NEDERLANDS PROEFSTATION YOOR STRO VERWERKING TE GRONINGEN
Rapport no. 1 , werk mat 35-1 autoclaaf,
uitgebracht aan
de Kon.Ned.
Papierfabriek te Ifoastricht
door
I r . E.L.Ritman.
20-2-'48
R'F 47-204,
/•an de Koninklijke l'ederlandsche Tapierfpbriek t e
W A A S ' T R I O H ' T .
Rapport yo. 1 , werk met 35-1 a u t o c l a a f .•20 Februpri 1947.
î ' i j n e Heeren,
Op ">7 «Januari TU 7 kond«n w1.< een "-vrste koking uitvoeren
met
•le 'LOIR Tt nr-n ons t e r be schikking G-stelde roteerende 35 1 - a u t o c l a a f . Deze proef was bet begin vf n eenige s e r i e s ex
perimenten, welke momenteel i n v o l l e grng z i j n .
Ik doe TT b i j dezen » i j n e e r s t e rapport toekomen, waaruit
U mijn ide*4n en de methode van het ver zemel en der
gegevens ^
kunt lezen, Uw beoordeeling van en eventueele k r i t i e k ope . e . a . z i e i k garrne tegemoet.
"De apparatuur.
-.e?.« : u i t ' e v bekende 35 1 -autoclpp.4". Deze i s met
een
> * r t - , î t s t e k e n d ? r e l p o l e e r e : e , s t o1" ^ 1 e i d i n • " v e r b o n d e n m e t O'-z® ••• t,--c»1 ec* r i <-che s*^omk^tel. ^e^e k e t e l l e v e r t v e r - 7,b •* - 't - f -^1 ••• «.-vegens d« construct '> vr n de ketel,
nttt
"v i4 ar -?ïin en ^ e n wa terdruppel s ui t de k e t e l kan
dimvo
r • • m r r h e t . p f i n b - ^ n s e n V P n e e n w p t e r v p n g e rpan de
! * »»eer meer ti'j-d zou vorderen, 1 i eten Te dat
^ .
De s tr ruk rdt "'et pre^so^taat op de ketel t u s c h e n j B_9 .«• t.r. " • • - .r.stprt irebouden. r'i j het voeden k*n het gebeuren, -i dat. 5 •» dr ii- eeri ^e tri nuten t o t 7 ato d a a l t ; d i t z i j n ech-
t.er p 1 • t.-'tP.l^ /onkduur weinige t e verwparloozen oogen- J
^li'-'en. m
Vonr het afwe<7«n v m t o e t e voeden v l o e i s t o f en s t r o o , reap»?|§
bet terug "regen van pulp en zwartletg, alsmede het wegen van condensaat wordt een bascule g°brui'<t^lf l , npuwkeurig t o t 10 4 20 gram '1 4 2 grom gewichten op é s c h a a l ) . Ge
wichten worden dus i n kg. opgegeven to't i n " c i j f e r s ach
ter de komma, waar die niet geschiedt, betreft dit het
we
gen van heete v l o e i s t o f f e n i n emuers, dus beete conden
s a t e n , e . d . , waarvoor een d e r g e l i j k e nauwkeurigheid f i c t i e f i s t e achten. Gewichten k l e i n e r dan 1 kg. worden op de gewone bovenweger gewogen, welke t o t op 1 / 2 gram nauw
keurig weegt.
-De-
- 2 -
De wegingen l n t e n derhalve n o t i t i e gemiddeld t o t i n 3 c i j f e r s t o e .
Voor bet ontwateren wordt een centrifuge gebruikt, waarin dp pulp wordt ingebracht a.h.w. "verpflkt" i n gebreide
zakken, ^alanceering van de centrifuge wordt verkregen door steeds 4 zakken t e bezigen, welke ieder ongeveer •§
van de t o t a l e pulpopbrengst bevatten. De uitstrooiende v l o e i s t o f wordt i n emmers opgevangen.
Be indamping geschiedt i n een k e t e l met stoommantel vpn c i r c a 5 0 lifeer inhoud. Op deze k e t e l i s een groote b l i k ken schuimtrechter g e p l a a t s t , welke v?n e^n helm i s voor
zien.
Tn deze helm i s een kijkgat aansebrPcht en trn^entie.Pl een zeer wijde dampafvoerbuis.
Centreal en verticaal onlpagcericht in een luchtpijp ge
plaatst, waardoorheen droge rrqestal eenigzins verwarmde lucht in (1® helm wordt geblazen. De lucht wordt boven onze stoomketel aangezogen.
Vet deze o p s t e l l i n g verdampen w i j - s p e t v r i j - ongeveer 30 l i t e r per u r r . De ingedikte loog wo'rdt- i n nog temelijk dun vloeibare s t e p t afgetapt op een n p t i g verwprmd® p l e a t , waar d i e t o t een i n de warmte s t e r k visceuze massp wordt
'^edrongdjé. ï'et een schil derskrpbber wordt d^ p l p r t dpn schoongekrabd en de massp wordt vervolgens i n een i j z e r e n bak met zeer dikke bodem verzameld. Deze wordt op een smidsvuur v e r h i t .
Eenmaal i n d i e bak verkoold, worden de verkregen brokken-
• t e r groote van tuinboonen en erwten- nn afkoelen i n onze slagkruismolen verpoederd. Dit poeder wordt weer terugge
bracht i n de bak en daar v e r h i t t o t geen vlammetje meer worden afgegeven.
.Alle emmers z i j n van roodkoper, worm water wordt bereid i n zinken t e i l e n ( e e r s t e proeven nog in een i j z e r e n bak, welke echter menie afgaf en dus buiten b e d r i j f werd ge
s t e l d ) . Voor v e r l i e s l o o s schenken wordt een emaille " k i t "
gebruikt.
De werkwijze.
Stroo wordt kort gehakseld van een schoof ( 1 cm.) en op
geslagen i n een t o n . Hiervan wordt 3 â 3+ kg. afgewogen (luchtdroog = 1 . d r . ) en i n de autoclepf gestempt. Af
hankelijk van het toegepaste stroo kan soms 3 , soms 34- kg.
worden ingevuld. De e e r s t e 7 kokingen l i e t e n toepassing ven 3 i kg. t o e , doch l a t e r e kokingen geven b i j 3 , 3 kg. verstop
ping van het afblaaskraantje x) , zoodat voor het daartoe t e r beschikking staande stroo 3,0 kg. werd gebruikt. I n a l l e gevallen wordt roggestroo toegepast.
x) Ket afblaaskraantje kpn met een koeler verbonden om een zoo v o l l e d i g mogelijke balans t e kunnen o p s t e l l e n .
-Inmiddels-
- 3 -
Inmiddels wordt de chemical ieo pl oss1n«r afgewogen, be
vattende het aequivalent van isf. van droge s t o f i n stroo en heet water, d i t l a a t s t e ?A 'r»de 7* x droge s t o f i n stroo-pfgewogen chemicaliën oplos?;in.« * vocht i n luchtdroog s t r o o ) .
Gerekend wordt op een permanent dro^estof gehplte v m het stroo 300
%5 * *5,7««.
Het werkelijke drogestofgehalte schommelt eenigzins en wordt achteraf bepaald. .Aldus kon b i j een bepaalde chemi
cal i'énoplossing van gefixeerde samenstel!ing een vast schema worden opgesteld.
Toen echter de stroovulling minder moest worden genomen, eerden twee kokingen nog volgens het oude schema aange
z e t , waarbij dus met eenzelfde chemicali'önconcentratie, doch i e t s hoogere vlotverhouding, werd gekookt. Dit i s t e r p l a a t s e aangegeven.
Na inbrengen van het v l o t wordt de autoclaaf gesloten en met i n d i r e c t e stoom op druk gebracht.
B i j de e e r s t e s e r i e , waarin met pure NaOH (hoogstens ietwat verontreinigd met NagCX^ door C02-pantrekking u i t de lucht) werd gekookt, werd eventjes afgegFSt en v e r volgens de koker aan het draaien gebracht. In 20 minuten was dan inwendig een stoomdruk van 7^ a R ato b e r e i k t . Vanaf dat punt werd met i n d i r e c t e stoom doorgekookt ged.
4 uur.
Ma afloop wordt de koker gestopt, de stoomtoevoer a f g e z e t , de mantel leeggeblazen en de koker door den koeler afge
blazen. Dit condensppt wordt opgevangen. In de tweîde en volgende s e r i e s , waarin met NP2CO3 wordt gekookt, wordt e e r s t i n d i r e c t - b i j s t i l s t a n d ven den koker-verhit t o t
a t o inwendig en dan (door den koeler) pfgeblpzen t o t 3^ a t o . Vervolgens de i n d i r e c t e stoom gesloten en d i r e c t op druk gebracht tctt, 8 ato inwendig, wparnp de d i r e c t e stoom wordt afgesloten en de i n d i r e c t e stoom wordt apngezet.
Daarna wordt de autoclaaf apn het drpaien gebracht, w a r b i j de druk inwendig prompt zakt t o t 5 a t o . Feriodiek wordt dan - a l s de d i r e c t e stoomtoevoer onder is-deze geopend en de i n d i r e c t e stoom gesloten en omgekeerd. G e l i j k t i j d i g ge
opend houden t i j d e n s het draaien l i j k t ongewenscht vanwege de kans op wegloopen vpn het v l o t i n de mantel. Het a l l e r e e r s t e moment, dat de Inwendige druk 8 a t o a a n w i j s t , wordt a l s beginpunt van de koking gekozen. ^ uur na de e e r s t e keer afgassen wordt opnieuw afgegast met de i n d i r e c t e stoom geopend ged. c i r c a 1 minuut. Duurt h e t langer t o t dat de inwendige stoomdruk v a l t t o t a t o , dan wordt de i n d i r e c t e stoom gesloten.
Na bereiken van een inwendige druk van 3- ato wordt dan weer met d i r e c t e stoom de inwendige druk op 8 a t o ge-
- b r a c h t -
bracht en weer met afwisselend d i r e c t e en i n d i r e c t e stoom t i j d e n s het wentelen de aanvpnkelijke scherpe dPling v m de inwendige drük b i j het wentelen op 8 ? t o teruggebracht.
Daarna wordt nogmapls na \ uur Pldus gehpndeld, daerne nog
maals na H ] uur, daarna nogmaals nf 1 M i uur.
Op deze wijze wordt een aantrekkelijke l i c h t b r u i n e " f l u f f y "
pulp gekoekt.
Nadat de e e r s t e keer 8 a t o i s bereikt wordt de condenspot van de mantel met een slang verbonden met een emmer en Pldus het condensaat opgevangen. Daar de kokerniet geïsoleerd i s ,
"Tordt t i j d e n s het koken u i t dien hoofde veel condensaat ge
vormd. Vandaar dat t i j d e n s het aankoken, a l s a l 3 es nog s t e e n koud i s , geen condensaat wordt gemeten, /pn deze condensaat
meting hecht ik t o t a a l ^een waarde, -op ïTw verzoek worden de c i j f e r s echter bijgevoegd.
Na het afblazen t e r a f l a t e n van de druk wordt de spuikr^an onder in de koker geopend en de ^verwant loog afgelaten.
Deze wordt, h e t z i j a p a r t , h e t z i j tezamen met de vervolgens- na ouenen vari den koVer en wentelen ^ifirvpn-verkregeni^
pulp ••rewop'en.
Tn ieder sreval 1s het gewicht vpn pulp * zwrrtloog bekend = ï * 7.
Na bepalen van F a l s het totfile absoluut droog gedschte ge
wicht, der u i t e i n d e l i j k verkregen uitgewasschen c e l s t o f , i s aldus Z s t o t a a l winbare zwartloog bekend.
T * Z + condensaat, afgeblazen t i j d e n s de koking 4- ggndensast .afgeblazen ne; de koking. moet dus s luchtdroog stroo * v l o t
z i j n . Keestal b l i j k e n echter verliezen geleden t e z i j n , welke grootendeels u i t gas en n i e t geconsendeerde damp bestaan.
De pulp wordt uitgeslingerd en de loog d a a r b i j opgevangen.
Deze wordt d i r e c t i n ên verdamper geschonken.
Vervolgens wordt de af ges! in<rerde pulp met 15 P 20 l i t e r kokend water opgemengd en nogmaals uitgeslingerd.. Ook d i t afgeslingerde vocht wordt i n den verdamper geschonken.
Daprna wordt nog twee mapl met kokend opgemengd en afge
slingerd doch d i t centrifugaat wordt n i e t gewonnen.
Aanvankelijk kon met leidingwater worden gewasschen. Door de strenge vorst i s echter de toevoerleiding, welke over een lengte van eenige honderden meters 60 cm"in de grond z i t , bevroren, zoodat nog s l e c h t s van fabriekswater gebruik gemaakt kan worden. Dit was met enkele kokingen i n de e e r s t e s e r i e het geval. In de tweede s e r i e werd met ;öondenswater
gewasschen. I n t o t a a l wordt dus c i r c a 30 L i t e r dunne zwprtloog verkregen.
De concentratie hiervan i s a . v . t e berekenen:
1 . 8 kg. droog gedachte pulp i s gemengd met 18 kg. v l o t , bevattende 1 . 2 kg. organische stof + 0.45 kg. NaOF (PIS zout).
Hiervan b l i j f t na afslingeren i n de pulp over c i r c a 3.6 k g . , bevattende,
5.6
1 8 x 1.65 kg. droge s t o f .
-Deze-
5-
Deze wordt verdund t o t 20 kg. weprvwn 15 kg. wordt ge
wonnen, bevattende:
15 2iÊ.
20 x 1 8 x 1 . 6 5 kg. droge s t o f .
Totaal wordt dus verkregen: (18-3.6) • 15 s 29.4 kg.
dunne zwartloog, bevattende:
14.4 » 2 . 7
1 8 x 1 . 6 5 e 1 . 3 9 kg. droge s t o f , d.w. z . e i r e e 30 kg. 4.7^-ige zwartloog.
I n de pulp b l i j f t nog achter 1 . 6 5 - 1 . 3 9 = 0.26 kg. drope s t o f . Dit i s een v e r l i e s van 0.26
1 . ^ 5 x'lOOs 15^- vpn t o t f i n oplossing zijnde droge s t o f .
Dit zou t o t 5 i z i j n terug t e brengen, wanneer ook het tweede waschwater zou worden opgevangen.
Dit biedt echter bezwaren, wanneer n i e t met condens- water kan worden gewasschen; de hardheidsvormers gaan dam merkbaar invloed op de witloogéamenstelling u i t oefenen.
Na indampen en verbranden wordt de verkregen grauwe esch i n water gekookt en g e f i l t r e e r d . Over f i l t r e e r p p p i e r wordt d i r e c t een helder l i c h t geelbruine c i r c a 10^-ige Na20-oplossing a l s mengsel van 15^-ige sodp «• 5 t t l g e NajSiO-j ( e e r s t e s e r i e ) verkregen.
I n de p r a c t i j k kan deze f i l t r a t i e volgens Amerikpansche gegevens zeer wel over een bed van 0 . 7 mm. enthrpciet worden uitgevoerd. Terugspoelen om de 10 uur ongeveer.
Met deze loog wordt de tweede s e r i e kokingen uitgevoerd (90 t van t o e t e voegen Na20 a l s geregenereerde loog + 10^ van t o e t e voegen Na20 a l s versehe NaOH. Met de
geregenereerde loog van de tweede s e r i e wordt de derde s e r i e gedaan eveneens met 90^ en 10^, enz. t o t d a t één s e r i e nog maar u i t één koking b e s t a a t . Daarna zei i n onze e l e c t r i s c h v e r h i t t e koker gecontroleerd worden of evenwicht reeds i s ingesteld. Zoo n i e t , dan zullen daarmede verdere s e r i e s kunnen worden uitgevoerd. De opbrengst van één kokercharge i s voldoende om a l l e ge- wens cht® proeven met de verkregen pulp t e nemen.
Wenige r e s u l t a t e n .
Daar de analyses achter de kokingen nanloopen en a l l e c e l s t o f van één s e r i e gemengd wordt om de werkzaamheden * onnoodig t e verveelvoudigen, kunnen op d i t oogenblik no*?
s l e c h t s .enkele-als voorbeeld bedoelde- kokingen u i t de e e r s t e s e r i e ( tnet puur FaoH) worden weergegeven.
Het z i j n de kokingen Ko. 4 en 5 . Tot heden werden v e r r i c h t :
Aanloopkokingen ( b i j 5 ato) 1 «• 2 . De r e g e n e r a t i e van No. 1 mislukte g e d e e l t e l i j k wegens veel t e hprd gloei«
- Eerste*
- 6 -
E e r s t e koking b i j 8 eto a No. 3 .
Ook van 2 en 3 waren de regeneraties geslaagd. 4 t/ro.
7 = normale 8 a t o kokingen. 8 s e e r s t e koking met nieuw s t r o o , afblaesk»ann verstopt ( 3 . 3 kg. stroo i . p . v . 3.5 kg.) 9 a tweede koking met nieuw stroo (3.0 kg. i . p . v . 3.5 k g . ) . De koking kon s l e c h t s 3^- uur duren omdat een kogellager van de wormas v a s t l i e p . Deze a s bleek n i e t goed gemon
t e e r d geweest t e z i j n ; het kogellager WPS v e r n i e l d . ?en nieuw l a g e r wordt i n g e p l a a t s t .
Na koking 9 (dus na 7 kokingen b i l 8 a t o met puur NaOH) werd met de gemengde geregenereerde loog vpn de kokingen l^m 5 <3e tweede s e r i e begonnen.
1 0 ^ NajO a l s s t e r k t e van de geregenereerde loog bleek t e s t e r k t e z i j n . De loog k r i s t a l i s e e r d e b i j pfkoelen n . l . u i t . Die dient i n de p r a c t i j k dus bewpard t e worden (wprm).
Wij verdunden t o t 5%, waarnp geen l p s t meer werd onder
vonden. In de tweede s e r i e werden de nummers 10 en 11 met goed r e s u l t a a t v e r r i c h t . Gehoopt wordt, dRt de r e s t vpn fie geregenereerde loog 1 t^m 5 *Ade geregenereerde logen van 6 , 7 , 8 en 9 ons i n s t p a t zullen s t e l l e n nog 3 kokingen i n de tweede s e r i e t e v e r r i c h t e n .
Met eenig geluk kunnen dan nog 3 kokingen i n de derde s e r i e , 2 i n de vierde s e r i e en 1 i n de v i j f d e s e r i e worden v e r r i c h t , waarna-als gezegd-met de e l e c t r i s c h e autoclaaf za} worden voortgegapn.
Beschrijving der r e s u l t a t e n van de kokingen 4 en 5 . 1 . A l l e r e e r s t wordt de bplens gegeven v m ingp^nde en u i t
komende s t o f . H i e r b i j wordt e l l e s berekend i p ^ vpn
abs. droog stroo met inachtnnme vpn het p r b i t r p i r e vocht
gehalte van 1 4 . 3 ^ .
0 ) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
F roef No.
a a f i ^ z i g water
toegevoegd Fulp * NaOH zwartloog
pfblaps- conden- sapt
TotPPl toege
voegd
TotPPl Verlies gewon- (=(6)-(7)) nen
4 745 15.0 428 378 860 806 54
5 74 5 15.0 428 387 860 815 45
Uit de kolommen ( ? ) , (3) en (8) l a t e n zich de vlotverhou- dinnren aan het einde van de koking berekenen en wel vo1v*ns: (2) » (3) - (8)
100 : 1 . Voor koking 4 i s d i t 7.0'-'1 en voor koking 5: 7.15/1.
2. B i j -1* 1 o o gr e générât i e werd u i t e i n d e l i j k een greuw poeder -verkregen-,
» ' *
- 7 -
verkregen, door ons genoemd "ruws psch". Dit werd met ged.
water uitgekookt, waprna het residu werd p f g e f i l t r e e r d . Dit residu werd gedroogd en gewogen.
De oplossing weed geanalyseerd op asch, Na?o en Si02-
Asch werd bepaald door drogen eh verbrenden, NpgO door ko
ken onder terugvloeikoeler met een bekende overmapt zout
zuur, waarna werd teruggetitreerd op diroethylgeel (D.A.) PIS i n d i c a t o r . Si02 werd bepaald i n de asch door deze eenige malen met zoutzuur af t e rooken en t e extraheeren. Alle r e s u l t a t e n werden omgerekend i n % van abs. droog s t r o o .
(9) (10) (11) (12) (13) (14) (15)
Troef r ^ t ^ onoplos- opge- asch Na20 SiOg * WR2s i 03 No. asch baar r e - l o s t
sidu
4 1 5 . 3 2.6 1 2 . 7 13.6 7.49 1.16 1 3 . 1 5 20.1 3.7 16.4 17.7 9.35 1 . 7 1 - 1 6 . 5
Opmerkelijk i s h i e r , dat de aschbeppling i n het e x t r a c t hoogere r e s u l t a t e n geeft dan de rechtstreeksche meting der opgeloste s t o g . Kennelijk neemt de s t e r k hygros- copische asch nog water op. Watervrije sodP.is, PIS be
kend, u i t e r s t hygroscopisch. Aan d i t - overigens geringe v e r s c h i l van kolom (11) en (12)-hecht i k weinig waprde.
I n t e r e s s a n t i s het hu waar t e nemen, dat kolom (15) daar tussch^n i n l i g t of l i e v e r practisch - kolom (11) i s . Dez<* kolom (15) werd berekend a . s .
kolom Md) x 1?2
60 Ma^SiO^ overeenkomend«» m»t het nan- wezige 'iOp. Haar groote overmaat soda <-*nwozig i s , i s s t e l l in; cr«*n SiO j>-ri jker s i l i c a e t voorhanden.
Kolom (14^ x 62
*0 Na20 i n NajSiO^.
Kolom (13'. - ^2.
Sc x kolom (14) - NPgO aanwezig anders dan a l s Naj-.iO-j. Dit ken slecTnts a l s NPgfTU ^pnwezig z i j n , zoo
dat k o l ( 1 3 ) - 62 1Q6
60 x kolom (14) x 62 panwezig NagCO*»
Kolom (15) i s dus . 122 l06
60 x kolom (14) • 62 x kolom ( 1 3 ) - - 6 2
£0 x kolom (14).
Het regeneratierendement kan nu het beste op !!a20 berekend
wordeni 62
Toegevoegd werd n . l . 153 NaOH « 15 x 80 = 11.6^ Na20. Voor koking (4) was dus h e t regeneratie rendement:
7.49 -11.6-
7.49 9*3?
