Kraftin Sellunvalmistus

14.2 liukosellun valmistus

tällä hetkellä DWP: tä tuottavat AS ja höyryfaasin PHK-prosessit, jotka molemmat kehitettiin 1950-luvulla. edelliset pysyivät teknisesti pääosin muuttumattomina, mutta höyry-PHK-prosessiin otettiin käyttöön nykyaikainen siirtymiskeitto. Näissä liukenevassa sellutekniikassa, Visbatchissa ja VisCBC: ssä, yhdistyvät siirtotekniikan ja höyryn esihydrolyysin edut. Niille on ominaista niiden alhainen energiantarve, lyhyt kansi-kansi kertaa, ja homogeeninen ja korkea tuotteiden laatu. Andritz kehitti äskettäin keittojärjestelmän päivityksiä, joilla voidaan jälkiasentaa DWP-toimintaan jatkuvissa digestereissä, mukaan lukien esihydrolyysireaktoriastia veden esihydrolyysiä varten.

taulukossa 14.2 esitetään paperilaadun ja liukosellun tärkeimmät tuotantoprosessit. Paperimassaa valmistetaan pääasiassa Kraftin selluprosessista(Kuva. 14.3), kun taas liukosellua tuotetaan AS-menetelmällä ja PHK-prosessilla (Kuva. 14.4) ja puuvillalinttereistä. Hemiselluloosit ovat ei-toivottuja epäpuhtauksia massojen liuottamisessa ja vaikuttavat selluloosan suodatettavuuteen, ksantaatioreaktioon viskoosiprosessissa ja selluloosan lopputuotteiden viskoosilujuuteen. PHK-prosessin aikana esihydrolyysiliuokseen (PHL) liuotetaan suuria määriä hemiselluloosoja ennen pulputusta. Prehydrolysaatti sisältää seuraavia aineita, jotka voidaan mahdollisesti muuntaa arvokkaiksi tuotteiksi:

taulukko 14.2. Tärkeimmät prosessit paperi – ja liukosellun tuotannossa

paperimassa

yli 90% Kraftin selluprosessista

liukosellu

65% happosulfiittimenetelmällä

5% esihydrolyysillä kraft-menetelmällä

10% puuvillalinttereistä

Kuva 14.3. Kraft-prosessi (paperilaatuinen massa).

Reproduced with permission Välimaa (2015); Courtesy Stora Enso; https://mycourses.aalto.fi/…/Dissolving%20pulp%20and%20viscose%20manufacturing_.

Kuva 14.4. Prehydrolyysi kraft prosessi.

Stora Enso; Reproduced with permission Välimaa (2015); https://mycourses.aalto.fi/…/Dissolving%20pulp%20and%20viscose%20manufacturing_.

•

lyhytketjuiset hiilihydraatit (arabinoosi, ksyloosi, mannoosi, galaktoosi, glukoosi)

•

polysakkaridit (galaktomannaani, glukuronoksylaani)

•

muut kemialliset yhdisteet (etikkahappo, furfuraali, fenoliyhdisteet))

liuottavana sellun tuotantomenetelmänä PHK-prosessille on tyypillisesti ominaista pienempi sellun tuotto ja korkeammat pääoma-ja kemikaalikustannukset. Siksi on erittäin tärkeää optimoida PHK-prosessin jokainen vaihe, joka vaikuttaa sellun puhtauteen, prosessin integraatioon ja energiatehokkuuteen selluloosan saatavuudesta ja reaktiivisuudesta tinkimättä.

DWP on kemiallisesti puhdistettu valkaistu massa, joka koostuu yli 90-prosenttisesta puhtaasta selluloosasta. Kun valmistetaan liukenevaa sellua sellaisten tuotteiden kuin karboksimetyyliselluloosan, viskoosin, selluloosakalvon ja makkarankuorien valmistukseen, massan laadun määrittäminen on välttämätöntä. Liukenevan sellun laatu riippuu sekä raakapuuaineen ominaisuuksista että sellun prosessoinnista. Selluloosamassan reaktiivisuus osoittaa sen kyvyn osallistua erilaisiin kemiallisiin reaktioihin. Hiilen kaksi ja kolme sekundaarista hydroksyyliryhmää ovat reaktiivisempia kuin hiili-kuutin primaarinen hydroksyyliryhmä. Derivoitumisreaktioissa on tärkeää huomata, että reaktiot hiilillä kaksi ja kolme olevien hydroksyyliryhmien kanssa ovat kineettisesti suotuisat, kun taas substituutio hiilellä kuusi on termodynaamisesti stabiilimpi. Selluloosasta on löydetty sekä selluloosaa I että selluloosaa II. Selluloosa II on termodynaamisesti stabiilimpi kuin selluloosa I, mikä saattaa tehdä liukenevasta massasta, jossa on suuri osuus selluloosa II: ta, kestävämmän kuumentamiselle kuin sellusta, jossa on suuri osuus selluloosa I: tä.viime vuosina on kehitetty erilaisia innovatiivisia sellunvalmistusmenetelmiä lähinnä ympäristönäkökohtien vuoksi.

eri raaka-aineilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka riippuvat lignoselluloosan morfologisesta rakenteesta ja kemiallisesta koostumuksesta. Käytetyn raaka-aineen ja lajin ominaisuudet vaikuttavat liuottavan sellun valmistusprosessiin ja lopputuotteen laatuun. Puuvillalinttereiden osalta epäpuhtauksien osuus kokonaispitoisuudesta on alle 20 prosenttia ja näistä epäpuhtauksista 60 prosenttia (esim.siementen kuoret, hiekka, vieraat aineet jne.).) poistetaan helposti kemiallisilla ja miedoilla fysikaalisilla menetelmillä, jotka aiheuttavat mahdollisimman vähän vahinkoa alkuperäiselle selluloosalle. Erittäin korkealaatuisilta selluloosatuotteilta edellytetään 99-prosenttista α-selluloosapitoisuutta ja 7000 molekyylipainoa. Puuvillalinttereitä pidetään parhaana raaka-aineena, koska niiden etuna on suurempi MW: n homogeenisuus muihin raaka-aineisiin verrattuna.

puu on tärkein sellun valmistuksen liuotusraaka-aine, mutta kaikkia puulajeja ei voida käyttää. Puun kemia ja koostumus on otettava huomioon sopivimman selluprosessin valitsemiseksi. Jotkin puulajit eivät sovellu selluksi. AS-prosessissa fenoliset aineet, kuten pinosylviini männyn sydänpuussa tai Taksifoliini Douglaskuusessa, reagoivat ligniinin kanssa muodostaen kondensoituneita rakenteita, jotka estävät delignifikaatiota. Myös taksifoliini vähentää sulfiittien keittoliuoksen stabiilisuutta muuttamalla sulfiittia tiosulfaatiksi. Siksi runsaasti pihkaa sisältävät puulajit, kuten mänty ja lehtikuusi, eivät sovellu selluksi.

bambu on tärkeä sellu-ja paperiteollisuuden raaka-aine paitsi paperilaadun tuotannossa, myös sellun liuottamisessa. Bambu kuuluu heinäperheeseen, ja se sisältää 45% -55% selluloosaa, 23% -30% ligniiniä, 20% -25% hemiselluloosaa, 10% -18% kokonaisuutetta ja 1,5% tuhkaa. Sen kuidut ovat 1,5-2,5 mm pitkiä. Sen rakenne ja koostumus (selluloosa, hemiselluloosit ja ligniini) ovat samanlaisia kuin joillakin lehtipuulajeilla; kuitenkin toissijaisia aineita, kuten uuteaineita (orgaanisia ja veteen uuttuvia yhdisteitä) ja tuhkaa, on bambussa enemmän kuin lehtipuussa. Nämä tekijät aiheuttavat haasteita sellun valmistuksessa, valkaisussa ja kemiallisessa talteenotossa. Bambun kuitukennotilavuus on pienempi kuin puun, esimerkiksi bambulla 40% -70% ja lehtipuilla 60% -80% ja havupuilla 90% -95%. Bambulla on muita haittoja, joihin kuuluvat korkeat epäpuhtaudet (tuhka ja metalli-ionit), pienimolekyylinen selluloosa ja luontainen viskositeetti sekä huono yhtenäisyys. Bambukuiturakenteissa on useita kerroksia, joilla on monimutkaiset suuntaukset ja järjestelyt toisiosolun seinämässä. Sen sijaan puukuiduilla on yksinkertainen kolmikerroksinen (ulompi, keskimmäinen ja sisempi kerros) toisioseinä. Bambun paksumpi soluseinä, kompakti rakenne ja suurempi hybridisolupitoisuus voivat johtaa kielteisiin vaikutuksiin sellun valmistuksen aikana. Siksi voi olla tarpeen tehdä kovia kypsennys-ja valkaisuolosuhteita, jotta bambusta voidaan valmistaa hyvälaatuista liuotinmassaa.

sellun valmistus on ratkaiseva vaihe sellun valmistuksen liuottamisessa. Prosessina käytetään perinteistä sellumenetelmää. Tämä prosessi suoritetaan happamissa olosuhteissa, joissa suurin osa hemiselluloosoista ja osa pienimolekyylisestä selluloosasta poistetaan, jolloin syntyy valkaisematonta sellua, jonka selluloosapitoisuus on korkea. Viimeisten vuosikymmenten aikana PHK-massaprosessi on onnistuneesti kaupallistettu massojen liuottamiseen. Toisin kuin as-sellun happamissa olosuhteissa, PHK-prosessi suoritetaan sekä happamissa (esihydrolyysi) että emäksisissä (kraft-keittäminen) olosuhteissa. Esihydrolyysivaiheessa lyhytketjuiset hiilihydraatit, lähinnä hemiselluloosit, hydrolysoituvat etikkahapon vapautuessa asetyyliryhmistä. Siksi suurin osa hemiselluloosoista uutetaan lastuista ennen Kraftin jauhamista.

AS: stä ja PHK: sta liukenevan massan tärkeimmät ominaisuudet hiilihydraattikoostumuksen, molekyylipainojakauman (MWD), saavutettavuuden ja reaktiivisuuden suhteen ovat erilaiset, koska happamissa tai emäksisissä ympäristöissä tapahtuu erilaisia kemiallisia reaktioita. Koska massalla on pienempi selluloosapitoisuus, suurempi S10/S18-pitoisuus, laajempi MWDs ja suurempi reaktiivisuus verrattuna PHK-massoihin.

hakeen Esihydrolyysi auttaa massamatriisin irtoamisessa ja parantaa ligniinin saatavuutta sellu-ja valkaisukemikaaleihin. Hemiselluloosat hydrolysoituvat helpommin kuin selluloosa haarautuneen rakenteensa ja alhaisen polymeroitumisasteensa vuoksi. PHK-prosessia, jolla valmistetaan kovapuusta liukenevaa sellua, käytetään kaupallisesti. Tässä prosessissa käytetään esihydrolyysivaihetta useimpien hemiselluloosien uuttamiseksi, jota seuraa kraft-massanpoisto suurimman osan ligniinistä poistamiseksi ja valkaisu – /puhdistusvaihe, joka johtaa suuren selluloosapitoisuuden (90%) sisältävän massan liuottamiseen. Tätä puun kolmea pääkomponenttia fraktioivaa prosessia on pidetty pohjana yhtenäisen METSÄBIOJALOSTAMON (IFBR) kehittämiselle. PHL/mustalipeän liuenneiden orgaanisten aineiden kustannustehokas talteenotto/arvonlisäkäyttö toisi sellutehtaalle lisätuloja. PHK aiheuttaa kuitenkin myös joitakin rajoituksia, kuten liukosellun kokonaistuotantoajan pitenemisen ylimääräisten esihydrolyysivaiheiden vuoksi (kokonaisreaktioaika 160-200 min tavanomaisessa kraftissa ja 240-270 min PHK: ssa) ja liukosellun tuoton pienenemisen (keskimäärin 38%) verrattuna 48%: iin tavanomaisessa kraftissa. Puulastujen esihydrolyysi ennen Kraftin massausta voidaan suorittaa erilaisilla menetelmillä, kuten kuumalla vedellä, autohydrolyysillä, happamalla tai emäksisellä väliaineella. Hapon esihydrolyysi suoritetaan yleensä hemiselluloosan poistoon hydrolyysillä monosugaareiksi. Hemiselluloosasokereita pidetään nykyään vaihtoehtoisena lisäarvokemikaalien lähteenä. Hapon esihydrolyysi voi kuitenkin johtaa useisiin ei-toivottuihin syövyttäviin vaikutuksiin, laajaan ligniinin tiivistymiseen ja heikkoon saantoon osittaisen mutta ei-toivotun selluloosahydrolyysin vuoksi. Edellä mainitusta syystä vesipitoista autohydrolyysiä harjoitetaan yleisimmin liukenevassa selluteollisuudessa. Autohydrolyysin aikana (suoritetaan 150-180°C: ssa) muodostuu orgaanista happoa (etikkahappoa) asetyyliryhmien pilkkoutumisen vuoksi (hemiselluloosasta), jotka toimivat katalyyttinä hydrolysoidakseen hemiselluloosan glykosidisidokset ja vähentäen PHL: n pH: n noin 4: ään. Hajoavat hemiselluloosat, jotka esiintyvät pääasiassa oligomeerisessa muodossaan, liuotetaan PHL: ään, ja ne voidaan myöhemmin irrottaa digestorista ja käyttää. Merkittävä määrä puumateriaalia liukenee PHL: ään, joka sisältää 50% hemiselluloosaa ja 10% ligniiniä. Hemiselluloosit ja ligniini voidaan erottaa PHL: stä; lisäksi niiden tehokas talteenotto ja muuntaminen lisäarvotuotteiksi on askel kohti liukenevan sellupohjaisen biojalostamon rakentamista. PHL-orgaanisten aineiden talteenottoon on tutkittu lukuisia yksittäisiä erotustekniikoita tai yhdistettyjä monivaiheisia prosesseja, joihin kuuluvat happamoituminen, Flokkulaatio, adsorptio, kalvosuodatus, uutto ja ioninvaihto. Liukosellun tuotanto vaatii suuremman talteenottoalueen verrattuna normaaliin kraftsellutehtaaseen, koska saanto on pienempi ja ruuanlaitossa on korkea. Kuiva-aineen orgaaninen osuus talteenottokattilaan on hieman pienempi liukosellun tuotannossa, jolloin lämpöarvo on pienempi. Valmetilla on kokemusta ja laaja-alaista teknologiaa erilaisten lopputuotteiden liukosellun valmistukseen tarvittavien laitteiden ja joustavien prosessien toimittamisesta. Kuva. 14.5 näyttää tyypillisen DP fiberline.

Kuva 14.5. Tyypillinen DP fiberline.

Andritz; Vehmaa J (2013). 6th International Colloquium on Eucalyptus Pulp, marras 24-27 Colonia UY.

PHK on suosittu uusissa liukenevissa sellutehtaissa pääomainvestointiin, toimintaan ja ympäristöystävällisyyteen liittyvien etujen vuoksi. PHK-prosessin osuus maailman liukosellun tuotannosta oli 56% (tilanne vuonna 2014), kun taas AS-prosessin osuus oli 42%. Kanadan liukosellusektorilla AS-prosessin osuus liukosellun tuotantokapasiteetista oli edelleen 64 prosenttia, vaikka PHK-prosessin merkitys on kasvanut. Kiinassa PHK-prosessin osuus kokonaistuotantokapasiteetista on 78 prosenttia.

on keskusteltu uudenlaisesta sellun liuotusprosessista, joka luo perustan pitkälle kehittyneelle biojalostamolle. SO2-etanoli-vesi-prosessi voi korvata raionilaatujen valmistuksessa käytettävän happosulfiittiprosessin, koska raaka-ainelähteen valinta on joustavampaa, kypsennysajat ovat huomattavasti alhaisemmat ja sokerin hajoamistuotteet puuttuvat lähes kokonaan. Erityistä huomiota kiinnitetään kehitykseen, joka tähtää paperilaadun massan valikoivaan ja kvantitatiiviseen fraktiointiin hemiselluloosaksi ja erittäin puhtaaksi selluloosaksi. Tämä tavoite on saavutettu IONCELL-prosessilla, jossa koko hemiselluloosafraktio liuotetaan selektiivisesti ioniseen nesteeseen, jossa h-sidoksen emäksisyyttä ja happamuutta säädetään riittävästi lisäämällä siihen kosolventti. Samalla puhdasta hemiselluloosaa voidaan saada talteen lisäämällä siihen vielä kosolventti, joka sitten toimii nonsolventtina. Jäljelle jäävä puhdas selluloosajae voi tämän jälkeen siirtyä lyocell-prosessiin regeneroitujen selluloosatuotteiden valmistamiseksi.

valkaisuprosessi ei ainoastaan lisää liukenevan massan kirkkautta, vaan myös lisää puhtautta, säätää selluloosan viskositeettia ja MWD: tä sekä muuttaa liukenevan massan reaktiivisuutta täyttämään korkealuokkaisten loppukäyttötuotteiden vaatimukset, joten valkaisu on kriittinen prosessi sellun valmistuksen aikana. Tällä hetkellä tärkeimmät käytetyt menetelmät ovat hapen (O), klooridioksidin (D0) ja kirkastuksen (D1 ja D2), hypokloriittivalkaisun (H) ja vetyperoksidivalkaisun (P) yhdistelmä. Vaikka hypokloriitti on ympäristösyistä lähes poistettu sellunvalkaisusta paperilaatujen osalta, sitä käytetään edelleen yleisesti sellun valmistuksen liuottamiseen. Hypokloriitti voi hapettaa ja hajottaa selluloosaa siten, että se voi säätää molekyylipainoaan ja viskositeettiaan massan tasaisuuden parantamiseksi.

viikunat. 14.6 ja 14.7 osoittavat kuitulinjan sellun liuottamiseen täysin kloorivapaalla (TCF) ja alkuainevapaalla (ECF) valkaisulla.

Kuva 14.6. Fiberline sellun liuottamiseen, TCF valkaisuun.

Metso; Paul Flickinger, Lari Lammi, Bertil Ernerfeldt (2011). Tappi Peers, Liukosellu, 2. Lokakuuta 2011.

Kuva 14.7. Kuitulinja sellun liuottamiseen, ECF-valkaisuun.

Metso; Paul Flickinger, Lari Lammi, Bertil Ernerfeldt (2011). Tappi Peers, Liukosellu, 2. Lokakuuta 2011.

puuvillalinttereistä valmistettavan liukenevan massan valmistamiseen kuuluu lintterien kuitujen poistaminen kiinnittämällä ne puuvillansiemeniin. Tätä prosessia kutsutaan delintering, tuottaa kuituja eripituisia. Kemiallisena raaka-aineena käytetään toiseksi leikattuja lintereitä eli lyhimpiä kuituja. Puhdistus suoritetaan mekaanisten ja kemiallisten käsittelyjen yhdistelmällä, joka käsittää miedon alkalikäsittelyn korkeassa lämpötilassa proteiinien, vahojen, pektiinien ja muiden polysakkaridien poistamiseksi ja valkaisun tarvittavan kirkkauden saamiseksi. Liuotussellua, jonka selluloosapuhtaus on korkein, valmistetaan puhdistetuista puuvillalinttereistä ja sitä käytetään asetaattimuovien ja korkean viskositeetin selluloosaeetterien valmistukseen.

jälkihoitomenetelmiä voidaan käyttää ennen valkaisua ja sen jälkeen. Monia näistä hoidoista on käytetty kaupallisesti. Lisäksi näillä jälkikäsittelyillä on tärkeä rooli myös paperilaatuisen sellun muuttamisessa liukenevaksi selluksi.

Hemiselluloosit liukenevat helposti emäkseen, joten Kaustinen uuttaminen on tehokas tapa poistaa hemiselluloosoja sellukuiduista, erityisesti AS-massasta. Yleensä emäksinen puhdistus suoritetaan CCE: nä. CCE-prosessi suoritetaan 20-40°C: n lämpötilassa ja 8-10% natriumhydroksidissa. CCE: ssä käytetään matalampia lämpötiloja ja korkeampia emäspitoisuuksia. Mekanismiin kuuluu kuidun turpoaminen ja hemiselluloosien liukeneminen ja poistaminen sisäkuidusta bulkkifaasiin. Emäksen kulutus CCE-prosessissa ei ole paljon. CCE: n käsittelemän massan selluloosapitoisuus voi nousta 98 prosenttiin ja sitä suuremmaksi.

kuumassa kaustisessa uuttamisessa (HCE) käytetään korkeampia lämpötiloja ja matalampia emäspitoisuuksia. HCE suoritetaan 95-135°C: n lämpötilassa ja 0,4% -1,5% natriumhydroksidissa. Kuidut eivät turpoa riittävästi alhaisen emäspitoisuuden vuoksi, joten kuitujen syvässä seinämässä olevaa hemiselluloosaa ei voida poistaa täydellisemmin, mutta hiilihydraattien hajoamisen ja edelleen hapettumisen kemialliset reaktiot tapahtuvat korkeissa lämpötiloissa, millä on useita haittoja, kuten pienemmät tuotokset, pienemmät massan viskoosit ja kemikaalien lisäkulutus. Erittäin puhtaiden liuottavien massojen (α-selluloosapitoisuus 96% tai suurempi) valmistaminen HCE: llä on vaikeampaa.

toisin kuin emäksisessä uuttamisessa, happouuttamisessa (A) mahdollistetaan alkaliresistenttien hemiselluloosien fraktion liukeneminen. Hapon uutto suoritetaan pH 2,5-3,5: ssä ja 95-150°C: ssa 1-2, 5 tunnin ajan.emäksiset hemiselluloosat poistuvat helposti näissä olosuhteissa, joten ne soveltuvat PHK-massojen käsittelyyn. Sekä hemiselluloosat että metallikationit poistetaan. Sellun hemiselluloosat laskivat 16,27 prosentista 11,08 prosenttiin, mikä oli 31.9%: n lasku hapella puhdistetun havusellun happokäsittelyllä pH 3: ssa ja 150°C: ssa 2 tunnin ajan.

Massakuituja voidaan fraktioida niiden koon mukaan. Fraktiointikäsittelyä on käytetty perinteisessä sellunvalmistusprosessissa valkaistun massan kirkkauden ja mekaanisten lujuusominaisuuksien parantamiseksi. Kuidun fraktiointia on käytetty liuottavien massojen puhtauden parantamiseen. Fraktioimalla havusulfiittimassaa 30-mesh-seulalla säilyneessä pitkäkuituisessa fraktiossa oli alhaisemmat hemiselluloosapitoisuudet (9.59%) kuin lyhytkuituinen osuus, joka kulki 30-mesh-näytön läpi (11,65%). Pitkäkuituisen fraktion α-selluloosapitoisuus oli noin 2,5% suurempi kuin lyhytkuituisen fraktion (91,08% vs. 88,53%). Fraktioinnin vaikutukset bambua liuottavaan massaan osoittivat, että selluloosan puhtautta voidaan parantaa poistamalla sakkoja. Kun sakkoja poistettiin lisää, syntyneen liukosellun puhtaus oli korkeampi. Valkaistussa bambusellussa, jossa alkuperäisestä massasta poistettiin 14,7% (w/w), α-selluloosapitoisuus nousi 94,7%: sta 96,2%: iin, ligniinipitoisuus laski 0,86%: sta 0: een.63%, ja tuhkapitoisuus laski 0,89%: sta 0,41%: iin.

sellulaasi – ja hemisellulaasientsyymikäsittelyllä voidaan muuttaa liukenevaa massaa, mikä parantaa massan ominaisuuksia, kuten puhtautta, viskositeettia ja reaktiivisuutta. Sellulaasi vaikuttaa amorfiseen selluloosaan, joka sijaitsee kuidun pinnalla ja mikrokuitujen välissä. Tämä entsymaattinen käsittely lisää selluloosakuidun turvotusta ja saatavuutta, mikä lisää sen reaktiivisuutta derivoitumiselle. SELLULAASILLA liuotetun PHK-lehtipuun käsittely avasi rakennetta ja lisäsi kuitujen huokoisuutta, mikä paransi käsitellyn massan saatavuutta ja reaktiivisuutta. Kuitujen huokostilavuus kasvoi 4,79: stä 6,74 µm3/g ja Fock-reaktiivisuus parani 47,67 prosentista 66,02 prosenttiin. Sellulaaseihin verrattuna hemisellulaaseja (esimerkiksi mannanaasia ja ksylanaasia) käytetään pääasiassa massan puhdistukseen.

on käytetty tiettyjä mekaanisia menetelmiä—jalostusta, jyrsintää ja silppuamista—jotka avaavat kuituseinän rakennetta ja parantavat kemikaalin tunkeutumista kuituun. Nämä kuitumorfologioiden positiiviset muutokset parantavat merkittävästi selluloosakuitujen reaktiivisuutta. Jotkin mekaaniset hoidot voidaan helposti kaupallistaa. Lehtipuun PHK-massan mekaaninen jalostus johti pinta-alan, huokoskoon ja tilavuuden kasvuun; nämä muutokset lisäsivät tuloksena olevan massan Fock-reaktiivisuutta. PHK-kovapuusellunäytteen jalostaminen 25 000 kierrosta PFI-puhdistimessa lisäsi spesifistä pinta-alaa 0,98-1,20 m2/g, laski kiteisyyttä 1,27-1,17 ja lisäsi Fock-reaktiivisuutta 49,27%: sta 58,32%: iin.

Metallikomplekseja, kuten nitreeniä ja cuenia, on käytetty paperilaadun massan muuntamisessa liukenevaksi massaksi. Nitreeni, joka on voimakkaasti emäksinen liuos, joka koostuu tris(2-aminoetyyli)-amiinista ja nikkeli (II)-hydroksidista moolisuhteessa 1:1, on tehokas hemiselluloosan uuttamisessa paperilaadusta. Se voi liuottaa sekä ksylaania että selluloosaa sitoutumalla koordinoivasti anhydro-sokereiden C2-ja C3-asemissa oleviin hydroksyyliryhmiin. Ksylaanin kompleksoituminen on suositumpaa kuin selluloosan, sillä ksylaani voidaan liuottaa pienemmillä nitreenipitoisuuksilla. Nitren on kuitenkin tehoton runsaasti glukomannaania sisältäviä havupuuselluja vastaan. Cuen (kuparietyleenidiamiinikompleksi) tunnetaan selluloosaliuottimena ja sitä voidaan käyttää myös liuottavien massojen puhdistamiseen. Cuen on kuitenkin vähemmän valikoiva ksylaanin poistossa, koska se myös liuottaa osan selluloosasta, mikä vaikuttaa haluttuun massan puhtauteen.

vetysidos liuottavassa massassa estää kemikaalien tunkeutumisen ja diffuusion sisäkuituun, mikä on tärkeää liukenevan massan selluloosajohdannaisessa. Edellä mainittujen menetelmien lisäksi on myös muutamia muita menetelmiä, jotka parantavat puhtautta ja / tai selluloosan reaktiivisuutta massojen liuottamisessa. Näitä menetelmiä ovat ioninen nesteliuotinkäsittely, mikroaaltokäsittely ja elektroninen sädehoito. Mutta näitä hoitoja ei ole vielä otettu kaupalliseen käyttöön. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että uudet hoitomenetelmät, kuten modifioitu Kaustinen uutto, happouutto, mekaaninen käsittely ja entsyymikäsittely, parantavat erittäin tehokkaasti massan liuottamisen laatua.

ei-perinteisten, nopeasti kasvavien puu-ja kuitupuulajien käyttö liukosellun valmistuksessa on lisääntynyt merkittävästi viime vuosina. Trema orientalista valmistettiin PHK-pohjaista liukosellua. Myös juuttitikkuja ja maissinvarsia käytettiin. Pellavasta, hampusta ja sisalista valmistetut kuitupaperimassat kehitettiin liuottamaan sellua käyttämällä entsyymejä ja emäksiä hemiselluloosan valikoivaan poistamiseen. Koska hemiselluloosan ja muiden orgaanisten aineiden (etikkahappojen, furfuraalin ja ligniinin) pitoisuudet PHL: ssä ovat pienet, niiden talteenotto ja käyttö on haastavaa. Laccase-hoitoa käytettiin parantamaan kalvon suodatettavuutta PHL: n nanosuodatuksen aikana tuotteen talteenottoa varten. Viimeaikainen tutkimus-ja kehitystyö on keskittynyt myös liukenevan massan ominaisuuksien parantamiseen.