Titel: Zur Herstellung von Holzzellstoff.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1884, Band 252 (S. 323–328)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj252/ar252120

Zur Herstellung von Holzzellstoff (Sulfitstoff).1)

Patentklasse 55. Mit Abbildungen auf Tafel 26.

J. A. Graham in London (Englische Patente Nr. 5365, 5366, 5367, 5368 vom 10. November 1882) hat verschiedene Einrichtungen und Verfahrungsweisen für die Herstellung von Sulfitholzstoff angegeben, welche sich beziehen auf die Verhinderung des Entweichens der Schwefligsäure, auf eine Verbesserung des Bleich Verfahrens und auf die Herstellung verbleiter Bleche sowie ganzer Kocher.

Zunächst soll (Nr. 5365) der Uebelstand beseitigt werden, daſs während des Kochens und auch später Schwefligsäure entweicht und die Umgegend belästigt. Zu diesem Zwecke schlägt Graham die Anwendung einfach schwefligsaurer Salze des Kaliums, Natriums, Magnesiums u. dgl. vor. Eine Lösung aus einem oder mehreren dieser Salze wird in Lösung in den Kocher gebracht und, nachdem Luft und Kohlensäure aus Holz und Kocher entfernt sind, noch flüssige oder gasförmige Schwefligsäure hineingepumpt. Anstatt der Schwefligsäure allein kann man solche auch mit Kali, Natron oder Magnesia verbunden zur Anwendung bringen; doch muſs stets etwas Säure im Ueberschusse vorhanden sein, jedenfalls aber nicht so viel, daſs doppelt schwefligsaure Salze entstehen. Das Einführen von Schwefligsäure in den Kocher kann während des Kochens wiederholt werden, wenn die Umstände es verlangen sollten.

Ferner schlägt Graham vor (Nr. 5366), nach oder zugleich mit den üblichen Bleichmitteln eine Lösung von salpetersaurem Kali oder Natron auf die Faser einwirken zu lassen, die einen Theil der färbenden Substanzen auflösen und die Faser von unlöslichen Kalksalzen befreien soll, welche letztere von vornherein in derselben vorhanden oder auch durch Wasser und die Kochflüssigkeit darauf abgelagert sein können; ferner soll hierdurch auch die schädliche Wirkung der beim Bleichen mit Chlor (oder Chlorkalk) entstehenden Salzsäure auf die Faser verhindert und so eine höhere Temperatur im Kocher ermöglicht werden. Die Anwendung höherer Temperaturen wird aber in jedem Falle, wenn ein Nitrat in Verbindung mit Chlor oder Chlorkalk in Anwendung ist, sehr empfohlen.

Eine auch in Deutschland patentirte Vorschrift (Englisches Patent Nr. 5367, ferner D. R. P. Kl. 48 Nr. 23718 vom 22. December 1882) betreffend das Ueberziehen von Eisen, z.B. den Blechplatten eines Kochers, mit Blei wurde bereits früher (vgl. 1884 251 70) beschrieben. Das Blei |324| wird direkt auf die mit Chlorzink gebeizten Eisenblechtafeln aufgegossen und durch Erhitzen das gebildete Eisenchlorid herausgeschmolzen. Wesentlich Neues bietet dieses Verfahren also nicht.

Für das Zusammensetzen derartiger Blechplatten zu Kocherkesseln werden die Plattenränder zunächst unverbleiet gelassen und kann daher die Nietung durchaus in der gewöhnlichen Weise erfolgen, worauf erst das nachträgliche Verbleien der Nietstellen erfolgt, was jedenfalls eine ziemlich mühsame Arbeit ist. Trotzdem soll nach der Papierzeitung, 1883 S. 434 sich der Preis eines Eisenblechkochers nur etwa um die Hälfte erhöhen. Diese Verbleiung wird den Kocher, vorausgesetzt daſs sie gut ausgeführt ist, jedenfalls gegen den Angriff der Schwefligsäure schützen; sie wird aber auch einer fortgesetzten Ueberwachung bedürfen, um Fehlstellen im Bleiüberzuge bei Zeiten entdecken und ausbessern zu können.

Endlich ist eine besondere Kocherconstruction (Nr. 5368) zu erwähnen. Wie aus Fig. 11 Taf. 26 zu ersehen, steht der Kocher während des Kochens senkrecht und ist aus einem cylindrischen Mittelstücke gefertigt, welches sich nach beiden Enden hin in der Form eines abgestumpften Kegels verjüngt. An den Enden ist der Kocher mittels zweier domartiger Aufsätze abgeschlossen, welche sich entfernen lassen. In den unteren Aufsatz, welchen ein durchlochter Bleiboden vom Kocherinneren trennt, führt das Zuleitungsrohr für die Flüssigkeiten. Der obere Aufsatz ist mit einem Wasserstandsglase und mit einem Hahne zum Ablassen der Luft bei Beginn des Kochens ausgerüstet. Im Inneren ist der Kessel nach dem oben erwähnten Verfahren verbleiet. Die Heizung erfolgt durch den in den Mantel des Kochers eingeleiteten Dampf.

Nach R. P. Pictet in Genf und G. L. Brélaz in Lausanne (* D. R. P. Nr. 26331 vom 23. Mai 1883) werden durch die bei der bisher üblichen Herstellung von Holzzellstoff erforderlichen hohen Temperatur von 120 bis 140° Gummi- und Harzstoffe in Theere umgewandelt, welche das Bleichen des Zellstoffes erschweren. Verwendet man jedoch eine Lösung, welche die inkrustirenden Stoffe des Holzes bei niedriger Temperatur löst, so wird eine bessere Ausbeute und ein leichter zu bleichender Zellstoff erhalten. Dies wird nun erreicht durch eine wässerige Lösung von Schwefligsäure. Da man jedoch 100 bis 150g Schwefligsäureanhydrid in 1l Wasser lösen muſs, um im Kocher bei 80 bis 90° einen Druck von 5 bis 6at zu erhalten, so wird in einen mit Holzstücken und Wasser angefüllten, mit Heizschlange s (Fig. 9 und 10 Taf. 26) und Entleerungsöffnung i versehenen Kocher E das flüssige Schwefligsäureanhydrid unter Druck und in Gewichtsverhältnissen von 100 bis 150k Säure auf 1cbm Wasser zugeführt, was einfach durch Stellung der Hähne, welche den mit flüssig gemachter Schwefligsäure angefüllten Behälter A mit dem Kocher verbinden, bewirkt wird. Die Säure sinkt durch ihren eigenen Druck in dem Kocher herab, mischt sich mit Wasser und ergibt die gewünschte |325| Lösung. Oder man preist mittels einer Pumpe C das Schwefligsäuregas direkt in den Wasser und Holz enthaltenden Kocher. Diese nach einem beliebigen Verfahren hergestellte Schwefligsäure wird in einem groſsen, durch Oel abgeschlossenen Gasometer B unter Atmosphärendruck gehalten.

Um diese Lösung vollständiger in das Innere des Holzes eindringen zu lassen, empfiehlt es sich, im Kocher vor Einführung der Lösung mittels der Luftpumpe D Vacuum herzustellen, welches aus den Poren und Fasern des Holzes, welches sich allein in dem Kocher befindet, die Luft aussaugt. Hierauf kommt eine übersättigte Schwefligsäurelösung in den verschlossenen Behälter und treten die Dämpfe an die Stelle der ausgezogenen Luft. Die Auflösung des Holzes findet dann gleichzeitig in der gesammten Stärke der Holzgewebe statt, wodurch die Operation schnell und sicher vor sich geht. Nach unterbrochenem Kochen enthält die Säurelösung, welche den Holzstoff enthält, eine Menge verschiedener Stoffe, vor Allem eine beträchtliche Menge von Gummi- und Harzstoffen, Glucose aus den inkrustirenden Massen, sowie ätherische Oele, ferner in geringerem Maſse schwefelsaure Kalkverbindungen, sowie endlich fast die gesammte zugeführte Menge der Schwefligsäure in freiem Zustande. Es empfiehlt sich, die zugeführte Schwefligsäure so viel wie möglich wieder zu gewinnen, um deren Verbrauch möglichst zu verringern.

Die Praxis hat auch ergeben, daſs man mehrere nach einander folgende Kochungen mit derselben Flüssigkeitsmenge vornehmen kann; dabei löst dieselbe die Gummistoffe und Oele in sehr starkem Maſse auf, ehe sie sich mit diesen Körpern sättigt. Zu diesem Zwecke genügt es, die fertige Lösung aus dem einen Kochapparate, dessen Kochen beendet ist, in einen zweiten vorher mit Holz gefüllten Kocher zu leiten, so daſs die Arbeit in diesem fortgesetzt wird. Beide Kocher E bestehen aus Eisenblech oder Guſseisen und sind durch ein Röhrensystem verbunden, durch welches die Flüssigkeiten durch die Unterschiede der inneren Drucke aus dem einen nach dem anderen Kocher gehen können. Beide mit Manometern versehene und ausgebleite Kocher können durch Rohrleitungen auſser mit der Pumpe C auch noch mit der Luftpumpe D und mit dem Behälter A direkt verbunden sein.

Die nasse und aufgelöste Holzfaser behält in dem Kocher noch ihre Form und ihr äuſseres Ansehen bei; bei dem geringsten Drucke jedoch zerfällt sie in eine Menge Cellulosetheilchen, welche durch ihr Zusammenhaften die Holzcellulose bilden. Die durch Capillarität im Holze zurückgehaltene Flüssigkeit flieſst nicht direkt aus dem ersten Kocher nach dem zweiten; man muſs das Holz zunächst aus dem Kocher herausnehmen und pressen, worauf man dann die ablaufende Flüssigkeit weiter verwenden kann. Vor dieser Operation leitet man das von selbst aus der Flüssigkeit entweichende Schwefligsäuregas nach dem Gasometer zurück, in welchem es sich ansammelt, worauf man nach vollständiger |326| Entweichung des Gases hydraulische Pressen anwendet. Verdampft man die aus den hydraulischen Pressen ablaufenden Flüssigkeiten, so kann man je nach den Oelarten der benutzten Hölzer noch Kolophone, Harze, Weinsteinsäure, Tannin ausziehen, die dann weiter verarbeitet werden.

Der Oesterreichische Verein für chemische und metallurgische Production in Aussig (* D. R. P. Nr. 25485 vom 23. December 1882) empfiehlt zur Herstellung von Zellstoff Holz, Stroh u. dgl. entsprechend zerkleinert, in schmiedeisernen Kesseln mit so viel wässeriger Lösung von Schwefelnatrium von etwa 10° B., daſs auf 100k Holz etwa 30k reines Schwefelnatrium kommt, unter einem Drucke von 5 bis 10at 10 bis 6 Stunden lang zu kochen. Das Schwefelnatrium verbindet sich hierbei mit den inkrustirenden Substanzen des Holzes zu einer löslichen Verbindung von tief brauner Farbe, während die Cellulose als weiche Masse in Form des Holzes zurückbleibt. Nach Beendigung des Kochprozesses läſst man abkühlen, zieht danach die Flüssigkeit ab und bringt die im Kessel zurückbleibende „rohe Cellulose“, vermischt mit einer hinreichenden Menge Wassers, in Zerkleinerungsapparate (Stampfer, Holländer o. dgl.), um eine vollständige Trennung in einzelne Fasern zu bewirken. Ist dies geschehen, so wird die Masse einer systematischen Auswaschung, erst mit Wasser, dann mit verdünnter Salzsäure und darauf wieder mit Wasser unterworfen, bis alles Lösliche entfernt ist. Der auf diese Art erhaltene Zellstoff ist von grauer Farbe; er wird entweder so, wie er ist, als ungebleichter Zellstoff oder nach vorheriger Behandlung mit Chlorkalklösung oder Chlorgas als gebleichter Zellstoff in bekannter Weise in eine verkäufliche Form gebracht.

Wie in der Papierzeitung, 1884 * S. 664 mitgetheilt wird, ist jetzt das Francke'sche Verfahren (vgl. 1883 249 24) zur Herstellung von Sulfit-Zellstoff auch in den Vereinigten Staaten (Nordamerikanisches Patent Nr. 295865 vom 28. März 1884) patentirt worden, nachdem es schon vor 2½ Jahren (29. Oktober 1881) angemeldet war. Ob Gründe obwalteten, welche die Ertheilung eines Patentes hinderten, bezieh. welcher Art dieselben waren, ist nicht angegeben. Bemerkenswerth aber erscheint es, daſs der von D. V. Francke angegebene Kocher, ein liegender cylindrischer Kessel, welcher um seine geometrische Achse mittels Schraube ohne Ende eine langsame Drehung erfahrt und mit parallel zur Achse hindurchgehenden Heizröhren versehen ist, nicht mit patentirt wurde.2) Uebrigens hat man diese Kocherform inzwischen |327| schon verlassen, weil sich auf den Siederöhren bald eine so dicke Kalkkruste absetzte, daſs die Wärmemittheilung fast verhindert wurde. Die neueren Kocher sind einfache drehbare Cylinder von 12m,5 Länge und 2m,2 Durchmesser, welche auf der Innenfläche mit hervorragenden Stiften zum Mitnehmen und Umwerfen des Holzes versehen sind. Zu 1000k Zellstoff (ob trocken oder feucht, ist nicht gesagt) sollen 900 bis 1250l Kochflüssigkeit, eine Auflösung von schwefligsaurem Kalk von 150° Temperatur und 4 bis 5° B., nöthig sein. Diese Kochflüssigkeit wird in der Weise hergestellt, daſs man in einem Thurme heiſse Schwefligsäuredämpfe auf Kalk bei Gegenwart einer geringen Menge Wasser einwirken läſst, wodurch dieselbe auch gleich in annähernd richtiger Temperatur erhalten wird.

Nach La Papeterie ist an C. Kellner und H. Ritter v. Zakony in Görz für Frankreich unter Nr. 157754 vom 24. September 1883 ein Verfahren patentirt worden, welches sich insbesondere auf die Herstellung der Kochflüssigkeit und eine besondere Kocherconstruction bezieht.

Die Kochflüssigkeit durchläuft auf ihrem Wege von einem höher aufgestellten Behälter zu dem Absorptionsgefäſse einen Injector, durch welchen dann die in einem besonderen Ofen dargestellte und vorher gekühlte Schwefligsäure angesaugt wird. Die so entstehende wässerige Säurelösung wird alsdann im Absorptionsgefäſse mit kohlensaurem Kalk,. Dolomit o. dgl. in Berührung gebracht. Die Lösung der betreffenden Schwefligsäuresalze macht nach Bedarf den Weg durch den Injector noch einmal, während die nicht absorbirte Schwefligsäure und die entstandene Kohlensäure theils in das vom Ofen kommende Schwefligsäurerohr gelangt, theils durch das zum Verdünnen dienende Wasser abgeleitet wird. Sollen Thürme verwendet werden, so werden dieselben mit kohlensaurem Kalk, Dolomit oder einem Gemenge von kohlensaurem Kalk und kohlensaurer Magnesia gefüllt und von dem in einem Kühler besonderer Einrichtung vorher gekühlten Schwefligsäuregase von unten nach oben durchströmt, während gleichzeitig die Kochflüssigkeit aus über den Thürmen aufgestellten Behältern herabflieſst und auf diesem Wege angereichert wird. Zwei oder drei derartige Thürme sind nach dem Gegenstromprinzipe in Verbindung gebracht, so daſs die aus einem Thurme kommende Lauge den nächst vorhergehenden durchflieſst, entgegen dem Zuge des Schwefligsäuregases, welches in entgegengesetzter Richtung von einem in den anderen Thurm geleitet wird. Der Gasdruck im Inneren der Thürme soll 35mm Wassersäule entsprechen. Der Kühler, durch welchen das aus dem Ofen kommende Säuregas geleitet wird, besteht aus einem Wassergefäſse, unter welchem das Gas im Zickzack hin- und hergeführt wird, worauf es noch ein in Wasser liegendes Schlangenrohr durchströmt.

Der Kocher ist ein senkrecht stehender Cylinder, welcher mit kleinen Bleiplatten ausgekleidet ist. Die wagerechten Stöſse der letzteren sind |328| mit Bleiringen, die senkrechten mit entsprechenden Bändern verdeckt. Hierdurch soll ein Reiſsen des Bleifutters vermieden werden. Das zu kochende Holz liegt zwischen zwei Siebböden und wird ein lebhafter Durchfluſs der Kochflüssigkeit durch dasselbe dadurch bewirkt, daſs der zum Kochen dienende Dampf durch Injectoren eingeleitet wird, welche in ober- und unterhalb der Siebböden ausmündenden Röhren angebracht sind. Hierdurch wird die Kochflüssigkeit aus dem oberen Theile des Kochers nach dem unteren befördert und steigt durch das Holz wieder empor. Diese Röhren sind mit guſseisernen Schutzmänteln versehen, und, um ein Uebertreten der Kochflüssigkeit in den Dampfkessel zu verhindern, mit Rückschlagventilen ausgerüstet, welche ebenso wie auch die Ventilsitze aus Silber hergestellt sind.

Das in üblicher Weise vorher zerkleinerte Holz wird etwa 8 Stunden hindurch unter einem Drucke von 4at gekocht.

B. Blitz (Französisches Patent Nr. 155 014 vom 3. April 1883) will das zerkleinerte Holz 3 bis 4 Stunden lang in einem Kessel bei 3 bis 4at Ueberdruck mit einer Lösung von 6k Schwefelnatrium, 3k Aetznatron und 1g vanadinsaurem Ammonium kochen.

Von verschiedenen Seiten wird in der Papierzeitung, 1883 S. 1633 und 1669 darauf hingewiesen, daſs die nach dem Mitscherlich'schen Verfahren arbeitenden Sulfitstofffabriken (vgl. 1884 251 * 262) wegen Belästigung der Umgebung groſse Schwierigkeiten bei der Concessionirung und auch beim Betriebe haben, da Feld und Wald durch die aus solchen Anlagen entweichende Schwefligsäure leiden.

Vgl. Uebersicht 1883 249 23. Kudelski's Herstellung von schwefligsauren Alkalien 1883 250 48. * 351. Pierredon's Kocher mit steinernem Futter 1883 250 186. Marshall's Kocher mit Dampfmantel 1884 251 * 214. Mitscherlich's Herstellung von Zellstoff 1884 251 * 262. Knowles' Kocher mit eingesetztem Futter * S. 118 d. Bd.

|326|

Die Patentansprüche lauten: 1) Die Art der Herstellung der Kochflüssigkeit von bestimmter Stärke und beinahe richtiger Temperatur dadurch, daſs man heiſse schwefligsaure Dämpfe zu festem Alkali bringt in Gegenwart geringer Wassermenge, welche über feste Oberflächen geleitet wird. 2) Die Herstellung von Zellstoff durch Behandeln des fein vertheilten Holzes mit Sulfitlösung von etwa 150° C. und 4 bis 5° B. unter leichtem Bewegen. 3) Die Herstellung des Zellstoffes aus fein zertheiltem Holze unter Einwirkung von Sulfitlösung, Hitze und Druck in einer einzigen Operation.

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