크라프트 펄프화 공정에서의 반응 기초 -2강

충북대학교

목재종이과학과

신 수정

크라프트 펄프화 공정에서 각 성분의 반응

침엽수와 활엽수 리그닌의 반응성

크라프트 펄프화 에서 리그닌의 제거와 알칼리 소비의 관계

단계적 탄수화물 분해 반응

탄수화물의 임의 절단 반응

펄프 폐액의 화학 성분

성분 함량, % 조성

리그닌 47

Hydroxy acids 28

Lactic 15

2-hydroxybutanoic 5

2,5-dihydroxypentanoic 4

Xyloisosaccharinic acid 5

alpha-Glucoisosaccharinic acid 15

beta-Glucoisosaccharinic acid 36

다른 hydroxy acids 20

Formic acid 7

Acetic acid 4

추출물 5

다른 성분들 9

반응시간에 따른 리그닌의 분해 양상

크라프트 공정 변수들

수율- 카파값, 수율 화학 조성분: % 리그닌, % 헤미셀룰로오스, % 셀룰로오스 물리적 성질: 강도 반응 속도

일반적인 약액농도

침엽수 표백용 라이너보드용

카파값 30 80-100

%AA 19 17

%EA 16 14.5

활엽수 표백용

카파값 16

%AA 17

%EA 14.5

황화도의 잇점 30% 까지 황화도를 증가시킬때

반응속도가 빨라짐

증해시간 단축

저온 증해 가능

낮은 약액 농도 가능

수율이 높아짐

강도적 성질 향상

30% 이상에서는 효과가 미미하다. 약액 회수 문제를 불러 옴

H-factor

온도와 시간에 따라 화학 반응속도가 달라짐(온도 10oC 상승에 따라 반응속도 2-3배 증가)

이 두가지를 한가지 변수로 -> H-factor

H-factor : 시간과 온도의 함수

온도 사이클

온도 상승이 너무 빠르면: 불균일한 증해

약액 침투속도와 온도 상승 사이에 조화를

최대 온도는 180oC를 유지 하여야

이상에서는 (임의 절단 반응에 의하여)

강도 손실

수율 손실

컨트롤 조작 변수들

리그닌 제거 정도: 카파값

잔류 알칼리

강도: 점도

%rejects

점도

셀룰로오스 사슬내 파괴 정도를 측정하는데 사용

펄프를 CED(cupraethylenediamine)용액에 용해 시킨다

점도계를 이용하여 정도를 측정

연속식 다이제스터

1930년: Asplund Defibrator에서 기계펄핑을 위해 개발

1950년: 하루 생산 50톤 규모의 공장이 스웨덴에서 Kamyr사에 의해 개발

1958년: 저온 배출 방법 도입

1964년: 다이제스터내 세척법 도입

1972년: 두개의 증해통을 사용하는 다이제스터 개발

다이제스터 조작-연속식

칩 투입및 약품 농도로 조절

온도 변화 조절

세척 조절

카파값 조절

생산 속도 조절

MCC(Modified Continuous Cooking)

연장 탈리그닌의 잇점

펄프 품질에 영향을 미치지 않으면서 낮은 카파값까지 증해 할수 있다- 일반적인 침엽수카파값:30, 연장증해: 15까지

카파값을 내릴수 있어서 표백단계 오염물 발생을 반정도 줄일수 있다

산소 탈리그닌을 도입하면 카파값 8 이하의 펄프를 생산할수 있다

무 염소 표백 (elemental chlorine-free [ECF]), 무염소계 표백(totla chlorine-free[TCF]) 표백이 가능하게 한다.