Activation of Dissolving Pulp with Enzymes prior to Viscose Manufacturing

In conventional viscose manufacturing, a large amount of carbondisulfide is consumed. This amount has to be decreased to keep the production cost down and to reduce the environmental impact. The purpose with this work was to show if an enzyme treatment of a dissolving pulp could increase the degree of substitution in the viscose so that the amount of carbon disulfide consumed in the process could be decreased. Previous investigations by Kvarnlöf (2007), Engström et.al. (2006) and Henriksson et.al. (2005) has shown that the reactivity of a dissolving pulp (the cellulose raw material) increased when it was pre-treated with endoglucanase (enzyme). Kvarnlöf (2007) also showed that the amount of carbon disulfide that is needed to produce an ordinary viscose (in this work a more viscous viscose has been investigated) could be reduced with one third because of the enzyme treatment. In this thesis, viscose has been manufactured in a laboratory where the process has been adapted to look like the industrial as far as possible. Analyses were done on the viscose viscosity and degree of substitution. A reference curve was made with the percentage carbon disulfide load versus the viscose gamma number (degree of substitution). Then it was investigated how an enzyme treatment of the dissolving pulp affected the viscose. After the enzyme treatment, the manufacturing process for viscose was done in the exact same way as when the reference tests were done. The enzyme used in this thesis was Carezyme which contents endoglucanase. Then the results from the analyses of the viscose manufactured from enzyme treated dissolving pulp and the reference curve was compared. A positive result would have been that viscose manufactured with enzyme treatment gets a higher gamma number than viscose, with the same load of carbon disulfide, manufactured in the regular way. The results showed that the degree of substitution had no effect at all; the viscose that has been manufactured from enzyme treated dissolving pulp resulted in gamma numbers on or very close to the reference curve. The only effect that could be shown was a decrease in viscosity, which unfortunately was an unwanted effect. The enzyme treatment has also hampered the process, where shorter fibres among other things have given poorer dewatering properties. Analyses on the viscose manufactured in the laboratory showed that it didn't have the same characteristics as viscose manufactured in a plant.I den konventionella tillverkningsprocessen för viskos förbrukas stora mängder koldisulfid. Denna mängd behöver minskas, både för att hålla nere produktionskostnaderna men också för att minska miljöpåverkan. Syftet med arbetet var att undersöka om en enzymbehandling av en dissolvingmassa kunde öka substitutionsgraden så att koldisulfid-förbrukningen skulle kunna minskas. Det har i flera tidigare undersökningar av Kvarnlöf (2007), Engström m.fl. (2006) och Henriksson m.fl. (2005) visats att reaktiviteten hos en dissolvingmassa (råvaran i viskosprocessen) ökar när den förbehandlats med endoglukanas (enzym). Kvarnlöf (2007) visade dessutom att mängden koldisulfid som behövdes för att tillverka spinnviskos (i detta examensarbete har en viskösare viskos undersökts) kunde minskas med en tredjedel tack vare enzymbehandlingen. I detta examensarbete har viskos tillverkats i laboratoriet där processen har anpassats så att den liknar den industriella så mycket som möjligt. Analyser gjordes på viskosens viskositet och substitutionsgrad. En referenskurva tillverkades där den procentuella koldisulfid-satsningen plottades mot viskosens gammatal (substitutionsgraden). Därefter undersöktes hur en enzymbehandling av dissolvingmassan påverkade den färdiga viskosen. Efter enzymbehandlingen av dissolvingmassan utfördes tillverkningsprocessen precis som vanligt för att man skulle kunna se effekterna av enzymet. Enzymet som användes i arbetet var enzympreparationen Carezyme som innehåller endoglukanas. Sedan jämfördes resultaten från analyserna av viskosen tillverkad från enzymbehandlad dissolvingmassa med referensvärdena. Ett positivt resultat hade varit att enzymbehandlad viskos hade ett högre gammatal än viskos tillverkad på vanligt sätt utan enzymförbehandling men med samma koldisulfidsats. Resultaten visar att substitutionsgraden inte har påverkats alls, dvs. den viskos som tillverkats från enzymbehandlad dissolvingmassa fick gammatal som låg på eller mycket nära referenskurvan. Den enda effekt av enzymet som kunde visas var en viskositetssänkning, vilket inte var något som eftersträvades. Processen har dessutom försvårats av enzymsteget, där kortare fibrer bl.a. gav sämre avvattningsegenskaper. Viskosanalyser har visat att viskosen som tillverkats på laboratoriet inte har samma egenskaper som viskos tillverkad på fabrik