過酸化水素安定漂白におけるIDS（イミノジコハク酸四ナトリウム）の戦略的利用

IDS(テトラナトリウムイミノジサクシネート)は、主に金属イオン(Fe 3+、Cu 2+、Mn 2+など)をキレートすることによって、過酸化水素の無効な分解を抑制することで、過酸化水素安定化漂白剤に使用されます。また、ある程度の分散性を示すため、製紙、テキスタイル、染色産業の漂白プロセスに適しています。

具体的な使用方法は、アプリケーションシナリオ(製紙/テキスタイル)、過程タイプ(連続/断続)、水質条件、漂白目的(白色度、繊維保護)に基づいて包括的に調整する必要があります。主な焦点は、投与量制御、添加方法、および過程パラメータのマッチングにあります。

I.技術的前提条件: IDSグレードの選択とソリューションの準備

1. IDSの品質と選択基準

• 純度:工業用IDSが好ましく、有効成分は21728 4132002 95%(乾燥ベース)、塩分は11728 4132001 3%です。これは、不純物(Cl-やSO 42-など)が漂白システムの安定性に影響を与えないようにするためです。
  

• 溶解性: IDSは水に容易に溶解します（20℃で約120 g/L）。硬水中のCa 2+およびMg 2+の存在によるIDSのキレート能力の損失を避けるために、溶液を調製するために脱イオンまたは軟水を使用することをお勧めします。
  

• pHの適応性: IDSは4-12のpH範囲内で安定しています。過酸化水素漂白システムは通常アルカリ性（pH10-11.5）であるため、IDS溶液の追加のpH調整は必要ありません。
  

2. IDSワーキングソリューションの準備と保存

• 濃度: 5-15%IDS水溶液を準備することをお勧めします(例:100 kgの水に10 kgの固体IDSを加える)。完全に溶解するまで10-15分間かき混ぜます。固体を直接加えないでください。これにより、過剰な局所濃度が生じる可能性があります。
  

• 保存:準備したIDS溶液は、軽微な劣化を引き起こす可能性のある長期保存（特に高温）を避けるため、24時間以内に使用する必要があります。
  

II.産業利用シナリオ:過酸化水素パルプ漂白

紙の漂白は、主に化学および機械パルプの塩素フリー漂白(ECF/TCF)に焦点を当てています。一般的なプロセスには、断続的な(バッチ漂白)および連続的な(多段漂白タワー)が含まれます。

1.バッチ漂白作業（上流タワーと漂白タンク）

• 対象アプリケーション:中小規模の製紙工場、特殊紙（文化紙、家庭用紙など）。
  

• 具体的な操作手順:
  

  1. 前処理:パルプ濃度を8-12%に調整し、金属イオン含有量をテストします（Fe 3+は≤ 0.1 mg/kgでなければなりません）。
     

  2. ドージングシーケンス:まずIDS溶液を加え、5〜10分間かき混ぜ（IDSが金属イオンを完全にキレートするように）、次に過酸化水素とアルカリ剤（NaOH）を加えます。
     

  3. 反応制御:温度を60〜80℃に上げ、pHを10.5-11.5に保ち、2〜4時間漂白する。
     

  4. 終点の決定:パルプの明るさ（例えば、ISOの明るさ≥ 8 5%）および繊維の強さをテストして下さい。一度標準、40 Cの下で冷却し、洗浄によって終了して下さい。
     

• 制御する主なパラメーター:
  

  • IDSの投与量:0.1-0.3%（絶対乾燥パルプに対して）。高い金属含有量（Fe 3+>0.1 mg/kg）の場合は、0.3-0.5%に増やしてください。
    

  • 過酸化水素の投与量:絶対乾燥パルプに対して2-5%。IDSとH 2 O2の推奨比率は1: 10から1:15です。
    

  • 攪拌速度:繊維の損傷を避けるために30-50 rpm。
    

2.連続漂白システム（Dステージ漂白）

• 対象アプリケーション:大規模製紙工場、化学パルプ（ソフトウッド/ハードウッドパルプなど）。
  

• 具体的な操作手順:
  

  1. オンライン注入: 5%IDS溶液、30%H 2 O2、および10%NaOHが、計量ポンプを介して「ミキサー」に同時に注入されます。
     

  2. 連続投与:混合溶液をパルプ（10〜15%の濃度）とパイプラインで統合し、漂白塔（1〜2時間の滞留時間）に供給します。
     

  3. リアルタイムモニタリング:オンラインセンサーがタワーの出口のpH（10-11）と残留H 2 O 2（0.1-0.3%）をモニターし、投与量を動的に調整します。
     

• 制御する主なパラメーター:
  

  • IDSの投与量:0.08-0.2%（骨乾きパルプに対して）。連続プロセスはバッチプロセスよりも20〜30%効率的です。
    

  • 温度: 70-90℃（IDSキレートの安定性は高温下でEDTAよりも優れています）。
    

  • 流量:試薬の分布を均一にするため、パイプラインの流量は0.5-1m/sです。
    

Technical Note: If using a composite stabilizer (IDS + sodium silicate + organic amine), pre-mix the IDS with the other ingredients before adding to prevent precipitation of sodium silicate and Ca2+.