Redigerer Sulfittprosessen

[[Fil:Sulfitfabriken_Köpmanholmen.jpg|301px|thumb|Sulfittfabrikken på [[Köpmanholmen]] i [[Sverige]] på begynnelsen av 1900-tallet.]]
'''Sulfittprosessen''' er en prosess for fremstilling av [[papirmasse]] fra [[ved]]. Prosessen utnytter [[sulfitt]]er til å bryte ned [[lignin]] for å frigjøre fibrene i veden. Dette gjøres i store kjeler som kalles kokere. I dag er prosessen nesten helt erstattet av [[sulfatprosessen]], som gir sterkere [[papir]]. [[Borregaard]] i Sarpsborg, som produserer biokjemikalier basert på tømmer, benytter imidlertid fortsatt sulfittprosessen. 

Sulfittprosessen er [[Syre|sur]] og en av ulempene er at de sure forholdene gir [[hydrolyse]]ring av en del cellulose. Dette fører til svekkelse av fibrene. [[Utbytte]]t av papirmasse er allikevel høyere enn sulfatprosessen og er lettere å [[bleke]]. 
En spesialkvalitet av masse som kun kan kun lages med sulfittprosessen er [[dissolving cellulose]] som kan benyttes til blant annet [[kunstsilke]].<ref name="diss">{{Kilde www
 |url = http://www.npchem.co.jp/english/product/dp/index.html
 |tittel = Dissolving pulp by the sulfite process (engelsk)
 |besøksdato = 
 |forfatter = 
 |etternavn = 
 |fornavn = 
 |medforfattere = 
 |utgivelsesdato = 
 |år = 
 |måned = 
 |format = 
 |verk = 
 |utgiver = 
 |sider = 
 |språk = 
 |doi = 
 |arkiv_url = 
 |arkivdato = 
 |sitat = 
}}</ref> [[Lignosulfonat]]er et viktig biprodukt av prosessen.<ref name="ligno">{{Kilde www
 |url=http://www.lignin.org/whatis.html 
 |tittel=Uses of lignosulfonates (engelsk) 
 |besøksdato= 
 |forfatter= 
 |etternavn= 
 |fornavn= 
 |medforfattere= 
 |utgivelsesdato= 
 |år= 
 |måned= 
 |format= 
 |verk= 
 |utgiver= 
 |sider= 
 |språk= 
 |doi= 
 |arkiv_url=https://web.archive.org/web/20071009004745/http://www.lignin.org/whatis.html 
 |arkivdato=2007-10-09 
 |sitat= 
 |url-status=død 
}}</ref>

==Historie==
Anvendelse av [[ved]] til [[papirmasse]] begynte med utviklingen av [[mekanisk masse]] i [[Tyskland]] av [[F.G. Keller]] i 1840-årene.<ref name="eero">{{cite book |author= E. Sjöström |title= Wood Chemistry: Fundamentals and Applications |publisher= [[Academic Press]]|year= 1993}}</ref> Utviklingen gikk raskt videre til [[Kjemisk masse|kjemiske masser]]. Først ute var [[J. Roth]] med [[svovelsyre]] fulgt av [[B. Tilghman]] som patenterte [[kalsuimbisulfitt]], Ca(HSO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>, i 1867.<ref name="bier"/>

Det første [[massebruk]] som anvendte sulfittprosessen ble bygd i [[Sverige]] i 1874 og anvendte [[magnesiumsulfitt]] basert på arbeidet til [[Carl Daniel Ekman]].<ref name="bier">{{cite book |last=Biermann |first=Christopher J. |authorlink= |coauthors= |title=Essentials of Pulping and Papermaking |url=https://archive.org/details/essentialsofpulp0000bier |year=1993 |publisher=Academic Press, Inc. |location=San Diego |isbn=0-12-097360-X}}</ref> [[Kalsiumsulfitt]] overtok for magnesiumsulfitt på 1950-tallet. Sulfittprosessen var dominerende for fremstilling av papirmasse fram til [[sulfatprosessen]] overtok i 1940-årene. Sulfittmasser utgjør mindre enn 10 % av den totale produksjon av kjemiske papirmasser.<ref name="bier"/>

==Produkter==
Sulfittmasse kan anvendes i [[finpapir]], [[tissue]], [[silkepapir]] og lignende.<ref>{{Kilde www|url=http://www.paperonweb.com/grade11.htm|tittel=Grades and uses of paper|besøksdato=2007-10-12|forfatter=|etternavn=|fornavn=|medforfattere=|utgivelsesdato=|år=|måned=|format=|verk=|utgiver=|sider=|språk=|doi=|arkiv_url=https://archive.today/20120919044623/http://www.paperonweb.com/grade11.htm|arkivdato=2012-09-19|sitat=|url-status=død}}</ref> og for å gi styrke til [[avispapir]].

En spesialkvalitet av bleket sulfittmasse er [[dissolving cellulose]]<ref name="diss"/> som er råvare for en lang rekke [[cellulose]]derivater, for eksempel [[viskose]] (kunstsilke), [[cellofan]], [[celluloseacetat]], [[metylcellulose]] og mye mer.<ref>{{Kilde www
 |url = http://www.dow.com/methocel/index.htm
 |tittel = Applications for Methocel cellulose ethers from Dow Chemical (engelsk)
 |besøksdato = 
 |forfatter = 
 |etternavn = 
 |fornavn = 
 |medforfattere = 
 |utgivelsesdato = 
 |år = 
 |måned = 
 |format = 
 |verk = 
 |utgiver = 
 |sider = 
 |språk = 
 |doi = 
 |arkiv_url = https://web.archive.org/web/20081224230224/http://www.dow.com/methocel/index.htm
 |arkivdato = 2008-12-24
 |sitat = 
 |url-status = yes
 }}</ref>

==Prosessen==
===Kokevæsker / Kjemikalier===
Kokevæskene til de fleste sulfittbruk lages ved å brenne [[svovel]] med rett mengde [[okygen]] for å lage [[svoveldioksid]] som blir absorbert i vann og danner [[svovelsyrling]]

:S  +  O<sub>2</sub> → SO<sub>2</sub>
:SO<sub>2</sub>  +  H<sub>2</sub>O {{unicode|&#8652;}}  H<sub>2</sub>SO<sub>3</sub>

Man må være forsiktig for å ikke lage [[svoveltrioksid]] siden det gir uønsket [[svovelsyre]] når den løses i vann.

:2 SO<sub>2</sub>  +  O<sub>2</sub>  →   2SO<sub>3</sub>
:SO<sub>3</sub>  +   H<sub>2</sub>O  {{unicode|&#8652;}}  H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>

Svovelsyre gir [[hydrolyse]]ring av [[cellulose]] uten å bidra til delignifisering.

Deretter tilsettes [[motioner]] som [[hydroksid]]er eller [[karbonat]]er. Den relative mengden avhenger av mengden svovel som er anvendt. For [[monovalent]]e hydroksider (Na<sup>+</sup>, K<sup>+</sup> og NH<sub>4</sub><sup>+</sup>), MOH:

:H<sub>2</sub>SO<sub>3</sub> + MOH  → MHSO<sub>3</sub> +  H<sub>2</sub>O
:MHSO<sub>3</sub> + MOH  → M<sub>2</sub>SO<sub>3</sub> + H<sub>2</sub>O

For [[divalent]]e (Ca<sup>2+</sup>, Mg<sup>2+</sup>) karbonater, MCO<sub>3</sub>:

:MCO<sub>3</sub>  +  2H<sub>2</sub>SO<sub>3</sub>  → M(HSO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>  + CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O
:M(HSO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + MCO<sub>3</sub>  → 2 MSO<sub>3</sub>   +  CO<sub>2</sub>  + H<sub>2</sub>O

===Koking===
Sulfittkoket utføres ved pH mellom 1,5 – 5,0 avhengig av motionet til sulfitten (bisulfitten) og forholdet mellom base og svovelsyrling. Treflisen er i kontakt med kjemikaliene i 4 til 14 timer ved 130 – 160&nbsp;°C.

Flesteparten av mellomproduktene i delinifiseringen er resonansstabiliserte [[karbokationer]], dannet ved protonering av karbon-karbon[[dobbeltbinding]]er eller sur splitting av [[ester]]bindinger i [[lignin]]. Den siste er hovedreaksjonen for delignifiseringen.<ref name="eero"/> De [[elektrofile]] karbokationene reagerer med bisulfittioner (HSO<sub>3</sub><sup>-</sup>) og gir sulfonater.

:R-O-R'  + H<sup>+</sup>  → R<sup>+</sup>  +  R'OH
:R<sup>+</sup>  +  HSO<sub>3</sub><sup>-</sup> → R-SO<sub>3</sub>H

Sulfittprosessen spalter ikke [[lignin]] i samme grad som [[sulfatprosessen]] og [[lignosulfonat]]ene som dannes er anvendlige biprodukter.

===Kjemikaliegjennvinning===
Den brukte kokeluten fra sulfittprosessen blir kalt [[Brunlut|brun-]] eller [[rødlut]] (sammenlignet med [[svartlut]] fra [[sulfatprosessen]]). Massevasken bruker motstrøms vask (luten går motsatt vei av massen) for å fjerne utløst [[lignin]] og [[hemicellulose]]. Brunluten oppkonsentrert i flerstegs [[inndampning|inndampere]]. Deretter kan luten brennes i en [[sodapanne]] for å generere [[energi]] og gjenvinne de [[uorganisk]]e kokekjemikaliene eller nøytraliseres for å fa tak i verdifulle [[biprodukt]]er fra prosessen.

[[Ammoniumsulfitt]] kan ikke gjenvinnes siden [[ammonium]]ioner og [[ammoniakk]] blir [[oksidert]] til [[nitrogen]] og [[nitrogenoksider]] når de blir forbrent. De tidligste prosessene anvendte [[kalsium]] fra billig [[kalsiumkarbonat]] og det var lite insentiver i å gjenvinne kokekjemikaliene. [[Natrium]]basert sulfittprossess anvender et lignende gjenvinningsystem som [[Sulfatprosessen#Kjemikaliegjennvinning og energiproduksjon|sulfatprosessen]] bortsett fra at det ikke er noen kalksyklus.

Gjennvinningsprosessen i [[magnesium]]basert sulfittkoking, ofte kalt ''magnefittprosessen'' er godt utviklet.<ref>{{Kilde www
 |url            = http://www.p2pays.org/ref/10/09463.htm
 |tittel         = Magnefite porcess
 |besøksdato    = 2007-10-11
 |forfatter      = 
 |etternavn      = 
 |fornavn        = 
 |medforfattere  = 
 |utgivelsesdato = 
 |år            = 
 |måned         = 
 |format         = 
 |verk           = 
 |utgiver        = 
 |sider          = 
 |språk         = 
 |doi            = 
 |arkiv_url      = https://web.archive.org/web/20071217092815/http://www.p2pays.org/ref/10/09463.htm#
 |arkivdato      = 2007-12-17
 |sitat          = 
 |url-status    = død
}}</ref> Den oppkonsentrerte brunluten blir brent i en sodapanne hvor det dannes [[magnesiumoksid]] og [[svoveldioksid]]. Disse blir gjennfunnet i avgassene fra forbrenningen. Magnesiumoksid blir gjenvunnet i en [[scrubber]] for å gi en [[dispersjon|slurry]] av [[magnesiumhydroxid]].

:MgO  +  H<sub>2</sub>O →  Mg(OH)<sub>2</sub>

Denne slurryen blir så brukt i en annen scrubber for å [[absorbere]] svoveldioksid og danne en [[bisulfitt]]løsning som blir klaret, filtrert og anvendt som kokekjemikalie igjen.

:Mg(OH)<sub>2</sub> + 2 SO<sub>2</sub>  →  Mg(HSO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>

==Biprodukter==
Sulfittprosessen er generelt mindre destruktiv enn sulfatprosessen, så det blir fler anvendelige biprodukter. Størstedelen er [[lignosulfonat]]er som har mange anvendelsesområder. De kan brukes som [[dispergeringsmiddel|dispergeringsmidler]] i [[garving]] av [[lær]], i [[betong]], i [[borevæske]]r, i [[gipsplate]]r med mer.<ref name="ligno"/>

Lignosulfonater kan anvendes til produksjon av [[vanillin]] (kunstig [[vanilje]]).<ref>{{cite journal
| last = Hocking| first = Martin B.| year = 1997| month = September
| title = Vanillin: Synthetic Flavoring from Spent Sulfite Liquor
| journal = Journal of Chemical Education| volume = 74| issue = 9| pages = 1055| url = http://jchemed.chem.wisc.edu/hs/Journal/Issues/1997/Sep/abs1055.html
| format = PDF| accessdate = 2006-09-09}}</ref>

Sur hydrolyse av [[cellulose]] gir hovedsakelig [[monosakkarider]], hovedsakelig som [[mannose]].<ref name="eero"/> Dette kan [[Fermentering|fermenteres]] til [[etanol]].

==Referanser==
<references/>
{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Papir]]
[[Kategori:Prosessindustri]]
[[Kategori:Kjemiske prosesser]]
[[Kategori:Treforedlingsindustri]]