Cellulose

Grondstof waaruit papier wordt geproduceerd. Cellulose is een tussenfase in het papierproductieproces.

Cellulose, ook wel celstof, pulp of papierpulp, papiervezel in de vorm van houtvezel genoemd, is de belangrijkste grondstof voor papier. Cellulose zijn eigenlijk eenvoudige koolhydraten met drie tot zes koolstofatomen.

Hout bestaat voor een groot deel uit cellulose, maar bevat ook andere stoffen als lignine en hemicellulose.

De vezels voor de papierindustrie worden geleverd door; de fijnspar (Pica Excelsa), berk, grove den, populier, beuk en eucalyptus. De eucalyptus is niet alleen vanwege de opdikking zo populair; als een boom omgezaagd is komt dezelfde boom tot drie keer uit dezelfde stronk terug en hij groeit heel snel!

Er zijn twee methodes voor het ontsluiten van de vezel;

I) Mechanisch (er worden geen chemicaliën gebruikt)
Mechanische Pulp (MP) is de grondstof voor houthoudend papier.

Van het aangeleverde hout worden paaltjes van een meter gezaagd en schoon afgeschild. Deze worden, met een aantal gelijktijdig in de lengterichting, onder hoge druk tegen een ronddraaiende slijpsteen gedrukt.

Hierbij komt veel warmte vrij, zodat het hout met extra water gekoeld moet worden.

De brij wordt afgevoerd en over een zeefplaat geleid, waarop de spaanders achterblijven. Het fijne stof wordt afgevoerd. Via de afvoer gaat deze fijne stof naar de sorteerders waar het door zeefplaten wordt gejaagd.

Te grove delen worden opgevangen en afgevoerd naar een raffineur; gegroefde stenen waartussen de grove delen worden fijngemalen. Hierna komt het stof opnieuw in de sorteerders en wordt het proces verder doorlopen.

1m³ hout (stère) levert ca 290 á 300 kg houtstof - afhankelijk van de houtsoort.

Een andere mechanische methode is Refiner Mechanical Pulp (RMP).
Hierbij wordt gebruik gemaakt van gechipt (chips, als in snippers); het hout wordt gezaagd, ontbast en in een refiner geleid. Een refiner bestaat uit één of meer platen met messen.

De platen draaien en drukken hierbij tegen een stilstaande plaat, waarbij de vezel bij contact met de platen en messen uit het hout wordt getrokken. Hierdoor hierdoor de hout-chips.

II) Chemisch
Er worden twee processen onderscheiden;

Het sulfietproces
In 1855 zijn door de heren Watt en Burges (geslaagde) proeven genomen, voor het langs chemische weg verwerken van hout tot een vezelachtige brij. Het was het natronprocédé dat circa 15 jaar later in de praktijk zou worden toegepast.

In 1866 ontdekte Benjamin Chew Tilghman in Philadelphia de chemische omzetting van hout in celstof door het hout te koken in een zwavelzurige kalkoplossing (het sulfietproces). Door de latere onderzoekingen van de Zweed Ekman en de Duitse professor Mitscherlich kon dit op grote schaal in de praktijk worden toegepast.

Hout is opgebouwd uit cellen, omgeven, samengebonden en verstevigd door de zogenaamde inkrusten, de bouwstoffen in het hout als hars, pectine en vooral lignine.

Nadat het hout in grote kapmachines tot kleine stukjes is gekapt, wordt het gekookt in sulphietloog.
Sulfietloog is een verbinding van kalk, uit pyriet gestookte zwaveldioxide (SO²) en water.
Op een temperatuur van ca 130º C, onder hoge druk, dat circa 16 tot 20 uur duurt, doordringt de loog de gehele houtmassa, maakt de inkrusten los van de vezels en verbindt zich daarmee.

Het afvalloog (loog met inkrusten) wordt door een filter afgetapt, en vervolgens wordt de verdere ketelinhoud (ruwe celstof) onder waterdruk in uitspoelbakken onder de ketels afgevoerd.
De kwasten uit het hout zijn slechts in geringe mate door de loog aangetast en worden met behulp van kwastenvangers (zeefplaten) verwijderd. In een zandvanger bezinken zware onreinheden, sorteerders verwijderen te grove vezels, daarna kan de celstofmassa verder ontwaterd worden.
1m³ hout (stère) levert de helft van de hoeveelheid houtslijp, 145 á 150 kg.
Daardoor is het duurder maar ook veel edeler.

Het sulfaatproces
Dit is een eenvoudige wijze van koken van de vezelstof in ijzeren, kogelvormige ketels met Natrium Hydroxyde (NAoH), eigenlijk caustic soda. Dit procédé wordt nog toegepast op stro en espartogras. Vroeger werd ook de grove den op deze op deze wijze gekookt; daarvan is de naam natroncelstof en natronkraft afkomstig.

Dit proces heeft plaats moeten maken voor het goedkopere sulfaatproces, waarbij glauberzout (natriumsulfaat, Na2SO4 ) wordt toegepast.

Eigenlijk dienen we te spreken van sulfaatcelstof en sulfaatkraft, maar de naam natronkraft is zo ingeburgerd dat we deze naam zjin blijven gebruiken.

Zie ook: houtvrij.