SE422818B - Forfarande for foredling av allulosamassa genom blekning eller extrahering - Google Patents

Description

.veosefleë * 522 40 Genom Svensk Papperstidning nr 15 (1977), sid H80-482 är det känt, att man vid försök med peroxidblekning av oblekt sulfatmassa vid 11000 i en kokare kunnat konstatera en mycket snabb och fullständig reaktion mellan peroxiden och massan, indikerande andra rea'tionsmekanismer vid höga temperaturer än vid lägre. Trots detta har emellertid författarna av eko- nomiska skäl föreslagit en 2-stegs bleksekvens bestående av syrgassteg följt av peroxidsteg vid 7000 i stället för en en- stegs peroxidblekning vid över 10000 för att uppnå tillräcklig ljushetsökning vid blekning av sulfatmassa, även om selektivi- teten vid användning av 2-stegs sekvensen blir lägre än vid enstegs peroxidblekning vid hög temperatur. Försöken genom- fördes med en kortaste blekningstid av 5 minuter med massan i en stationär bädd och en massakoncentration av 30 %.

Svenska patentskriften 341 519 beskriver en metod för _samtidig blekning och torkning av mekanisk massa för att kun~ na uppnå en snabb torkning av massan under bibehållen ljushet, varvid den finfördelade, med väteperoxid impregnerade massan i en koncentration av 20 - 50 % vid normalt tryck torkas i en luftström med uppehållstid av 2 sekunder - 10 minuter vid en temperatur av 260 - 538°C till en torrhalt av 65 - 95 %. Denna metod har emellertid flera nackdelar. Sålunda blir åtgången av dyra blekkemikalier och energi stor och halten fiberknippen för hög. Vidare fungerar metoden icke i närvaro av svavelför- eningar i torkgasen och blekning med reducerande blekmedel, t.ex. ditionit, kan icke utföras, eftersom dessa sönderfaller på grund av torkluftens syrehalt.

Föreliggande uppfinning avser att åstadkomma en metod.för förädling genom blekning eller extrahering av cellulosamassor, vilken ger fördelen kort behandlingstid i kombination med låg kemikalieåtgång och låg energiförbrukning samtidigt som den färdiga produkten får goda kvalitetsegenskaper. I enlighet här- med avser föreliggande uppfinning ett förfarande för förädling genom blekning eller extrahering av cellulosamassor, vid vilket massorna i en koncentration av 10 - 65 % i finfördelad form be- handlas med kemikalier vid en temperatur av 10 - 25000 och tor- kas, vilket kännetecknas av att den finfördelade, med kemikalier impregnerade massan i en koncentration av 30 - 65 % kontinuerligt inmatas i en behandlingsanordning, som har ett övertryck av - 400 kPa och en atmosfär i huvudsak bestående av vattenånga med en syrehalt av mindre än 1 volymprocent och en temperatur av_ 100 - 15090, att massan utan ändring av fiber-egenskaperna genom i _p _” Poon ”mpegs flUÅLFTYc _3_ 7803671l-6 mekanisk bearbetning snabbt förflyttas genom behandlingsanordningcn under i huvudsak turbulent strömming och i huvudsak oförändrad torr- halt och på sådant sätt, att tillsatta kemikalier i huvudsak har reagerat, då transporten genom hehandlingsanordningen är avslutad, varefter massan utmatas ur behandlingsanordningen och efter eventu- ellt ytterligare kemikalíebehandlingssteg torkas.

Enligt uppfinningen bör massans torrhalt under passagen genom be- handlingsanordningen företrädesvis icke ändras medner äihögnzß pnxænt- enheter och helst mindre än 6 pmtnentenheter.Sä:skilt lämpligt enligt uppfinningen är att före massans inträde i hehandlingsanordningen avpressa den till en massakoncentration av högre än 30 %, företrädesvis 45 % eller mer för att tillvarataga överskott av blekmedelslösning samt att utföra finfördelningen i en skivraffinör. I det fall förädlings- operationen omfattar blekning, åstadkommes önskad ångatmosfär genom tillförsel av vattenånga, som företrädesvis har ett övertryck av 100-200 kPa. Enligt uppfinningen skall vidare ångatmosfären endast innehålla högst 1 volymprocent syre för att värmeöverföringen skall fungera på tillfredsställande sätt. Det är enligt uppfinningen för- delaktigt, om ångan avskiljes från massan sedan den passerat behand- lingsanordningen och âterföres till behandlingsanordningen. Lämplig temperatur på den tillförda ångan är l00~l50°C. Massa och ånga skall tillföras behandlingsanordningen på sådant sätt, att en i huvudsak turbulent strömning av massan erhålles. Detta kan uppnås på mekanisk eller pneumatisk väg. Lämplig transporthastighet vid pneumatísk transport är mer än 10 m/sek. Temperaturen i behandlingsanordningen hålles vid 100-lS0°C, företrädesvis vid 105-IZGÛC, och övertrycket vid 5-400 kPa, företrädesvis 50-300 kPa. Lämpliga blekmedel för an- vändning enligt uppfinningen är klordioxid, hypoklorit, perföreningar, peroxíder och dítionít. Speciellt lämpliga blekmedel för användning enligt föreliggande uppfinning är hypokloríter och ligninhcvarande blekmedel såsom peroxider och ditionit.

Vid blekning enligt uppfinningen har det befunnits vara speciellt fördelaktigt, att massan före inträdet i behandlíngsanordningen vid låg massakoncentration, t.ex. 4 %, först impregneras med komplex- bildare, såsom etylendiamíntriättiksyra (EDTA), dietylentriamin- pentaättiksyra (DTPA) etc., varefter massan avvattnas till en QUALITY 7803674-6 to _4_ koncentration av över 10 %, lämpligen 15-35 %, för att på bästa sätt avlägsna tungmetaller. Sådan avvattning kan lämpligen ske på trumfilter, i en Centrifug eller i en press. Efter eventuell riv- ning till centimeterstora bitar ímpregneras massan därefter med ~ blekkemikalielösníng, som dessutom kan innehålla alkali, såsom NaOH, pH- och peroxidstabilisatorer, såsom natrium- silikat och skyddsmedel, såsom magnesiumsulfat. Impregneringen kan_ ske genom påsprutning av blekmedelslösningen på flingorna eller genom mekanisk inblandning, t.ex. i en mixer. Härefter avvattnas massan ytterligare en gång till hög koncentration, lämpligen över %, företrädesvis 45-65 %, så att överskottet av blekkemíkalier avlägsnas och kan tillvaratas. Denna avvattning sker lämpligen i en press. Den avpressade massan utsattes därefter med fördel för ytter- ligare en finfördelning, t.ex. i en skivraffinör eller en piggvals- rivare, varigenom den bibringas flingform för att vara lättillgäng- lig för temperaturhöjningen i behandlingsanordningen.

Behandlingen enligt föreliggande uppfinning är mycket lämplig även vid extrahering av hemicellulosa och extraktívämnen från cellulosa- massor, t.ex. för framställning av dissolvingmassa etc. I detta fall utgöres kemikalien av alkali, såsom exempelvis natriumhydroxid eller magnesiumhydroxid. Behandlingen enligt uppfinningen utföres därvid i stort sett såsom vid användning av blekkemíkalier, dvs. massan behandlas med en alkalilösníng vid ett övertryck av 50-300 kPa, företrädesvis 100-200 kPa, i vattenångatmosfär åstadkommen genom tillförsel av vattenånga, vilken avskiljes efter massans passage genom behandlingsanordningen, med den skillnaden, att massan tvättas efter ångavskiljningen och före torkningen, varvid utlöst hemicellulosa och extraktivämnen frânskiljes (extrahering).

Efter behandlingen med kemikalier enligt uppfinningen kan den behandlade massan, som har en torrhalt av minst 40 %, om den under- kastats en blekning, eller minst 30 %, om den underkastats extrak- tion, direkt föras till pappersframställníng eller annan vidarebe- handling, om så är lämpligt, varefter den slutligt torkas. Man kan också torka massan före sådan vidarebehandlíng, vilket i praktiken är det vanligaste fallet. Vid sådan torkning är det speciellt lämpligt att utföra densamma såsom flíngtorkning, dvs. 1soss}4-6 medan massan befinner sig svävande i en turbulent gasström med en temperatur av 110-500°C. Därvid underlättas överföringen av värme från torkmediet till massan. Speciellt lämpligt är att torkmedíet utgöres av överhettad vattenånga vid ett övertryck av 20-400 kPa,' i vilket fall en mycket god värmeekonomí kan erhållas genom använd- ning av erhâllen överskottsånga för andra uppvärmningsändumål, t.ex, som värmekälla vid kemikaliebehandlingsprccessen enligt uppfinningen.

En lämplig torkanordning enligt denna metod - en s.k. mottryckstork - beskrives i svenska patentskriften 393 855. I denna torkanordning torkas massan i form av flingor, som vid en hastighet av 21 meter/ sekund strömmar genom vertikala övertryckstorn. Massaflingorna och ångan bibringas den höga hastigheten medelst fläktar. Transport- ångan (bärarånga) uppvärmes indirekt av ånguppvärmda tryckrör, vars temperatur hålls betydligt högre än bärarângan. Bärarångan värmer upp den fuktiga massan momentant, vilket leder till en snabb för- ångning av den i massan ingående fukten. Medelst dennatorkníngs- process erhålles torr massa efter 10-20 sekunder.

Under torkningsoperationen kan massan dessutom behandlas med pH-reg- lerande substanser, t.ex. S02, som tillförs i gasfcrm eller kalcium- oxid i pulverform.

Efter passagen av torkningsenheten tillvaratages överskottsånga genom att den torkade massan bringas att passera en ângavskiljare t.ex. en cyklon.

Uppfinningen belyses av följande utföríngsexempel.

Exempel 1 Tvättad björkmassa framställd på kemimekanisk väg genom partiell delignifiering med bisulfit och defibrering i skivraffínör med en ljushet av 66 % SCAN blandades i en mixer med varmt vatten och 0.2 %, räknat på massans torrvikt, dietylentriaminpentaättiksyra (DTPA) så, att massakoncentrationen blev 4 l och temperaturen 62°C. Efter 30 minuter avvattnades massan till 35 % torrhalt. Den avvattnade massan revs till centimeterstora bitar samt blandades i en mixer med en lösning innehållande 18 g/liter vätcperoxid, 25 gram/liter natríum- FIN) fluAuiv s7eo3s74-6 "silikat, 9 gram/liter natriumhydroxid och 6.2 gram/liter magne- siumsulfat. Efter inblandningen av blekmedelslösningen avvattnades massan i en press till 50 % torrhalt för avlägsnande av överskott av kemikalier. Den avpressade massan innehöll 3,0 väteperoxid, 5.0 % % natriumsilíkat, 1.5 % natriumhydroxid och 0.04 % magnesiumsulfat räknat på torr massa. Den erhållna massan finfördelades till en- skilda fibrer och fíberbuntar genom behandling i en skivraffinör och inmatades därefter kontinuerligt via en slussmatare i en be- handlingsanordníng i form av en modifierad flingtork, i vilken bär- medíet utgjordes av' mättad vattenånga med ett övertryck av 79 kPa och en temperatur av ll5°C. Ångan, som utgjordes av mättad överskottsånga från en mottryckstork, infördes i fling- torken på sådant sätt, att en turbulent strömning uppnåddes.

Massans transporthastighet genom behandlingsanordningen var ca. meter/sekund och massan passerade enhetedæä sekunder. Massans torrhalt var vid utträdet ur den modifierade flingtorken 45 %.

Före utträdet ur anordningen frånskíldes ånga i cyklon, vilken ånga användes för ångbasning av tillfört vedmaterial. Den kemíkaliebe- handlade massan utmatades via en cellmatare, tvättades med vatteni samt analyserades.

Erhållet analysresultat redovisas í tabell 1. Det erhållna tvätt- vattnet uppvisade~endast spår av peroxíd.

Exemgel 2 Exempel 1 upprepades med tillägget, att massan efter passage av den modifierade flingtorken vid i huvudsak konstant torrhalt utan tvättning kontinuerligt infördes i en torkníngsenhet av typen mot- tryckstork, i vilken torkmediet utgjordes av överhettad vattenånga med övertrycket 300 kPa och temperaturen l50°C, varigenom massan torkades utan ångkondensation i torken. De för uppvärmning av bär- ångan uppvärmda elementen matades med ånga av 160°C, vilket medförde, att bärarångan snabbt överhettades, och att en snabb överföring av fukten från massan till bärarângan erhölls; Massan och ångan fördes därefter till en cyklon för avskíljníng av ånga från massan. Den torkade massans torrhalt var 91.2 % och den hade ett pH av 7.7.

Massan analyserades och det erhållna analysresultatet redovisas i tabell l.

För jämförelse behandlades ett prov av den enligt Exempel 1 använda och impregnerade och finfördelade massan i den enligt Exempel 2 använda mottryckstorken med en temperatur på bärarângan av l50°C och ett övertryck av 390 kPa, varigenom den utsattes för samtidig blekning och torkning under ändring av torrhalten från 50 % till 91.5 %. Massan analyserades och de erhållna analysresultaten redo- visas i tabell l.

För ytterligare jämförelse behandlades ett prov av den enligt 'Exempel 1 använda och impregnerade och finfördelade massan i en konventionell flingtork beskriven i den ovan nämnda svenska patent- skriften 341 519. Torkluftens temperatur var 45000 och den uppvärm- des med hjälp av oljebrännare. Torkluftens temperatur var vid slutet av torkningen l20°C. Massan analyserades och analysresultaten redo- visas i tabell 1 nedan: Förfarande enl. uppf. Jämförelse med känd teknik Behandling Ut- Ex. l Ex. 2 Samtidig blekning Samtidig blekning' gångs- Blekning Blekning följd och torkning i och torkning i massa av torkning mottryckstork konventionell flingtork Torrhalt % 50 45.0 91.2 91.5 91.1 gåïflhqft enl' arne 85.5 85.5 15.0 12.5 LÛUShGtS' _ 19 s 19 5 7.:) 6.5 höjning % ' ' ' Fiberknippen antal per O 60 250 280 1050 100 g massa pH 5.6 8.2 7.7 7.8 6.2 TABELL 1 Som framgår av tabell l har det enligt uppfinningen helt överraskande visat sig vara möjligt att under extremt kort tid bleka kemimekanísk massa till mycket hög ljushet och därefter utan mellanliggande be- handling torka massan till en torrhalt av cirka 91 % under bibe- hållande av ett acceptabelt antal fibcrknippcn. Som framgår av de två högra kolumnerna blir blekresultatet väsentligt sämre, om _g_ 7803674-6 blekning och torkning utföres samtidigt, i vilket fall det dåliga blekresultatet eventuellt kan förklaras av att blekmedelslösningen avdunstas, innan den hinner få någon väsentligt blekande effekt.

Resultaten för erhållen ljushetshöjning visar, att endast ca. 1/3 av den optimala blekningseffekten erhölls vid samtidig blekning och torkning enligt den kända tekniken. Förfarandet enligt upp~ finningen var dessutom mycket energisnålt.

Exempel 3 Tvättad björkmassa framställd på kemimekanisk väg genom deligni- fiering med bisulfit och defibrering i skivraffinör, som hade ljusheten 66 % SCAN,behandlades på i Exempel 1 angivet sätt och med samma kemikaliesatsning före inträdet i den modifierade flingtorken. I denna hölls den mättade bärarångans temperatur vid 10505 motsvarande ett övertryck av 20 kPa. Passagen genom flingtorken tog 7 sekunder. Före utträdet ur flingtorken frånskildes ånga i en cyklon, vilken ånga användes för ångbasning av det till- förda vedmaterialet. Den kemikaliebehandlade massan utmatades via en cellmatare samt fördes till en lagringstank, där den lagrades minuter vid en torrhalt av 47 %. Massans temperatur vid slutet av uppehållstíden uppmättes till 90°C. En analys av massan efter uppehållstidens slut uppvisade en halt av väteperoxid av 0.1 % och massans ljushet var 84.9 % SCAN. Exemplet visar, att man enligt uppfinningen kan kombinera en mildare kemikaliebehandling vid lägre temperatur med en kort efterbehandling för fullständigande av blek- ningen, t.ex. i en lagringstank, och ändå uppnå en hög ljushet.

Exempel 4 Exempel 3 upprepades med den skillnaden, att massan i lagrings- tanken späddes till en koncentration av 4 % med en varm vattenlös- ning innehållande natriumditionit så, att temperaturen blev 76°C och satsen ditionit 0.4 % räknat på vikten torr massa. Uppehålls- tiden i lagringstanken reglerades till 10 minuterf Analys av den sålunda behandlade massan gav en ljushet av 88.3 % SCAN, vilket är en extremt hög ljushet för kemimekaniska massor, som kan jäm- ställas med ljusheten för helblekta kemiska massor. 7803674-6 e, 5 QUALITY Exempel 2 upprepades med den skillnaden att massan före inträdet i mottryckstorken tillfördes gasformig dvaveldíoxid i en mängd motsvarande 0.3 % räknat på vikten torr massa. Massans torrhult _)- efter passagen av torkningsenheten blev 91.8 %, dess ljushet 85.2 % SCAN och dess pH 7.0. Genom tillsats av svaveldioxid är det alltså möjligt enligt föreliggande uppfinning att bleka och torka massan samt justera pH till önskvärd nivå.

Exempel 6 Exempel 2 upprepades med den skillnaden, att utgångsmassan ut- gjordes av slipmassa av granved, vars ljushet var 62 % SCAN samt att blandningen i mixer med blekmedelslösning, innehållande per- oxidblekmedel, alkali, pH-stabilisator och skyddsmedel utelämnades.

Efter behandlingen i skivkvarncn fördes massan via slussmaturen in i den modifierade flingtorken, varvid emellertid omedelbart efter slussmataren massan pâsprutades en lösning innehållande natrium- ditionit och etylendiamintetraättiksyra (komplexbíldare) i sådan mängd, att massan kom att innehålla 0.8 % räknat på sin torra vikt av natriumditionít och 0.15 % av komplexhildaren. Behandlingsbe- tingelserna var i övrigt desamma som i Exempel 2. Den behandlade massan hade en torrhalt av 91.9 % och en ljushet av 73 % SCAN, vilket är ett mycket högt värde vid användning av ditionit såsom blekmedel.

För jämförelsens skull gjordes ett försök med samtidig blekning och torkning i en konventionell flingtork enligt den ovan nämnda patent- skriften 341 519, varvid betingelserna var lika med de i motsvarande jämförande försök i Exempel 2 angivna frånsett den skillnaden, att blandningen i mixer med blekmedelslösning ersatts med tillsats av ditionitlösning vid massans rivning sä, att massan kom att inne- hålla 0.8 % natriumditionit och 0.15 % etylendiamintetraättiksyra räknat på sin torrvikt. Den sålunda behandlade massan erhöll en torrhalt av 91.5 %, medan dess ljushet endast blev 63 % SCAN.

Resultaten visar, att blekning och torkning i enlighet med före- liggande uppfinning helt överraskande ger en mycket god bleknings- effekt, medan samtidig blekning och torkning i konventionell fling- 7803674-6 m)- tork ger endast ringa ljushetshöjning. En trolig förklaring kan vara, att ditionítct sönderfaller i en konventienell flingtork på grund av närvaron av syrgas i torkluften. Vid blekning i ång- atmosfär under övertryck enligt uppfinningen finns syre icke när- varande i bärarångan i sådan utsträckning, att blekningen störes.

I facklítteraturen anges den maximala ljushetshöjningen vid di- tionitblekning under 60 minuter och 4 % massakoncentration vara ca. -11 enheter. Behandlingen enligt uppfinningen resulterade i en ljushetshöjning av ll enheter, vilket därför visar, att maximal ljushetshöjníng uppnåtts.

Exempel 7 Termomekanisk massa framställd av S0 % gran och 50 % asp med ljus- heten 56.1 % SCAN blandades såsom i Exempel 1 med 0.2 % DTPA och varmt vatten i en mixer så, att massakoncentratíonen blev 4 % och temperaturen 62°C, varefter massan avvattnades till 35 % torrhalt.

Den avvattnade massan blandades i en mixer med en blekmedelslösníng ~innehållande 12 g/1 väteperoxid, 20 g/1 natriumsilikat, 6 g/1 natriumhydroxíd och 0.1 g/1 magnesíumsulfat samt pressades i en press till 50 % torrhalt. Den avpressade massan innehöll 2.0 % väteperoxid, 4.0 % natriumsilikat, 1.0 % natriumhydroxid och 0.02 % magnesiumsulfat räknat på torr massa. Den med blekmedel impregnera- de massan fick passera en skivkvarn och inmatades därefter i en modifierad flíngtork innehållande en blekningsdel och en torknings- del med ângavskiljning mellan delarna och efter torkningsdelen.

Bärarångans temperatur i blekningsdelen var 11466 med ett övertryck av 54 kPa och den utgjordes av mättad överskottsånga dels från blekningsdelen och dels från torkningsdelen och infördes via en fläkt i blekningsdelen så, att en turbulent strömning erhölls.

Massans uppehållstid i blekningsdelen var 9 sekunder och i torknings- delen 12 sekunder, och den torkades till en torrhalt av 90.5 %.

Den blekta och torkade massans ljushet var 79.2 % SCAN, vilket är en mycket hög ljushet för termomekanisk massa. Vanlig tornblekning av massan hade krävt en satsning av 3 % väteperoxíd och en blektid av 2 timmar. ëšempel 8 En sulfitmassa av granved, som blekts i ett steg med klordioxíd och "H" jyí % 7eo3e74-e neutraliserats med natriumhydroxid, hade viskositeten 1150 dms/kg enligt SCAN, extrakthalten 0.42 % enligt SCAN och ljusheten 69 % SCAN. Massan hade en torrhalt av 30 % och blandades med en utspädd lösning av natriumhypoklorit och natriumhydroxid till 10 % massa- koncentration samt avvattnades till en torrhalt av 52 %. Den av- vattnade massan innehöll 0.7 % natrinmhypoklorit räknat som aktivt klor och 0.5 % natriumhydroxid räknat på torr massa. Massan revs till flingor i en skivraffínör samt infördes i en modifierad fling- tork innehållande en blekningsdel och en torkningsdel. Bärarångans temperatur vid inträdet i blekningsdelen var IZOÛC motsvarande ett övertryck av 102 kPa. Uppehållstiden i blekningsdelen var 8 sekunder och i torkningsdelen 12 sekunder. Den behandlade massan uppvisade en torrhalt av 90.1 %, en viskositet av 1105 dms/kg, en extrakthalt av 0.42 % och en ljushet av 89.5 %. Av exemplet framgår, att det enligt uppfinningen är möjligt att på mycket kort tid bleka sulfit~ massa utan nämnvärd nedbrytning av kolhydraterna i jämförelse med konventionell tornblekning, som hade krävt en uppehâllstid av flera timmar.

Exempel 9 En halvblekt tallsulfatmassa med ljusheten 76 % SCAN och viskosi~ teten 945 dm3$g blandades med DTPA, väteperoxid, natriumhydroxid och vatten så, att massakoncentrationen blev 8 %, varefter suspen- sionen förtjockades till en torrhalt av 45 %. Den avvattnade massan innehöll 0.8 % väteperoxid, 0.2 % DTPA och 0.6 % natriumhydroxid.

Massan revs till flingor i en skivraffinör samt infördes i en modi- fierad flingtork innehållande en blekningsdel och en torkningsdel.

Bärarângans temperatur vid inträdet i blekningsdelen var 120°C mot~ svarande ett övertryck av 100 kPa. Uppehållstiden i blekningsdelen var 9 sekunder och i torkníngsdelen 12 sekunder. Den behandlade massan uppvisade en torrhalt av 91.3 %, en viskositet av 922 dmz/kg och en ljushet av 85 % SCAN. Viskositeten var således överraskande hög med tanke på att ljusheten förbättrats med hela 9 enheter.

Exemplet visar, att det enligt uppfinningen är möjligt a1t på mycket kort tid bleka sulfatmassa utan nämnvärd nedbrytning av kol- hydraterna i jämförelse med konventionell tornblekning, som hade krävt en uppehållstíd av flera timmar. uuAuïv ?eos67Ä-6 12 Exemgel 10 Silad gransulfitmassa med ljusheten 62 % SCAN, vis- kositeten 1140 dm3/kg och extrakthalten 1,08 % SCAN för- sattes med natriumhydroxid och vatten så att massakoncent- rationen blev 10 % samt förtjockades till torrhalten 42 %.

Massan innehöll 2 % natriumhydroxid. Den infördes i en modi- fierad flingtork, i vilken bärmediet utgjordes av mättad vattenånga med temperaturen 11500 motsvarande ett över- tryck av 69 kPa. Uppehållstiden i den modifierade flingtor- ken var 12 sekunder. Efter ångavskiljning i en cyklun utma- tades massan via en cellmatare till en lagringstank, där den utspäddes med varmt vatten. Massans torrhalt vid utträ- det ur flingtorken var 39,5 %, dess viskositet 1055 dma/kg och dess extrakthalt 0,38 % SCAN. Exemplet visar, att det genom behandling enligt uppfinningen är möjligt att på mycket kort tid effektivt avhartsa sulfitmassa. Avhartsning « på konventionellt sätt i torn kräver en tid av minst en timme. ,7Exem2el 11 I detta utföringsexempel utprovades blekning under övertryck i en sluten behandlingsanordning invändigt för- 'sedd med en transportskruv. Massans turbulenta strömning _ genom behandlingsanordningen åstadkoms alltså i detta fall på mekanisk väg. Transportskruven var placerad närmast bott- nen på den i detta fall vågrätt liggande behandlingsanord- ningen och skruven transporterade massan med en hastighet ”va ca 1 meter per sekund genom behandlingsanordningen till en vid utmatningsänden direkt ansluten tryckcyklon, i sin tur försedd med en skruvutmatare för styrning av massans uppehållstid.

Granmassa, med en torrhalt av 33 %, uttogs i en ter- momekanisk massafabrik direkt från den skivraffinör i vil- ken massan defibrerades och fördes till en kemikalieinblan- dare stående under samma övertryck som skivraffinören, vil- ket i detta fall var 150 kPa. I massan inblandades därvid 3 % H202, 5 % Na2Si03, 1,5 % Na0H, 0,02 % MgS0u - 7 H20 samt 0,2 % DTPA, allt räknat i viktprocent av torrtänkt massa.

Efter inblandning av blekkemikalierna hade massan en torrhalt av 32 % och en temperatur av 110°C. Medelst en tjockmassapump PÛOR i 0U Ål|TYto _ i””i"* “”“iii 07803674-6 13 transporterades sedan den med blekkemikalíer blandade mas- san till ovan beskrivna behandlingsanordning för blekning.

Uppehållstiden i behandlingsanordringen beräknades till ca 6 sekunder. Från behandlingsanordníngen fördes massan till tryckcyklonen för avskiljning av ånga varifrån den från ånga befriade massan fick rasa ned i skruvutmataren. Tiden för passagen genom cyklonen och skruvutmataren uppskattades till ca 3 sekunder.

Den från skruvutmataren kommande massan hade en tem- peratur av QBOC och en massakoncentration av 32 % samt inne- höll 0,06 % till 4 % massakoncentration uppmättes den erhållna massa- restperoxid. Efter utspädning med kallt vatten suspensionens pH till 8,1. Den utspädda massan avvattnades därefter till ca 30 % massakonoentratidn i en centrifug samt torkades till en torrhalt av 92,ß %. Den erhållna massans ljushet uppmättes till 74,3 % ISO, vilket måste anses vara överraskande högt med tanke på den korta blektid och den relativt enkla blekerianläggning, som kommit till användning.

Exempel 12 I detta utföringsexempel användes samma bleknings- apparatur som i exempel 11 med undantag av att blekkemika- lierna ej inblandades i en särskild kemikalieinblandare, utan tillfördes redan i den skivraffinör i den termomeka- niska massafabriken, i vilken granflisen defibrerades till massa. Övertrycket i skivraffinören var denna gång 120 kPa motsvarande en temperatur av 123°C. Blekkemikalierna till- sattes på olika ställen utefter malskivornas radie. Sålunda tillsattes 0,15 % DTPA och 3 % H20? nära malskivornas cent- rum, medan 1,0 % Na0H tillsattes vid en punkt belägen på mitten av skivans radie samt 3 % Na2Sí03 vid en punkt ca cm från malskivans ytterkant. Angivna kemikaliesatser avser viktprocent av torrtänkt massa.

Den vid defibreringen i skivraffinören erhållna massan blåstes till en tryckcyklon ihopkopplad med behand- lingsanordningen, som invändigt var försedd med en trans- portskruv. Under passagen genom tryokcyklonen och behand- lingsanordningen reducerades övertrycket från 120 kPa till 50 kPa och därmed även temperaturen från 123°C till 111°C. pflpoondt QUALITY veozezhfe 14 Efter en uppehållstid av 4 sekunder i behandlingsanordningen blåstes massan till en andra cyklon för avskiljning av ånga Wfrån massan. Temperaturen i massan efter passage av cyklo- nen uppmättes till 95°C och dess innehåll av restperoxid till 0,14 %. Massakoncentrationen var 36 %. Efter utspäd- ning med kallt vatten till 4 % massakoncentration uppmät- tes massasuspensionens pH till 8,2. Den utspädda massasus- pensionen avvattnades därefter till en massakoncentration av ca 30 % i en centrifug samt torkades till en torrhalt av 91,8 %. Den erhållna massans ljushet uppmättes till 74,6 % ISO.

Vid tillverkning av termomekanisk massa är det allt- så möjligt att tillsätta blekkemikalierna redan i skiv- raffinören och ändå vid tillämpning av förfarandet enligt uppfinningen på kort tid och med enkel blekningsapparatur erhålla en överraskande ljus massa.

I Ovanstående utföringsexempel visar sammanfattnings- vis, att förfarandet enligt uppfinningen tillämpat på blek- 'ning möjliggör blekning av såväl mekanisk som kemisk massa under massans transport tillsammans med ånga under över- tryck och därefter eventuell torkning. Förutom bleknings- effekten erhålles därvid överskottsånga, som kan nyttig- göras för olika ändamål, vilket ger processen god värme- ekonomi. Vidare är blekkemikaliekostnaden enligt uppfinning- en låg. Tillämpad på extraktion erhålles möjlighet att under massans transport med ånga under övertryck utföra en effek- tiv extraktionsreaktion på mycket kort tid. Vid båda typer- na av reaktion medför den snabba reaktionstíden dessutom att investeringskostnaden för apparaturen blir låg och be- hovet av byggnader för uppställning av apparatur minimalt.

Användningen av hög koncentration vid förfarandet enligt uppfinningen medför dessutom miljövârdsfördelar.

Claims (11)

7803674-6 15 PATENTKRAV

1. Förfarande för förädling genom blekning eller extra- hering av cellulosamassor, varvid massorna i en koncentra- tion av 10 - 65 % i finfördelaâ form behandlas med kemika- lier vid en temperatur av 10 - 25ÜCC och torkas, k ä n n e t e c k n a t av följande åtgärder i sekvens: 1) impregnering av massan med förädlingskemikalier i tillräcklig mängd för att åstadkomma förädling av massan, 2) justering av massakoncentrationen till 30 - 55 ß och finfördelning av massan, 3) snabbförflyttning av den finfördelade massan genom en behandlingsanordning, som har ett övertryck av 5 - 400 kPa och en atmosfär i huvudsak bestående av vattenånga och med en syrehalt av mindre än 1 volym- procent och med en temperatur av 100 - 15000 under i huvudsak turbulent strömning och i huvudsak oföränd- rad torrhalt, varvid tillsatta kemikalier bringas att reagera så fullständigt med massan, att de i huvudsak är förbrukade, när förflyttningen är slutförd, var- efter den behandlade massan utmatas ur behandlings- anordningen, 4) torkning av massan, efter eventuell ytterligare be- handling av massan med kemikalier.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a t av att mässans torrhalt under passagen genom behandlingsanordningen ändras högst 8 procentenheter, före- trädesvis högst 6 procentenheter.

3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att massan före inträdet i be- handlingsanordningen utsättes för pressning till en massa- 0 koncentration över 45 a för avlägsnande av kemikalier samt *överföres i flingform.

4. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a t av att massan blekes med blekkemikalier vid ett övertryck av 100 - 200 kPa, att ångatmosfären åstadkom- mes genom tillförsel av ånga och att ånga avskiljes från massan efter det den utmatats från behandlingsanordningen och återföres till behandlingsanordningen. ~ &, -7803674-6 16

5. Förfarande enligt patentkravet 4, k ä n n e - t e c k n a t av att cellulosamassan är en högutbytes-Å massa och att blekkemikalien utgöres av en peroxid eller ditionit.

6. Förfarande enligt patentkravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a t av att massan före inträdet i be- handlingsanordningen impregnerats med komplexbildare, av- vattnas till en koncentration över 10 %, företrädesvis 15 - 35 %, impregneras med blekmedelslösning samt pressas och överföres i flingform.

7. Förfarande enligt något av patentkraven 1 - 3, k ä n n e t e c k n a t av att massan behandlas med alkali- lösning vid ett övertryck av 50 - 300 kPa, företrädesvis 100 - 200 kPa, att ångatmosfären åstadkommas genom tillför» sel av ånga och att ånga avskíljes från massan efter det den utmatats från behandlingsanordningen och återföres till behandlingsanordningen, varefter den behandlade massan tvät- tas och efter eventuell blekning torkas.

8. t e c k n a t enligt patentkravet 7, k ä n n e - att en sulfitmassa extraheras med natríum- Förfarande av hydroxid.

9._ k ä n n e t e c k tork.

10. Pörfarande t etc k n a t av att torkningen i flingtork utföres med överhettad ånga (s.k. mottryckstorkning).

11. Förfarande enligt patentkravet 10, t e c k n a t av att överskottsånga från torkningen åter- Förfarande enligt något at patentkraven 1 - 8, n a t av att torkningen utföres i fling- enligt patentkravet 9, k ä n n e - k ä n n e - föres till kemikaliebehandlingen. ANFURDA PUBLIKATIONER: Sverige 358 679 (D21C 9/12) US 2 963 395 (162-83) Andra publikationer: Pulp and Paper Manufacture, V01 1, 2nd ed, 1969 s 197-198, 207-208. Poon QU^,llIY , i