Archiv Papiertechnik

Zellstoff … Teil 3

Zellstoffballen.

… wird den Papierfirmen hauptsächlich in Ballenform angeliefert. Diese Ballen werden zu Units von acht Ballen zusammengefasst und mit Stahlband verbunden.

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In Deutschland gibt es einige wenige integrierte Papierfabriken mit Zellstoffherstellung sowie zwei reine Zellstoffwerke, die im Gegensatz zu den anderen den hochwertigen Zellstoff nach dem Sulfatverfahren unter strengen Umweltauflagen aus überwiegend heimischem Holz gewinnen. Die größere Menge Fertigware kommt überwiegend aus dem Ausland in die Papierfabriken.

Das Sulfatverfahren ist ein alkalisches Verfahren. Hier kommt als Kochlösung eine wässrige Aufschlusslauge zum Einsatz, die Natriumsulfid (Na2S), Natronlauge (NaOH) und auch Soda (Na2CO3) enthält. Die Lauge lässt die Holzstruktur quellen, wodurch die Aufschlusslauge schnell in die Hackschnitzel eindringen kann. Der Name Sulfatverfahren ist abgeleitet vom Natriumsulfat (Na2SO4), welches das Ausgangsmaterial für das notwendige Natriumsulfid bildet und in der Regel in der Chemikalienrückgewinnung dem Kreislauf zugeführt wird. Auffällig beim Sulfatverfahren sind typische Geruchserscheinungen, die durch organische Schwefelverbindungen entstehen können.

Der chemische Holzaufschluss dauert circa zwei bis vier Stunden und läuft bei hohen Temperaturen von circa 170 bis 180 Grad Celsius ab. Das Lignin wird im Kochprozess überwiegend abgebaut und gelöst. Dabei übernimmt das Hydrosulfid-Ion aus dem Natriumsulfid die Rolle der aktiven Substanz. Ein Teil des Lignins kondensiert allerdings während der Kochung und bleibt an den Zellstofffasern schwer entfernbar haften.

Der klassische diskontinuierliche Kochprozess läuft in einem stehenden Edelstahlkocher (100 – 300 m³) in mehreren Phasen nach einer festgelegten Temperaturkurve ab. In der Papiertechnik unterteilen wir dann diesen Kochprozess in die Phasen Füllen, Ankochen, Zwischenabgasen, Fertigkochen, Endabgasen und Entleeren.

Die relativ kurze Aufschlusszeit ermöglicht auch einen kontinuierlichen Kochprozess, welcher sich immer mehr durchgesetzt hat. Hier werden über Dosiereinrichtungen die Hackschnitzel zusammen mit der Kochlauge von oben dem meist stehenden Kocher zugeführt, aus dem gleichzeitig eine entsprechende Menge Zellstoff und Ablauge ausgeblasen werden. Die sich aufbauende Hackschnitzelsäule wandert dann langsam durch den Kocher nach unten zur Ausblasvorrichtung. Die einzelnen Phasen des Aufschlussprozesses laufen nacheinander ab. Nach der Aufwärmphase durchdringt die Kochlauge bei einer zehn- bis zwanzigminütigen Imprägnierung die Hackschnitzel, bevor dann der Kochprozess bei zunehmend höheren Temperaturen und längerer Zeit fortgeführt wird. Im abschließenden Entleerungsprozess werden das Kochgut und die Kochflüssigkeit voneinander getrennt und einer Wäsche unterzogen. Nach der Zerfaserung und Sortierung wird dann der fertige Zellstoff entweder in die Bleicherei gepumpt oder auf einer Entwässerungsmaschine als ungebleichter Zellstoff entwässert und getrocknet.

Die Wiedergewinnung der Chemikalien ist beim Sulfatverfahren eine unabdingbare wirtschaftliche Forderung und läuft sehr komplex in mehreren Stufen ab. Die Ablauge wird immer wieder regeneriert und nach Aufstärkung der Kochflüssigkeit wieder zugegeben. Hierbei spielen in der Papiertechnik auch die Begriffe Schwarzlauge, Grünlauge und Weißlauge eine Rolle. Mit Schwarzlauge wird, leicht nachvollziehbar, die Ablauge aus dem Kochprozess bezeichnet. Die Grünlauge ist ein Zwischenprodukt im Aufbereitungsprozess, welches unter anderem das Natriumsulfid enthält. Am Ende erhält man eine Natronlauge im Gemisch mit Natriumverbindungen, die als Weißlauge dem Kochprozess zugeführt wird.

Sulfatzellstoffe werden bei Papieren mit hohen Festigkeiten eingesetzt. Hier gilt als prägendes Beispiel der Kraftliner, das Deckenpapier für eine sehr feste Wellpappe. Vielfach in Mischung mit anderen Zellstoffen ist der Sulfatzellstoff ebenfalls Faserstoff für Druckpapiere und Hygienepapiere.