145466. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tű- és lomblevelű fából a normál cellulóznál nagyobbmennyiségű hemmicellulózt és lignint tartalmazó papírgyártási nyersanayg előállítására
Megjelent: 1959. november 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 145.466. SZÁM 55. b. OSZTÁLY - MA-636. ALAPSZÁM Eljárás tű- és lomblevelű fából a normál cellulóznál nagyobb mennyiségű hemicellulózí és lignint tartalmazó papírgyártási nyersanyag előállítására Papíripari Kutató Intézet, Budapest és Csepeli Papírgyár, Csepel, mint a feltalálók: Marton Istvánné és Kóbor Lidia kutatóvegyészek, illetve Daut János főmérnök és Hering Dezső mérnök, budapesti lakosok jogutódjai A bejelentés napja: 1956. június 30. Ismeretes, hogy papírgyártásra alkalmas cellulóztartalmú nyersanyag — elsősorban lomb- és tűlevelű fa — világviszonylatban hiányáru és az egyre fokozódó papírszükséglet hovatovább az erdők fokozatos kiirtására vezet. A fában szegény országok területére viszont a papírgyártás nyersanyagát külföldről, deviza ellenében kell behozni. Ismeretes továbbá, hogy a szokásos eljárásokkal a fát a cellulózgyártás céljaira lúgos, vagy savanyú közegben oly messzemenően tárják fel, hogy a cellulózt kísérő hemicellulóz, Mgnin és egyéb inkrusztáló anyagok nagymértékben kioldódnak. Az így keletkező rostanyagban a fát felépítő sejtek egymástól mechanikai behatás nélkül szétválnak. Ezekkel az eljárásokkal pl. a kalciumbiszulfitos eljárás segítségével 100 kg fából csupán 45—50 kg cellulóz nyerhető ki. Az adott mennyiségű faanyagból minél nagyobb cellulózmennyiség kinyerésének, mind a nyersanyag megtakarítás, a fennálló cellulózgyártási berendezések jobb kihasználása, mind a devizagazdálkodás szempontjából nagy jelentősége van. Ettől eltekintve az újabb vizsgálatok (kimutatták, hogy az ún. inkrusztáló anyagok, főleg a hemiceliulózok lebontása és kioldása, valamint a lignin gyakorlatilag teljes eltávolítása nem előfeltétele annak, hogy jóminőségű, nagyszilárdságú papír előállítására alkalmas cellulóz keletkezzék, sőt a visszamaradó hemicellulóz mennyisége fokozza a papír szilárdsági értékeit. A korszerű foszlató és őrlőberendezéseik viszont olyan készre főzött cellulóz feldolgozását is lehetővé teszik, melynek rostjai a bennük maradt inkrusztáló anyagok következtében még némileg egymáshoz tapadnak. E felismerések alapján az irodalom több eljárást ismertet a kalciumbiszulfitos eljárás olyan módosítására, mellyel a nyers fa 100 ikg-jára 65—• 80 kg termeléssel olyan papíros alapanyag állítható elő, mely cellulóz mellett nagymennyiségű hemicellulózt és lignint tartalmaz, (ún. „nagyhozamú" cellulózgyártási eljárások). A régebben alkalmazott szokásos (savas, ill. lúgos) feltáró eljárások a cellulózt kísérő lignint és hemicellulózt messzemenően eltávolították, hogy minél magasabb alfacellulóz tartalmú anyagot nyerjenek. Az előbb említett nagyhozamú eljárások azon az újabb felismerésen alapulnak, hogy a papírgyártás szempontjából a hemiceliulózok szükségesek és értékesek. Mivel a feltárás hőmérséklete, időtartama, a vegyszer koncentrációja és összetétele, valamint a nyert termék tulajdonsága között szoros összefüggés van, ezek változtatásával a hemiceliulózok hidrolízise késleltethető. Az ismert eljárások egyikénél úgy járnak el, hogy a fa feltárására a gyárak toronyberendezéseiben keletkező, legfeljebb 4% össz-S02 tartalmú kálciumbiszulfit-savat (az ún. toronysavat) felhígítják, alkáliákkal letompítják ((pufferolják) és komplex képzőket (pl. polifoszfátokat) adagolnak hozzá. Ilyen módon a biszulfit főzősav össz-S02 tartalmát 1,5—3%-ra csökkentik, pH értékét pedig 3,5—6-ra állítják be. A főzést szakaszosan végzik, az első szakaszban 3—7 óra alatt 105— 120 C° közötti, a második szakaszban 3—5 óra hosszat 120—140 C° közötti, tehát viszonylag magas reakció hőmérsékleteket tartanak be és a készre főzött anyagot foszlató berendezésekben rostjaira bontják. (175.782 sz. osztrák szabadalmi leírás.) Egy másik ismert eljárás szerint ugyancsak hígított biszulfítsawal dolgoznak. A főzősav pH-ját 2,1—3,9-re állítják be, mésztejjel, nátronlúggal vagy egyéb alkáliák adagolásával és állandóan ellenőrzik. A sav össz-S02 mennyiségét úgy szabályozzák, hogy ne legyen elegendő a lignin teljes szulfonálódásához és kioldásához, valamint a hemiceliulózok lebontásához és kioldásához. Az SO, mennyiségét mindig a kívánt pH, valamint az alkalmazandó hőmérséklet szerint választják meg. Ennél az eljárásnál forgó főzőberendezésekre van szükség és kb. 70%-os hozamot érnek el. (181.492 sz. osztrák szabadalmi leírás). Egy svéd eredetű eljárás szerint viszont a feltárást a toronysavnál nagyobb töménységű, -6,5— 7% össz-S02 tartalmú és kb. 80 C° kezdeti hőmérsékletű kálciumbiszulfit főzősavval végzik, 132
