Tärpätin erottuminen puusta sulfaattikeitossa

Abstract

Työssä tutkittiin tärpätin erottumista puusta laboratoriosulfaattikeitossa. Työn kirjallisuusosassa perehdyttiin tärpätin kemialliseen koostumukseen ja tärpätin erottumiseen ja talteenottamiseen eri sulfaattiprosesseissa. Lisäksi tarkasteltiin havupuun rakennetta ja puun uuteaineita. Työn kokeellinen osa suoritettiin Teknillisen Korkeakoulun puunjalostustekniikan osaston selluloosatekniikan laboratoriossa ja Lännen Laboratoriot Oy:ssä.

Aluksi suunniteltiin talteenottolaitteisto, jolla tärpätti voitiin ottaa talteen laboratoriokeittimen kaasauksista siten, että kuidut ja mustalipeä saatiin erotettua kaasufaasista. Talteenottolaitteiston avulla tutkittiin voidaanko tärpätin erottumista puusta simuloida laboratorio-olosuhteissa. Suoritettiin laboratoriokeittoja konventionaalisella pakko-kiertokeittimellä sekä syrjäytyseräkeittimellä. Keittimiä kaasattiin tärpätin talteenottamiseksi, kaasauksien tärpätti- ja rikkipitoisuudet määritettiin sekä tutkittiin keittolipeän tärpätti- ja mäntyöljypitoisuuksia keiton eri vaiheissa.

Tärkein tulos kokeista oli se, että tärpätin erottumista puusta voidaan simuloida laboratoriomittakaavassa. Sekä pakkokiertokeittimellä että syrjäytyseräkeittimellä suoritetuissa kokeissa suuri osa puun sisältämästä tärpätistä saatiin talteen keitinkaasauksilla.

Pakkokiertokeittimellä suoritetuissa kokeissa havaittiin, että suurin osa tärpätistä erottuu puusta keiton lämpötilan nostovaiheessa ennen kuin puun varsinainen delignifiointi alkaa. Hitaammalla lämpötilan nostonopeudella suoritetuissa keitoissa tärpätti erottui puusta alhaisemmassa lämpötilassa. Keitintä kaasattaessa mustalipeän tärpättipitoisuus laskee keiton loppua kohden kun tärpättiä poistuu keittimestä, vastaavasti mustalipeän mäntyöljypitoisuus kasvaa uuteaineiden saippuoitumisen vuoksi.

Syrjäytyseräkeittimellä suoritettujen kokeiden perusteella voidaan sanoa, että myös syrjäytyseräkeitosta voidaan suoraan keittimestä kaasaamalla saada suurin osa puun sisältämästä tärpätistä talteen. Suurin osa tärpätistä on talteenotettavissa keittovaiheen alussa. Jos keitintä ei kaasata, puusta erottunut tärpätti liukenee mustalipeään. Kaasaamattoman syrjäytyseräkeiton mustalipeän mäntyöljypitoisuus on huomattavasti pienempi keiton lopussa kuin keittojen, joista tärpätti on suurimmaksi osaksi positettu kaasauksilla. Tämä johtuu mustalipeässä olevan tärpätin vaikutuksesta suovan liukoisuuteen.