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處理木質(zhì)纖維素材料的方法

文檔序號:1704890閱讀:380來源:國知局

專利名稱::處理木質(zhì)纖維素材料的方法處理木質(zhì)纖維素材料的方法發(fā)明領域本發(fā)明涉及在高產(chǎn)率的制漿工藝中,在堿條件下,通過控制條件,使用一種或更多種處理劑,處理含果膠的木質(zhì)纖維素原材料的方法。更特別地,本發(fā)明涉及增加最終紙漿漂白性且還降低生產(chǎn)用水中陽離子需求的方法。本發(fā)明還涉及釆用該方法荻得的紙漿、紙張、紙板或薄紙。發(fā)明背景機械制漿旨在在沒有嚴重的產(chǎn)率損失情況下,將原材料轉(zhuǎn)化成足夠好質(zhì)量的纖維。在精制之前,在精制之中,在精制段之間的粗糙纖維上,或者精制之后的后處理中,可實現(xiàn)通過化學處理提高機械紙漿的性能。為了生產(chǎn)高質(zhì)量的高產(chǎn)率紙漿,通常重要的是,在沒有太多地犧牲工藝產(chǎn)率的情況下,通過除去著色或發(fā)色結(jié)構來增加亮度??稍赟undholm,J.Mechanicalpulping,Book5,F(xiàn)apet0y1999中找到現(xiàn)有技術的深入綜述。一般地,在木材碎屑的預處理中,例如在化學熱機械制漿中,或者在過氧化物漂白機械或化學機械紙漿,例如細碎木材、熱機械和化學熱機械紙漿中,使用堿處理。在機械紙漿中的發(fā)色團在主要的程度上來自于木質(zhì)素。在漂白工藝過程中,這些結(jié)構被部分除去或轉(zhuǎn)化成非發(fā)色結(jié)構。然而,在堿條件下,在機械制漿工藝段期間,即主要是在碎屑的預處理或紙漿漂白期間,還形成新的發(fā)色結(jié)構,這是占主導地位的工藝條件,即高溫和高堿度導致的。堿變暗是牽涉形成鄰醌類和松柏醛的已知現(xiàn)象。木材內(nèi)的果膠是在最終產(chǎn)物內(nèi)所謂的"陰離子灰分"和堿誘導的"不可漂白"的發(fā)色團的主要來源之一。溶解果膠酸,即"陰離子灰分",和作為天然存在的果膠的堿誘導的解離結(jié)果,形成新的發(fā)色結(jié)構。當果膠解離時,大的果膠分子分裂成能擴散出木材的小的碎片(P月離子灰分)并形成新的發(fā)色端基(末端基團)。本發(fā)明證明,溫度是在堿條件下控制果膠解離程度的關鍵參數(shù)。較高的溫度導致更加強烈的解離和較小摩爾質(zhì)量的碎片,從而產(chǎn)生更多的發(fā)色基團。類似地,較低溫度導致不那么強烈的解離和較大摩爾質(zhì)量的碎片,從而產(chǎn)生較少發(fā)色端基。果膠的堿誘導的解離是非??焖俚姆磻坏┧呀?jīng)反應(解離),則在比起始溫度高(或低)的溫度下延長果膠的堿處理不會導致額外的解離。發(fā)明概述本發(fā)明涉及通過防止形成穩(wěn)定的發(fā)色團,并在堿處理含果膠材料中,例如在碎屑預處理或過氧化物漂白中,降低陰離子灰分的釋放,在工業(yè)規(guī)模上改進漂白性的方法。本發(fā)明基于下述發(fā)現(xiàn)當添加堿到該工藝中時,溫度應當?shù)停缧∮诨虻扔?(TC,這是因為果膠的脫曱基化令人驚奇地很快發(fā)生,之后,即使溫度升高或者采用更多的堿,果膠堿誘導的解離也將最小。與該工藝中通常使用的高溫(~IO(TC)相比,它導致在生產(chǎn)用水中"陰離子灰分"小2倍并保持約20%的ISO亮度。根據(jù)本發(fā)明,與低溫處理(20-7(TC)相比,在高溫處理(80-100。C)下,果膠從云杉TMP中的釋放加倍。當生產(chǎn)用水中存在較低的陽離子需求(~25%)時,也觀察到這種情況。與此同時,在升高溫度到所需的反應溫度之前,對于與高溫條件下相比,在低溫條件下浸漬的紙漿來說,過氧化物漂白的云杉紙漿的亮度高最多1-2%IS0。本發(fā)明提供在高產(chǎn)率的制漿工藝中,釆用一個或多個處理段,在堿條件下處理含果膠的木質(zhì)纖維素原材料的方法,其中堿性化學品施用于在相同或較高溫度(T2)的一個或多個連續(xù)處理段之前的低溫處理段(L),這是堿首次與含果膠的原材料接觸時的點,再施用于。這將5提供例如改進的亮度和較低含量的釋放到生產(chǎn)用水中的離子物質(zhì)。本發(fā)明進一步提供采用本發(fā)明的方法獲得的紙漿或漂白制漿,和由所述紙漿獲得的紙張、紙板或薄紙。本發(fā)明的一個方面涉及增加含果膠材料的漂白性和因此例如增加漂白紙漿的亮度。本發(fā)明另一方面涉及降低陰離子果膠物質(zhì)的釋放。本發(fā)明再一方面涉及降低生產(chǎn)用水中陽離子的需求。本發(fā)明再一方面涉及提高某些造紙性能,例如紙漿的質(zhì)量。附圖簡述圖l示出了在較高溫度下,在堿條件下果膠的降解導致形成更多的發(fā)色團(lmg/ml果膠,94%甲基酯化,Q.3ml1MNaOH,20-100°C,30分鐘)。圖2示出了本發(fā)明的原理。圖2A是本發(fā)明各段的方框圖。圖2B示出了紙張的所需性能,亮度、水(離子物質(zhì)的含量)和纖維的性能,其中這些性能取決于彼此。圖3示出了在pHll和40。C下處理的樣品果膠(94。/。甲基酯化)的鏈裂解的動力學。圖4示出了初步的一系列處理流程。圖5示出了在不同的起始溫度下,在堿處理"清潔"的云杉TMP之后,Xyl和GalA如何釋放到水內(nèi)。圖6示出了第二系列的處理流程。圖7示出了在不同的起始溫度下,來自漂白的TMP的片材的ISO亮度百分數(shù)。圖8示出了最后一系列的處理流程。圖9示出了在不同的起始溫度下,在有和無過氧化物的情況下,在堿處理TMP之后水的陽離子需求。過氧化物充當降低堿效果的緩沖劑。圖10示出了在不同的起始溫度下,來自漂白和堿處理過的TMP的片材的ISO亮度百分數(shù)。在起始的漂白段中較低溫度導致+2XIS0。發(fā)明詳述通??赏ㄟ^控制反應pH和溫度來影響化學反應。通過在堿處理碎屑或紙漿中控制化學反應,可提高一些重要的造紙性能。果膠是多分散的聚合物,且具有插入鼠李糖(Rha)單元的部分曱基酯化的半乳糖醛酸(GalA)單元的主鏈。在堿條件下在熱機械紙漿中,云杉木材含有1.5-2%果膠,而楊木在2-2.5°/。之間(Pranovich,A.V.Sundberg,K.和Holmbom,B(2003)Chemicalchangesinthermomechanicalpulpatalkalineconditions(在械條件下在熱機械紙漿中的化學變化)。J.WoodChem.Technol.23(1):89-112;Sundberg,A.,Sundberg,K.,Lillandt,C.和Holmbom,B.(1996)Determinationofhemicellulosesandpectininwoodandpulpfibresbyacidmethanolysisandgaschromatography(通過酸曱醇解和氣相色譜,測定木材和紙漿纖維內(nèi)的半纖維素和果膠)。Nord.PulpPap.Res.J.11(4):216-219,226)。釋放果膠物質(zhì)到生產(chǎn)用水內(nèi)將增加水循環(huán)中所謂的"陰離子灰分"的含量。這將增加化學品總的消耗,例如造紙機(PM)濕端內(nèi)的紙張化學品并降低PM的運行。a-D-GalA—a-D-GalA~xx-D-GalA~)>a-L-Rha—a-D-GalA—a-D"GalA1_>41~>4"21—41—4通常認為木質(zhì)素是造成對于機械紙漿觀察到的亮度上升的發(fā)色團的主要來源,對于軟木來說,亮度為80。/。ISO和對于硬木來說為~85%ISO。然而,酸性半纖維素,例如果膠、木聚糖和其他uronan在限制過氧化物漂白機械紙漿中獲得的最大亮度方面也扮演重要的作用。根據(jù)p-消除機理,聚合物鏈裂解要求存在甲基酯化的羧基,因此7受到脫甲基化抑制(KissJ.(1974)P-eliminativedegradationofcarbohydratescontaininguremicacidresidues(p-消除降解含糖醛酸殘基的碳水化合物)Adv.Carbohyd.Chem.Biochem.29:229-03;Re證d,C.M.G.C.和Thibault,J.F.(1996)Degradationofpectininalkalineconditions:kineticsofdemethylation(在堿條件下降解果膠脫曱基化動力學).Carbohydr.Res.286:139-150)。脫甲基化和P-消除反應速度隨pH而增加。然而,與P-消除相比,pH增加將增加脫甲基化,而與脫曱基化相比,溫度增加將增加p-消除。通過控制堿處理工藝段中的溫度,因此可降低陰離子果膠物質(zhì)的釋放并增加漂白的機械紙漿的亮度。p"消除在堿條件下,果膠發(fā)生兩個平行反應脫曱基化和p-消除。果膠通過P-消除解聚的靈敏度取決于在半乳糖醛酸上酯基的存在。當從果膠中除去甲醇完成時,p-消除反應終止。在非還原端基處,在C-4和C-5之間出現(xiàn)雙鍵(Kiss1974)。與本發(fā)明的低溫處理(20-70。C)相比,在高溫處理(80-100'C)下,從云杉TMP中釋放的果膠翻番。當生產(chǎn)用水中存在較低的陽離子需求(~25%)時,也觀察到這。與此同時,在升高溫度到所需的反應溫度之前,對于在低溫條件下浸漬的紙漿來說,與高溫條件下相比,過氧化物漂白的云杉紙漿的亮度高最多1-2%IS0。對于楊木機械紙漿(BCTMP)來說,沒有評價低溫預處理的影響。然而,可認為影響甚至更加顯著,這是因為楊木含有比云杉多約25°/。的果膠。本發(fā)明提供(在造紙機的流料箱之前)在高產(chǎn)率的制漿工藝中,在堿條件下,使用一個或多個處理段,處理含果膠的木質(zhì)纖維素原材料的方法。含果膠的原材料可以是任何合適的材料,例如木材、軟木或硬木或其結(jié)合物,短切的木質(zhì)纖維素原材料,例如短切木材、稻草、脫纖維的木材或高產(chǎn)率紙漿??稍跈C械脫纖維或連續(xù)堿漂白段之前,進行堿處理段。堿性化學品可以是任何合適的堿性化學品,所述堿性化學品將提供足以實現(xiàn)天然果膠內(nèi)曱酯的顯著脫曱基化的條件,典型地在室溫下高于pH9。堿源可以例如來自于氫氧化物、碳酸鹽或亞硫酸鹽,優(yōu)選鈉、鉤、銨或鎂的氫氧化物、碳酸鹽或亞硫酸鹽或其結(jié)合物。在本發(fā)明的方法中,堿性化學品先施用于低溫處理段(L),這是堿首次與含果膠的材料接觸時的測定點,然后再施用于相同或較高溫度(T2)的一個或多個連續(xù)處理段。重要的是,對含果膠的材料沒有事先采用堿處理,這是因為堿誘導的果膠解離非常快速地發(fā)生。相反,當在低溫下首次采用堿時,快速地發(fā)生脫甲基化反應,從而防止通過P-消除反應導致進一步堿誘導的果膠解離。堿的劑量范圍可以是干燥的含果膠材料的0.1%-10%(w/w)內(nèi)。優(yōu)選處理過的材料內(nèi)的果膠被甲酯化。一般地,甲酯化程度為20-100%,優(yōu)選50-70%,這通過含一個甲酯基的半乳糖醛酸單元的百分數(shù)來測定。本發(fā)明的方法改進含果膠的材料的漂白性。這將導致改進的紙漿亮度和較低的漂白化學品消耗以及實現(xiàn)給定亮度所需的成本。此外,較低含量的離子物質(zhì)釋放到生產(chǎn)用水內(nèi)。在水中較低量的溶解物質(zhì)意味著在造紙或水處理中較低的化學成本和較低的環(huán)境影響。它還改進造紙機的性能。此外,紙漿質(zhì)量較好,例如存在較少的變暗。圖2示出了本發(fā)明的原理。圖2A是本發(fā)明各段的方框圖。L表示一段或更多段(n〉2)T2、T3、T4...。圖2B示出了紙張的所需性能,亮度、水(離子物質(zhì)的含量)和纖維的性能,這些性能取決于彼此。高產(chǎn)率的制漿工藝可以是指產(chǎn)率通常超過70%,優(yōu)選超過80%和更優(yōu)選超過85%的熱機械制漿或化學熱機械制漿。此處提到的在段1\內(nèi)的低溫是指低于70X:的溫度,優(yōu)選低于60。C,更優(yōu)選低于5(TC。一般地,可使用室溫(20。C)-所述70'C的溫度范圍。在一個實施方案中,溫度為50-60。C。所述低溫步驟長度或T,與T2之間的間隔可以在1秒-24小時范圍內(nèi),通常小于4小時。在一個實施方案中,時間間隔在1秒-2小時范圍內(nèi)。在另一實施方案中,時間間隔在2-10分鐘范圍內(nèi),例如約5分鐘。重要的是所述時間允許在較低溫度下發(fā)生脫曱基化反應。在一個實施方案中,在段L中,還采用其他化學品,例如螯合,穩(wěn)定和/或漂白劑,優(yōu)選過氧類,例如過氧化物。在段L中所使用的化學品也可循環(huán)到隨后的段中。在一個實施方案中,在段T2中,采用諸如堿、螯合、穩(wěn)定和/或漂白劑之類的化學品,例如EDTA、DTPA、硅酸鹽、硫酸鎂、過氧類,優(yōu)選過氧化氫。在另一實施方案中,在段L中的溫度在70-210。C范圍內(nèi)。所釋放的陰離子物質(zhì)可含有例如半乳糖醛酸,糖醛酸和4-0-亞曱基糖醛酸。本發(fā)明的方法主要降低半乳糖醛酸的含量。在一個實施方案中,堿處理段是在升高的溫度下機械脫纖維(CTMP精制)之前的堿預處理段。在另一實施方案中,堿處理段是在堿過氧化物漂白之前的堿預處理段;在MC段之前,在兩段連續(xù)的MC-HC漂白內(nèi),或者在單一的HC段之前,或者在控制的溫度下,在升高的溫度下運行的HC段之前作為MC段。通過用一種或更多種化學試劑處理木質(zhì)纖維素材料,通常木材碎屑,并結(jié)合加熱和機械分離纖維的操作,生產(chǎn)"化學熱機械紙漿"(CTMP)。在以上所述的加熱、化學處理和纖維分離的結(jié)合操作中,可在纖維分離之前、之中或之后,在控制的溫度L下進行化學處理。通常生產(chǎn)CTMP紙漿,得到相對于起始材料的干重,70-90%,典型地85-90%干重的紙漿,和采用TMP紙漿的情況下,為85-95%,典型地90-95%。"化學預處理"通常是指在等于或大于100。C的溫度下,在飽和水蒸氣壓力下,在木質(zhì)纖維素材料,最常見地為木材碎屑用含或者亞疏酸鹽或者亞硫酸鹽與氫氧化鈉的混合物的母液處理的過程中的那一操作。典型地在60-80t:下進行用含氫氧化鈉和過氧化氫的混合物的母液處理?;瘜W處理潛在地包括在蒸汽處理木質(zhì)纖維素以加速所選試劑的溶液很好地滲透到材料內(nèi),接著連續(xù)螺桿擠壓段,以除去夾帶的空氣并加速完成木材的化學品吸收情況下的常規(guī)浸漬。進行處理時的溫度通常不超過200。C,和通常范圍為約120-160。C。處理介質(zhì)是通常范圍為6-12.5的起始pH?;瘜W品預處理的持續(xù)時間取決于其他工藝參數(shù)的選擇,但通常不超過1小時。以烘箱干燥的木質(zhì)纖維素材料為基礎,以S02為單位表達的在預處理中亞硫酸鹽的用量范圍例如為約0.1%-10%,最典型地為0.5%-3%,和氫氧化鈉的用量為0%-7%,這取決于木材物種和產(chǎn)品與工藝的要求。堿過氧化物預處理中過氧化氫的用量范圍可以是0.5%-12%,最典型地3%-5%,和氫氧化鈉的用量為0.5%-10%,最典型地為2%-7%,這取決于木材物種和產(chǎn)品與工藝要求。在預處理中,一些化學試劑可與堿亞硫酸鹽或堿過氧化物,例如絡合或多價螯合劑,例如二亞乙基三胺五乙酸(DTPA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、硅酸鈉和硫酸鎂(Epsom鹽)一起使用。典型地,在約1%-6%珪酸鈉溶液存在下,在約9-ll的pH和在約40-100。C的溫度下約0.5-2小時,在約10%-30%的稠度下,通過引入約0.5%-10%的過氧化氫用量來進行現(xiàn)有技術描述的通過在堿介質(zhì)內(nèi)用過氧化氬漂白TMP和/或CTMP。漂白浴也可含有一些添加劑,主要是一種或更多種多價螯合或絡合劑,例如DTPA。Tower漂白是指通常在高稠度下發(fā)生的漂白。當要求高亮度目標(>80%ISO)時,通常使用在循環(huán)HC(高稠度)漂白濾液到起始MC(中等稠度)段的2段漂白。紙漿與漂白母液之間最初接觸時的溫度通常與漂白段中的溫度在相同的水平,即遠高于60。C,典型地為70°C-90°C。Steep漂白是指在高的原料稠度下,在紙漿堆內(nèi),在較低溫度,通常20°C-45。C下和在比常規(guī)的tower漂白長的漂白時間下的漂白。精制漂白是指在精制段期間,通過添加堿過氧化物到或者初級或者次級精制器內(nèi)的原料中進行的漂白。這意味著在紙漿與漂白母液最初接觸時的溫度通常非常高,即IO(TC-160°C。實施例實施例1.在不同溫度下,在堿條件下因果膠導致的顏色形成使用商業(yè)甲酯化的果膠(lmg/inl果膠,94%甲酯化,0.3ml1MNaOH,20-100°C,30分鐘)。在圖1中,可看出在較高溫度(超過70°C)下在堿條件下果膠降解如何導致形成更多的發(fā)色團,和結(jié)果發(fā)生水的嚴重變暗。在圖3中,可看出,甚至在低溫下,在此情況下4(TC,果膠鏈裂解是非??焖俚姆磻T?0秒之后,鏈的長度已經(jīng)下降30%。實施例2:從在不同溫度下預處理的"清潔,,TMP中釋放果膠在Finnish加工廠取樣獲自Norway云杉(PiceaabiesL.)的熱機械紙漿,在約35%稠度下在第二段的精制器之后,在-24。C下儲存紙漿,直到使用。通過采用己烷-丙酮(9:lv/v),在Soxhlet裝置中提取24小時,除去親脂材料,獲得"清潔"TMP。通過徹底洗涂,除去水溶性物質(zhì)(半纖維素和低摩爾質(zhì)量的芳烴)。在6(TC下,在2%稠度下,將預提取的TMP懸浮在蒸餾水(pH5.5)中,并采用漿式螺旋槳(~200rpra)攪拌3小時。在具有造紙機線材(papermachinewire)的布氏漏斗上,真空過濾TMP懸浮液。為了防止微粒損失,濾液兩次通過所形成的纖維墊。將TMP再懸浮在蒸餾水中,并反復洗滌工序5次。最終濾液的TOC值為4mg/1。空干洗滌過的TMP,并在+4。C下暗處儲存。在聚乙烯塑料袋中,充分地混合在95g懸浮液內(nèi)約10克0.Ol(烘干)TMP。在調(diào)節(jié)用于試驗的目標溫度之前,在7(TC下預熱所有紙漿3小時。在添加氫氧化鈉之前,在不同溫度(4。C、20。C和7(TC)下預調(diào)節(jié)紙漿1小時(參見表1)。在4'C和20。C下預處理的紙漿的保留時間分別為2和1小時,之后升高水浴溫度到7(TC。將在70'C下預熱的紙漿直接放置在70。C的水浴內(nèi)90分鐘(圖4)。最后,在冰浴內(nèi)冷卻紙漿到20。C。在測量最終pH之后,用6%S02-水酸化紙漿到pH5。取紙漿濾液的樣品以供化學分析。在圖5中,可看出,在不同起始溫度下堿處理之后,Xyl和GalA如何釋放到水內(nèi)。在20°C-70'C之間GalA的釋放差別強烈,即超過100%,而通過增加處理溫度,中性木聚糖(以木糖單體形式測定)的釋放沒有增加。這明顯證明當堿遇到紙漿時,起始溫度是果膠鏈裂解速度的決定因素。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>*調(diào)節(jié)1MNaOH的溫度到特定的處理溫度實施例3在不同溫度下預處理的TMP的漂白性實施例3所使用的紙漿與實施例2中的相同,所不同的是在這些試驗中,沒有用己烷提取或者深入洗滌。然而,通過稀釋紙漿到2%,在60'C下攪拌紙漿1小時,之后在布氏漏斗上增稠到20%干重,除去一部分水溶性物質(zhì)(半纖維素和低分子量芳烴)。為了保護微粒,將第一部分濾液循環(huán)通過纖維墊,在聚乙烯塑料袋中充分地混合冼滌過的TMP、DTPA(基于干燥紙漿計算,0.25。/。)和MgS(U0.05%),并在室溫下保持過夜。充分地混合紙漿,并分割到各自含10go.d.紙漿的塑料袋內(nèi)。對于每一預處理溫度試驗(2。C、2(TC和70。C)來說,平行地處理三種紙漿。在圖6中示出了實施例2的處理流程。將10ml冷的3%&02加入到在2。C下預處理過的紙漿中,混合并置于冷(0-+2°0的水浴內(nèi)l小時。添加3ml冷硅酸鈉(0.lg/ml),在水冷時混合,之后添加2.5ml或5ml1MNaOH(也是冷的),充分地混合并在0-+2。C下保持2小時。類似地處理在20。C下預處理的紙漿,所不同的是在室溫下添加化學品并在20。C下保持紙漿1小時,之后升高溫度到70。C的目標漂白溫度。在添加相應的化學品之后,在70。C下預處理的紙漿直接進入到漂白段中。將所有這三個系列的紙漿置于70'C下的水浴內(nèi)90分鐘。在冰浴內(nèi)冷卻紙漿到20°C。根據(jù)改性的ISO5269-1979標準,在測量最終pH之后,在片材成型之前,用6。/。S0廣水酸化樣品到pH5。在圖7中,可觀察到在不同的起始溫度下來自漂白的TMP中的片材ISO亮度百分數(shù)。在較高溫度下亮度顯著下降約1%IS0。實施例4在不同溫度下預處理的未洗滌的TMP的濾液中漂白性和陽離子的需求在實施例4中所使用的紙漿與實施例3中的相同。通過在2%稠度下,在60'C下攪拌紙漿2小時,除去一部分水溶性物質(zhì)(半纖維素和低分子量芳烴)。在布氏漏斗上使紙漿增稠到20%。為了保護微粒,一部分濾液循環(huán)通過纖維墊?;旌舷礈觳⑦^濾過的TMP與DTPA(O.25%)和MgSO4(0.05%),并保持過夜,之后將紙漿分割到各自含10go.d.紙漿的塑料袋內(nèi)。圖8中示出了對于在實施例4中的一些試驗來說的處理流程。在80。C下預熱在低溫(3(TC、40°C、50。C和60°C)下處理的紙漿2小時。沒有預熱在高溫(70。C、80。C和90。C)下處理的紙漿。通過添加NaOH和過氧化物或者僅僅堿到紙漿中,進行這些試驗。所有其他參數(shù)保持相同。在所需的溫度下預熱每一紙漿1小時。添加10ml3%H202,然后快速添加3ml珪酸鈉(0.lg/ml)和2.5ml1MNaOH,充分地混合(在5分鐘期間,添加化學品并混合),并在預熱溫度下再保持懸浮液5分鐘,(在預熱溫度下與堿總共一起IO分鐘)。將所有系列的袋子置于70'C的水浴內(nèi)90分鐘。14在冰浴內(nèi)冷卻所有紙漿到20。C。在測量最終pH之后,在濾液取樣和片材成型之前,用6。/。S02-水酸化樣品到pH5。在圖9中,可看出在不同起始溫度下,在有和無過氧化物的情況下,在堿處理TMP之后水中的陽離子需求。80°CREF是指在沒有任何化學品的情況下在8(TC下處理的參考物。在較高溫度(超過5(TC)下,特別是對于用僅僅堿處理的樣品(沒有過氧化物)來說,"陰離子灰分"的釋放顯著增加超過100%。對于用堿過氧化物處理過的樣品來說,陽離子需求的增加不如僅僅用堿處理的急劇,這是因為過氧化物充當降低堿效果的緩沖劑。圖IO示出了在不同起始溫度下,來自漂白和堿處理的TMP中的片材的ISO亮度的百分數(shù)。與在堿處理的起始段中的較高溫度相比,在起始漂白段中較低溫度導致+2。/。IS0亮度。這一差別是非常顯著和重要的,因為就化學品的消耗、COD負載和大批料(bulk)與產(chǎn)率的損失來說,高亮度的紙漿的亮度單位在成本上是非常低效的。使用下述設備和方法進行分析。根據(jù)SCAN,通過ISO亮度試驗檢驗來自漂白紙漿的紙片。使用甲醇解(在干燥甲醇內(nèi)2MHC1),測定半纖維素和果膠中的糖組成,接著通過氣相色譜(GC)分析所形成的相應糖單體的TMS-衍生物(Sundberg等人1996)。在甲醇解之前,冷凍干燥樣品。使用0.0005N聚乙烯硫酸鉀(KPVS)作為陰離子聚合物和Miitek顆粒電荷檢測儀03,通過聚電解質(zhì)滴定,測定TMP水的陽離子需求?;旌虾腥芙夂湍z態(tài)物質(zhì)的TMP-水樣品與0.0005N直接在測量池內(nèi)的polybrene,然后用KPVS滴定。使用具有SchottpH-電極BlueLine28pH(pH0-14/-5。C-80°C/Ge)的pH計HandylabpH12(Schott-GerateGmbH,Mainz,德國),監(jiān)控在堿處理過程中,在水溶液/懸浮液內(nèi)的pH值。權利要求1.在高產(chǎn)率的制漿工藝中,在堿性條件下,采用一個或多個處理段,處理含果膠的木質(zhì)纖維素原材料的方法,其特征在于堿性化學品施用于在相同或更高的溫度(T2)的一個或多個連續(xù)的處理段之前的低溫處理段(T1),這是堿首次與含果膠材料接觸時的點。2.權利要求1的方法,其特征在于在L中,反應溫度小于或等于70。C,優(yōu)選小于60。C。3.權利要求1或2的方法,其特征在于在機械脫纖維或連續(xù)的堿漂白段之前,進行堿處理段。4.前述任何一項權利要求的方法,其特征在于在處理過的材料中果膠被甲酯化。5.權利要求4的方法,其特征在于曱酯化度為20-100%,優(yōu)選50-70%,這是通過含一個曱酯基的半乳糖醛酸單元的百分數(shù)測定的。6.前述任何一項權利要求的方法,其特征在于含果膠的原材料是木材,例如軟木或硬木或其結(jié)合,短切的木質(zhì)纖維素原材料,例如短切的木材、稻草、脫纖維的木材或高產(chǎn)率紙漿。7.前述任何一項權利要求的方法,其特征在于所述堿源來自于氫氧化物、碳酸鹽或亞硫酸鹽,優(yōu)選鈉、鈣、銨或鎂的氫氧化物、碳酸鹽或亞硫酸鹽,或其結(jié)合物。8.前述任何一項權利要求的方法,其特征在于在Ti段中,還釆用其他化學品,例如螯合、穩(wěn)定和/或漂白劑,優(yōu)選含過氧的化合物(peroxygen)。9.前述任何一項權利要求的方法,其特征在于堿的劑量范圍為含干基果膠材料的0.1%-10%(w/w)。10.前述任何一項權利要求的方法,其特征在于L的處理時間范圍為1秒-24小時。11.前述任何一項權利要求的方法,其特征在于在T2段中,采用化學品,例如堿、螯合、穩(wěn)定和/或漂白劑。12.前述任何一項權利要求的方法,其特征在于T2段的溫度范圍為70-210°C。13.通過前述任何一項權利要求的方法獲得的紙漿。14.通過權利要求13的紙漿獲得的紙張、紙板或薄紙。全文摘要本發(fā)明涉及在高產(chǎn)率的制漿工藝中,在堿條件下,使用一個或多個處理段,處理含果膠的木質(zhì)纖維素原材料的方法。本發(fā)明提供控制堿處理步驟的方法,其中在相同或更高的溫度下在一個或多個連續(xù)的處理段之前,在低溫處理段中采用堿。本發(fā)明還提供采用所述方法獲得的紙漿、紙張、紙板或薄紙。文檔編號D21B1/12GK101568685SQ200880001293公開日2009年10月28日申請日期2008年10月15日優(yōu)先權日2007年10月17日發(fā)明者A·普拉諾維奇,B·霍爾姆博姆,J·科恩申請人:凱米羅總公司
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