Kemisk massatillverkning - sulfatmassa Flashcards
En modern massatillverkning - viktigaste stegen
- stockar från skogen
- barkning
- flisning/silning
- kokning
- tvättning/silning
- syrgasdelignifiering
- blekning
- torkning eller pappersproduktion
Vad består veden av?
Cellulosa
- tall 38-40%
- björk 40-41%
Glukomannan
- tall 15-20%
- björk 2-5%
Xylan
- tall 7-10%
- björk 25-30%
Andra kolhydrater
- tall 0-5%
- björk 0-4%
Lignin
- tall 27-29%
- björk 20-22%
Extraktivämnen
- tall 4-6%
- björk 2-4%
Mekanisk VS kemisk massatillverkning
Kemisk:
- kemikalier för att separera fibrer
- mildare (mindre skador)
- tre huvudtyper (sulfat, sulfit och soda)
Mekanisk:
- sliter isär fibrer med mekanisk kraft
- mer skador
- billigare
Sulfatmassa VS sulfitmassa
Sulfat:
- dominerande
- kan hantera alla olika typer av tränivåer
- stark massa
Sulfit:
- kan blekas till en högre grad
Kontinuerlig kokare
- gammal: MCC/ITC
- nyare: compact cooking G1
- nyast: compact cooking G2 (tagit bort flisfacket m.m.)
Satsvis kokning
- 3 kokare (otakt)
- 8 kokare (otakt)
- blir som en kontinuerlig när den är i otakt
Sulfatkokning
pH, temp, koktid, L/W ratio, aktiverande kokningskemikalier
- NaOH och NaHS är aktiverande kokningskemikalier
- pH ≈ 14
- Temp 140-170°C
- koktid 4-5h
- L/W ratio: 3.5-5
Kappatal
- KMnO4-titrering => hur mycket I2 som bildats
- mängd ligning (%) = 0.15 x kappatal
- ger också utslag av hexenuronsyra från xylan
Sulfatkok - steg
- ångbehandling
- impregnering av vitlut + svartlut
- tempohöjning 140-170°C
- kokning
- tvättning (få bort svartlut)
- Utflöde
Formel för effektivt alkali, aktivt alkali och sulfiditet
Effektivt alkali:
NaOH + NA2S/2
Aktivt alkali:
NaOH + Na2S
Sulfiditet:
Na2S/(NaOH + Na2S)
Massaviskositet
- Ett mått på hur trögflytande en massa är.
- Högre viskositet => längre cellulosakejdor
- Längre kok => lägre viskositet
- Ökad Temp => minskad viskositet
- Man vill ha hög massaviskositet im man gör papper och kartong
- Man vill ha låg om man gör dissolvingmassor och derivat
Ta reda på massautbyte i massabruk
STEG 1:
Labbkokning med samma råmaterial som i massabruket för utbyte
STEG 2:
Bestämning av kolhydrat och ligninmassa tester
STEG 3:
Kalkulering av utbyte
H-faktor
H=f (tid, temp)
H=1 (1h i 100°C)
H=2 (2h i 100°C)
Tar hänsyn till koktiden samt temp.
Ligninreaktioner
Initial, bulk och rest
se formler för respektive i anteckningar
Princip för mer selektiv kokning (modifierad)
- NaOH konc låg och jämn i kokningen
- NaHS konc hög speciellt i början av bulkfas
- lägre koktemp om möjligt
- jonstyrkan låg, speciellt i slutet av kokningen
- konc. av upplöst lignin låg i slutet av kokning
Vinning av modifierad sulfat kokning
- högre selektivitet (viskositet och styrka), utbyte, blekbarhet
- lägre reject, miljöpåverkan från blekning
Om man har samma produkt, vilken av satsvis eller kontinuerlig blir dyrast?
Satsvis då den kräver fler system som ska gå i otakt, blir dyrare att koka. Man bygger ändå en del satsvis eftersom det då gör att man enklare kan variera beroende på kvaliteten in och man får en jämnare kvalitet ut. Man kan även följa en och samma råvara hela vägen.
Är satsvis eller kontinuerlig vanligast?
Kontinuerlig
Vilket framställningssätt av pappersmassa är det mest vanliga idag globalt sett?
Sulfatprocessen
Vilka kokkemikalier används till sulfatprocessen och vad är det man vill uppnå vid detta ”kokningsförfarande”?
NaOH och NaHS, där OH- och HS- är de aktiva i reaktionerna, man vill frigöra fibrerna från varandra genom att reagera bort lignin.
Om man utgår från gran eller tallved hur stort massautbyte kan man räkna med om man tillverkar oblekt massa med denna process?
ca. 50% i utbyte från gran eller tallved, oblekt massa
Vilka tre faser finns det i sulfatkoket? När sker de och hur skiljer sig ligninhalten genom de alla faserna?
Initial, Bulk och Residual
Initial är i början på koket, här är ligninhalten >22%.
Bulkfasen är i mitten av koket, här får ligninhalten från 22% till 3%. I början av denna fas är NaHS koncentrationen speciellt hög.
Residualfasen är i slutet av koket, här är ligninhalten <3% och jonstyrkan är speciellt låg här.
Beskriv de aktiva kokkemikalierna i ett konventionellt sodakok, ett sulfatkok respektive ett sulfitkok. Dela gärna upp sulfitkoket i undergrupper. Skriv också om de olika koken har ett surt, ett neutralt eller ett alkaliskt pH.
Soda:
OH-
pH ≈ 13
Sulfat:
HS-, OH-
pH ≈ 14
Sulfit:
HS03-/SO3(2-), H+/OH-, SO2-
pH ≈ 1.0-1.5 om surt, ≈7 om neutralt
I vilken typ av kok brukar man tala om att man använder en vitlut? Vad innehåller en vitlut och med vilka termer brukar en vitlut karakteriseras?
Sulfatkok
NaHS och NaOH
