Esihydrolyysin ja alkaliuuton olosuhteiden vaikutus liukosellun ominaisuuksiin

An alkaline extraction at low temperature can be used to remove hemicelluloses from pulp but is currently only used for the production of high purity dissolving pulps because of the low reactivity of the produced pulps in the viscose process. A combination of PHK and alkaline extraction has, however, been shown to result in a pulp of good reactivity. In these studies, dissolving pulp of the highest purity was targeted and a high intensity prehydrolysis was applied. If viscose grade dissolving pulps is produced, a lower intensity prehydrolysis may be sufficient. Implementing an alkaline extraction stage into a PHK fibreline would allow an increased yield and shorter cooking time, leading to an increased production rate. In this thesis, the possibility of producing viscose grade dissolving pulp by a combination of PHK cooking, with mild prehydrolysis conditions, and post purification of pulp with alkaline extraction, was studied. Pine (Pinus sylvestris) was chosen as raw material. The laboratory experiments consisted of cooking of chips with various P-factors, purifying the cooked pulp with alkaline extraction at different conditions of time and temperature and bleaching of pulp at constant bleaching conditions with the sequence D0-E-D1-P. The reactivity was studied with the Fock reactivity method. The results confirmed that glucomannan needs to be activated in order to be dissolved in an alkaline extraction at a low temperature. The xylan removal efficiency was also improved by the prehydrolysis stage. The results showed a low Fock reactivity for all pulps. The reactivity results should be confirmed by determining the filterability of a laboratory produced viscose due to the inferiority of the Fock method. The suitable alkaline extraction conditions are in the range of 40-50°C and 6-10% NaOH concentration. The intensity of prehydrolysis should be adjusted to reach the target purity of pulp. The total yield was not increased when PHK and alkaline extraction was used compared to PHK (P600) alone, but the lead time could be reduced by 15-30 minutes.Alkaliuutto matalassa lämpötilassa on selektiivinen tapa puhdistaa sellua hemiselluloosista. Nykyään, sitä käytetään teollisesti vain kaikkein puhtaimpien liukosellulaatujen valmistuksessa. Alkaliuutettujen kraft-keitettyjen massojen reaktiivisuus viskoosiprosessissa on yleisesti ottaen matala. Esihydrolyysin, kraft keiton ja alkaliuuton yhdistelmällä on saatu tuotettua massaa, jonka reaktiivisuus on hyvä viskoosiprosessissa. Tavoitteena oli tuottaa korkean puhtauden liukosellua ja esihydrolyysi oli intensiivinen. Jos tavoitteena on tuottaa viskoosilaatuista liukosellua, kevyempi esihydrolyysi saattaisi olla riittävä. Lisäämällä alkaliuuttovaihe esihydrolyysi kraft kuitulinjalle lyhentää keittoaikaa ja kokonaissaanto kasvaisi. Tässä työssä on tutkittu mahdollisuutta tuottaa viskoosiprosessiin soveltuvaa liukosellua aktivoimalla haketta kevyellä esihydrolyysillä ja uuttamalla hemiselluloosia keiton jälkeen alkaliuutossa. Mänty (Pinus sylvestris) on Suomen yleisin puulaji ja se valittiin raaka-aineeksi. Laboratoriokokeissa puuhaketta keitettiin eri esihydrolyysiolosuhteissa. Keitetyille massoille tehtiin alkaliuuttokokeita ja massat valkaistiin vakio-oloissa sekvenssillä D0-E-D1-P. Massojen viskositeetti säädettiin vakiotasolle happohydrolyysillä ennen Fock-reaktiivisuuden määrittämistä. Tulosten perusteella voidaan vahvistaa, että glukomannaani tulee aktivoida, jotta se liukenee alkaliuutossa. Myös ksylaanin liukeneminen parani aktivoinnin avulla. Reaktiivisuustulokset olivat alhaisia kaikille massoille. Tulokset tulisi vahvistaa määrittämällä laboratoriotuotetun viskoosin suotautumisarvo. Sopivat alkaliuutto-olosuhteet ovat 40-50°C ja 6-8%NaOH. Esihydrolyysin intensiteetti tulee määrittää lopputuotteen laatuvaatimusten saavuttamiseksi. Kokonaissaanto ei muuttunut, kun käytettiin esihydrolyysi kraft keiton ja alkaliuuton yhdistelmää verrattuna pelkkään esihydrolyysi kraft keittoon P-tekijällä 600, mutta kokonaistuotantoaika lyheni noin 15-30 minuuttia