Kraft-Pulpproces

14.2 Dissolving Pulp Manufacture

momenteel wordt DWP geproduceerd door de AS-en de dampfase PHK-processen, die beide in de jaren 1950 werden ontwikkeld. terwijl de eerste technisch grotendeels ongewijzigd bleef, werd een moderne verplaatsingskokerprocedure toegepast op het stoom PHK-proces. Deze oplossende pulptechnologieën, Visbatch en VisCBC, combineren de voordelen van verplaatsingstechnologie en stoomvoorhydrolyse. Ze worden gekenmerkt door hun lage energiebehoefte, korte dekking-tot-dekking tijden, en homogene en hoge productkwaliteit. Andritz heeft onlangs upgrades van het kooksysteem ontwikkeld voor de retrofit naar DWP-werking in continue vergisters, waaronder een prehydrolysereactor voor waterprehydrolyse.

tabel 14.2 toont de belangrijkste processen voor de productie van pulp van papierkwaliteit en pulp van oplossingskwaliteit. Papierpulp wordt voornamelijk geproduceerd uit het Kraft-pulpproces (Fig. 14.3), terwijl het oplossen van pulp wordt geproduceerd door de AS-methode en het PHK-proces (Fig. 14.4) en van katoen linters. Hemicellulosen zijn ongewenste onzuiverheden in het oplossen van pulps en beïnvloeden de cellulose filterbaarheid, xanthatie reactie in het viscose proces, en viscose sterkte van de cellulose eindproducten. Tijdens het PHK-proces worden grote hoeveelheden hemicellulose opgelost in de prehydrolysis liquor (PHL) alvorens te verpulveren. Het prehydrolysaat bevat het volgende dat mogelijk kan worden omgezet in waardevolle producten:

tabel 14.2. De belangrijkste Processen voor de Productie van Papier-Grade Pulp en de Ontbinding van de Rang Pulp

Papierpulp

Meer dan 90% van de kraft pulpen

Ontbinden Pulp

65% door het zuur sulfiet methode

5% door de prehydrolysis kraft-proces

10% linters van katoen

Figuur 14.3. Kraftproces (pulp van papierkwaliteit).Met toestemming gereproduceerd Välimaa (2015); Met dank aan Stora Enso; https://mycourses.aalto.fi/…/Dissolving%20pulp%20and%20viscose%20manufacturing_.

figuur 14.4. Prehydrolysis kraft proces.Met dank aan Stora Enso; gereproduceerd met toestemming Välimaa (2015); https://mycourses.aalto.fi/…/Dissolving%20pulp%20and%20viscose%20manufacturing_.

koolhydraten met korte keten (arabinose, xylose, mannose, galactose, glucose)

*

polysachariden (galactomannaan, glucuronoxylaan)

*

andere chemische verbindingen (azijnzuur, furfural, fenolverbindingen))

als oplossende pulpproductiemethode wordt het PHK-proces doorgaans gekenmerkt door een lagere pulpopbrengst en hogere kapitaal-en chemische kosten. Het is dus erg belangrijk om elke stap van het PHK-proces te optimaliseren die de zuiverheid, procesintegratie en energie-efficiëntie van het oplossen van pulp beïnvloedt zonder de toegankelijkheid en reactiviteit van cellulose in gevaar te brengen.

DWP is een chemisch geraffineerde gebleekte pulp bestaande uit meer dan 90% zuivere cellulose. Bij het produceren van oplossende pulp voor het maken van producten zoals carboxymethylcellulose, viscose, cellulosefilm en worsthuid, is het bepalen van de pulpkwaliteit essentieel. De oplossende pulpkwaliteit hangt zowel af van de eigenschappen van het ruwe houtmateriaal als van de pulpverwerking. De reactiviteit van cellulosepulp laat zien dat het in staat is om deel te nemen aan diverse chemische reacties. De twee secundaire hydroxylgroepen op koolstof 2 en 3 zijn reactiever dan de primaire hydroxylgroep op koolstof 6. Voor derivatiereacties is het belangrijk op te merken dat reacties met de hydroxylgroepen op koolstof 2 en 3 kinetisch gunstig zijn, terwijl substitutie op koolstof 6 thermodynamisch stabieler is. Zowel cellulosen I Als II zijn gevonden in pulp. Cellulose II is thermodynamischer stabiel dan cellulose I, waardoor de oplossende pulps met grote hoeveelheden cellulose II beter bestand kunnen zijn tegen verhitting dan pulps met grote hoeveelheden cellulose I. in de afgelopen jaren zijn verschillende innovatieve pulps ontwikkeld, voornamelijk in reactie op milieuoverwegingen.

grondstoffen gebruikt voor de productie van oplosbare pulp zijn weergegeven in Tabel 14.3. Katoenen linters worden gewoonlijk gebruikt voor de productie van oplosbare pulp vanwege het zeer hoge cellulosegehalte (>86%). Zachthout en hardhout zijn gebruikt vanwege de toegenomen vraag en vooruitgang in pulptechnologieën. Nonwood grondstoffen, zoals bamboe, riet, bagasse, maïssteel, zijn ook gebruikt voor het produceren van oplossende pulp. Ongeveer 85% van de totale oplossende pulp wordt geproduceerd uit zachthout en hardhout, terwijl ongeveer 10% wordt geproduceerd uit katoenlinters en ongeveer 5% wordt geproduceerd uit bamboe en andere lignocellulose materialen (tabel 14.4). In China zijn enkele bamboeoplossende projecten afgerond en in productie genomen.

tabel 14.3. Grondstof voor het Vervaardigen van Ontbinding van Pulp

Katoen linters

Zachthout

Hardhout

Nonwood Grondstoffen

Bamboe

Reed

uitgeperst suikerriet (Ampas)

Maïs stengel

Tabel 14.4. Wereldwijde Dissolving Pulp productie

zachthout (bijv. dennen en sparren) en hardhout (bijv. beuk en eucalyptus))-85%

linters van katoen—10%

bamboe en andere houtcellulosehoudende stoffen— ∼5%

gebaseerd op Chen et al., (2016).

verschillende grondstoffen hebben unieke eigenschappen die afhankelijk zijn van de morfologische structuur en chemische samenstelling van lignocellulose. De kwaliteiten van de gebruikte grondstof en de soort beïnvloeden het productieproces en de kwaliteit van het eindproduct van het oplossen van pulp. In het geval van katoen linters, onzuiverheden maken minder dan 20% van het totale gehalte, en 60% van deze onzuiverheden (dat wil zeggen, zaad rompen, zand, vreemde stoffen, enz.) worden gemakkelijk verwijderd door chemische en milde fysische methoden die minimale schade aan de inheemse cellulose veroorzaken. Celluloseproducten van zeer hoge kwaliteit moeten een gehalte aan α-cellulose van 99% en een molecuulgewicht van 7000 hebben. Katoenen linters worden beschouwd als de beste grondstof, omdat ze het voordeel hebben van een grotere Mw-homogeniteit in vergelijking met andere grondstoffen.

hout is de belangrijkste grondstof voor het oplossen van de pulpproductie, maar niet alle houtsoorten kunnen worden gebruikt. Chemie van hout en samenstelling moet worden overwogen om het meest geschikte verpulpproces te selecteren. Sommige houtsoorten zijn niet geschikt om te verpulveren. In het AS-proces reageren fenolen, zoals pinosylvin in dennenkernhout of taxifoline in Douglas spar, met lignine om gecondenseerde structuren te vormen die delignificatie belemmeren. Taxifoline vermindert ook de stabiliteit van de sulfiet kookvloeistof door sulfiet om te zetten in thiosulfaat. Daarom zijn houtsoorten die rijk zijn aan hars, zoals dennen en lariks, niet geschikt om te verpulveren.

bamboe is een belangrijke grondstof voor de pulp-en papierindustrie, niet alleen voor de productie van pulp van papierkwaliteit, maar ook voor de productie van pulp voor oplossingen. Bamboe behoort tot de grassenfamilie en bevat 45% -55% cellulose, 23% -30% lignine, 20% -25% hemicelluloses, 10% -18% totale extracten en 1,5% as. De vezels zijn 1,5-2,5 mm lang. De structuur en samenstelling (cellulose, hemicellulosen en lignine) zijn vergelijkbaar met die van sommige hardhoutsoorten, maar de minder belangrijke stoffen, zoals extracten (organische en water-extraheerbare verbindingen) en as, zijn meer aanwezig in bamboe dan in hardhout. Deze factoren stellen uitdagingen voor tijdens het verpulpen, het bleken, en chemisch terugwinningsproces. Het vezelcelvolume van bamboe is minder dan dat van hout, bijvoorbeeld 40% -70% voor bamboe versus 60% -80% voor hardhout en 90% -95% voor zachthout. Bamboe heeft andere nadelen, zoals hoge onzuiverheden (as-en metaalionen), cellulose met laag moleculair gewicht en intrinsieke viscositeit, en slechte uniformiteit. Bamboevezel structuren bezitten meerdere lagen met complexe oriëntaties en regelingen in de secundaire celwand. Houtvezels daarentegen hebben een eenvoudige drie lagen (buitenste, middelste en binnenste lagen) secundaire wand. De dikkere celwand, compacte structuur en hogere hybride celinhoud van bamboe kunnen leiden tot negatieve effecten tijdens het oplossen van pulpproductie. Daarom kunnen harde kook-en bleekomstandigheden nodig zijn om pulp van goede kwaliteit uit bamboe te maken.

pulpen is een cruciale stap in het oplossen van pulpproductie. De traditionele pulping methode gebruikt als proces. Dit proces wordt uitgevoerd onder zure omstandigheden waarbij de meeste hemicelluloses en een deel van de cellulose met laag moleculair gewicht worden verwijderd, wat resulteert in een ongebleekte pulp met een hoog cellulosegehalte. In de afgelopen decennia is het PHK-pulpproces succesvol gecommercialiseerd voor de productie van oplossende pulps. In tegenstelling tot de zure omstandigheden van AS pulping, wordt het PHK-proces uitgevoerd met zowel zure (prehydrolysis) als alkalische (Kraft koken) omstandigheden. In het prehydrolysestadium worden korte-keten koolhydraten, voornamelijk hemicellulose, gehydrolyseerd door het vrijkomen van azijnzuur uit acetylgroepen. Daarom worden de meeste hemicelluloses uit de chips gehaald voordat kraftpapier wordt gepulpt.

de belangrijkste eigenschappen van het oplossen van pulps uit AS en PHK met betrekking tot koolhydraatsamenstelling, molecuulgewichtverdeling (MWD), toegankelijkheid en reactiviteit zijn verschillend omdat verschillende chemische reacties voorkomen in zure of alkalische omgevingen. Omdat pulps een lager cellulosegehalte hebben, een hoger S10 / S18-gehalte, bredere MWDs en een hogere reactiviteit in vergelijking met PHK-pulps.

Prehydrolyse van houtspaanders helpt de pulpmatrix los te maken en verbetert de toegankelijkheid van lignine voor het verpulveren en bleken van chemicaliën. Hemicellulosen zijn gemakkelijker te hydrolyseren dan cellulose vanwege hun vertakte structuur en lage mate van polymerisatie. Het PHK-proces voor de productie van oplossende pulp uit hardhout wordt commercieel gebruikt. In dit proces wordt een prehydrolysestap gebruikt om het grootste deel van de hemicellulose te extraheren, gevolgd door kraftpulp om het grootste deel van de lignine te verwijderen, en een bleking/zuiveringsstap, die resulteert in de productie van oplossende pulp met een hoog cellulosegehalte (90%). Dit proces, dat de drie belangrijkste houtbestanddelen fractioneert, werd beschouwd als een basis voor de ontwikkeling van een geïntegreerde bosboraffinaderij (IFBR). De kosteneffectieve terugwinning / gebruik met toegevoegde waarde van de opgeloste organische stoffen in de PHL/black liquor zou extra inkomsten toevoegen aan de pulpfabriek. PHK stelt echter ook enkele beperkingen, zoals een verhoging van de totale productietijd voor het oplossen van pulp door de extra prehydrolysestappen (de totale reactietijd van respectievelijk 160-200 min en 240-270 min voor conventionele Kraft-pulping en PHK-pulping) en een vermindering van de opbrengst voor het oplossen van pulp (gemiddeld 38%) in vergelijking met 48% voor conventionele Kraft-pulping. Prehydrolysis van houtspaanders vóór kraftpapier-verpulping kan worden uitgevoerd met behulp van verschillende methoden zoals heet water, autohydrolysis, zuur of alkalisch medium. Zure prehydrolyse wordt gewoonlijk uitgevoerd voor hemicelluloseverwijdering door hydrolyse aan monosugars. Hemicellulosesuikers worden tegenwoordig beschouwd als een alternatieve bron van chemicaliën met toegevoegde waarde. Zure prehydrolyse kan echter leiden tot een aantal ongewenste corrosieve effecten, uitgebreide ligninecondensatie en een slechte opbrengst als gevolg van gedeeltelijke maar ongewenste cellulosehydrolyse. Om de bovenstaande reden wordt waterige autohydrolyse het meest toegepast in de oplossende pulpindustrie. Tijdens autohydrolysis (uitgevoerd bij 150-180°C), wordt organisch zuur (azijnzuur) gevormd als gevolg van splitsing van de acetylgroepen (uit hemicellulose) die als katalysator fungeren om de glycosidebindingen in hemicellulose te hydrolyseren en de pH van de PHL te verlagen tot ongeveer 4. De gedegradeerde hemicellulosen, voornamelijk aanwezig in hun oligomere vorm, worden opgelost in de PHL en kunnen vervolgens uit de vergister worden gehaald en worden gebruikt. Een aanzienlijke hoeveelheid houtmaterialen wordt opgelost in de PHL, die tot 50% en 10% hemicelluloses en lignine bevat, respectievelijk. Hemicellulose en lignine kunnen worden gescheiden van de PHL; bovendien is hun efficiënte terugwinning en omzetting in producten met toegevoegde waarde een stap in de richting van het bouwen van een oplossende bioraffinaderij op basis van pulp. Talrijke afzonderlijke scheidingstechnieken of gecombineerde meerstapsprocessen, waaronder verzuring, flocculatie, adsorptie, membraanfiltratie, extractie en ionenuitwisseling, zijn bestudeerd voor de terugwinning van de PHL-organische stoffen. De productie van oplossende pulp vereist een hoger terugwinningsgebied in vergelijking met de normale kraftpapier-pulpmolen vanwege de lagere opbrengst en het hoge laden bij het koken. Het organische deel van de droge vaste stoffen aan de terugwinningsketel is iets lager bij de productie van oplossende pulp, wat resulteert in een lagere warmtewaarde. Valmet heeft de ervaring en breedste reikwijdte van technologieën in het leveren van apparatuur en flexibele processen voor de productie van dissolving pulps voor verschillende eindproducten. Fig. 14.5 toont typische DP fiberline.

figuur 14.5. Typische DP fiberline.Met Dank Aan Andritz; Vehmaa J (2013). 6e Internationaal Colloquium over Eucalyptuspulp, 24-27 Nov Colonia UY.

de in de PHL aanwezige hemicellulosen zijn een waardevolle bron van hexose-en pentosesuikers, die kunnen worden omgezet in producten met een toegevoegde waarde (tabel 14.5).

tabel 14.5. Conversie van Hemicelluloses Van Prehydrolysis Drank naar Producten met een Toegevoegde Waarde

Prehydrolysis Drank

Hemicellulose

Xylitol

Ethanol

Papier additieven

Furfural

Organische zuren

Chemische tussenproducten

PHK is populair in new ontbinding van pulp molens vanwege de voordelen die gepaard gaan met de investeringen, exploitatie en milieuvriendelijkheid. Het PHK-proces was goed voor 56% van de wereldwijde productie van ontbindende pulp (vanaf 2014), terwijl het AS-proces goed was voor 42%. Voor Canada ‘ s dissolving pulp sector was het AS-proces nog steeds goed voor 64% van de capaciteit van de dissolving pulp productie, hoewel het PHK-proces steeds belangrijker is geworden. In China is het PHK-proces goed voor 78% van de totale productiecapaciteit.

een nieuw proces voor het oplossen van pulp dat de basis vormt voor een geavanceerde bioraffinage werd besproken. Het SO2-ethanol-waterproces heeft het potentieel om het zure sulfietproces te vervangen voor de productie van pulp van rayon, dankzij een grotere flexibiliteit bij de selectie van de grondstoffenbron, aanzienlijk lagere kooktijden en de bijna afwezigheid van suikerdegradatieproducten. Speciale aandacht wordt besteed aan ontwikkelingen gericht op selectieve en kwantitatieve fractionering van papier-grade pulp in hemicelluloses en cellulose van de hoogste zuiverheid. Dit doel is bereikt door het IONCELL-proces, waarbij de gehele hemicellulosefractie selectief wordt opgelost in een ionische vloeistof waarin de basiciteit van de H-binding en de zuurgraad voldoende worden aangepast door toevoeging van een cosolvent. Tegelijkertijd kan zuivere hemicellulose worden hersteld door verdere toevoeging van de cosolvent, die dan als niet-oplosbaar werkt. De resterende zuivere cellulosefractie kan vervolgens een lyocell-proces ondergaan voor de productie van geregenereerde celluloseproducten.

het bleekproces verhoogt niet alleen de helderheid van de oplossende pulp, maar verhoogt ook de zuiverheid, past de viscositeit en het MWD van de cellulose aan en wijzigt de reactiviteit van de oplossende pulp om te voldoen aan de vereisten van hoogwaardige eindgebruiksproducten. Momenteel zijn de belangrijkste methoden die worden gebruikt de combinatie van zuurstof delignificatie (O), chloordioxide delignificatie (D0) en verheldering (D1 en D2), hypochloriet bleken (H), en waterstofperoxide bleken (P). Hoewel hypochloriet om milieuredenen bijna is uitgefaseerd uit het bleken van pulp voor papiersoorten, wordt het nog steeds vaak gebruikt voor het oplossen van pulpproductie. Hypochloriet kan cellulose zodanig oxideren en degraderen dat het zijn molecuulgewicht en viscositeit kan aanpassen om de uniformiteit van pulp te verbeteren.

Afb. 14.6 en 14.7 vertonen fiberline voor het oplossen van pulp met respectievelijk volledig chloorvrij (TCF) en elementair chloorvrij (ECF) bleken.

figuur 14.6. Fiberline voor het oplossen van pulp, TCF bleken.Metso; Paul Flickinger, Lari Lammi, Bertil Ernerfeldt (2011). Tappi Peers, Dissolving Pulp, 2 Oktober 2011.

figuur 14.7. Fiberline voor het oplossen van pulp, ECF bleken.Metso; Paul Flickinger, Lari Lammi, Bertil Ernerfeldt (2011). Tappi Peers, Dissolving Pulp, 2 Oktober 2011.

de productie van oplossende pulp uit katoenlinters houdt in dat de vezels van linters worden verwijderd en aan de katoenzaden worden bevestigd. Dit proces wordt genoemd delintering, het produceren van vezels van verschillende lengtes. De tweede-cut linters of Kortste vezels worden gebruikt als chemische grondstof. Zuivering wordt uitgevoerd door een combinatie van mechanische en chemische behandelingen bestaande uit milde alkali behandeling op hoge temperatuur voor het verwijderen van eiwitten, wassen, pectines en andere polysachariden en bleken voor het verkrijgen van de vereiste helderheid. Oplossende pulp van de hoogste cellulose zuiverheid worden vervaardigd uit gezuiverde katoen linters en gebruikt voor de productie van acetaat kunststoffen en hoogviskeuze cellulose-ethers.

sommige speciale behandelingen (nabehandelingen) zijn gebruikt om de kwaliteit van pulp, met name de zuiverheid en reactiviteit, te verbeteren. Deze behandelingen zijn als volgt:

behandeling met chemische stoffen

behandeling met enzymen

mechanische werking

magnetron

combinaties van bovengenoemde behandelingen

de methoden voor nabehandeling kunnen worden gebruikt voor en na het bleken. Veel van deze behandelingen zijn commercieel gebruikt. Bovendien spelen deze postbehandelingen ook een belangrijke rol in het proces van het omzetten van pulp van papierkwaliteit in het oplossen van pulp.

Hemicellulosen worden gemakkelijk opgelost in alkali, waardoor bijtende extractie een effectieve manier is om hemicellulosen uit pulpvezels te verwijderen, vooral in de vorm van pulp. Over het algemeen wordt alkalische zuivering uitgevoerd als een CCE. Het CCE-proces wordt uitgevoerd bij 20-40°C en 8% -10% natriumhydroxide. In CCE worden lagere temperaturen en hogere alkaliconcentraties gebruikt. Het mechanisme omvat vezel zwelling en de ontbinding en verwijdering van hemicelluloses van de binnenste vezel aan de bulk fase. Het alkaliverbruik in het CCE-proces is niet veel. Het cellulosegehalte van de door CCE behandelde pulp kan 98% en hoger bereiken.

hete bijtende extractie (HCE) maakt gebruik van hogere temperaturen en lagere alkaliconcentraties. HCE wordt uitgevoerd bij 95-135°C en 0,4% -1,5% natriumhydroxide. De vezels zwellen niet voldoende vanwege de lage alkaliconcentratie, dus de hemicellulose in de diepe wand van vezels kan niet vollediger worden verwijderd, maar de chemische reacties van koolhydraatdegradatie en verdere oxidaties vinden plaats bij de hoge temperaturen, wat verschillende nadelen heeft, zoals lagere opbrengsten, lagere pulp viscositeiten en extra consumptie van chemicaliën. Het is moeilijker om oplosbare pulps met hoge zuiverheid (α-cellulosegehalte van 96% of meer) met HCE te maken.

in tegenstelling tot alkalische extractie, maakt zure extractie (A) het mogelijk een fractie van alkali-resistente hemicellulosen op te lossen. Zure extractie wordt uitgevoerd bij pH 2,5 tot 3,5 en 95-150°C gedurende 1-2, 5 h.de alkalische-resistente hemicellulose gemakkelijk worden verwijderd onder deze omstandigheden, en dus, ze zijn geschikt voor de behandeling van PHK pulp. Zowel de hemicellulosen als de metalen kationen worden verwijderd. De hemicellulose in de pulp daalde van 16,27% tot 11,08%, wat een 31 vertegenwoordigde.9% afname bij zuurbehandeling van kraftpulp uit zachthout bij een pH van 3 en een temperatuur van 150°C gedurende 2 uur.

pulpvezels kunnen worden gefractioneerd volgens hun grootte. De fractioneringsbehandeling is gebruikt in het traditionele pulpproductieproces met het oog op het verbeteren van gebleekte pulphelderheid en mechanische sterkte-eigenschappen. Fiber fractionation is gebruikt voor het verbeteren van de zuiverheid van het oplossen van pulp. Door het fractioneren van een zachthoutsulfietpulp, had de langvezelfractie die op een scherm met 30 mazen werd vastgehouden, lagere hemicellulosespiegels (9.59%) dan de fractie van de korte vezel die door een 30-mesh scherm ging (11,65%). Het α-cellulosegehalte van de langvezelige fractie was ongeveer 2,5% hoger dan dat van de kortvezelige fractie (91,08% Versus 88,53%). De effecten van fractionering op bamboeoplossende pulp toonden aan dat de zuiverheid van cellulose kan worden verbeterd door het verwijderen van de fijne deeltjes. Naarmate meer fijne deeltjes werden verwijderd, was de zuiverheid van de resulterende oplossende pulp hoger. Voor gebleekte bamboepulp, waarbij 14,7% (m/m) van de oorspronkelijke pulp werd verwijderd, steeg het α-cellulosegehalte van 94,7% tot 96,2%, het ligninegehalte van 0,86% tot 0.63% en het asgehalte daalde van 0,89% naar 0,41%.

behandeling met cellulase-en hemicellulaseenzymen kan worden gebruikt om oplossende pulp te wijzigen en de pulpeigenschappen zoals zuiverheid, viscositeit en reactiviteit te verbeteren. Cellulase werkt op de amorfe cellulose, die zich op het vezeloppervlak en tussen de microvezels bevindt. Deze enzymatische behandeling verhoogt de zwelling en toegankelijkheid van cellulosevezels, die de reactiviteit voor derivatisering verhoogt. Behandeling van een PHK hardhoutoplossende pulp met cellulase opende de structuur en verhoogde de porositeit van de vezels, wat de toegankelijkheid en reactiviteit van de behandelde pulp verbeterde. Het porievolume van vezels steeg van 4,79 tot 6,74 µm3 / g, en de Fock reactiviteit Verbeterde van 47,67% tot 66,02%. Vergeleken met cellulases worden hemicellulases (bijvoorbeeld mannanase en xylanase) voornamelijk gebruikt voor pulpzuivering.

er is gebruik gemaakt van bepaalde mechanische methoden—raffineren, malen en versnipperen—die de vezelwandstructuur openen en de penetratie van chemische stoffen in de vezel verbeteren. Deze positieve veranderingen in vezelmorfologieën verbeteren aanzienlijk de reactiviteit van de cellulosevezels. Sommige mechanische behandelingen kunnen gemakkelijk worden gecommercialiseerd. Mechanische raffinage van een hardhoutpulp resulteerde in een toename van het oppervlak, poriegrootte en volume; deze veranderingen verhoogde de Fock reactiviteit van de resulterende pulp. Het raffineren van een PHK hardhoutpulpmonster met 25.000 omwentelingen in een PFI-raffinaderij verhoogde het specifieke oppervlak van 0,98 tot 1,20 m2/g, verminderde de kristallijnverhouding van 1,27 tot 1,17, en verhoogde Fock reactiviteit van 49,27% tot 58,32%.

metaalcomplexen zoals nitren en cuen zijn toegepast bij de omzetting van pulp van papierkwaliteit in oplosbare pulp. Het nitren, een sterk alkalische oplossing bestaande uit tris (2-aminoethyl)-amine en nikkel(II)-hydroxide in een molaire verhouding van 1:1, is effectief in het extraheren van hemicellulose uit pulp van papierkwaliteit. Het kan zowel xylaan als cellulose oplossen door coördinatie van de hydroxylgroepen op de C2-en C3-posities van de anhydro-suikers. De complexatie van xylaan is gunstiger dan cellulose, omdat xylaan bij lagere nitrenconcentraties kan worden opgelost. Nitren is echter niet effectief tegen zachthout pulp die rijk zijn aan glucomannan. Cuen (koper ethyleendiamine complex) staat bekend als een cellulose oplosmiddel en kan ook worden gebruikt voor de zuivering van het oplossen van pulp. Maar cuen is minder selectief in xylaanverwijdering omdat het ook een deel van de cellulose oplost, wat de gewenste pulpzuiverheid beïnvloedt.

waterstofbinding in oplospulp voorkomt de penetratie en diffusie van chemische stoffen in de binnenste vezel, wat belangrijk is voor cellulosederivatisatie van oplospulp. Naast de bovengenoemde methoden zijn er ook weinig andere methoden die de zuiverheid en/of de reactiviteit van cellulose bij het oplossen van pulps verbeteren. Deze methoden omvatten Ionische vloeibare oplosmiddelbehandeling, microgolfbehandeling en elektronische stralingsbehandeling. Maar deze behandelingen zijn nog niet in commercieel gebruik. Recent onderzoek heeft aangetoond dat nieuwe behandelingsmethoden, zoals gemodificeerde bijtende extractie, zure extractie, mechanische behandeling en enzymbehandeling, zeer efficiënt zijn in het verbeteren van de kwaliteit van oplossende pulp.

het gebruik van niettraditionele, snelgroeiende houtsoorten en niet-houtsoorten voor de productie van oplossende pulp is de laatste jaren aanzienlijk toegenomen. Trema orientalis werd gebruikt voor de productie van PHK-gebaseerde oplossende pulp. Jute stokken en maïsstengels werden ook gebruikt. Nonwood paper-grade pulp van vlas, hennep en sisal werden opgewaardeerd tot het oplossen van pulp, met behulp van behandelingen met enzymen en alkali voor selectieve verwijdering van hemicellulose. Vanwege de lage concentraties hemicellulose en andere organische stoffen (azijnzuur, furfural en lignine) in PHL, is het herstel en het gebruik ervan een uitdaging. Laccase behandeling werd gebruikt voor het verbeteren van de membraanfilterbaarheid tijdens nanofiltratie van PHL voor productterugwinning. Recent onderzoek en ontwikkeling is ook gericht op het verbeteren van de oplossende pulpeigenschappen.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.