EP4139520A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gebleichtem zellstoff - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gebleichtem zellstoff

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EP4139520A1
EP4139520A1 EP21713380.0A EP21713380A EP4139520A1 EP 4139520 A1 EP4139520 A1 EP 4139520A1 EP 21713380 A EP21713380 A EP 21713380A EP 4139520 A1 EP4139520 A1 EP 4139520A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oxygen
nanobubbles
reactor
bleaching
suspension
Prior art date
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Pending
Application number
EP21713380.0A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Thaller
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.)
Messer Austria GmbH
Original Assignee
Messer Austria GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Messer Austria GmbH filed Critical Messer Austria GmbH
Publication of EP4139520A1 publication Critical patent/EP4139520A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/147—Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
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    • D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
    • D21C9/1026—Other features in bleaching processes
    • D21C9/1036—Use of compounds accelerating or improving the efficiency of the processes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
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    • D21C9/1057—Multistage, with compounds cited in more than one sub-group D21C9/10, D21C9/12, D21C9/16
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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    • D21C9/16—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds
    • D21C9/163—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds with peroxides

Definitions

  • the invention relates to a method for producing bleached cellulose, in which a suspension containing lignin and cellulose is subjected to at least one method step for oxygen-assisted bleaching in a reactor.
  • the invention also relates to a corresponding device.
  • oxygen-assisted bleaching In the production of bleached cellulose, process steps in which a bleaching process takes place with the aid of oxygen (hereinafter referred to as “oxygen-assisted” bleaching) play an increasingly important role.
  • Alkaline oxygen delignification is one of the most common process steps in the production of bleached cellulose.
  • Oxygen is metered into an alkaline material flow (cellulose fiber / water mixture). Under pressure, temperature and in the already mentioned alkaline environment, oxygen reacts with lignin and converts it into a soluble form.
  • the aim of the process step is to remove lignin from the fibers. In historical, one-stage processes, up to 50%, in today's two-stage processes, up to 70% of the lignin can be removed from the material flow.
  • Oxygen is also used in other bleaching stages, such as oxygen-enhanced extraction ("EO”, supply of NaOH + O2) or oxygen-enhanced peroxide bleaching ("EOP", supply of NaOH + O2 + H2O2).
  • EO oxygen-enhanced extraction
  • EOP oxygen-enhanced peroxide bleaching
  • oxygen delignification in particular also presents some difficulties, which have to do in particular with the fact that oxygen is difficult to dissolve in water.
  • the occurrence of excessively large gas bubbles slows the reaction rate, since the gas bubbles form a physical barrier between dissolved oxygen and in the suspension contained lignin.
  • the gas bubbles rise rapidly and pass through the reactor without reacting with the lignin.
  • EP 1 528 149 A1 it is known from EP 1 528 149 A1 to subject cellulose-containing suspension and introduced gas to strong mechanical forces in a reactor in order to establish as direct contact as possible between oxygen and lignin.
  • EP 3380667 A1 deals with the problem that gaseous reaction products formed in the suspension during the bleaching process, in particular CO and CO2, act in competition with the oxygen and inhibit the dissolution of oxygen, which reduces the efficiency of the oxygen supply.
  • EP 3380667 A1 suggests carrying out a two-stage process for oxygen delignification, with the pressurized suspension being depressurized after a first stage in order to drive out disruptive gases and, in a second stage, renewed pressurization with a high partial pressure of oxygen he follows.
  • this procedure is associated with a considerable outlay in terms of equipment.
  • WO 2006/071165 A1 proposes instead that the proportion of dissolved oxygen be kept as high as possible over the long term by intensive mixing of the suspension during a sequence of several bleaching stages.
  • the invention is based on the object of improving the efficiency of the reaction processes in the reactions between the supplied oxygen and the lignin contained in the suspension during bleaching using oxygen, compared with processes according to the prior art.
  • the required oxygen is introduced in at least one of the stages used in the bleaching process for oxygen-assisted bleaching, such as oxygen delignification, oxygen-enhanced extraction or oxygen-enhanced peroxide bleaching, at least partially in the form of nanobubbles.
  • the nanobubbles are generated either directly in the suspension or indirectly, by introducing oxygen into a line that conveys water or an aqueous fluid directly or indirectly into the reactor, in which the process step for oxygen-assisted bleaching, or at least one stage thereof, takes place.
  • the supplied oxygen is therefore at least partially in the form of nanobubbles in the pulp suspension.
  • Nanobubbles Gas bubbles with a diameter between 20 nm and 1 gm should be understood here as “nanobubbles” or “nanobubbles”.
  • the term “nanobubble” is used in particular to differentiate between larger bubbles with a diameter between 1 ⁇ m and 100 ⁇ m, which in the context of the present invention are referred to as “microbubbles” or “microbubbles”.
  • microbubbles Various studies have shown that nanobubbles with a diameter of over 20 nm can remain stable in water over a long period of a few weeks or even longer. In contrast to microbubbles, they do not rise to the surface of the water, since the upward movement caused by the - comparatively low - buoyancy force is disturbed and almost completely canceled by the Brownian molecular movement.
  • a size of the nanobubbles preferred in the context of the present invention is an average diameter between 20 nm and less than 1 miti, preferably an average diameter between 20 nm and 500 nm, particularly preferably between 20 nm and 200 nm.
  • the nanobubbles are able to exchange substances with their surroundings.
  • a nanobubble loaded with a certain gas can, depending on the saturation of this gas in a surrounding solution, release gas molecules into or take up from the solution.
  • the nanobubbles are filled with oxygen or an oxygen-containing gas and thus represent a stable reservoir of oxygen through which dissolved oxygen in the surrounding pulp suspension, which is converted in the course of the lignin reactions, can be quickly replaced.
  • the nanobubbles are so small that they can even penetrate lignin-containing fibers in the suspension, where they can ensure a permanent supply of oxygen for the lignin reactions.
  • the oxygen is introduced through a nozzle or a bubbling device that is made at least in sections from a porous material, such as sintered ceramic or sintered metal, the pore diameter of which is so large that stable nanobubbles of the desired size are created in the fluid.
  • a porous material such as sintered ceramic or sintered metal
  • the diameter of the pores of the porous material is also in the nano range, i.e. less than 1 ⁇ m.
  • Parameters such as pFI value and salinity have an influence in particular on the minimum size of the nanobubbles from which the nanobubbles can be stable in the solution.
  • the type of feed system so that the average size of the bubbles generated during the feed and their stability in the Pulp suspension prevailing conditions is taken into account. This can be done empirically, for example, by testing various feed systems before permanent start-up and determining their suitability for the respective chemical system.
  • the dosing of oxygen in the form of nanobubbles can be used in the bleaching process in all oxygen-assisted bleaching stages, in particular in alkaline oxygen delignification, in oxygen-enhanced extraction ("EO"), in which the pulp suspension is supplied with sodium hydroxide (NaOFI) or oxygen Oxygen-enhanced peroxide bleaching (“PO” or “EOP”), in which the pulp suspension is supplied with oxygen in addition to hydrogen peroxide (H2O2) and, if necessary, caustic soda.
  • EO oxygen-enhanced extraction
  • PO oxygen Oxygen-enhanced peroxide bleaching
  • EOP oxygen-enhanced peroxide bleaching
  • H2O2O2O2 hydrogen peroxide
  • caustic soda if several of these bleaching stages are used, the process according to the invention can also be used in only one or more of these bleaching stages. The same applies to successive stages of an oxygen delignification carried out in several stages.
  • a process step for oxygen-assisted bleaching with the oxygen supply according to the invention can also take place in addition to a non-oxygen-assisted bleaching stage, such as a delignification stage with CIO2.
  • a non-oxygen-assisted bleaching stage such as a delignification stage with CIO2.
  • the arrangement of mechanical means, such as stirrers, rotors, etc. must be such that the stability of the nanobubbles is not impaired by mechanical effects such as strong shear forces or cavitations.
  • the oxygen in the form of nanobubbles can be fed directly into the pulp suspension or into a feed line via which water or an aqueous fluid is fed to the reactor in which the respective bleaching stage takes place.
  • the nanobubbles are fed into process water, such as filtrate, which was obtained in one or more later washing stages and is returned to one or more previous washing stages in countercurrent to the bleaching process and is used there e.g. as dilution water.
  • process water such as filtrate
  • a fresh water feed that opens directly into the respective reactor or into a line that conveys an aqueous fluid, for example a solution of NaOFI or H2O2 or the pulp suspension itself to the reactor.
  • the method according to the invention is particularly suitable for introducing oxygen into pulp suspensions of comparatively high consistency, in particular for treating pulp suspensions of medium consistency (MC) with consistencies between 8% and 20%, preferably between 10% and 14%. Higher consistencies of up to 35% are also conceivable.
  • the oxygen is preferably supplied in the form of nanobubbles in dilution water, which is introduced into the pulp suspension.
  • the object of the invention is also achieved by a device having the features of claim 8.
  • a device for the production of bleached pulp which is equipped with at least one reactor, in which a suspension containing lignin and pulp (pulp suspension) is subjected to at least one process step for oxygen-assisted bleaching, is characterized according to the invention in that the reactor or one flow-connected to the reactor Feed line for the pulp suspension and / or for an aqueous fluid to be fed to the reactor, such as, for example, washing water or a fluid containing NaOH or peroxide, an entry device for the entry of oxygen in the form of oxygen nanobubbles is assigned.
  • the entry device or the entry devices comprise / comprise, for example, a nozzle or a bubbling system, which is manufactured at least in sections from porous material, such as, for example, sintered ceramic or sintered metal.
  • the pore diameters of the porous section are so large that stable nanobubbles of the desired size arise in the fluid, that is, for example, have pore diameters that correspond to the size of the nanobubbles to be introduced, that is between 20 nm and 1000 nm.
  • the porous section protrudes into the pulp suspension or the fluid and thus allows the nanobubbles to be generated directly when the oxygen is introduced into the respective fluid.
  • FIG. 1 shows a flow chart for an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • aqueous pulp suspension 2 which in addition to pulp also contains portions of lignin, runs through the successive oxygen-assisted bleaching stages of an alkaline oxygen delinfection 3, an oxygen-enhanced alkaline extraction 4 and an oxygen-enhanced peroxide bleaching 5.
  • the pulp suspension 2 is treated with oxygen in a pressure-tight reactor at high temperatures in an alkaline environment. Substantial portions of the lignin still contained in the suspension are removed by reaction with oxygen.
  • oxygen delignification 3 can take place in a single reactor or - as is common in today's bleaching processes - in multiple stages in several reactors connected in series.
  • the suspension has an average consistency of, for example, 10% to 14% consistency.
  • Oxygen or an oxygen-containing gas is introduced into the reactor or reactors.
  • the treatment takes place at a pressure of, for example, 7 to 8 bar in the inlet and 4.5 to 5.5 bar in the outlet of the (single) reactor.
  • the treatment time (retention time) is, for example, 50 to 60 minutes
  • the pressure and reaction time generally differ in the two reactors. For example, a pressure of 7 to 10 bar and a retention time of 10 to 15 minutes in the first stage and a pressure of in the second stage is customary
  • the lignin remaining after delignification is largely made soluble by means of NaOH.
  • the addition of oxygen increases the bleaching effect ("EO", oxygen-enhanced extraction).
  • EO oxygen-enhanced extraction
  • the treatment takes place in a reactor at a temperature of, for example, 55 ° C-80 ° C and a pressure, for example between atmospheric pressure and 3-
  • a peroxide in particular hydrogen peroxide (H2O2)
  • H2O2 hydrogen peroxide
  • PO oxygen-enhanced peroxide bleach
  • the bleaching stages 3, 4, 5 are each followed by washing stages 6, 7, 8, 9 in a manner known per se.
  • an aqueous medium for example fresh water or condensate
  • the filtrate obtained in the washing stage 9 is - likewise in a manner known per se - fed to the respective preceding washing stages 8, 7, 6 via a filtrate and washing water duct 10 in countercurrent to the flow of the pulp suspension.
  • a suspension formed as an intermediate product with at least largely bleached cellulose 11 is fed to subsequent processing steps which are not of further interest here.
  • oxygen is supplied in the bleaching stages 3, 4, 5, which takes place directly or indirectly into the reactors housing the bleaching stages 3, 4, 5 in each case.
  • at least some of the oxygen is introduced in the form of nanobubbles with an average diameter between 20 nm and 1000 nm.
  • various possibilities are shown by way of example for locations at which oxygen can be introduced in the form of nanobubbles.
  • oxygen can be introduced in the form of nanobubbles into a feed 13 for return water, into which the sodium hydroxide solution required for the alkaline oxygen delignification 3 is also fed, as shown on the basis of the oxygen feed 14.
  • oxygen in the form of nanobubbles can, however, also, in addition or as an alternative, take place in a feed line 15 for washing water to the washing stage 6 upstream of the oxygen delignification 3 (oxygen feed line 16), in one directly into the reactor (or one or more of the reactors ) the oxygen supply line 17 opening into the oxygen delignification 3 and / or in a transport line 18 supplying the cellulose-containing suspension to the reactor (or one of the reactors) of the oxygen delignification 3, as indicated by the oxygen supply line 19.
  • oxygen supply line 15 for washing water to the washing stage 6 upstream of the oxygen delignification 3
  • oxygen supply line 17 opening into the oxygen delignification 3 and / or in a transport line 18 supplying the cellulose-containing suspension to the reactor (or one of the reactors) of the oxygen delignification 3, as indicated by the oxygen supply line 19.
  • the entry of oxygen in the form of nanobubbles is not limited to the entry points shown here; rather, the entry can also take place at other points not shown here.
  • the oxygen is introduced exclusively in the form of nanobubbles. It is also possible for the oxygen to be introduced in the form of nanobubbles in addition to other ways of introducing the oxygen.
  • the nanobubbles are generated at the confluence of the oxygen supply lines 14, 16, 17, 19, 20, 21 in the respective fluid-carrying line 13, 15, 18, 22, 23 and / or the respective reactor at suitable feed devices 24 only that when the feed devices 24 are in operation, they are surrounded by at least one device generating the nanobubbles, for example a nozzle, by water or an aqueous fluid or a suspension, so that the nanobubbles can form in the aqueous phase.
  • the nanobubbles are then carried along by the flow of the respective fluid and thus get into the respective reactor of reaction 3, 4, 5.
  • such an entry device 24, which allows the generation of oxygen-containing nanobubbles in the respective fluid can also only be attached to one or some of the mentioned junctions of the oxygen supply lines 14, 16, 17, 19, 20, 21 can be provided.
  • the process according to the invention it is possible to use the oxygen introduced into the pulp suspension in the course of the various bleaching stages with a significantly higher efficiency than is the case with processes from the prior art.
  • the small size of the nanobubbles allow a uniform distribution of the oxygen in the suspension and facilitate the process Transport of the oxygen right up to the lignin to be oxidized.
  • the nanobubbles represent an easily available reservoir for oxygen in areas where there is a high demand for oxygen.

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Abstract

Bei einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Herstellung von gebleichtem Zellstoff, bei dem eine Lignin und Zellstoff enthaltende Suspension wenigstens einem Verfahrensschritt zur sauerstoffunterstützten Bleiche in einem Reaktor unterzogen wird, wie der alkalischen Sauerstoffdelignifizierung, der sauerstoffverstärkten Extraktion oder der sauerstoffverstärkten Peroxidbleiche, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der für die sauerstoffunterstützte Bleiche erforderliche Sauerstoff dem Reaktor zumindest teilweise in Form von Sauerstoff enthaltenden Nanobubbles zugeführt wird. Die geringe Größe und hohe Stabilität der Nanobläschen ermöglichen eine gleichmäßige Verteilung des Sauerstoffs in der Suspension und eine vergleichsweise lange Einwirkungszeit. Die Effizienz der Bleiche wird auf diese Weise wesentlich erhöht.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von gebleichtem Zellstoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gebleichtem Zellstoff, bei dem eine Lignin und Zellstoff enthaltende Suspension wenigstens einem Verfahrensschritt zur sauerstoffunterstützten Bleiche in einem Reaktor unterzogen wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine entsprechende Vorrichtung.
Bei der Produktion von gebleichtem Zellstoff spielen Verfahrensschritte, bei denen ein Bleichvorgang unter Zuhilfenahme von Sauerstoff erfolgt (im Folgenden „sauerstoffunterstützte“ Bleiche genannt), eine zunehmend wichtige Rolle.
So gehört die alkalische Sauerstoffdelignifizierung zu den verbreitetsten Prozessschritten bei der Produktion von gebleichtem Zellstoff. Dabei wird Sauerstoff in einen alkalischen Stoffstrom (Zellulosefaser / Wassergemisch) eindosiert. Unter Druck, Temperatur und in dem bereits erwähnten alkalischen Milieu reagiert Sauerstoff mit Lignin und führt es in eine lösliche Form über. Ziel des Prozessschritts ist die Entfernung von Lignin aus den Fasern. In historischen, einstufigen Prozessen konnten dabei bis zu 50%, in den heute üblichen zweistufigen Prozessen können bis zu 70 % des Lignins aus dem Stoffstrom entfernt werden.
Sauerstoff wird auch bei anderen Bleichstufen, wie der sauerstoffverstärkten Extraktion („EO“, Zuführung von NaOH + O2) oder der Sauerstoff verstärkten Peroxidbleiche („EOP“, Zuführung von NaOH + O2 + H2O2) verwendet. In all diesen Fällen ist eine gute und gleichmäßige Einlösung des Sauerstoffs in den wässerigen Stoffstrom eine der entscheidenden Parameter für die Prozessführung; am schwierigsten ist jedoch diese gleichmäßige Verteilung und Einlösung des Sauerstoffs bei der Sauerstoffdelignifizierung zu bewerkstelligen, da hier die - im Vergleich zu den anderen genannten Prozessstufen - größten spezifischen Sauerstoffmengen eingesetzt werden.
Insbesondere die Sauerstoffdelignifizierung bereitet allerdings auch einige Schwierigkeiten, die insbesondere mit dem Umstand zu tun haben, dass sich Sauerstoff nur schwer in Wasser löst. Insbesondere verlangsamt das Auftreten zu großer Gasblasen die Reaktionsgeschwindigkeit, da die Gasblasen eine physikalische Barriere zwischen gelöstem Sauerstoff und in der Suspension enthaltenem Lignin darstellen können. Zudem steigen die Gasblasen rasch auf und durchlaufen den Reaktor, ohne dass es zu einer Reaktion mit dem Lignin kommt.
Um eine möglichst breite Verteilung des Sauerstoffs im Stoffzustrom zu bewerkstelligen, die Einlösung des Sauerstoffs zu begünstigen und eine effiziente Reaktion mit dem Lignin zu erreichen, sind verschiedene Vorgehensweisen bekannt.
Beispielsweise ist aus der EP 1 528 149 A1 bekannt, zellstoffhaltige Suspension und eingeleitetes Gas in einem Reaktor starken mechanischen Kräften auszusetzen, um dabei einen möglichst direkten Kontakt von Sauerstoff und Lignin herzustellen.
Der Gegenstand der EP 3380667 A1 befasst sich mit dem Problem, dass während des Bleichvorgangs in der Suspension entstehende gasförmige Reaktionsprodukte, insbesondere CO und CO2, konkurrierend zum Sauerstoff wirken und die Einlösung von Sauerstoff hemmen, wodurch die Effizienz der Sauerstoffzuführung gemindert wird. Zur Lösung dieses Problems schlägt die EP 3380667 A1 vor, ein zweistufiges Verfahren zur Sauerstoffdelignifikation durchzuführen, wobei im Anschluss an eine erste Stufe die unter Druck stehende Suspension druckentlastet wird, um störende Gase auszutreiben, und in einer zweiten Stufe eine erneute Druckbeaufschlagung mit einem hohen Sauerstoffpartialdruck erfolgt. Diese Vorgehensweise ist jedoch mit einem beträchtlichen apparativen Aufwand verbunden.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, den Sauerstoff in Form möglichst kleiner Gasbläschen im Stoffstrom zu verteilen um auf diese Weise und unter Ausnutzung eines hohen Oberflächen zu Volumen - Verhältnisses günstige Bedingungen für das Einlösen des Gases zu schaffen, wie beispielsweise in der EP 0573892 B1 oder der US 4886577 A1 erwähnt.
In der WO 2006/071165 A1 wird hierzu kritisch angemerkt, dass der Lösungsvorgang viel langsamer verläuft als die Umsetzung des bereits gelösten Sauerstoffs in Reaktionen mit verschiedenen organischen Bestandteilen in der Suspension. Da der Abbau des Lignins insbesondere innerhalb von Fasern erfolgt, die sich in der Suspension befinden, werde der gelöste Sauerstoff in der in die Fasern eindringenden Flüssigphase rasch verbraucht. Aus den Gasblasen, die selbst nicht in die Fasern eindringen können, könne der verbrauchte Sauerstoff nicht rasch genug ersetzt werden, mit der Folge, dass die Reaktionsgeschwindigkeit verlangsamt und die Effizienz der Reaktion gemindert wird. Die WO 2006/071165 A1 schlägt stattdessen vor, durch intensives Mischen der Suspension den Anteil an gelöstem Sauerstoff während einer Abfolge von mehreren Bleichstufen dauerhaft so hoch wie möglich zu halten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, beim Bleichen unter Verwendung von Sauerstoff die Effizienz der Reaktionsabläufe in den Reaktionen zwischen dem zugeführten Sauerstoff und dem in der Suspension enthaltenen Lignin gegenüber Verfahren nach dem Stande der Technik zu verbessern.
Gelöst ist diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird also der erforderliche Sauerstoff in zumindest einer der im Bleichprozess eingesetzten Stufen zur sauerstoffunterstützten Bleiche, wie beispielsweise der Sauerstoffdelignifizierung, der sauerstoffverstärkten Extraktion oder der sauerstoffverstärkten Peroxidbleiche, zumindest teilweise in Form von Nanobubbles eingetragen. Der Erzeugung der Nanobubbles erfolgt dabei entweder direkt in der Suspension oder indirekt, durch Einleitung von Sauerstoff in eine Leitung, die Wasser oder ein wässriges Fluid direkt oder indirekt in den Reaktor fördert, in dem der Verfahrensschritt zur sauerstoffunterstützten Bleiche, oder zumindest eine Stufe davon, stattfindet. Zumindest innerhalb des Reaktors liegt daher der zugeführte Sauerstoff also zumindest teilweise in Form von Nanobubbles in der Zellstoffsuspension vor.
Als „Nanobubbles“ oder „Nanobläschen“ sollen hier Gasblasen mit einem Durchmesser zwischen 20 nm und 1 gm verstanden werden. Die Bezeichnung „Nanobubble“ erfolgt insbesondere zur Unterscheidung von größeren Bläschen mit einem Durchmesser zwischen 1 gm und 100 pm, die im Kontext der vorliegenden Erfindung als „Mikrobubbles“ oder „Mikrobläschen“ bezeichnet werden. Es hat sich in verschiedenen Untersuchungen gezeigt, dass Nanobubbles mit einem Durchmesser von über 20 nm über einen langen Zeitraum von einigen Wochen oder gar länger in Wasser stabil bleiben können. Im Unterschied zu Mikrobläschen steigen sie nicht zur Wasseroberfläche, da die durch die - vergleichsweise geringe - Auftriebskraft veranlasste Steigbewegung durch die Brownsche Molekularbewegung gestört und fast vollständig aufgehoben wird. Zugleich ist das Zeta-Potenzial an der Oberfläche der Nanobläschen groß genug, um die Oberflächenspannung zu kompensieren und so die Auflösung des Nanobläschens zu verhindern. Erst bei einem Durchmesser von deutlich unterhalb von 20 nm nimmt die Oberflächenspannung überhand, die Nanobubbles kollabieren und verschwinden in Sekundenbruchteilen. Weiterhin neigen Nanobubbles aufgrund abstoßender Wechselwirkungen ihrer Oberflächen nicht zur Koagulation. Eine im Kontext der vorliegenden Erfindung bevorzugte Größe der Nanobubbles liegt bei einem mittleren Durchmesser zwischen 20 nm und unter 1 miti, bevorzugt bei einem mittleren Durchmesser zwischen 20 nm und 500 nm, besonders bevorzugt zwischen 20 nm und 200 nm.
Die Nanobubbles sind zum Stoffaustausch mit ihrer Umgebung in der Lage. Ein mit einem bestimmten Gas beladenes Nanobläschen kann in Abhängigkeit von der Sättigung dieses Gases in einer umgebenden Lösung Gasmoleküle in die Lösung abgeben oder aus dieser aufnehmen. Im Kontext mit einem sauerstoffunterstützten Bleichverfahren sind die Nanobubbles mit Sauerstoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas gefüllt und stellen somit ein stabiles Reservoir an Sauerstoff dar, durch das in der umgebenden Zellstoffsuspension gelöster Sauerstoff, der im Verlauf der Ligninreaktionen umgesetzt wird, rasch ersetzt werden kann. Zudem sind die Nanobubbles so klein, dass sie selbst in ligninhaltige Fasern in der Suspension eindringen und dort eine dauerhafte Sauerstoffversorgung für die Ligninreaktionen sicherstellen können.
Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung von Nanobubbles in wässerige Systeme werden beispielsweise in der US 2012/0175791 A1 , US 2019/0083945 A1 , US 6382 601 B1 , US 10293312 B2 oder der WO 2017/217402 A1 beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird, ohne dass damit jedoch die Art des Eintrags der Nanobubbles nach der vorliegenden Erfindung auf diese vorbekannten Systeme beschränkt werden soll. Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist, dass die Vorrichtung so beschaffen ist, dass ein wesentlicher Teil des einem wässerigen Fluid zugeführten Sauerstoffs im Fluid in Form von Nanobubbles erzeugt wird. Dies wird beispielsweise dadurch bewerkstelligt, dass der Sauerstoff durch eine Düse oder eine Einperlvorrichtung eingetragen wird, die mindestens abschnittsweise aus einem porösen Material, etwa Sinterkeramik oder Sinternetall, gefertigt ist, dessen Porendurchmesser so groß sind, dass im Fluid stabile Nanobläschen der gewünschten Größenordnung entstehen. Beispielsweise liegen die Durchmesser der Poren des porösen Materials ebenfalls im Nanobereich, also unter 1 pm.
Parameter wie pFI-Wert und Salinität haben einen Einfluss insbesondere auf die Mindestgröße der Nanobubbles, ab der die Nanobläschen stabil in der Lösung vorliegen können. Um zu gewährleisten, dass ein möglichst großer Anteil des Sauerstoffs in der Suspension in Form von stabilen Nanobläschen vorliegen kann, ist es daher zweckmäßig, die Art des Eintragssystems so zu wählen, dass die Durchschnittsgröße der beim Eintrag erzeugten Bläschen und deren Stabilität bei den in der Zellstoffsuspension vorherrschenden Bedingungen berücksichtigt wird. Dies kann beispielsweise empirisch erfolgen, indem verschiedene Eintragssysteme vor einer dauerhaften Inbetriebnahme getestet und deren Eignung für das jeweilige chemische System festgestellt wird.
Die Dosierung des Sauerstoffs in Form von Nanobubbles kann im Bleichprozess bei allen sauerstoffunterstützten Bleichstufen zum Einsatz kommen, insbesondere bei der alkalischen Sauerstoffdelignifizierung, bei der sauerstoffverstärkten Extraktion („EO“), in welcher der Zellstoffsuspension neben Natronlauge (NaOFI) Sauerstoff zugeführt wird, oder der Sauerstoff verstärkten Peroxidbleiche („PO“ oder „EOP“), bei der der Zellstoffsuspension neben Wasserstoffperoxid (H2O2) sowie ggf. Natronlauge ebenfalls Sauerstoff zugeführt wird. Kommen mehrere dieser Bleichstufen zum Einsatz, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch nur in einer oder mehreren dieser Bleichstufen eingesetzt werden. Das gleiche gilt für aufeinanderfolgende Stufen einer mehrstufig durchgeführten Sauerstoffdelignifizierung. Ein Verfahrensschritt zur sauerstoffunterstützten Bleiche mit der erfindungsgemäßen Sauerstoffzuführung kann im Übrigen auch ergänzend zu einer nicht sauerstoffunterstützten Bleichstufe erfolgen, wie beispielsweise einer Delignifizierungstufe mit CIO2. Die Anordnung von mechanischen Mitteln, wie Rührer, Rotoren etc. muss so erfolgen, dass durch mechanische Einwirkungen wie starke Scherkräfte oder Kavitationen die Stabilität der Nanobubbles nicht beeinträchtigt wird.
Die Zuführung des Sauerstoffs in Form von Nanobubbles kann unmittelbar in die Zellstoffsuspension erfolgen, oder in eine Zuleitung, über die dem Reaktor, in dem die jeweilige Bleichstufe abläuft, Wasser oder eine wässeriges Fluid zugeführt wird. Beispielsweise erfolgt die Zuführung der Nanobubbles in ein Prozesswasser, wie beispielsweise Filtrat, das in einer oder mehreren späteren Waschstufen gewonnen wurde und im Gegenstrom zum Bleichprozess in eine oder mehrere vorhergehende Waschstufen zurückgeführt wird und dort z.B. als Verdünnungswasser verwendet wird. Ebenso denkbar ist die Zuführung des Sauerstoffs in Form von Nanobläschen in eine direkt in den jeweiligen Reaktor einmündenden Frischwasserzuführung oder in eine Leitung, die ein wässeriges Fluid, beispielsweise eine Lösung von NaOFI oder H2O2 oder die Zellstoffsuspension selbst zum Reaktor fördert.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere auch zum Einträgen von Sauerstoff in Zellstoffsuspensionen vergleichsweise hoher Stoffdichte geeignet, insbesondere zur Behandlung von Zellstoffsuspensionen mittlerer Konsistenz (MC) mit Stoffdichten zwischen 8% und 20%, bevorzugt zwischen 10% und 14% geeignet. Auch höhere Stoffdichten bis 35% sind vorstellbar. In diesem Fall wird der Sauerstoff in Form von Nanobubbles bevorzugt in Verdünnungswasser zugeführt, das in die Zellstoffsuspension eingebracht wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.
Eine Vorrichtung zur Herstellung von gebleichtem Zellstoff, die mit wenigstens einem Reaktor ausgerüstet ist, in dem eine Lignin und Zellstoff enthaltende Suspension (Zellstoffsuspension) wenigstens einem Verfahrensschritt zur sauerstoffunterstützen Bleiche unterzogen wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktor oder einer mit dem Reaktor strömungsverbundenen Zuleitung für die Zellstoffsuspension und/oder für ein dem Reaktor zuzuführendes wässeriges Fluid, wie beispielsweise Waschwasser oder ein NaOH oder Peroxid enthaltendes Fluid, eine Eintragsvorrichtung zum Einträgen von Sauerstoff in Form von Sauerstoff Nanobubbles zugeordnet ist.
Die Eintragsvorrichtung bzw. die Eintragsvorrichtungen umfasst/umfassen beispielsweise eine Düse oder ein Einperlsystem, das zumindest abschnittsweise aus porösem Material gefertigt ist, wie beispielsweise Sinterkeramik oder Sintermetall. Die Porendurchmesser des porösen Abschnitts sind so groß, dass im Fluid stabile Nanobläschen der gewünschten Größenordnung entstehen, also beispielsweise Porendurchmesser aufweist, die der Größe der einzutragenden Nanobläschen, also zwischen 20 nm und 1000 nm, entsprechen. Im Betriebszustand ragt der poröse Abschnitt in die Zellstoffsuspension oder das Fluid hinein und erlaubt so die Erzeugung der Nanobubbles direkt beim Einleiten des Sauerstoffs in das jeweilige Fluid.
Anhand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. Die einzige Zeichnung (Fig.1 ) zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt ein Verfahren 1 zum Bleichen von Zellstoff, der beispielsweise als Vorprodukt für die Fierstellung von Papier oder anderen Produkten zum Einsatz kommt. Dabei durchläuft eine wässerige Zellstoffsuspension 2, die neben Zellstoff noch Anteile von Lignin enthält, die nacheinander ablaufenden sauerstoffunterstützten Bleichstufen einer alkalischen Sauerstoffdeliginfizierung 3, einer Sauerstoff verstärkten alkalischen Extraktion 4 sowie einer sauerstoffverstärkten Peroxidbleiche 5.
Bei der Sauerstoffdelignifizierung 3 wird die Zellstoffsuspension 2 in einem druckfesten Reaktor bei hohen Temperaturen in einer alkalischen Umgebung mit Sauerstoff behandelt. Dabei werden wesentliche Anteile des noch in der Suspension enthaltenen Lignins durch Reaktion mit Sauerstoff entfernt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist hier nur ein Verfahrensschritt zur Sauerstoffdelignifizierung 3 gezeigt, die Sauerstoffdelignifizierung 3 kann dabei in einem einzelnen Reaktor oder - wie bei heutigen Bleichverfahren üblich - mehrstufig in mehreren, hintereinandergeschalteten Reaktoren erfolgen. Die Sauerstoffdelignifizierung 3 erfordert ein alkalisches Milieu mit einem pH-Wert von etwa pH=11 bei einer Temperatur zwischen 80°C und 105°C, das im hier gezeigten Ausführungsbeispiel durch die Zuführung von NaOH und von heißem Dampf in den Reaktor realisiert wird. Die Suspension besitzt dabei eine mittlere Konsistenz von beispielsweise 10% bis 14% Stoffdichte. In den Reaktor oder in die Reaktoren wird Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas eingeleitet. Im heute eher ungebräuchlichen Fall einer einstufigen Sauerstoffdelignifizierung erfolgt die Behandlung bei einem Druck von beispielsweise 7 bis 8 bar im Zulauf und 4,5 bis 5,5 bar im Auslauf des (einzigen) Reaktors. Die Behandlungsdauer (Retentionszeit) beträgt dabei beispielsweise 50 bis 60 min. Im Falle einer zweistufigen Sauerstoffdelignifizierung unterscheiden sich in der Regel Druck und Reaktionsdauer in beiden Reaktoren. Üblich ist beispielsweise in der ersten Stufe ein Druck von 7 bis 10 bar und 10 bis 15 Minuten Retentionszeit und in der zweiten Stufe ein Druck von
3 bis 5 bar, bei einer Retentionszeit von ca. 1 h.
In der anschließenden alkalischen Extraktion 4 wird das nach der Delignifizierung verbleibende Lignin mittels NaOH zum großen Teil löslich gemacht. Die Zugabe von Sauerstoff verstärkt dabei die Bleichwirkung („EO“, sauerstoffverstärkte Extraktion). Die Behandlung erfolgt in einem Reaktor bei einer Temperatur von beispielsweise 55°C-80°C und einem Druck, der beispielsweise zwischen Atmosphärendruck und 3-
4 bar liegt, bei einer Verweilzeit von beispielsweise 60 bis 120 min.
In der Peroxidbleiche 5 wird der Suspension als weiteres Bleichmittel ein Peroxid, insbesondere Wasserstoffperoxid (H2O2) zugeführt. Auch die Effizienz dieses Verfahrensschritts kann durch Zugabe von Sauerstoff wesentlich verbessert werden („PO“, Sauerstoff verstärkte Peroxidbleiche). Die Behandlung erfolgt in einem Reaktor beispielsweise bei Atmosphärendruck und einer Temperatur von beispielsweise zwischen 85°C und 90°C oder unter einem erhöhten Druck bei Temperaturen von beispielsweise zwischen 100°C und 110°C.
Es versteht sich von selbst, dass die hier gezeigten Verfahrensschritte 3, 4, 5 nicht zwingend alle und in der hier beschriebenen Weise durchgeführt werden müssen; im Rahmen der Erfindung können einzelne oder mehrere dieser Schritte vorhanden sein, gegebenenfalls in Kombination mit weiteren, hier nicht beschriebenen Bleichstufen.
Den Bleichstufen 3, 4, 5 sind in an sich bekannterWeise jeweils Waschstufen 6, 7, 8, 9 vor- bzw. nachgeschaltet. In der abschließenden Waschstufe 9 erfolgt eine Zuführung eines wässerigen Mediums, beispielsweise Frischwasser oder Kondensat. Das bei der Wäschstufe 9 anfallende Filtrat wird - ebenfalls in an sich bekannter Weise - über eine Filtrat- und Waschwasserführung 10 jeweils im Gegenstrom zum Lauf der Zellstoffsuspension den jeweils vorhergehenden Waschstufen 8, 7, 6 zugeführt. Am Ende der letzten Waschstufe 9 wird eine als Zwischenprodukt entstandene Suspension mit zumindest weitgehend gebleichtem Zellstoff 11 nachfolgenden, hier nicht weiter interessierenden Verarbeitungsschritten zugeführt.
Wie erwähnt erfolgt in den Bleichstufen 3, 4, 5 eine Zuführung von Sauerstoff, die direkt oder indirekt in die jeweils die Bleichstufe 3, 4, 5 beherbergenden Reaktoren erfolgt. Erfindungsgemäß wird dabei zumindest ein Teil des Sauerstoffs in Form von Nanobubbles mit einem durchschnittlichen Durchmesser zwischen 20 nm und 1000 nm eingetragen. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind beispielhaft verschiedene Möglichkeiten für Orte gezeigt, an denen ein Sauerstoffeintrag in Form von Nanobubbles erfolgen kann.
Beispielsweise kann zur Sauerstoffversorgung der alkalischen Sauerstoffdelignifikation 3 ein Eintrag von Sauerstoff in Form von Nanobubbles in einer Zuführung 13 für Rücklaufwasser erfolgen, in die auch die für die alkalische Sauerstoffdelignifizierung 3 erforderliche Natronlauge eingespeist wird, wie anhand der Sauerstoffzuführung 14 gezeigt. Der Eintrag von Sauerstoff in Form von Nanobubbles kann jedoch auch, ergänzend oder alternativ dazu, in einer Zuleitung 15 für Waschwasser an die der Sauerstoffdelignifizierung 3 vorgeschaltete Waschstufe 6 erfolgen (Sauerstoffzuleitung 16), in einer direkt in den Reaktor (oder einen oder mehreren der Reaktoren) der Sauerstoffdelignifizierung 3 mündenden Sauerstoffzuleitung 17 und/oder in einer die zellstoffhaltige Suspension dem Reaktor (oder einem der Reaktoren) der Sauerstoffdelignifizierung 3 zuführenden Transportleitung 18, wie durch Sauerstoffzuleitung 19 angedeutet. In gleicherweise bestehen verschiedene Möglichkeiten für die Zuführung von Sauerstoff auch in der alkalischen Extraktion 4 und der Peroxidbleiche 5, wobei indes in der Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit nur Sauerstoffzuführungen 20,
21 gezeigt sind, die in eine stromauf zum jeweiligen Reaktor angeordnete Transportleitung 22, 23 für die Zellstoffsuspension einmünden.
Der Eintrag des Sauerstoffs in Form von Nanobubbles ist im Übrigen nicht auf die hier gezeigten Eintragspunkte beschränkt, vielmehr kann der Eintrag auch an anderen, hier nicht gezeigten Punkten erfolgen.
Im Übrigen ist es im Rahmen der Erfindung keineswegs erforderlich, dass der Eintrag des Sauerstoffs ausschließlich in Form von Nanobubbles erfolgt, Möglich ist vielmehr auch, dass der Eintrag des Sauerstoffs in Form von Nanobubbles ergänzend zu anderen Eintragsweisen für den Sauerstoff vorgenommen wird.
Der Erzeugung der Nanobubbles erfolgt jeweils an der Einmündung der Sauerstoffzuführungen 14, 16, 17, 19, 20, 21 in die jeweilige fluidführende Leitung 13, 15, 18, 22, 23 und/oder den jeweiligen Reaktor an geeigneten Eintragsvorrichtungen 24. Erforderlich ist dabei nur, dass im Betrieb der Eintragsvorrichtungen 24 diese zumindest mit einer die Nanobubbles erzeugenden Vorrichtung, beispielsweise einer Düse, von Wasser oder eines wässerigen Fluids oder einer Suspension umgeben sind, sodass sich die Nanobubbles in der wässerigen Phase ausbilden können. Die Nanobubbles werden anschließend vom Strom des jeweiligen Fluids mitgetragen und gelangen so in den jeweiligen Reaktor der Reaktion 3,4, 5. Im Übrigen kann eine solche Eintragsvorrichtung 24, die die Erzeugung von Sauerstoff enthaltenden Nanobubbles im jeweiligen Fluid erlaubt, auch nur an einer oder einigen der genannten Einmündungen der Sauerstoffzuführungen 14, 16, 17, 19, 20, 21 vorgesehen sein.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, den im Verlauf der verschiedenen Bleichstufen in die Zellstoffsuspension eingetragenen Sauerstoff mit einer wesentlich höheren Effizienz einzusetzen, als diese bei Verfahren aus dem Stande der Technik der Fall ist. Die geringe Größe der Nanobläschen ermöglichen eine gleichmäßige Verteilung des Sauerstoffs in der Suspension und erleichtern den Transport des Sauerstoffs bis unmittelbar an das zu oxidierende Lignin. Zudem stellen die Nanobubbles in Bereichen, in denen ein hoher Sauerstoffbedarf vorliegt, ein leicht verfügbares Reservoir für Sauerstoff dar.
Bezugszeichenliste:
1. Verfahren
2. Zellstoffsuspension
3. Alkalische Sauerstoffdelignifizierung
4. Alkalische Sauerstoff verstärkte Extraktion
5. Sauerstoffverstärkte Peroxidbleiche
6. Waschstufe
7. Waschstufe
8. Waschstufe
9. Waschstufe
10. Filtrat- und Waschwasserführung
11. Suspension mit gebleichten Zellstoff
12. -
13. Zuführung (für Verdünnungswasser, NaOH)
14. Sauerstoffzuführung
15. Zuführung für Waschwasser
16. Sauerstoffzuführung
17. Sauerstoffzuführung
18. Transportleitung
19. Sauerstoffzuführung
20. Sauerstoffzuführung
21. Sauerstoffzuführung
22. Transportleitung
23. Transportleitung
24. Eintragsvorrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von gebleichtem Zellstoff, bei dem eine Lignin und Zellstoff enthaltende Suspension wenigstens einem Verfahrensschritt zur sauerstoffunterstützen Bleiche (3,4,5) in einem Reaktor unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der für die sauerstoffunterstützte Bleiche (3,4,5) erforderliche Sauerstoff dem Reaktor zumindest teilweise in Form von Sauerstoff enthaltenden Nanobubbles zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung der Sauerstoff enthaltenden Nanobubbles zumindest teilweise durch Erzeugung von Nanobubbles in eine mit dem Reaktor für die sauerstoffunterstützte Bleiche (3, 4, 5) strömungsverbundenen Zuleitung für Frischwasser, einer Zuleitung
(15) für Prozesswasser und/oder einer Zuleitung (13) für eine in der sauerstoffunterstützten Bleiche (3, 4, 5) eingesetzten Chemikalie erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Verfahrensschritt der sauerstoffunterstützten Bleiche (3, 4, 5) eine Waschstufe (6) vorgeschaltet ist, in der der Zellstoff enthaltenden Suspension Waschwasser zugeführt wird, und die Zuführung der Sauerstoff enthaltenden Nanobubbles zumindest teilweise durch Erzeugung von Nanobubbles im Waschwasser der Waschstufe (6) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung der Sauerstoff enthaltenden Nanobubbles zumindest teilweise durch Erzeugung von Nanobubbles in der Suspension in einer in den Reaktor für die sauerstoffunterstützte Bleiche (3, 4, 5) einmündenden Transportleitung (18, 22, 23) für die zellstoffhaltige Suspension oder im Reaktor für die sauerstoffunterstützte Bleiche (3, 4, 5) selbst erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der Verfahrensschritt der sauerstoffunterstützten Bleiche (3, 4, 5) in mehreren, jeweils in einem separaten Reaktor durchgeführten Stufen abläuft und der dabei erforderliche Sauerstoff einem der Reaktoren oder mehreren Reaktoren zumindest teilweise in Form von Sauerstoff enthaltenden Nanobubbles zugeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sauerstoffunterstützte Bleiche (3, 4, 5) einen Verfahrensschritt der Sauerstoffdelignifizierung (3) und/oder einen Verfahrensschritt zur Sauerstoff verstärkten Extraktion (4) und/oder einen Verfahrensschritt zur Sauerstoff verstärkter Peroxidbleiche (5) umfasst und dass der für zumindest einen dieser Verfahrensschritte (3), (4), (5) erforderliche Sauerstoff zumindest teilweise in Form von Sauerstoff enthaltenden Nanobubbles zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zellstoff enthaltene Suspension, in welche der Sauerstoff in Form von Nanobubbles bei dem Verfahrensschritt der sauerstoffunterstützten Bleiche (3, 4, 5) eingetragen wird, eine Stoffdichte zwischen 8% und 35%, bevorzugt zwischen 10% und 14% aufweist.
8. Vorrichtung zur Fierstellung von gebleichtem Zellstoff, mit wenigstens einem Reaktor, in dem eine Lignin und Zellstoff enthaltende Suspension wenigstens einem Verfahrensschritt zur alkalischen sauerstoffunterstützen Bleiche (3, 4, 5) unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktor und/oder einer mit dem Reaktor strömungsverbundenen Zuleitung (13, 15, 18, 22, 23) für die Zellstoffsuspension und/oder für ein dem Reaktor zuzuführendes wässeriges Fluid eine Eintragsvorrichtung (24) zum Einträgen von Sauerstoff in Form von Sauerstoff enthaltenden Nanobubbles zugeordnet ist.
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