SE533509C2 - Metod för framställning av mikrofibrillär cellulosa - Google Patents
Metod för framställning av mikrofibrillär cellulosaInfo
- Publication number
- SE533509C2 SE533509C2 SE0950535A SE0950535A SE533509C2 SE 533509 C2 SE533509 C2 SE 533509C2 SE 0950535 A SE0950535 A SE 0950535A SE 0950535 A SE0950535 A SE 0950535A SE 533509 C2 SE533509 C2 SE 533509C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- treatment
- enzyme
- mechanical
- enzymatic
- process according
- Prior art date
Links
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims description 13
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 9
- 108700005457 microfibrillar Proteins 0.000 title 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 105
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 44
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 44
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims description 44
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- VXYRWKSIAWIQMG-UHFFFAOYSA-K manganese(2+) N-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate triphenylstannyl acetate Chemical compound [Mn++].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.CC(=O)O[Sn](c1ccccc1)(c1ccccc1)c1ccccc1 VXYRWKSIAWIQMG-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 18
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 claims description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 12
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 9
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 claims description 6
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 claims description 4
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 claims description 4
- 102100032487 Beta-mannosidase Human genes 0.000 claims description 3
- 101710121765 Endo-1,4-beta-xylanase Proteins 0.000 claims description 3
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 108010055059 beta-Mannosidase Proteins 0.000 claims description 3
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 238000009996 mechanical pre-treatment Methods 0.000 description 4
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 241000218631 Coniferophyta Species 0.000 description 1
- 244000166124 Eucalyptus globulus Species 0.000 description 1
- 229920001340 Microbial cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
- D21C9/001—Modification of pulp properties
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
- D21H11/20—Chemically or biochemically modified fibres
-
- 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
- D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
- D21C5/005—Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes
-
- 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
- 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
- D21C9/1026—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
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/02—Chemical or chemomechanical or chemothermomechanical pulp
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
- D21H11/18—Highly hydrated, swollen or fibrillatable fibres
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Paper (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Description
25 30 35 533 509 Ett exempel på framställning MFC är beskriven i WO2007091942. I metoden enligt W02007091942, tillverkas MFC med hjälp av raffinering i kombination med tillsats av ett enzym.
Ett gemensamt problem men teknikerna enligt bakgrundstekniken är att prooessförhållandena inte är gynnsamma för uppskalning eller stora industri applikationer som kräver stora kvantiteter.
Det finns således ett behov för en förbättrad process för framställning av mikrofibrillerad cellulosa.
Sammanfattning av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en process för framställning av mikrofibrillerad cellulosa på ett förbättrat och energieffektivt sätt.
Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är framställa mikrofibrillerad cellulosa med hög konsistens.
Dessa syften och andra fördelar uppnås av processen enligt krav 1.
Genom att alternera enzymatisk behandling med mekanisk behandling som beskrivits i krav 1, är det möjligt att framställa mikrofibrillerad cellulosa (MFC) på ett energieffektivt sätt. Det är dessutom möjligt att höja konsistensen på den framställda MFC vilket ger klara fördelar när det kommer till hantering, dosering, torkning och leverans av MFC till en annan användare. Detta uppnås av de självständiga kraven och föredragna utföringsforrner av processen definieras ide osjälvständiga kraven.
Uppfinningen hänför sig till en process för att behandla cellulosafibrer varvid processen innefattar förbehandling av fibrema med ett enzym i en första enzymatisk behandling följt av mekanisk förbehandling av fibrema i en första mekanisk behandling. Därefter behandlas fibrema med ett enzym i en andra enzymatisk behandling följt av en sista mekanisk behandling av fibrema i en andra mekanisk behandling för att bilda mikrofibrillär cellulosa.
På detta sätt är det möjligt att framställa MFC på ett förbättrat och energieffektivt sätt. 10 15 20 25 30 35 533 505 Aktiviteten av enzymet vid den första enzymatiska behandlingen kan vara mellan 0,01-250 nkatlg, dock är aktiviteten vid den första enzymatiska behandlingen företrädesvis låg, företrädesvis mellan 0,05-50 nkatlg och aktiviteten av enzymet vid den andra enzymatiska behandlingen är företrädesvis högre, företrädesvis mellan 50-300 nkatlg.
Den första mekaniska behandlingen och den andra mekaniska behandlingen sker företrädesvis genom rivning eller raffinering av fibrerna.
Den första mekaniska behandlingen öppnar upp fiberstrukturen före den efterföljande första enzymatiska behandlingen. På detta sätt kommer den andra enzymatiska behandlingen bli mer effektiv och selektiv vilket även förbättrat den andra mekaniska behandlingen och således även tillverkningen av MFC.
Fibrerna är företrädesvis mekaniskt behandlade vid en konsistens av 2-40 total vikts-%. Fibrema är företrädesvis mekaniskt förebehandlade i den första mekaniska behandlingen vid en hög konsistens av 15-40 total vikts-%.
Det har visat att sig att mekanisk förbehandling av fibrema vid hög konsistens reducerar mängden finmaterial. Fibrema är därefter företrädesvis mekaniskt behandlade iden andra mekaniska behandlingen vid en konsistens av 15-40 total vikts-%. pH vid den första och/eller andra mekaniska behandlingen är företrädesvis över 9. Ökningen av pH vid den mekaniska behandlingen har visat sig minska energin som krävs.
Enzymet som används vid den första och/eller den andra enzymatiska behandlingen påverkar företrädesvis hemicellulosa, såsom xylanas eller mannanas eller ett enzym som påverkar cellulosa, såsom cellulas. Enzymet som används i processen bryter ner oellulosafibrerna och ökar tillgängligheten och aktiviteten hos fibrerna och således även framställningen av mikrofibrillär cellulosa.
Cellulosafibrerna är företrädesvis fibrer av kraftmassa. 10 15 20 25 30 35 533 509 Detaljerad beskrivning Uppfinningen hänför sig till en process för framställning av mikrofibrillär cellulosa på ett förbättrat och energieffektivt sätt. Det är dessutom möjligt att framställa MFC med en hög konsistens.
Det har visat sig att kombinationen av en första enzymatisk behandling följt av en första mekanisk behandling och en andra enzymatisk behandling aktiverar och öppnar upp fiberstrukturen på ett förbättrat sätt. Det har dessutom visats att en andra mekanisk behandling av de behandlade fibrerna kan ske för att framställa mikrofibrillerad cellulosa. Genom denna process är det möjligt att framställa MFC på ett kontrollerat och kosteffektiv sätt och även att framställa MFC med en hög konsistens.
Det har visat sig att en första enzymatisk behandling av cellulosafibrer följt av en första mekaniska behandling, företrädesvis vid hög konsistens, kan öka skämingen av fibrerna medans framställningen av finmaterial är fortsatt låg. Det är föredraget att hålla mängden finmaterial till ett minimum efter den första mekaniska behandlingen då enzymer som tillsätts i den andra enzymatiska behandlingen först bryter ner finmaterialet innan de bryter ner fibrema. En låg mängd finmaterial ökar följaktligen effektiviteten hos den andra enzymatiska behandlingen.
Den första enzymatiska behandlingen såväl som den andra enzymatiska behandlingen sker för att enzymerna ska bryta ner cellulosafibrerna och förbättra framställningen av MFC. Enzymet bryter ner det primära lagret hos fibrema och således öka fibremas tillgänglighet och kan då penetrera fiberstrukturen och komma in mellan fibrillema. Genom de enzymatiska behandlingama är det möjligt att reducera utsträckningen av de mekaniska behandlingarna. En mekanisk behandling av cellulosafibrer kan kraftigt reducera styrkan av fibrerna och det är därför fördelaktigt att minska utsträckningen av sådana behandlingar så mycket som möjligt. Genom att behandla fibrerna med enzymer innan båda mekaniska behandlingama är det möjligt att förhindra onödig minskning av styrkan hos fibrema då varaktigheten av de mekaniska behandlingama kan minskas och de mekaniska behandlingarna kan ske på ett mer varsamt sätt. 10 15 20 25 30 35 533 509 Enzymet som används vid den första och den andra behandlingen kan vara vilka tränedbrytande enzymer som helst, som löser upp cellulosafibrer.
Cellulas är föredraget men andra enzym, till exempel enzym som bryter ner hemioellulosa, såsom xylanas och mannanas kan också användas. Samma eller olika enzym kan användas i de två enzymatiska behandlingama.
Enzymet är ofta ett enzymatiskt preparat som kan innehålla små delar av andra enzymatiska aktiviteter än huvudenzymet av preparatet.
Enzymet tillsätts till fibrerna som är ett slam med en koncentration av ungefär 4-5%. Enzymet tillsätts under omrörning antingen i början av den första och/eller andra behandlingen eller under hela reaktionstiden.
Temperaturen som används för behandlingama med enzym kan vara mellan 30-85 °C. Det beror dock på vilket enzym som används och den optimala arbetstemperaturen för detta speciflka enzym såväl som andra parametrar vid behandlingen, såsom tid och pH. Om cellulas används kan temperaturen vid behandlingen vara ungefär 50°C.
Den första och den andra enzymatiska behandlingen kan vara i 30minuter - 5 timmar var. Tiden som krävs beror på cellulosafibrerna som behandlas och på aktiviteten hos enzymet såväl som på temperaturen vid behandlingen.
Den enzymatiska behandlingen kan avbrytas genom att antingen höja temperaturen eller pH för att denaturera enzymerna. pH vid behandlingen med enzym är företrädesvis mellan 4-6.
Aktiviteten av enzymet vid den första behandlingen kan vara mellan 0,01-250 nkat/g, företrädesvis mellan 0,05-50 nkatlg. Målet med den första behandlingen är endast att försvaga eller bryta ner övre ytan av fibrema.
Aktiviteten hos enzymet är därför företrädesvis lågt så att fibrerna inte bryts ner för mycket. Aktiviteten av enzymet vid den andra enzymatiska behandlingen är företrädesvis mellan 50-300 nkatlg. Den andra enzymatiska behandlingen sker för att bryta ner det primära lagret hos fibrerna såsom tidigare har diskuterats, dvs inte bara den övre ytan. Aktiviteten av enzymet vid den andra behandlingen behöver således vara högre än vid den första enzymatiska behandlingen. 10 15 20 25 30 35 533 509 Efter den första enzymatiska behandlingen förbehandlas cellulosafibrerna i en första mekanisk behandling. Fibrerna är företrädes rivna eller raffinerade för att öka den specifika ytarean hos fibrerna och på så sätt underlätta och förbättra en andra enzymatiska behandling. Malningen eller raffineringen kan ske vid en konsistens av 2-40 total vikts-%. Högre konsistens är dock ofta föredragen, företrädesvis mellan 15-40% eller mellan 10-20 total vikts-%. Låg konsistens, till exempel 2-6 total vikts-% eller medium konsistens, till exempel 10-20 total vikts-% kan också användas.
Finmaterialet efter den första mekaniska behandlingen kan separeras, till exempel genom att fraktionera de behandla fibrerna och de längre fibrema kan då ytterligare behandlas i den andra enzymatiska och mekaniska behandlingama.
Den första mekaniska behandlingen sker företrädesvis vid en konsistens av 15-40 total vikts-%. Det har visat sig att behandling av cellulosafibrer med en första enzymatisk behandling med en ganska låg enzymatisk aktivitet följt av mekanisk behandling vid hög konsistens kan öka fiberskämingen, dvs fibrer med reducerad längd framställs medans mängden finmaterial hålls vid ett minimum jämfört med andra mekaniska behandlingar.
Om stora mängder finmaterial är närvarande vid en enzymatisk behandling kommer enzymema att först bryta ner dem och inte fibrerna som är målet för den enzymatiska behandlingen. Den första enzymatiska och mekaniska behandlingen ökar effektiviteten av den andra enzymatiska behandlingen och såldes även effektiviteten av den andra enzymatiska behandlingen och således även effektiviteten av den andra mekaniska behandlingen och framställningen av MFC. Genom möjligheten att höja konsistensen vid de mekaniska behandlingama kommer till och med mindre finmaterial att framställas och den intema fibrilleringen, som gör fiberytan mer öppen för penetrering av enzymer, kommer att förbättras.
Andra mekaniska förbehandlingar förutom raffinering och rivning, såsom malning, ångexplosion, fibrering, homogenisering, ultraljuds behandling, torr skäming eller andra kända mekaniska behandlingar kan också användas, för att mjukgöra fibrerna och göra dem mer aktiva och reaktiva innan de efterföljande behandlingama. 10 15 20 25 30 35 533 509 Efter den första mekaniska behandlingen tillsätts enzym återigen till fibrema som är i en form av ett slam med en koncentration av ungefär 4-5%.
Enzymet tillsätts under omröming antingen i början av den andra enzymatiska behandlingen eller under hela reaktionstiden. Den andra behandlingen med enzymet ökar tillgängligheten och aktiviteten hos fibrema och förbättrat det efterföljande mekaniska behandlingen för att bilda MFC.
Fibrema är därefter mekaniskt behandlade i en andra mekanisk behandling för att bilda MFC. Tiden och temperaturen vid en sådan behandling varierar beroende på de behandlade fibrema såväl som på de tidigare behandlingarna och kontrolleras för att erhålla fibrer med den önskade fiberlängden. Den andra mekaniska behandlingen kan ske med en raffinör, defibrör, malningsholländare, friktionssllp, fibrilator med hög skjuvkaft (så som cavitron rotor/stator system), dispergator, homogenisator (såsom mikrofluidiser) eller andra kända mekaniska fiberbehandlingsapparatur.
Normalt kan fibremas konsistens vid behandlingen i en mikrofluidiser inte vara för hög. Exponera fibrema för högt tryck i smal kapillär vid hög konsistens kommer dock också resultera i hög mekanisk inverkan på fibrema och fibrema kan även behandlas vid hög konsistens i en mikrofluidiser enligt processen beskriven i krav 1.
Konsistensen av fibrema vid den mekaniska behandlingen är företrädesvis mellan 1-40 total vikts-°°. Det är föredraget att ha hög konsistens vid den andra mekaniska behandlingen, företrädesvis mellan 15- 40 total vikts-%. Det framställda MFC kommer således även ha en hög konsisten, företrädesvis över 15 total vikt-% eller företrädesvis mellan 15-40 total vikts-% eller ännu mer föredraget mellan 15-25 total vikts-%. På detta sätt är det möjligt att transportera MFC till platsen för användning i en väldigt koncentrerad form. Om nödvändigt är det möjligt att tillsätta vatten eller kemikalie för att den framställda MFC ska svälla och såldes säkerställa att alla mikrofibriller separeras i vattnet eller kemikalien. Tillsatts av vatten vid den andra mekaniska behandlingen ska undvikas då MFC kommer att svälla och det blir svårt att avlägsna den framställda MFC från raffinören, rivaren eller andra mekaniska behandlingsapparatur. 10 15 20 25 30 35 533 509 pH vid den första och/eller andra mekaniska behandlingen är företrädesvis över 9, helst över 10. Höjning av pH vid den mekaniska behandlingen har visat sig öka effektiviteten på den mekaniska behandlingen och såldes minska energin som krävs.
Det är även möjligt att tillsätta kemikalier som vill ändra fiber-fiber friktionen eller svällningen av fibrerna vid processen enligt krav 1. Kemikalier som minskar friktionen kan till exempel vara karboxymetylcellulosa (CMC), stärkelse eller olika polymerer såsom polyakrylamid (PAM) eller ytaktiva medel. Kemikalier som ökar friktionen kan vara fylimedel såsom talk, kalciumkarbonat, kaolin eller titandioxid etc. Kemikalier som ökar eller minskar fibersvällning kan till exempel vara natriumhydroxid, andra pH ändrande kemikalier, olika salter eller laddade polymerer. Dessa kemikalier är företrädesvis tillsatta efter den andra enzymatiska behandlingen, före den andra mekaniska behandlingen. Det är dock även möjligt att tillsätta kemikalier innan eller under den första mekaniska behandlingen. En annan anledning att tillsätta t ex polymerer är för att stabilisera fibrillerna.
Cellulosafibrerna som används i processen enligt uppfinningen är företrädesvis fibrer från kraftmassa, dvs de har blivit behandlade enligt kraftprocessen. Det har visat sig att primärväggen hos fibrerna i kraftmassa ofta förhindrar fibrer från att expandera. Det är således nödvändigt att avlägsna primärväggen. Primärväggen hos fibrema kan avlägsnas genom att förstärka förbehandlingen av fibrerna. Genom ökad raffinering, företrädesvis raffinering vid hög konsistens har visat sig vara väldigt effektivt. Enzym som påverkar hemicellulosa kan också användas, antingen ensam eller i kombination med raffinering, företrädesvis raffinering vid hög konsistens. Det har visat sig att kombinationen av enzymatisk förbehandling, mekanisk förbehandling, enzymatisk behandling och en mekanisk behandling som beskrivs i krav 1 är väldigt effektivt när det gäller att avlägsna primärväggen hos cellulosafibrer. Andra kemiska massor, mekaniska massor och kemi- mekaniskamassor kan dock även användas, ett exempel är sulfit massa.
Fibrema kan vara blekta eller oblekta. Fibrer med tunna fiberväggar är föredragna.
Cellulosafibrerna kan vara fibrer från lövträ och/eller barrträ. Det har visat sig att sulfitmassor och kraftmassa av tall disintegrerar i mindre 10 15 533 509 fraktioner när det behandlas enligt uppfinningen jämfört med eukalyptus och kraftmassor av björk. Det är således föredraget att behandla fibrer från barrträ med processen enligt uppfinningen.
Det framställda MFC har väldigt bra bindningsegenskaper, dvs det binder bra till olika material såsom glas. aluminium, papper eller trä. MFC kan således användas för framställning av filmer. En annan fördel med det framställda MFC är att det kan användas som en primer mellan olika material så som biobarriär och fiber baserade substrat.
Mikrofibrillerad cellulosa (MFC) är ofta refererad till som nanocellulosa.
Fibrer som har fibrillerats och som har mikrofibriller på ytan och mikrofibriller som är separerade och lokaliserade i en vattenfas av ett slam inkluderas i definitionen av MFC.
Claims (10)
1. En process för behandling av cellulosafibrer varvid processen innefattar: - förbehandla fibrema med ett enzym i en första enzymatisk behandling, - mekaniskt förbehandla fibrerna i en första mekanisk behandling, ~ behandla fibrema med ett enzym i en andra enzymatisk behandling och - mekaniskt behandla fibrerna i en andra mekanisk behandling för att bilda mikrofibrillerad cellulosa.
2. Processen enligt krav 1 kännetecknad av att enzymet vid den första enzymatiska behandlingen har en aktivitet av 001-250 nkatlg. företrädesvis 0.5-50 nkatlg.
3. Processen enligt något av ovanstående krav kännetecknad av att enzymet vid den andra enzymatiska behandlingen har en aktivitet av 50-300 nkatlg.
4. Processen enligt något av ovanstående krav kännetecknad av att fibrema är mekaniskt behandlade genom rivning eller raffinering.
5. Processen enligt något av ovanstående krav kännetecknad av att fibrema är mekaniskt behandlade vid en konsistens av 2-40 total vikts-%.
6. Processen enligt något av ovanstående krav kännetecknad av att fibrema vid det första mekaniska steget är förebehandlade vid en konsistens av 15-40 total vikts-%.
7. Processen enligt något av ovanstående krav kännetecknad av att fibrema i det andra mekaniska steget är behandlade vid en konsistens av 15- 40 total vikts-%.
8. Processen enligt något av ovanstående krav kännetecknad av att pH är över 9 under det första och/eller andra mekaniska stegen. 533 509 11
9. Processen enligt något av ovanstående krav kännetecknad av att enzymet som används vid den första ochleller andra enzymatiska behandlingarna är ett enzym som påverkar hemicellulosa, såsom xylanas eller mannanas eller ett enzym som påverkar cellulosa, såsom cellulas.
10. Processen enligt något av ovanstående krav kännetecknad av att fibrema är fibrer från kraftmassa.
Priority Applications (14)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0950535A SE0950535A1 (sv) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Metod för framställning av mikrofibrillär cellulosa |
PCT/IB2010/053044 WO2011004301A1 (en) | 2009-07-07 | 2010-07-02 | Process for producing microfibrillated cellulose |
CN201080030884.5A CN102472015B (zh) | 2009-07-07 | 2010-07-02 | 生产微纤纤维素的方法 |
EP10796797.8A EP2452015B1 (en) | 2009-07-07 | 2010-07-02 | Process for producing microfibrillated cellulose |
RU2012103987/05A RU2535685C2 (ru) | 2009-07-07 | 2010-07-02 | Способ изготовления микрофибриллированой целлюлозы |
KR1020127002538A KR101721275B1 (ko) | 2009-07-07 | 2010-07-02 | 마이크로피브릴화 셀룰로오스 생산 공정 |
CA2767067A CA2767067C (en) | 2009-07-07 | 2010-07-02 | Process for producing microfibrillated cellulose |
PL10796797T PL2452015T3 (pl) | 2009-07-07 | 2010-07-02 | Sposób wytwarzania mikrofibrylowanej celulozy |
AU2010269913A AU2010269913B2 (en) | 2009-07-07 | 2010-07-02 | Process for producing microfibrillated cellulose |
US13/382,706 US8647468B2 (en) | 2009-07-07 | 2010-07-02 | Process for producing microfibrillated cellulose |
JP2012519096A JP5656993B2 (ja) | 2009-07-07 | 2010-07-02 | ミクロフィブリル化セルロースの製造方法 |
BR112012000144-2A BR112012000144B1 (pt) | 2009-07-07 | 2010-07-02 | Processo para produzir celulose microfibrilada |
CL2012000039A CL2012000039A1 (es) | 2009-07-07 | 2012-01-06 | Proceso mejorado para la producción de celulosa microfibrilada (mfc), que comprende pre-tratar las fibras con una enzima, pre-tratar mecánicamente las fibras, tratar las fibras con una enzima en un segundo tratamiento enzimático y tratar las fibras mecánicamente en un segundo tratamiento mecánico. |
ZA2012/00328A ZA201200328B (en) | 2009-07-07 | 2012-01-16 | Process for producing microfibrillated cellulose |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0950535A SE0950535A1 (sv) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Metod för framställning av mikrofibrillär cellulosa |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE533509C2 true SE533509C2 (sv) | 2010-10-12 |
SE0950535A1 SE0950535A1 (sv) | 2010-10-12 |
Family
ID=43243904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0950535A SE0950535A1 (sv) | 2009-07-07 | 2009-07-07 | Metod för framställning av mikrofibrillär cellulosa |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8647468B2 (sv) |
EP (1) | EP2452015B1 (sv) |
JP (1) | JP5656993B2 (sv) |
KR (1) | KR101721275B1 (sv) |
CN (1) | CN102472015B (sv) |
AU (1) | AU2010269913B2 (sv) |
BR (1) | BR112012000144B1 (sv) |
CA (1) | CA2767067C (sv) |
CL (1) | CL2012000039A1 (sv) |
PL (1) | PL2452015T3 (sv) |
RU (1) | RU2535685C2 (sv) |
SE (1) | SE0950535A1 (sv) |
WO (1) | WO2011004301A1 (sv) |
ZA (1) | ZA201200328B (sv) |
Families Citing this family (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2710273A1 (en) | 2007-12-20 | 2009-07-09 | University Of Tennessee Research Foundation | Wood adhesives containing reinforced additives for structural engineering products |
ES2745638T3 (es) | 2009-03-30 | 2020-03-03 | Fiberlean Tech Ltd | Procedimiento para la producción de suspensiones de celulosa nanofibrilar |
PT2805986T (pt) | 2009-03-30 | 2017-12-19 | Fiberlean Tech Ltd | Processo para a produção de géis de celulose nanofibrilar |
GB0908401D0 (en) | 2009-05-15 | 2009-06-24 | Imerys Minerals Ltd | Paper filler composition |
SE0950534A1 (sv) * | 2009-07-07 | 2010-10-12 | Stora Enso Oyj | Metod för framställning av mikrofibrillär cellulosa |
CN102812182A (zh) * | 2010-03-15 | 2012-12-05 | 芬欧汇川有限公司 | 提高纸产品性能和形成添加剂组分的方法和相应的纸产品和添加剂组分以及添加剂组分的用途 |
PL2386683T3 (pl) | 2010-04-27 | 2014-08-29 | Omya Int Ag | Sposób wytwarzania materiałów kompozytowych na bazie żelu |
SI2386682T1 (sl) | 2010-04-27 | 2014-07-31 | Omya International Ag | Postopek za izdelavo strukturiranih materialov z uporabo nanofibriliranih celuloznih gelov |
SE1050985A1 (sv) * | 2010-09-22 | 2012-03-23 | Stora Enso Oyj | En pappers eller kartongprodukt och en process förtillverkning av en pappers eller en kartongprodukt |
GB201019288D0 (en) | 2010-11-15 | 2010-12-29 | Imerys Minerals Ltd | Compositions |
CN103534408B (zh) | 2011-05-13 | 2016-04-06 | 斯托拉恩索公司 | 处理微原纤化纤维素的方法和根据所述方法处理的微原纤化纤维素 |
WO2013072277A2 (en) | 2011-11-14 | 2013-05-23 | Basf Se | Akd composition and manufacture of paper and paperboard |
FI127111B (sv) | 2012-08-20 | 2017-11-15 | Stora Enso Oyj | Förfarande och mellanprodukt för att producera högförädlad eller mikrofibrillerad cellulosa |
US8906198B2 (en) * | 2012-11-02 | 2014-12-09 | Andritz Inc. | Method for production of micro fibrillated cellulose |
FI127682B (sv) * | 2013-01-04 | 2018-12-14 | Stora Enso Oyj | Förfarande för tillverkning av mikrofibrillerad cellulosa |
CN104099794A (zh) * | 2013-04-09 | 2014-10-15 | 金东纸业(江苏)股份有限公司 | 制备纳米纤维素的方法 |
SE537949C2 (sv) * | 2013-04-25 | 2015-12-01 | Stora Enso Oyj | Förfarande för behandling av cellulosafibrer för att framställa en komposition innefattande mikrofibrillerad cellulosa,samt en komposition framställd enligt förfarandet |
FI20135773L (sv) * | 2013-07-16 | 2015-01-17 | Stora Enso Oyj | |
CN105705649A (zh) * | 2013-08-01 | 2016-06-22 | 诺维信公司 | 用于酶法转化木质纤维素生物质的方法 |
KR101550656B1 (ko) * | 2013-11-26 | 2015-09-08 | 한국생산기술연구원 | 나노피브릴화 셀룰로오스의 제조 방법 |
FI127124B2 (sv) * | 2013-12-05 | 2021-02-15 | Upm Kymmene Corp | Förfarande för tillverkning av modifierade cellulosaprodukter samt modifierad cellulosaprodukt |
FI126698B (sv) | 2013-12-18 | 2017-04-13 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy | Förvarande för framställning av fibrillerad cellulosa material |
FI126042B (sv) | 2014-03-31 | 2016-06-15 | Upm Kymmene Corp | Förfarande för tillverkning av nanofibrillär cellulosa samt nanofibrillär cellulosaprodukt |
FI127716B (sv) * | 2014-03-31 | 2018-12-31 | Upm Kymmene Corp | Förfarande för tillverkning av fibrillerad cellulosa |
JP2017535683A (ja) * | 2014-10-28 | 2017-11-30 | ストラ エンソ オーワイジェイ | ミクロフィブリル化多糖を製造するための方法 |
US9822285B2 (en) | 2015-01-28 | 2017-11-21 | Gpcp Ip Holdings Llc | Glue-bonded multi-ply absorbent sheet |
SE540016E (en) | 2015-08-27 | 2021-03-16 | Stora Enso Oyj | Method and apparatus for producing microfibrillated cellulose fiber |
BR112018007115B1 (pt) | 2015-10-14 | 2022-06-14 | Fiberlean Technologies Limited | Materail em chapa conformável em 3d, processos de preparação de um artigo conformado em 3d, seus usos e artigo conformado em 3d |
US10774476B2 (en) | 2016-01-19 | 2020-09-15 | Gpcp Ip Holdings Llc | Absorbent sheet tail-sealed with nanofibrillated cellulose-containing tail-seal adhesives |
CA3019443C (en) | 2016-04-05 | 2020-09-15 | Fiberlean Technologies Limited | Paper and paperboard products |
US11846072B2 (en) | 2016-04-05 | 2023-12-19 | Fiberlean Technologies Limited | Process of making paper and paperboard products |
US10794006B2 (en) | 2016-04-22 | 2020-10-06 | Fiberlean Technologies Limited | Compositions comprising microfibrilated cellulose and polymers and methods of manufacturing fibres and nonwoven materials therefrom |
CN105926339B (zh) * | 2016-04-26 | 2020-03-20 | 天津科技大学 | 一种微纤化纤维素的制备及其成膜方法 |
FR3052791B1 (fr) * | 2016-06-16 | 2018-06-01 | Centre Technique De L'industrie, Des Papiers, Cartons Et Celluloses | Procede de production de cellulose microfibrillee |
CN106368033B (zh) * | 2016-09-27 | 2018-05-25 | 陕西科技大学 | 一种酶水解结合超声波处理辅助机械解离制备纤维素微纤丝的方法 |
EP4265237A1 (en) | 2017-04-07 | 2023-10-25 | Weidmann Holding AG | Hair care or hair cleansing or skin care or skin cleansing composition |
US20210010201A1 (en) | 2017-04-07 | 2021-01-14 | Weidmann Holding Ag | Method for producing microscale and/or nanoscale fiber material |
SE542193C2 (en) * | 2017-10-20 | 2020-03-10 | Stora Enso Oyj | A method for producing a film having good barrier properties and a film having good barrier properties |
CN108316039B (zh) * | 2018-02-11 | 2019-09-13 | 陕西科技大学 | 一种机械耦合化学碱溶法制备芳纶纳米纤维的方法 |
CN110528336A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-12-03 | 华南理工大学 | 一种高拉伸强度高密度纤维板及其绿色制备方法 |
US11124920B2 (en) | 2019-09-16 | 2021-09-21 | Gpcp Ip Holdings Llc | Tissue with nanofibrillar cellulose surface layer |
BE1030458B1 (nl) | 2022-04-19 | 2023-11-20 | Muylle Facon N V | Waterige houtcoatingsamenstellingen |
WO2023202995A1 (en) | 2022-04-19 | 2023-10-26 | Muylle-Facon | Aqueous wood coating compositions |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3382140A (en) * | 1966-12-30 | 1968-05-07 | Crown Zellerbach Corp | Process for fibrillating cellulosic fibers and products thereof |
GB2215350B (en) * | 1988-03-16 | 1992-05-20 | Thiokol Morton Inc | Process for bleaching mechanical wood pulp |
AT400581B (de) * | 1993-10-19 | 1996-01-25 | Chemiefaser Lenzing Ag | Verfahren zur herstellung von lösungen von cellulose |
JP3282168B2 (ja) * | 1993-12-22 | 2002-05-13 | 王子製紙株式会社 | 高透明度紙の製造方法 |
FI105833B (sv) * | 1998-07-13 | 2000-10-13 | Valtion Teknillinen | Förfarande för koncentrering av LK-ämnen i processvatten |
PL355108A1 (en) * | 1999-10-15 | 2004-04-05 | Cargill, Incorporated | Fibers from plant seeds and use |
PL196594B1 (pl) * | 2000-06-12 | 2008-01-31 | Inst Biopolimerow Wlokien Chem | Sposób wytwarzania włókien, folii i innych produktów z modyfikowanej, rozpuszczalnej celulozy |
US7297224B2 (en) * | 2000-09-14 | 2007-11-20 | Meiji Seika Kaisha, Ltd. | Method of deinking waste paper using cellulase without lowering paper strength and method of evaluating the same |
SE526681C2 (sv) | 2002-12-18 | 2005-10-25 | Korsnaes Ab Publ | Fibersuspension av enzymbehandlad sulfatmassa som råvarumaterial för förpackning |
US7700764B2 (en) * | 2005-06-28 | 2010-04-20 | Akzo Nobel N.V. | Method of preparing microfibrillar polysaccharide |
BRPI0707255B1 (pt) * | 2006-02-08 | 2017-01-24 | Stfi Packforsk Ab | método para tratamento de uma polpa química para fabricação de celulose microfibrilada, celulose microfibrilada e uso |
JP2008169497A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Kimura Chem Plants Co Ltd | ナノファイバーの製造方法およびナノファイバー |
JP5500842B2 (ja) * | 2009-03-13 | 2014-05-21 | 国立大学法人京都大学 | セルロースナノファイバーの製造方法 |
SE0950534A1 (sv) * | 2009-07-07 | 2010-10-12 | Stora Enso Oyj | Metod för framställning av mikrofibrillär cellulosa |
-
2009
- 2009-07-07 SE SE0950535A patent/SE0950535A1/sv unknown
-
2010
- 2010-07-02 CN CN201080030884.5A patent/CN102472015B/zh active Active
- 2010-07-02 CA CA2767067A patent/CA2767067C/en active Active
- 2010-07-02 US US13/382,706 patent/US8647468B2/en active Active
- 2010-07-02 JP JP2012519096A patent/JP5656993B2/ja active Active
- 2010-07-02 WO PCT/IB2010/053044 patent/WO2011004301A1/en active Application Filing
- 2010-07-02 BR BR112012000144-2A patent/BR112012000144B1/pt active IP Right Grant
- 2010-07-02 RU RU2012103987/05A patent/RU2535685C2/ru active
- 2010-07-02 EP EP10796797.8A patent/EP2452015B1/en active Active
- 2010-07-02 KR KR1020127002538A patent/KR101721275B1/ko active IP Right Grant
- 2010-07-02 PL PL10796797T patent/PL2452015T3/pl unknown
- 2010-07-02 AU AU2010269913A patent/AU2010269913B2/en active Active
-
2012
- 2012-01-06 CL CL2012000039A patent/CL2012000039A1/es unknown
- 2012-01-16 ZA ZA2012/00328A patent/ZA201200328B/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CL2012000039A1 (es) | 2012-07-13 |
PL2452015T3 (pl) | 2017-03-31 |
SE0950535A1 (sv) | 2010-10-12 |
US8647468B2 (en) | 2014-02-11 |
CN102472015A (zh) | 2012-05-23 |
WO2011004301A1 (en) | 2011-01-13 |
BR112012000144A2 (pt) | 2016-03-15 |
JP2012533001A (ja) | 2012-12-20 |
CA2767067A1 (en) | 2011-01-13 |
US20120135506A1 (en) | 2012-05-31 |
EP2452015A4 (en) | 2013-11-20 |
EP2452015B1 (en) | 2016-09-07 |
EP2452015A1 (en) | 2012-05-16 |
RU2012103987A (ru) | 2013-08-20 |
BR112012000144B1 (pt) | 2019-08-06 |
KR20120048587A (ko) | 2012-05-15 |
CN102472015B (zh) | 2015-10-21 |
CA2767067C (en) | 2017-02-28 |
ZA201200328B (en) | 2012-09-26 |
JP5656993B2 (ja) | 2015-01-21 |
KR101721275B1 (ko) | 2017-03-29 |
AU2010269913A1 (en) | 2012-02-09 |
AU2010269913B2 (en) | 2015-11-26 |
RU2535685C2 (ru) | 2014-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE533509C2 (sv) | Metod för framställning av mikrofibrillär cellulosa | |
SE0950534A1 (sv) | Metod för framställning av mikrofibrillär cellulosa | |
CN109983174B (zh) | 改性包含纤维素酶的纸浆的方法及其制品 | |
Torres et al. | Enzymatic approaches in paper industry for pulp refining and biofilm control | |
CN104704165B (zh) | 用于纸张干强度应用的含有纤维素酶和造纸聚合物的纤维素酶组合物 | |
Rashmi et al. | Enzymatic refining of pulps: an overview | |
Josefsson | Biochemical modification of wood components | |
Ahmad et al. | Enzymatic treatment on chemical pulp in beating/refining process-an attempt towards energy conservation |