Kemisk massatillverkning - sulfatmassa Flashcards

1
Q

En modern massatillverkning - viktigaste stegen

A
  • stockar från skogen
  • barkning
  • flisning/silning
  • kokning
  • tvättning/silning
  • syrgasdelignifiering
  • blekning
  • torkning eller pappersproduktion
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Vad består veden av?

A

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%
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Mekanisk VS kemisk massatillverkning

A

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
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Sulfatmassa VS sulfitmassa

A

Sulfat:

  • dominerande
  • kan hantera alla olika typer av tränivåer
  • stark massa

Sulfit:
- kan blekas till en högre grad

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Kontinuerlig kokare

A
  • gammal: MCC/ITC
  • nyare: compact cooking G1
  • nyast: compact cooking G2 (tagit bort flisfacket m.m.)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Satsvis kokning

A
  • 3 kokare (otakt)
  • 8 kokare (otakt)
  • blir som en kontinuerlig när den är i otakt
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Sulfatkokning

pH, temp, koktid, L/W ratio, aktiverande kokningskemikalier

A
  • NaOH och NaHS är aktiverande kokningskemikalier
  • pH ≈ 14
  • Temp 140-170°C
  • koktid 4-5h
  • L/W ratio: 3.5-5
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Kappatal

A
  • KMnO4-titrering => hur mycket I2 som bildats
  • mängd ligning (%) = 0.15 x kappatal
  • ger också utslag av hexenuronsyra från xylan
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Sulfatkok - steg

A
  • ångbehandling
  • impregnering av vitlut + svartlut
  • tempohöjning 140-170°C
  • kokning
  • tvättning (få bort svartlut)
  • Utflöde
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Formel för effektivt alkali, aktivt alkali och sulfiditet

A

Effektivt alkali:
NaOH + NA2S/2

Aktivt alkali:
NaOH + Na2S

Sulfiditet:
Na2S/(NaOH + Na2S)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Massaviskositet

A
  • 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
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Ta reda på massautbyte i massabruk

A

STEG 1:
Labbkokning med samma råmaterial som i massabruket för utbyte

STEG 2:
Bestämning av kolhydrat och ligninmassa tester

STEG 3:
Kalkulering av utbyte

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

H-faktor

A

H=f (tid, temp)
H=1 (1h i 100°C)
H=2 (2h i 100°C)

Tar hänsyn till koktiden samt temp.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Ligninreaktioner

A

Initial, bulk och rest

se formler för respektive i anteckningar

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Princip för mer selektiv kokning (modifierad)

A
  • 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
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Vinning av modifierad sulfat kokning

A
  • högre selektivitet (viskositet och styrka), utbyte, blekbarhet
  • lägre reject, miljöpåverkan från blekning
17
Q

Om man har samma produkt, vilken av satsvis eller kontinuerlig blir dyrast?

A

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.

18
Q

Är satsvis eller kontinuerlig vanligast?

A

Kontinuerlig

19
Q

Vilket framställningssätt av pappersmassa är det mest vanliga idag globalt sett?

A

Sulfatprocessen

20
Q

Vilka kokkemikalier används till sulfatprocessen och vad är det man vill uppnå vid detta ”kokningsförfarande”?

A

NaOH och NaHS, där OH- och HS- är de aktiva i reaktionerna, man vill frigöra fibrerna från varandra genom att reagera bort lignin.

21
Q

Om man utgår från gran eller tallved hur stort massautbyte kan man räkna med om man tillverkar oblekt massa med denna process?

A

ca. 50% i utbyte från gran eller tallved, oblekt massa

22
Q

Vilka tre faser finns det i sulfatkoket? När sker de och hur skiljer sig ligninhalten genom de alla faserna?

A

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.

23
Q

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.

A

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

24
Q

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?

A

Sulfatkok

NaHS och NaOH

25
Q

Om koket inte utförs rätt så kan man få en stor mängd restmaterial efter koket. Beskriv något exempel där restmaterial uppkommer efter koket och förklara hur man försöker undvika att restmaterial uppkommer i ett kokeri

A

Kan ske så kallad Carry-over, vilket är överburen substans
Försöker få bort detta genom tvätt eller silning
Speciellt svåra att få bort är stora molekyler eller molekyler med högmolekylvikt

26
Q

Föreslå råvara och massatillverkningsmetod för att få ett papper som har egenskaperna tätt och jämt, rent, kemiskt homogent, bra rivstyrka, inte påverka mat och låg kostnad. Motivera!

A

Massatillverkningsmetod => kemisk!
Sulfatprocess - större bredd på råvara
Sulfit - lättare att få högre renhet, enklare att få hög blekhet

Råvara - lövved (fördelar för formning, bra dragstyrka) och sen barrved (långa fibrer => bra rivstyrka)

Bra och fin malning för att öka fiber-fiber interaktion

För att inte påverka maten => blekning

Sulfatprocessen är billigare storskalig ekonomiskt

27
Q

Var och när används fossila bränslen i den moderna sulfatmassafabriken?

A

I kalkcykeln, petroleum till ugnen för förbränning

28
Q

Traditionellt använde sulfitmassafabrikerna Ca (kalcium) som bas för kokvätskan. Vilken bas kan en modern sulfitmassafabrik använda?

Varför är kalciumbasen inte intressant idag?

A

Mg2+, Na+, NH4?

Den kemiska regenereringen för Ca är omöjlig och används därför inte.

29
Q

Tre faser i sulfatprocessen?

A

Initial (>22% lignin)
bulk (22-3% lignin)
residual (<3% lignin)