Sulfatprocessen
Flis kokas i en het lösning av alkali och natriumsulfid. Ligninet bryts ner och löses upp, medan cellulosafibrerna blir kvar. Resultatet är en stark brun massa, som används till exempel till kraftpapper och kartong.
Kokluten (vitluten) innehåller NaOH och Na2S; kokningen sker vid cirka 160-170 °C. Hydrosulfidjoner påskyndar klyvningen av β-O-4-bindningar i fenoliska ligninenheter, så delignifieringen går snabbare och kolhydraterna skadas mindre än i enbart alkali. Utbytet av kemisk massa är ungefär hälften av vedens massa; förlusterna utgörs av lignin, en stor del av hemicellulosorna, extraktivämnena och lite cellulosa.
Kemikalieåtervinning
Ett bruk kastar inte sina kemikalier, det skickar dem runt i ett kretslopp. Förbrukad svartlut koncentreras och förbränns. Det lösta ligninet brinner och ger ånga och el, och den oorganiska delen blir koklut igen.
Svartluten indunstas och förbränns i en sodapanna: den organiska delen ger energi och natriumsalterna lämnar pannan som en smälta av Na2CO3 och Na2S (natriumsulfat reduceras då till sulfid). Smältan löses till grönlut och kausticeras med kalk: Na2CO3 + Ca(OH)2 → 2 NaOH + CaCO3. Den bildade mesan bränns om i en mesaugn tillbaka till CaO.
Sulfitkokning och blekning
Det finns också sulfitprocessen, som oftast är sur. Dess massa är ljusare men svagare. För att göra papperet vitt avlägsnas det kvarvarande ligninet genom blekning. Förr blekte man med klor; i dag används klordioxid, syrgas, peroxid och ozon.
Vid sulfitkokning används lösningar av sulfiter och bisulfiter (av kalcium, magnesium, natrium eller ammonium); ligninet sulfoneras och löses som lignosulfonater. Blekningen sker i flera steg: industrin har gått från elementärt klor till ECF-blekning (klordioxid) och till TCF-blekning utan klorföreningar (syrgas, väteperoxid, ozon).
Hydrolys och biobränslen
Spjälka cellulosa och hemicellulosor till socker så kan de jäsas. Det ger fodermjäst och etanol. Det är svårare än med stärkelse, eftersom ligninet och cellulosans täta packning står i vägen.
Sur hydrolys av ved med utspädda eller koncentrerade syror var grunden för vedhydrolysindustrin (fodermjäst, etanol, furfural, xylitol). Enzymatisk hydrolys med cellulaser kräver en förbehandling som öppnar cellväggen: ångexplosion, sur, alkalisk eller organosolvförbehandling.
Pyrolys och träskivor
Upphettar man trä utan lufttillträde bryts det ner till träkol, vätska och gas. Björknäver torrdestilleras på det sättet till björktjära. Träskivor som spånskiva, plywood och OSB limmas med syntetiska hartser, som behandlas i avsnittet om polymerer.
Vid pyrolys sönderdelas hemicellulosor vid lägre temperaturer än cellulosa, och lignin över det bredaste intervallet. Kolning ger träkol och flytande produkter (träsyra med ättiksyra och metanol, tjäror); torrdestillation av björkbark ger björktjära, och snabbpyrolys ger pyrolysolja. Plywood och skivor limmas med urea-, melamin- och fenolformaldehydhartser samt isocyanatbindemedel (pMDI).
Viktiga fakta
- vitlut
- NaOH + Na2S
- koktemperatur
- cirka 160-170 °C
- utbyte kemisk massa
- cirka hälften
- kausticering
- Na2CO3 + Ca(OH)2
- blekning
- ECF och TCF
- björktjära
- torrdestillation av bark
Källor till kapitlet
- Sjöström E. Wood Chemistry: Fundamentals and Applications. 2nd ed. San Diego: Academic Press, 1993.
- Ek M., Gellerstedt G., Henriksson G. (eds.) Wood Chemistry and Wood Biotechnology. Pulp and Paper Chemistry and Technology, vol. 1. Berlin: De Gruyter, 2009.
- Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров: учебник. 2-е изд. СПб.: Лань, 2010.
- Лукаш А.А. Химия древесины: учебное пособие для вузов. СПб.: Лань, 2025. 129 с.