Effect of extractives in birch kraft pulping
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2022-10-18
Department
Major/Subject
Biomass Refining
Mcode
CHEM3021
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
en
Pages
55+4
Series
Abstract
This thesis investigated the role of extractives in birch kraft pulping. In the experimental part saw dust was produced from frozen birch wood and extracted with acetone. Some saw dust was dried prior to the extraction. Extracted saw dust samples were pulped along with non-extracted fresh and dried saw dust samples. The effect of extractive removal was assessed by analysing pulp and black liquor for pulp yield, viscosity, kappa number, carbohydrate content, lignin content and residual alkali. Acetone extracts of fresh and dried samples were also analysed by FT-IR spectrometry to study possible drying induced changes in their chemical composition. The acetone-extracted saw dust samples demonstrated higher pulping yield, higher alkali consumption and higher kappa number when compared to the non-extracted samples. Carbohydrate analysis indicated higher xylose content of pulp and lower xylose content of black liquor in the acetone-extracted samples. Proposed explanation for these chemical differences is the behaviour of dissolved xylan, which partially readsorbs from black liquor back to cell wall. Lignin analysis indicated that the lignin content was very similar in all the pulp samples. The higher kappa number level of the acetone-extracted samples may be due to higher hexenuronic acid content of the pulps. FT-IR -analysis revealed only minor drying induced changes in the extract composition. The results indicate that extractives present in pulping might inhibit xylan readsorption and thus effect pulp yield and alkali consumption.Tässä opinnäytetyössä tutkittiin uuteaineiden merkitystä koivun sulfaattisellukeitossa. Kokeellisessa osuudessa tuotettiin sahanpurua jäisestä koivusta, jonka jälkeen sahanpurua uutettiin asetonilla uuteaineiden poistamiseksi. Osa tuotetusta sahanpurusta kuivattiin ennen asetoniuuttoa. Uuteaineiden poiston vaikutusta tutkittiin analysoimalla sellusta sekä mustalipeästä keiton saantoa, viskositeettiä, kappalukua, hiilihydraattipitoisuutta, ligniinipitoisuutta sekä jäännösalkalia. Asetoniuutteet analysoitiin FT-IR-spektrometrillä mahdollisten kemiallisten muutosten havaitsemiseksi. Tuloksista voitiin nähdä, että asetonilla uutetut sahanpurunäytteet olivat keittosaannoltaan suurempia, kuluttivat enemmän alkalia keiton aikana ja niiden kappaluku oli korkeampi. Hiilihydraattianalyysi osoitti sahanpurun uuton nostavan sellun ksyloosipitoisuutta ja alentavan mustalipeän ksyloosipitoisuutta. Mahdollinen selitys tähän on polymeerisen ksylaanin adsorptio mustalipeästä takaisin kuituun. Ligniinianalyysi osoitti ligniinipitoisuuksien olevan samalla tasolla kaikissa sellunäytteissä. Kappaluvun nousu asetoniuutetuissa näytteissä saattoi johtua sellun sisältämästä heksenuronihaposta. FT-IR-analyysin mukaan uuteaineiden kemiallinen koostumus ei eronnut merkittävästi tuoreen ja kuivatun sahanpurun välillä. Tulokset osoittavat, että uuteaineiden läsnäololla saattaa olla vaikutus ksylaanin readsorptioon ja sitä kautta keiton saantoon sekä alkalikulutuksen.Description
Supervisor
Vuorinen, TapaniThesis advisor
Ruuttunen, KyöstiKeywords
birch, extractives, kraft pulping, saw dust, acetone-extraction