandeln des erhaltenen essigsäurefeuchten Zellstoffes mit der Aufschlußlösung entsprechend der vorgenannten Zu sammensetzung unter Zusatz von Salpetersäure bei einem Ge wichtsanteil von 0,5 bis 5,0 Gew.-%/atro des Rohstoffes bei einer Temperatur von 60 bis 140°C unter einem Druck von 1 bis 6 bar und einer Verweilzeit von 0,1 bis 6 h, an schließendes Waschen oder Extrahieren mit Wasser oder der Aufschlußlösung, anschließend
Behandeln des essigsäurefeuchten Zellstoffes im Konsi stenzbereich von 3 bis 60 Gew.-% in einer der Zusammenset zung der vorgenannten Aufschlußlösung entsprechenden Flüs sigphase mit einem ozonhaltigen Gas bei einem Druck von 1 bis 12 bar und einer Temperatur von 15 bis 50°C mit einer Ozonmenge von 0,1 bis zu 2,5 Gew.-% atro Rohstoffmasse.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu
sätzlich zu oder anstelle von Salpetersäure Stickoxide
oder anorganische Nitrate eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verstärkung der Reaktion mit Salpetersäure, Stick
oxiden oder anorganischen Nitraten zusätzlich gasförmiger
Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gase eingesetzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ei
ne oder mehrere Bleichstufen unter Einsatz von Wasser
stoffperoxid, Peressigsäurelösungen, Natriumborhydrid oder
auch Chlordioxid in beliebiger Reihenfolge und Kombination
angeschlossen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
eingesetzte Rohstoff einer Vortrocknung oder auch einer
Vorimprägnierung unterworfen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ei
ne Essigsäurebekämpfung zur Entgasung der Rohstoffe vorge
schaltet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ei
ne wäßrige Lösung einer C₁-C₄-aliphatischen Monocar
bonsäure oder einer Mischung derselben als Aufschlußlösung
eingesetzt wird.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4107354A DE4107354C1 (de) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | |
EP92102468A EP0508064A1 (de) | 1991-03-08 | 1992-02-14 | Verfahren zur Delignifizierung von cellulosehaltigen Rohstoffen |
FI920830A FI920830A (fi) | 1991-03-08 | 1992-02-25 | Foerfarande foer delignifiering av cellulosahaltiga raomaterialer |
NO92920828A NO920828L (no) | 1991-03-08 | 1992-03-03 | Fremgangsmaate for delignifisering av celluloseholdige raastoffer |
CA002062474A CA2062474A1 (en) | 1991-03-08 | 1992-03-06 | Process for the delignification of cellulose containing raw materials |
US07/848,132 US5385641A (en) | 1991-03-08 | 1992-03-09 | Delignification of cellulosic raw materials using acetic acid, nitric acid and ozone |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4107354A DE4107354C1 (de) | 1991-03-08 | 1991-03-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4107354C1 true DE4107354C1 (de) | 1992-11-05 |
Family
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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