Zellstoff

Allgemeines

Bei der Zellstoffgewinnung wird das im Holz vorhandene Lignin, welches im Holzstoff erhalten bleibt, entfernt. Dazu wird es durch chem. Umwandlungen oder durch Lösungsmittel so weit herausgelöst, daß sich der verbleibende Faserverband ohne weiteren mechanischen Aufwand auflösen läßt.

Die Ausbeute ist bei der Zellstoffgewinnung allerdings niedriger als bei der Holzschliffgewinnung. Sie beträgt nur ca. 40 - 55%. Allerdings bleibt aus mehreren Gründen auch beim Zellstoff ein gewisser Teil des Lignins vorhanden. Liegt dieser Anteil unter 5%, spricht man von "holzfrei", ansonsten von holzhaltig. Dieser Begriff ist etwas mißverständlich, weil er auch so verstanden werden kann, daß das Papier ohne den Einsatz von Holz hergestellt wurde, was natürlich falsch ist.

Durch diesen noch enthaltenen Ligninanteil ist dieser Zellstoff gelb bis braun und kann als ungebleichter Zellstoff eingesetzt werden. In der Regel wird er allerdings noch gebleicht.

Zur Zellstoffgewinnung werden drei verschiedene Verfahren eingesetzt: Das Sulfatverfahren, das Sulfitverfahren und das Organosolv-Verfahren. Während die ersten beiden Verfahren das Lignin durch Umwandlung wasserlöslich machen, lösen die organischen Lösungsmittel beim Organosolv-Verfahren das Lignin direkt an.

Das Sulfatverfahren

Beim Sulfatverfahren werden die Holzschnitzel in einer Lauge gekocht. Diese Lauge ist eine wässrige Lösung von vor allem Natronlauge, Natriumsulfid und evtl. Soda. Das Kochen der Holzschnitzel findet bei etwa 170 - 190 Grad Celsius statt und dauert ca. 4 - 6 Stunden, je nach gewünschter Zellstoffqualität.

Der Vorteil des Sulfatzellstoffes ist, daß dieses Verfahren geringere Ansprüche an die Qualität der Holzschnitzel stellt als das saure Sulfitverfahren. Ein gravierender Nachteil ist jedoch die Entstehung von stinkenden Schwefelverbindungen (faule Eier) sowie die schwere Bleichbarkeit des so gewonnenen Zellstoffes. Dieses Verfahren wird in der Bundesrepublik Deutschland kaum genutzt. Nur die Zellstoff- und Papierfabrik Rosenthal in Blankenstein, Thüringen, verwendet dieses verfahren.

Das Sulfitverfahren

Das Sulfitverfahren verwendet als Kochflüssigkeit eine wässerige Lösung von Magnesium- oder Calziumbisulfit. Die Kochdauer beträgt ca. 7 - 10 Stunden bei einer Temperatur von 125 - 145 Grad Celsius.

Ein Vorteil des Sulfitverfahrens ist zum einen eine bessere Beherrschbarkeit der Geruchsemissionen, was die Akzeptanz der Bevölkerung steigert, als auch eine leichtere Bleichbarkeit des so gewonnenen Zellstoffes.

Allerdings muß als Nachteil angeführt werden, daß so gewonnener Zellstoff eine geringere Festigkeit aufweist und empfindlicher auf Wachs- und Harzbestandteile in den Holzschnitzeln reagiert. Stark harzhaltige Holzarten können so also nicht aufgeschlossen werden.

Das Organosolv-Verfahren

Das Ziel des Organosolv-Verfahrens ist es, die Vorteile des Sulfat- und des Sulfitverfahrens zu kombinieren. Dadurch könnte man einen Zellstoff gewinnen, der sowohl eine hohe Festigkeit und eine leichte Bleichbarkeit aufweist sowie zu dessen Gewinnung keine ausschließlich hochwertigen Holzschnitzel notwendig sind.

Man verknüpft dabei den Natronlauge-Anthrachinon-Aufschluß (Sulfataufschluß, aber ohne Natriumsulfid) oder den Natronlauge-Soda-Natriumsulfit-Aufschluß (Sulfitaufschluß) mit einem Lösemittelprozess auf Methanolbasis.

Der so gewonnene Zellstoff ist gleichzeitig fest und gut bleichbar. Die Festigkeit ist dabei so hoch, daß zur Bleiche sogar chlorfreie Bleichmittel verwendet werden können.