Sulfitprocessen
Från Rilpedia
Sulfitprocessen är en kemisk process för tillverkning av pappersmassa som uppfinnaren och svensken Carl Daniel Ekman utvecklade med början år 1871. Processen utnyttjar främst vätesulfitjoner för att bryta ner lignin och på så sätt frilägga fibrer i veden. Processen har idag så gott som totalt ersatts av sulfatprocessen, som ger starkare papper.
Innehåll |
Utveckling
Sulfitprocessen blev en stor framgång i mitten av 1800-talet då det rådde stor brist på papper. Man gjorde i huvudsak papper av lump, bomull eller linne men det var en dyr metod med insamling och så vidare. Det fanns mekaniska metoder för framställning av trähaltigt papper, men de gav dålig kvalitet och missfärgning av papperet, eftersom ligninet, som fanns kvar i papperet, omvandlades (gulnades) av solljus. Om man istället tillverkade papperet enligt sulfitmetoden så blev papperet bättre och inte lika lätt missfärgat.
Sulfitprocessen hade en klar fördel framför sulfatprocessen - den gav en ljusare massa och den hade inte lika stora luktproblemen. Dessutom är sulfitmassa lättare att bleka till höga ljusheter än vad sulfatmassa är. Nackdelen med sulfitprocessen är dels att kemikalieåtervinningen inte utvecklades lika tidigt som för sulfatmassa, dels att sulfitmassa har lägre styrka (ger svagare papper). Vidare var utnyttjandet av vissa vedslag (till exempel tallved) mer problematiskt med sulfit- än med sulfatprocessen. Dessa nackdelar har gradvis medfört att sulfitprocessen kraftigt minskat i omfattning. Kemikalieåtervinningen utvecklades för sulfatprocessen under 1930- och 40-talen genom tillkomsten av den så kallade sodapannan (Tomlinsonpannan). Först därefter utvecklades återvinningssystem för sulfitprocesser med natriumbas (komplicerad kemikalieåtervinning) respektive med magnesiumbas (enkel kemikalieåtervinning).
Förfarande
Sulfitprocessen ger nästan ren cellulosa. Liksom i andra kemiska nedbrytningsprocesser för produktion av pappersmassa behandlas ("kokas") träflis vid temperaturer runt 150 oC och tryck runt 500-700 kPa i en sur eller neutral lösning av sulfitkemikalier, för att lösa upp ligninet som binder samman fibrerna i veden. I sulfitprocessen löses först svaveldioxid, SO2, i alkaliska lösningar och bildar jämvikter med sulfitjoner (SO32-) och vätesulfitjoner (HSO3-). Den alkaliska lösningen, som svaldioxiden löses i, kan baseras på katjoner i form av natrium (Na+), kalcium (Ca2+), magnesium (Mg2+) eller ammonium (NH4+). Dessa katjoner brukar helt enkelt kallas "bas", d.v.s. natriumbas, kalciumbas, magnesiumbas och ammoniumbas, beroende på att de först tillförs i basisk eller alkalisk form (som natriumhydroxid, o.s.v.) för att reagera med svaveldioxiden.
Sulfitmassa kan också blekas beroende på ljushetskrav i papperstillverkningen.
Blandningen av utlöst material och använda kokkemikalier (restluten) kallas vid sulfitbruk brunlut eller rödlut (till skillnad från sulfatprocessens svartlut). Från början återvanns varken kemikalierna eller det utlösta organiska materialet alls, utan behandlades som avlopp. Följden blev att många vattendrag blev starkt förorenade innan olika behandlingsmetoder installerades. Återvinningen av kemikalierna, som idag är nödvändig för att processen ska vara ekonomisk och acceptabel ur miljösynpunkt, varierar beroende på använd bas (katjon). Varken kalcium- eller ammoniumbaserad sulfitrestlut kan återvinnas och utnyttjande av dessa sulfitprocesser är därför problematiska och fordrar omfattande avloppsbehandling. Idag finns därför bara enstaka sulfitbruk kvar i världen med kalcium- eller ammoniumbas. Återvinning av restluten från natriumsulfitprocessen är möjlig, men komplicerad, och idag finns bara ett bruk kvar i världen som utnyttjar denna process - Domsjö Fabriker vid Örnsköldsvik. Huvuddelen av kvarvarande sulfitmassabruk i världen utnyttjar sålunda magnesiumbas, för vilken process kemialieåtervinningen är enklare. Till exempel använder Nymölla Bruk nära Kristianstad denna process.
Sulfitprocessens restlut, som innehåller hemicellulosor kan jäsas till etanol, som efter destillation brukar kallas sulfitsprit. (Sulfatprocessens restlut kan inte jäsas på motsvarande sätt eftersom de där förekommande sulfidjonerna "förgiftar" jästcellerna.) Jäsningen av sulfitlut hade sin grund i bristande återvinning och allteftersom sulfitmassabruken installerat kemikalieåtervinning har sulfitsprittillverkningen minskat. Även ligninsubstanser härrörande från veden, så kallade lignosulfonater, kan utvinnas ur restluten om återvinningskapaciteten är otillräcklig.
I vissa mekaniska pappersmassaprocesser utnyttjas ibland ett kort sulfitbehandlingssteg, för att "mjuka upp" fibrerna en aning utan att i större utsträckning påverka massautbytet. Detta motsvarar dock inte en kemisk sulfitmassatillverkning utan karakteriseras som mekaniska eller kemimekaniska massaprocesser.
Använding
Sulfitmassa används mest för speciella ändamål, till exempel för produktion av ren cellulosa, så kallad dissolvingmassa som bland annat används för viskosfibertillverkning ("konstsilke") och som förtjockningsmedel.
Sulfitmassa används också för produktion av finpapper och mjukpapper (tissue), samt för papper med höga ljushetskrav såsom fotopapper.
Källor
- Artikeln Sulfite process på engelskspråkiga Wikipedia
