Szulfit-folyamat
A szulfitfolyamat kémiai-ipari folyamat, amelyet a 19. században fejlesztettek ki a cellulóz fa kinyerésére . Csak alacsony gyanta- és szilícium-dioxid-tartalmú erdők számára alkalmas.
Eljárás
| Eljárás | pH-értékek | Kationok |
|---|---|---|
| mérges | 1.2-1.8 | Ca 2+ , (Mg 2+ , Na + , NH 4 + ) |
| biszulfit | 3,5-5,5 | Mg 2+ , (Na + , NH 4 + ) |
| semleges | 5-7 | Na + , NH 4 + |
A szulfit-eljárással az alkalmazott kationtól (kalcium, magnézium, nátrium, ammónium) függően a fa savas vagy semleges környezetben emészthető meg ( fa emésztés ). A folyamat során a lignint szulfonálják, miközben molekulái redukálódnak, és lignin- szulfonsav vízoldható sójává alakul , amely könnyen eltávolítható a rostból. Attól függően, hogy a pH-értéket, a hemicellulózok a fát vagy alakítjuk cukrok (mint például a D- mannóz , D- glükóz , D- xilóz , L -arabinóz , D- galaktóz , L- ramnóz ) savas hidrolízissel , majd bemegy a vizes fázis átesik, vagy a cellulóz a szálban marad. Az így előállított nagyon világos színű cellulózt ma már szinte kizárólag kémiai cellulóz vagy papír előállítására használják . A melléktermékként képződött lignoszulfonátokat vagy kereskedelemben használják, vagy elégetik (visszanyerés).
Mintegy öt köbméter fa és 90 kilogramm kén szükséges 1000 kilogramm cellulóz előállításához .
Kalcium-biszulfit eljárás
.jpg)
A kérgezett fát , amelyet mechanikusan aprítékká aprítanak, nyomástartó edényekben kalcium-hidrogén-szulfittal melegítenek hét-15 órán át, megnövelt nyomáson (5-7 bar ). A fadarabok főzéskor megpuhulnak, így különösebb erőfeszítés nélkül összetörhetők. Ezután két-négy milliméter hosszú szálakra vágják, többször megmossák, és ha szükséges, fehérítik, mielőtt vastag karton formájában megszárítják. A kalcium-biszulfitot savtorony alkalmazásával szokták extrahálni. A tetején lévő csőbe mészkövet öntöttek, és vizet szórtak rá, alul pedig kén-dioxidot.
A kalcium-hidrogén-szulfit eljárással előállított pépek különösen tiszták, ezért előnyösek kémiai alkalmazásokban. Mivel a kalcium-biszulfit-folyamat, ellentétben a többi eljárással, nem képes újrafeldolgozni az alapot , nem túl gazdaságos, ha a lignoszulfonátot nem újrahasznosítják. Ma csak ritkán használják szulfitpép előállítására.
Magnézium-biszulfit eljárás
A magnézium-biszulfit folyamata hasonlóan működik, mint a kalciumé, de folyamatosan alkalmazható. A bázis könnyen lebontható magnézium-oxidra és kén-dioxidra, ezért jó kémiai visszanyerést kínál. Ennek megfelelően a keletkező magnézium-lignoszulfonátokat elsősorban elégetik (energiatermelés plusz kémiai újrafeldolgozás). Csak akkor használják más célokra, ha elégtelen az égési kapacitás. Gyakran azonban a nyers folyadék kis részét ürítik annak érdekében, hogy korlátozzák a fából származó szennyeződések (például nehézfém-ionok) felhalmozódását a folyamat során.
Mellékfolyamatok
A magas fatartalmú szennyvizet gyakran etanol (lúgpálinka vagy szulfit üzemanyag ) előállítására használják. Ez különösen akkor lehetséges, ha tűlevelű fát nyitunk. Manapság gyakran kapcsolódnak a lignoszulfonát feldolgozására és újrafeldolgozására szolgáló gyártások.
történelem
A szulfit eljárást 1866-ban az amerikai Benjamin Tilghman találta ki (1867-es amerikai szabadalom). 1874-ben jogi vita volt, mert Alexander Mitscherlich azt állította, hogy már 1874-ben feltalálta ezt a folyamatot, és iparilag használható keretek közé helyezte. A Reichsgericht azonban ezt az állítást nem támogatta 1884-ben. 1879-ben Löhnbergerhütte- ben megépítették az első Mitscherlich-módszerrel működő gyárat; Szinte ugyanakkor maga a feltaláló és testvére gyárat épített Hannoversch Mündenben . Az 1874-ben létrehozott svédországi gyár magnézium-szulfit-lúg felhasználására épült, amint azt Carl Daniel Ekman leírta . Újabb úttörő volt Karl Kellner . A papírgyártásban a szulfátos folyamat versenyképesebb pépesítési eljárást fejlesztett ki . A Németországban felhasznált cellulóz körülbelül 15% -át szulfit-eljárással nyerik, 2008-ban ez 723 000 tonna szulfit-cellulóz volt.
relevancia
Kémiai cellulóz, amelyből viszkóz és cellulóz-származékok , mint például cellulóz-éterek és észterek elő, főleg készült luc fából segítségével ezt a folyamatot . Ennek a folyamatnak a jelentőségét alapvetően a nagyon hatékony delignifikáció, a jó fehéríthetőség, a további feldolgozás közbeni magas reakcióképesség (azonos tisztaságú ) és alacsony beruházási költségek okozzák. A szulfitpépeket nagy tisztaságban lehet előállítani, ha az alaptartományban a folyamat lépéseit végigfuttatják (meleg és hideg alkálifinomítás).
irodalom
- Belépés a cellulózba. In: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, hozzáférés: 2014. június 20.
Egyéni bizonyíték
- ↑ Klaus Beneke: Benjamin Chew Tilghman, valamint a papír és az alapanyagok történetéről, Kieli Egyetem, pdf
- ↑ Verband deutscher Papierfabriken eV: Papierkompass 2009 (az oldal már nem elérhető , keresés az internetes archívumokban: pdf (az oldal már nem elérhető , keresés az internetes archívumokban ) Információ: A linket automatikusan hibásként jelölték meg. Kérjük, ellenőrizze a linket az utasításoknak megfelelően, és majd távolítsa el ezt az értesítést. ).
