PL191704B1

PL191704B1 - Sposób bielenia liściastych mas celulozowych siarczanowych

Info

Publication number: PL191704B1
Application number: PL329430A
Authority: PL
Inventors: Barbara Surma-Ślusarska; Janina Leks-Stępień; Dariusz Danielewicz; Marianna Bolek
Original assignee: Politechnika Lodzka
Priority date: 1998-10-28
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 2006-06-30
Also published as: PL329430A1

Abstract

Sposób bielenia liściastych mas celulozowych siarczanowych, na drodze działania na te masy nadtlenkiem wodoru oraz ozonem, z wykorzystaniem enzymów, znamienny tym, że masę celulozową, o stężeniu 10 ± 2%, poddaje się wstępnej obróbce enzymatycznej enzymem - ksylanazą stosowanym w ilości 1-5 UX/g b. s. masy w temperaturze 50 ± 2°C w czasie 60 minut przy pH optymalnym dla danego preparatu ksylanazy, a następnie kolejno działaniu nadtlenkiem wodoru, ozonem i ponownie nadtlenkiem wodoru, przy czym działaniu nadtlenkiem wodoru poddaje się masę celulozową o stężeniu 10 - 20% stosując nadtlenek wodoru w ilości 1-2% wagowych w stosunku do tej masy, ewentualnie w obecności szkła wodnego stosowanego w ilości 3% wagowych w stosunku do masy celulozowej i siarczanu magnezu stosowanego w ilości 0,2% wagowych w stosunku do masy celulozowej, w temperaturze 60 - 80°C w czasie nie dłuższym niż 60 minut, zaś działaniu ozonem poddaje się masę celulozową o stężeniu 25 - 35% stosując ozon w ilości 0,3% wagowych w stosunku do tej masy, w temperaturze otoczenia przy pH równym 2 - 3.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób bielenia liściastych mas celulozowych siarczanowych.

Od kilku lat przemysł celulozowo-papierniczy wprowadza nowe technologie bielenia mas celulozowych, w których stosowany do niedawna chlor i jego związki zastępuje się tlenem, ozonem, nadtlenkiem wodoru.

Aby z kolei zmniejszyć zużycie stosunkowo drogich, chemicznych środków tlenowych takich, jak ozon i nadtlenek wodoru, stosuje się wstępną delignifikację tlenową mas celulozowych, która powoduje jednakże obniżenie właściwości wytrzymałościowych mas celulozowych.

W celu obniż enia zuż ycia ś rodków tlenowych, procesy bielenia tymi ś rodkami wspomaga się stosując niekiedy w tych procesach enzymy, głównie z grupy hydrolaz. Enzymy te powodują rozkład części hemiceluloz pozostałych w masie celulozowej, zwłaszcza ksylanu.

Sposób bielenia liściastych mas celulozowych siarczanowych, według wynalazku, polega na tym, że masę celulozową o stężeniu 10±2% poddaje się wstępnej obróbce enzymatycznej za pomocą enzymu - ksylanazy stosowanej w ilości 1-5 UX/g b. s. masy, w temperaturze 50±2°C w czasie 60 minut przy pH optymalnym dla danego preparatu ksylanazy, po czym masę poddaje się działaniu kolejno nadtlenkiem wodoru, ozonem i ponownie nadtlenkiem wodoru. Działaniu nadtlenkiem wodoru poddaje się masę celulozową o stężeniu 10-20% stosując nadtlenek wodoru w ilości 1-2 % wagowych w stosunku do tej masy, ewentualnie w obecności szkła wodnego stosowanego w ilości 3% wagowych w stosunku do masy celulozowej i siarczanu magnezu stosowanego w ilości 0,2% wagowych w stosunku do masy celulozowej, w temperaturze 60-80°C w czasie nie dłuższym niż 60 minut. Działaniu ozonem poddaje się masę celulozową o stężeniu 25-35% stosując ozon w ilości 0,3% wagowych w stosunku do tej masy, w temperaturze otoczenia przy pH równym 2-3.

Sposobem według wynalazku uzyskuje się masy celulozowe o białości wyższej o 2-3% ISO na poziomie 80-90% ISO od białości mas otrzymywanych bez obróbki ksylanazą. W sposobie według wynalazku, dzięki zastąpieniu wstępnej delignifikacji tlenowej obróbką wstępną przy użyciu ksylanazy, możliwe jest zmniejszenie zużycia ozonu o 7-50% względnych, w zależności od zastosowanego preparatu ksylanazy oraz ilości stosowanego nadtlenku wodoru, w porównaniu z procesami prowadzonymi bez użycia ksylanazy.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady nie ograniczając jego zakresu.

P r z y k ł a d I

Masę celulozową siarczanową brzozową o początkowej liczbie kappa 24,1 i białości 44,3% ISO poddano bieleniu wg schematu XPŻP, tj. kolejno obróbce wstępnej ksylanazą (X), bieleniu nadtlenkiem wodoru (P), bieleniu ozonem (Z) i ponownie bieleniu nadtlenkiem wodoru (P). I tak obróbce ksylanazą aktywną poddano masę celulozową o stężeniu 10% stosując ksylanazę w ilości 2 UX/g b. s. masy, w temperaturze 50°C w czasie 60 minut przy pH = 7. Dwustopniowemu działaniu nadtlenkiem wodoru poddawano masę celulozową 0 stężeniu: 10% w pierwszym stopniu działania tym środkiem, 20% w drugim stopniu, stosując nadtlenek wodoru w ilości: w pierwszym stopniu 1% wagowy w stosunku do masy celulozowej, w drugim stopniu - 2% wagowe w stosunku do masy celulozowej, w obecnoś ci szkł a wodnego dodanego w iloś ci 3% wagowe w stosunku do masy celulozowej oraz siarczanu magnezowego dodanego w ilości 0,2% wagowych w stosunku do masy celulozowej, w temperaturze: 60°C w pierwszym stopniu, 80°C w drugim stopniu, w czasie 60 minut. Dział aniu ozonem poddano masę o stężeniu około 30%, stosując ozon w ilości 0,3% wagowych w stosunku do masy celulozowej, przy pH = 2 w temperaturze otoczenia.

Dla porównania tę samą masę poddano bieleniu bez obróbki wstępnej ksylanazą wg schematów: PZP i OPZP, w którym P i Z mają wyżej podane znaczenie, zaś O - oznacza bielenie tlenem.

W tabeli 1 podano wł a ś ciwoś ci masy po procesie bielenia wg schematów XPZP, PZP i OPZP.

ΔΒ oznacza wzrost białości, zaś ΔΖ oznacza zmniejszenie zużycia ozonu względem próby odnośnikowej (PZP), w % względnych.

PL 191 704 B1

T a b e l a 1

Schemat bielenia	Białość % ISO	ΔB % ISO	Zużycie ozonu % w stosunku do b. s. masy	ΔZ % względnych
XPZP	83,1	+3,0	0,35	-42,6
PZP	80,1	-	0,61	-
OPZP	83,2	+3,1	0,57	-6,6

P r z y k ł a d II

Celulozową masę siarczanową brzozową o właściwościach początkowych jak w przykładzie I poddano bieleniu wg schematu XPZP. I tak obróbce ksylanazą poddano masę celulozową o stężeniu 10% stosując ksylanazę aktywną w ilości 5 UX/g b. s. masy, przy pH 6,8, w temperaturze 50°C w czasie 60 minut. Dwustopniowemu działaniu nadtlenkiem wodoru poddawano masę celulozową o stężeniu: 10% w pierwszym stopniu, 20% w drugim stopniu, stosując nadtlenek wodoru w ilości: w pierwszym stopniu 1% wagowy w stosunku do masy celulozowej, w drugim stopniu 2% wagowe w stosunku do masy celulozowej, w obecności szkła wodnego dodanego w ilości 3% wagowe w stosunku do masy celulozowej oraz siarczanu magnezowego dodanego w ilości 0,2% wagowych w stosunku do masy celulozowej, w temperaturze: 60°C w pierwszym stopniu, 80°C w drugim stopniu, w czasie 60 minut. Działaniu ozonem poddano masę o stężeniu około 35%, stosując ozon w ilości 0,3% wagowych w stosunku do masy celulozowej, przy pH = 2,5 w temperaturze otoczenia.

Dla porównania tę samą masę poddano bieleniu wg schematu PZP bez obróbki wstępnej ksylanazą aktywną. W tabeli 2 podano właściwości masy po procesach bielenia wg schematów XPZP i PZP.

T a b e l a 2

Schemat bielenia	Białość % ISO	ΔB % ISO	Zużycie ozonu % w stosunku do b. s. masy	ΔZ % względnych
XPZP	84,1	+4,0	0,34	-44,3
PZP	80,1	-	0,61	-

P r z y k ł a d III

Celulozową masę siarczanową brzozową o właściwościach początkowych jak w przykładzie I poddano bieleniu wg schematu XPZP. I tak obróbce ksylanazą poddano masę celulozową o stężeniu 10% stosując ksylanazę aktywną w ilości 1 UX/g b. s. masy, przy pH 4,8, w temperaturze 50°C w czasie 60 minut. Dwustopniowemu działaniu nadtlenkiem wodoru poddano masę celulozową, o stężeniu: 10% w pierwszym stopniu, 20% w drugim stopniu, stosując nadtlenek wodoru w ilości: w pierwszym stopniu - 1% wagowy w stosunku do masy celulozowej, w drugim stopniu - 2% wagowe w stosunku do masy celulozowej, w obecności szkła wodnego dodanego w ilości 3% wagowe w stosunku do masy celulozowej oraz siarczanu magnezowego dodanego w ilości 0,2% wagowych w stosunku do masy celulozowej, w temperaturze: 60°C w pierwszym stopniu, 80°C w drugim stopniu, w czasie 60 minut. Działaniu ozonem poddano masę o stężeniu około 25%, stosując ozon w ilości 0,3% wagowych w stosunku do masy celulozowej, przy pH = 3 w temperaturze otoczenia.

Dla porównania tę samą masę poddano bieleniu wg schematu PZP bez obróbki wstępnej ksylanazą aktywną. W tabeli 3 podano właściwości masy po procesach bielenia wg schematów XPZP i PZP.

T a b e l a 3

Schemat bielenia	Białość % ISO	ΔB % ISO	Zużycie ozonu % w stosunku do b. s. masy	ΔZ % względnych
XPZP	81,5	+1,4	0,59	-3,3
PZP	80,1	-	0,61	-

PL 191 704 B1

Claims

Sposób bielenia liściastych mas celulozowych siarczanowych, na drodze działania na te masy nadtlenkiem wodoru oraz ozonem, z wykorzystaniem enzymów, znamienny tym, że masę celulozową, o stężeniu 10 ± 2%, poddaje się wstępnej obróbce enzymatycznej enzymem - ksylanazą stosowanym w ilości 1-5 UX/g b. s. masy w temperaturze 50
± 2°C w czasie 60 minut przy pH optymalnym dla danego preparatu ksylanazy, a następnie kolejno działaniu nadtlenkiem wodoru, ozonem i ponownie nadtlenkiem wodoru, przy czym działaniu nadtlenkiem wodoru poddaje się masę celulozową o stężeniu 10 - 20% stosują c nadtlenek wodoru w iloś ci 1-2% wagowych w stosunku do tej masy, ewentualnie w obecności szkła wodnego stosowanego w ilości 3% wagowych w stosunku do masy celulozowej i siarczanu magnezu stosowanego w ilości 0,2% wagowych w stosunku do masy celulozowej, w temperaturze 60 - 80°C w czasie nie dłuższym niż 60 minut, zaś działaniu ozonem poddaje się masę celulozową o stężeniu 25 - 35% stosując ozon w ilości 0,3% wagowych w stosunku do tej masy, w temperaturze otoczenia przy pH równym 2 - 3.