Perioden 1870 – 1890 experimenterades det synnerligen livligt på i stort sett varenda fabrik, som anlagts för massaframställning. De från främst England importerade metoderna och apparaterna visade sig mycket långt ifrån färdigutvecklade. Alla dessa experiment kostade naturligtvis stora pengar samtidigt som massaproduktionen stod still eller gav en massa med usel kvalitet.

Man skulle kunna kalla den denna period INITIALPERIODEN under vilken tid grunderna för kemisk massatillverkning tog form.

Bristen på lump gjorde att marknaden för slipmassa var mycket stor vilket i sin tur medförde att 104 träsliperier byggdes i Sverige fram till sekelskiftet. Av dessa byggdes 28 under perioden 1858 till 1880. Under 1880-talet byggdes 46 st träsliperier och under 1890-talet byggdes 28 st. Den sammanlagda produktionskapaciteten var ca 165 000 ton. 

De flesta av dessa sliperier byggdes i stället för nedlagda hyttor eller smedjor.

En ingenjör Orioli utvecklade en metod för framställning av kemisk massa genom uppslutning av spånor av poppel och gran med en blandning av 4 delar saltsyra och en del salpetersyra vid rumstemperatur under ca 12 timmar. Efter tvättning behandlades massan med 10% lutlösning och tvättades på nytt och blektes slutligen med 10% klorkalk. Fibrerna blev långa, smidiga och alldeles vita. Den industriella produktionen fungerade sämre det fick inte gå längre tid än 12 timmar vid uppslutningen då i annat fall fibrerna förstördes. Trots tvättning följde en del av syran med till alkaliseringen och förstörde järnkärlet samt förorenade massan med järn. Så småningom nedlades processen.

Blachet och Machard i Schweiz uppslöt tunna skivor av ved  genom kokning i utspädd saltsyra i 12 timmar.  Efter kokningen tvättades massan och maldes, man fick en brun massa lämplig till omslagspapper. Syran neutraliserades med kalk och jästes samt destillerades.

En fabrik vid Bex i Schweiz, som var i drift omkring slutet av 1860-talet, tillämpade denna process och fick ut 100 - 120 Kg massa per m3 ved samt Etanol till samma värde.

1870 efter 15 års arbete hade belgaren Solvay utvecklat sin sodaframställningsmetod vilket ledde till ett otroligt prisras på Soda. Eftersom Soda användes vid den nu ganska omfattande natroncellulosa- tillverkningen, betydde detta att kemikaliekostnaderna sjönk markant.

1870 beslutade den engelska firman J.Tomson, T.Bonar & co, som redan tidigare hade betydande ekonomiska intressen i Sverige, att bygga en trämassefabrik i Bergvik, Sverige där det tidigare funnits ett pappersbruk.

1870 den 9 aug Fick Eaton USA-patent på cellulosakokningsmetod med kokvätska innehållande kalk och svavel. Ur patentbeskrivningen: Råmaterialet halm, ved el.dyl och vatten överfördes till ett kärl och upphettas till kokpunkten. För varje ton halm eller trä tas 200 - 500 lbs (1 lbs = 454g) kalk i form av kalkmjölk. Härtill sättes 20 lbs svavel. Blandningen tillföres kokkärlet. Svavlet och kalken förenar sig och resultatet blir detsamma, som om man hade använt kaustik soda. Den bildade sulfiden upplöser första hartserna och inkrusterna vilka förena sig med den överskjutande kalken och sulfiden blir därigenom åter verksam.

1870 en industriarbetare hade i lön 1,50 riksdaler per dag. En ko kostade 50 – 90 riksdaler.

1871 Deiniger patenterar en metod  för massaframställning av trä, halm osv.

Kokaren ca 9 fot hög och 5 á 6 fot i diameter försedd med manlucka upptill och nedtill, diameter 2 fot. I nedre änden finns en perforerad botten. Uppvärmning med direktånga eller undereldning. Trycket understiger 4 atmosfärer. Luten hade koncentrationen 2º Baumé =ca 17g Natriumhydroxid per liter. Processen förutsatte mycket tunna spånor eller stickor. Koktiden var ca 6 timmar och efter avslutad kokning avblåstes ångan upptill och massan spolades ut med vatten. Någon särskild tvättning förekom ej.

Blekningen utfördes i en Holländare tillverkad i betong av Deiniger egen konstruktion.

För halmkokning användes till 1 centner (42,5Kg) 11,5 skålpund kaustik soda (4,9Kg) 20 skålpund klorkalk (8,5Kg) och 2 skålpund svavelsyra (0,85Kg).

För träkokning användes till 1 centner (42,5Kg) 18 skålpund kaustik soda (7,7Kg) 25 á 30 skålpund klorkalk (10,6 á 12,8Kg).

Ångförbrukningen var 1500 skålpund per centner vid träkokning och ca 25% lägre vid halmkokning.

Massan sades lämpa sig för allt slags papper.

En anläggning för 10 centner (425Kg) per dag kostar ca 16000 riksdaler. Sinclairs kokare kostar vid samma tid 7200 riksdaler.

1871 fanns 7 fabriker i bl.a Ungern och Tyskland som arbetade enligt Deiniger metod.

1871 den 26 sept fick Eaton USA-patent på en cellulosakokningsmetod innehållande natriumsulfid, som erhölls genom att upphetta vattenfritt natriumsulfat tillsammans med kolpulver till rödglödgning så länge som kolsyra utvecklades. Slutligen löses massan i vatten.

Under 1870-talet startades följande natroncellulosafabriker:

Götafors, som ingick i  Rosendalsverken i Mölndal utanför Göteborg, startade produktionen 1871 och man använde en stående kokare av Sinclairs konstruktion. Troligen är uppgiften om startår felaktig. På våren 1871 hade Sinclair ännu inte levererat en enda kokare till Sverige och resterande del av året måste ha varit för kort för att hinna tillverka kokaren, transportera den till Sverige och bygga själva fabriken.  

1871 på hösten började man bygga en fabrik enligt Sinclairs metod i Kymsberg i Värmland nära Norska gränsen. Produktionen kom igång redan i februari 1872. Driften upphörde 1874 och efter en eldsvåda 1875 lades fabriken ner för gott.

1871 bildades Bruzaholms fabriksaktiebolag. Fabriken byggdes intill Bruzaholms bruk i Småland och var utrustad med kokeri enligt Houghtons system. Produktionen kom igång 1873 men lades ner 1874 enl. uppgift p.g.a. bristande kvalitet på massan. Mera troligt är att pengarna tog slut.

1871 påbörjades bygget av Alstermo bruk i Småland. Fabriken var inte färdig förrän 1874. Produktionen enligt Houghtons metod pågick till 1875 och då var också Grosshandlare Normans pengar slut varför det slutade med konkurs och nedläggning.

1871 till 1872 byggdes Flensburgs fabrik i Gävle och var i drift till årsskiftet 1874/75 när den stoppades genom F.O.Flensburgs konkurs. Sonen m.fl tog dock över och drev fabriken till 1879 när det nya bolaget gick i konkurs i den djupa lågkonjunkturen.

1871 drog man igång bygget av Wermbohl nära Katrineholm i Södermanland. Produktionen, enligt Houghtons-Lees metod, startade 1872 troligen något före Delary.

1871 startade bygget av Daleryfabriken och på hösten 1872 fick man igång

produktionen. Fabriken var utrustad med en kokare enligt Houghton-Lee.

1871 började man bygga fabriken i Bäckhammar i sydöstra Värmland. Genom krångel med leveranserna kom inte fabriken igång förrän 1873 några månader efter Delary och Wärmbohl.

1873 påbörjades bygget av Sphinx-fabriken i Tidaholm. Fabriken var utrustad med flera kokare av fabrikat Sinclair. Fabriken hade en med dåtidens mått en mycket stor pappersmaskin. Företaget hade för litet kapital och lades ner 1875 utan att egentligen ha fått igång produktionen.

1873 startades bygget av Gustavsfors i Dalsland. Påföljande år började man experimenten med att tillverka massa. Resultatet var magert och först 1877 hade man fått igång en produktion om än för liten för att vara lönsam.

1875, eventuellt något år tidigare, bolaget bildades 1872, startade Gustavsfors i Floda. Förberedelser vidtogs redan i januari 1871 när Ing. W. Wennström för G.A.Engelbrektsons räkning reste till England för att närmare studera den Sinclairska metoden. Vid detta tillfälle fanns det endast två Sinclairkokare och bägge var i drift i Chirnside i sydöstra Skottland.

När och vilken natroncellulosafabrik, som var först i landet råder det något delade meningar om. Enligt Torsten Ahltin, f.d. chef för Tekniska Museet i Stockholm, startade Götafors produktionen 1871. Med sannolikhet är uppgiften felaktig, det troligaste är att Kymsberg var först. Kymsberg levererade massa redan i februari 1872.

Natroncellulosafabrikernas framgångar ledde till att ett flertal andra lockades att starta egna natroncellulosafabriker trots att metoderna var mycket outvecklade. En av de stora bristerna var att kemikalieråtervinningen inte fungerade särskilt väl. Den första förutsättningen för att få tillbaka kemikalierna var att avskilja den använda kokvätskan från massan. Detta lyckades mycket dåligt från början. Den kokvätska som av sig själv rann från massan lärde man sig snart att ta reda på, värre var det med kokvätskan som kvarhölls av fibrerna. I bästa fall lyckades man återvinna 2/3-delar av kemikalierna till en kostnad av ungefär halva priset för nya kemikalier.

Vid 1870-talets början kunde man inte som nu lätt anskaffa maskinförnödenheter utan dessa måste beställas, oftast från utlandet. De verkstäder som fanns inom landet hade ingen egentligt serieproduktion utan tillverkade på beställning. Det är därför lätt att inse svårigheterna för de svenska fabriksbyggarna.

Det fanns en svensk som uttryckligen varnade för att tro på engelsmännens reklam om de förträffliga cellulosaframställnings-metoderna, han hette Gustav Josefson. Denne man var den förste ekonomen inom landets cellulosaindustri. Tyvärr tog man inte hans varningar på allvar. Så här efteråt inser man att Josefson hade fullständigt rätt, de engelska företagarna kan betecknas som skojare eller i varje fall personer som inte talade om hur dåligt man behärskade sina metoder.

Svårigheterna till trots, så fick man dock så småningom igång produktionen. Den rådande högkonjukturen efter det Tyska-Franska krigets avslutning den 10 maj 1871 gjorde att man lätt fick avsättning för sin massa till goda priser. Redan i mitten av 1870-talet hade konjunkturen börjat gå nerår och nådde botten 1879.

Gemensamt för samtliga var också de oerhörda svårigheter man hade att överhuvudtaget få igång produktionen. Utrustningen som levererades var ofta ofullständig med obefintliga instruktioner om montering och övriga installationer. Dessutom skickades ofta utrustning till fel plats. Samtliga fabriker gick med förlust under de första åren vilket i många fall medförde konkurs eftersom de hade för lågt aktiekapital. Man kunde inte utöka aktiekapitalet eller göra en rekonstruktion och lånemöjligheterna var dåliga inom landet.

De företag som överlevde var de som startats med ett relativt stort aktiekapital och som hade skickliga tekniker.

Den främsta anledningen till att det gick så dåligt var det faktum att Sinclair och Houghton hade patenten på natroncellulosaprocessen och de svenska industriidkarna var hänvisade till de engelska företagen.

Till historien hör att vem som helst kunde få patent vad som helst och trots detta hade man stor respekt för patent.

Visserligen levererade engelsmännen kokare och en del annan utrustning men något nämnvärt processkunnande ingick inte i leveranserna. En av de få som besökte engelsmännen var Ing W. Wennström och på den korta tiden hann han naturligtvis inte få någon större erfarenhet. Till historien hör att varken Sinclair eller Houghton visste så värst mycket om natroncellulosaprocessen. Riktiga kunskaper om massatillverkning fick man egentligen inte förrän man gått över till sulfatprocessen och tillämpat den ett antal år.

Troligen var det så att man höll på och experimenterade på egen hand och förbrukade pengarna innan processen fungerade.

Sammanlagt byggdes under 1870-talet 11 natroncellulosafabriker och 10 hade en mycket blygsam produktion, endast något ton per dygn. Sphinx kom aldrig igång.

Veden, i början uteslutande gran, hade som regel förbarkats med barkspade i skogen. Men man hade stora krav på barkningen, det fick inte finnas den minsta lilla barkbit kvar på stocken eftersom man inte kunde uppsluta bark och heller inte sila bort den. I fabrikerna hade man därför ett antal personer som stod och finbarkade veden och tog bort kvistar. I början av 1870-talet infördes en barkningsmaskin bestående av en skiva med monterade knivar och med ett stöd för vedkubben. Skivan sattes i rotation med en ångmaskin eller med vattenkraft, en person tryckte sedan vedbitarna mot knivskivan lagom hårt varvid barken hyvlades bort på samma gång som vedstycket roterade. Vedförlusten var ganska betydande oftast omkring 15% vilket för träsliperierna var en ren förlust då man inte hade något större bränslebehov.

Andersens barkmaskin, som kom senare, pressade veden under långsam rotation mot ett kättingband försett med skrapor. Maskinen hade stor kapacitet, med drift 10 timmar per dag klarade maskinen 12000 ton per år.

Handhuggning av flis gav en ganska ojämn storlek på flisen vilket i sin tur resulterade i att de största flisorna inte blev uppslutna. Firman J.M.Voigth levererade en flishuggningsmaskin som närmast kan beskrivas som en motoriserad yxa. En man stod och matade fram en stock som sedan klipptes så att det uppstod ett stort antal flisor. Längden på flisorna varierade med skickligheten hos den man som matade fram stockarna.

Det fanns på ett tidigt stadium (1871)  hyvelmaskiner som kunde sönderdela veden i små bitar eller tunna skivor. Flera olika uppfinnare av natroncellulosametoder gjorde egna konstruktioner för flisning av massaveden.

1871 en av firman  J.Tomson, T.Bonar & co delägare, George Fry,  hade patenterat en cellulosaframställningsmetod som byggde på att ved kokades vid 160°C i vatten. Veden sönderskars i särskilda maskiner till flisor 12 - 36 mm långa och 3 - 6 mm tjocka. Flisen placerades i korgar av kopparnät eller perforerad zinkplåt som i sin tur infördes i kokaren. Koktiden var 5 - 6 timmar. Kokvätskan destillerades och man utvann eter, terpentin m.m. Man lyckades aldrig få processen att fungera på avsett sätt. Man fick visserligen fram en massa men den var brun och hade svag styrka och därför tillsattes soda som hälldes direkt över flisen. Produkten blev både ljusare och starkare men ändå inte bra. Troligen var det den unge ingenjören C.D.Ekman, redan från starten anställd som kemist, som införde soda vid kokningen

1871 natroncellulosamassa av gran betalades med 17 pund per ton och massa av asp med 19 pund per ton.

Torkning av pappersmassa på cylindrar hade dåligt rykte. Pappersmakarna kunde inte lösa upp massan. Troligen orsakades detta av att cylindrarna värmdes genom direkt inre eldning i kombination med för tjocka skikt och för låg hastighet på massabanan.

Handformningen av massaarken var givetvis opraktisk och kostsam även med dåtidens arbetslöner. Ett stort steg togs i och med att våtmaskinen uppfanns. Den bestod av en tämligen stor nätklädd trumma som var lagrad i ett kar. Trumman drevs runt av en ångmaskin och till karet pumpades massan med dess stora vatteninnehåll. Vattnet strömmade in genom nätet på trumman och ut genom den ena gaveln, som var öppen. För att inte vattnet skulle gå fel väg d.v.s förbi trumman och ut fanns det en lädertätning mellan trumman och tråget. När vattnet gick in genom nätet på trumman stannade massan kvar på trummans yta och rullades sedan av och upp på en grov axel. Axeln trycktes mot trumman och man fick en viss avvattning.

När det blivit lagom tjockt lager pappersmassa på axeln togs massan av genom att man slog in träkilar mellan axeln och det innersta lagret massa. Resultatet var att massalagret sprack upp längs axeln och man fick ett antal massaark med samma längd men med varierande bredd. Arken renskars efter pressning och packades i lådor varefter de sändes till kunderna. Transporten skedde vanligen med häst och vagn till närmaste järnvägsstation. Det förekom att man körde massa med häst och vagn från Värmland till Göteborg. Massan innehöll ca 2 tredjedelar vatten och det måste ha kostat stora pengar att transportera den, dessutom måste de ha haft problem med att massan surnade på vägen till kunden. Man fick troligen många klagomål och dåligt betalt för den sura massan, varför man började torka den genom upphängning på stänger eller liggande på hyllor i särskilda torklador.

Det experimenterades synnerligen flitigt under större delen av 1800-talet och särskilt mycket från början av 1870-talet och framåt i tiden.

Anledningen till alla försök är helt klar, det fanns inga väl fungerande processer att tillgå.  Hemlighetsmakeriet fabrikerna emellan var också mycket stort. Var det någon, som kom på en lösning av ett visst problem, så höll han på kunskaperna på ett sätt som i dag skulle vara sjukligt. Att processkunnandet i alla fall spred sig berodde på att fabrikerna köpte över personal från varandra. I en del fall förekom ett visst utbyte av kunskaper kolleger emellan. Det berättas om fabriker som mot mycket hög  ersättning lät ingenjörer, från ett annat företag, ta sig ett titt på någon del av fabriken. Slutligen förekom säkerligen industrispionage även på 1800-talet.

De många konkurserna under framför allt 1870-talet orsakades sannolikt av dyrbara experiment som inte gav önskar resultat även om det inte kallas experiment i skrifterna från denna tid. Företagen hade som regel för lågt aktiekapital vilket naturligtvis förbrukades för snabbt.

1874 startade Bergviks sulfitfabrik efter ett omfattande utvecklingsarbete av C.D.Ekman.

Ekman använde sig av en kokvätska som innehöll Magnesiumvätesulfit med ett litet överskott av Svaveldioxid. Han var mycket envis på denna punkt trots att alla andra fabriker, som startades senare använde Kalciumvätesulfit då denna var mycket billigare. På ett sätt hade Ekman rätt Magnesium var mycket enklare att använda man fick ingen utfällning av kalksten som man fick med Kalciumvätesulfit. Massan avvattnades i silar av perforerad zinkplåt och pressades sedan i ca 1” tjocka kakor. Massan levererades med ca 50% torrhalt.

Fabriken i Bergvik kördes med den ursprungliga basen ända till dess nerläggning 1897 förorsakad av den låga kapaciteten.

1875 Delaryd natroncellulosafabrik uppnår produktionsvolymen 5 ton massa per dygn. Detta efter tre års drift.

1877 föreslog sockerbruksingenjören Alvar Müntzing G.A.Engelbrektsson på Gustavsfors bruk ett par mil nordost om Flen i Södermanland att man skulle prova diffusionsmetoden. Denna hade uppfunnits av Robert 1866 för att utvinna socker ur sockerbetor. Provet gjordes med mycket enkel utrustning tillverkad av gamla fotogenfat kompletterade med enkla silar och nödvändiga rörledningar. Faten fylldes med pappersmassa, vatten leddes in och fick passera faten i tur och ordning. Resultatet blev att massan i första fatet blev väl tvättad medan den vätska som rann från det sista fatet mest bestod av kokvätska. Redan det första försöket visade att metoden lämpade sig för tvättning  av pappersmassa.

Tidigare hade man tvättat massan direkt i kokaren och eller en speciell tvättmaskin. Resultaten blev visserligen att massan blev väl tvättad men större delen av kokkemikalierna blev så utspädda att de inte gick att återvinna. Kemikalieförlusterna låg vid denna tid på 300 - 400 Kg per ton massa.

Med diffusionsmetoden fick man en god tvättning av massan samtidigt som man kunde återvinna större delen av kemikalierna. Det dröjde inte många år innan metoden blev allmänt brukad på samtliga massafabriker i landet. Diffusionsmetoden var så bra att den användes ända fram på 1960-talet om än i modifierad form. Att den numera är avskriven beror på att den har relativt låg kapacitet och att stora fabriker inte har plats för diffusörer med tillräcklig kapacitet. Till problemen med diffusörer hör också att de inte kan byggas i stort format utan förändrade egenskaper. Massan blir ojämnt tvättad. Svartluten blir också för utspädd vilket i sin tur medför stora kostnader för indunstningen.

Redan på 1700-talet hade man börjat bleka papper med klor och det låg nära till hands att försöka bleka pappersmassan i stället för det färdiga papperet. Man använde klorkalk (ungefär motsvarande kalciumhypoklorit) och följande text kommer ur ett brev skrivet av ingenjör J.Pehrson från  natroncellulosafabrik i Småland vid dennes besök på Bäckhammars fabrik  ett par mil söder om Kristinehamn i Värmland 1878:

"Kalkupplösaren var en rund järntrumma försedd med många små hål. I denna inlades klorkalken, varefter den behandlades med vatten, tills allt var upplöst, då den därefter nedtappas i en cementcistern, där den förvarades tills den skulle användas, då den genom en handpump påpumpades holländaren. Till en centner trämassa åtgår 33 á 35 skålpund klorkalk.

Blekningen beräknas till 2 á 3 kr per centner. Blekanläggningen har kostat ca 10.000 kr och är en mycket enkel anläggning som bleker utmärkt vackert.

Det tillsatta vattnets temperatur var 40°. Besynnerligt nog uppgavs, att vid högre värme blev massan gul.

Då massan blivit 40°, tillsattes 5° Baumé lut efter 20 skålpund klorkalk. Detta fick arbeta i 4 timmar, varefter klorluten blev utvaskad, därigenom att vaskcylindrarna nedsläpptes samt friskt vatten påfördes. Sedan detta var verkställt, påsläpptes ytterligare lut efter 15 skålpund klorkalk, som fick arbeta ca 2 timmar. Dessutom tillsattes i varje bleksats 35 kubiktum engelsk svavelsyra, vilka under blekningens gång fick så småningom pårinna. Varje blekning tog 7 timmar och kunde i dygnet blekas något mer än 3 blekningar i varje kista."

1 skålpund = 425g. 1 centner = 100 skålpund = 42,5 Kg.

1 kubiktum = 16,4 cm3.

Utvecklingen gick vidare och nästa betydelsefulla uppfinning var den s.k varpan vilken uppfanns på Gustafsfors bruk i Dalsland. Enderlein brukar få äran för denna uppfinning som han patenterade under 1880-talet. Mycket talar för att Disponenten Johan Ekman gjorde konstruktionen men uppdrog åt Enderlein att sköta det praktiska.  Sockerbruksingenjören C.F.Petterson som arbetade på Gustafsfors bruk var med all sannolikhet den som fick konstruktionen att fungera. Konstruktionen förbättrades åtskilligt under årens lopp men grundiden kvarstod. Varpan bestod av ett stort antal cirkulära plåtar, som satt på en axel med 50 - 75 mm avstånd. Varpan var monterad i ett kar så att en del av varpan doppade ner i karet. I karet fanns svartlut som pumpades in från ena kanten, passerade varpan, och rann sedan över en kant vidare i processen.

Vid doppningen i svartluten kom en del av denna att fastna på plåtarna och följa med upp i rökgaserna, som passerade genom varpan. Vid rökgasernas passage genom varpan avdunstade en del av vattnet och vid den förnyade doppningen i svartluten tvättades den delvis indunstade luten av från plåtarna. Från början hade man bara en varpa men snart kom man på att de gick att seriekoppla, vilket innebär att luten först gick till varpa nr ett och sedan vidare till varpa nr två osv. Det fanns fabriker, som hade tre varpor i serie men ett problem blev svårare och svårare ju fler varpor i serie man hade. På plåtarna uppstod beläggningar av intorkad svartlut och dessa beläggningar växte allt eftersom om man inte stoppade anläggningen och rensade plåtarna, för hand.

De första varporna byggdes fristående men sammanbyggdes snart med flam- och smältugnar.

1879 inträffade en minnesvärd händelse det var detta år som ingenjören C.F.Dahl vid Altdamms sodafabrik nära Stettin i nuvarande Polen utvecklade sulfatmetoden. Lustigt nog skedde det genom ett misstag, fabriken hade köpts från England och även Sodan levererades från England. P.g.a. störningar var man vid ett tillfälle utan Soda och Dahl lånade ett lass från ett närbeläget glasbruk. Tämligen omgående fick han rapporter om att någonting inte stämde, han beslöt dock att prova om den levererade kemikalien gick att använda. Resultatet blev över förväntan och tämligen snart hade han utvecklat sulfatmetoden, som snabbt spreds jorden runt. Varför var då sulfatmetoden så mycket bättre? Jo till att börja med fick man betydligt starkare massa och ett betydligt bättre utbyte. Det steg till det dubbla.

Massan blev visserligen brunare och det luktade illa i fabriken och dess omgivningar men eftersom Glaubersalt (Natriumsulfat) bara kostade en tredjedel så mycket som soda så ansåg man fördelarna större än nackdelarna.

Långt före Dahl hade det experimenterats med natriumsulfid i kokvätskan och flera patent hade uttagits. Frågan är om Dahl kände till dessa patent eller inte. Bl. andra J.L. Jullion föreslog redan 1855 att man skulle koka halm med en blandning av Natriumhydroxid och Natriumsulfid.

Övergången från sodaprocessen till sulfatprocessen underlättades av att i stort  sett det enda som behövde göras var att byta soda mot natriumsulfat, vilket för övrigt gett processen dess namn.

Kausticeringen har tidigare antytts, det gick så till att sodakokaren gjorde i ordning en sodalösning som sedan pumpades eller blåstes över till kausticeringsanläggningen. Att man övergick från soda till glaubersalt gjorde ingen skillnad. Blandar man sodalösning med släckt kalk så bildas natriumhydroxid och kalciumkarbonat. Blandar man natriumsulfatlösning med släckt kalk så bildas natriumhydroxid och kalciumsulfat. Både kalciumkarbonat och kalciumsulfat är svårlösliga och sjunker till botten. Nu gör man inte på detta sätt utan natriumsulfatet blandas med svartluten före förbränningen, natriumsulfatet reduceras därvid till natriumsulfid.

I kausticeringen fylldes ett stort kar med sodalösning. Karet var försett med en omrörare, som drevs via en rem från en i taket placerad drivaxel, som i sin tur vanligen drevs av en ångmaskin. Sedan tillsatte kausticeraren kalk, en uppmätt mängd och alltsammans fick stå någon timme efter en ordentlig omblandning. Den klara vätskan sögs av och pumpades till kokeriet när en kokare fyllts med flis. När den klara vätskan tagit slut släpptes återstoden ut i närmaste vattendrag eller en damm. Tämligen snart insåg man att det fanns användbara kemikalier i slammet och därför infördes tvättning av slammet, som gick så till att man fyllde på rent vatten, rörde om och lät stå.

Den klara vätskan pumpades till sodahuset varefter man på nytt tappade på rent vatten, rörde om, lät stå och pumpade över till sodahuset. Därefter släpptes slammet "mesan" ut. Kalken köptes från kalkbruk där den framställdes genom bränning av kalksten med stenkol i speciella skorstensliknande ugnar. På många sulfatfabriker skaffade man sig egna kalkugnar när fabrikerna växte. Den kalk man fick fram på detta sätt hade ofta dålig kvalitet bl.a. var det vanligt med föroreningar i form av kolpartiklar och rester från inmurningen av kalkugnen. Kalken var också ojämnt bränd med varierande kalciumoxidhalt. Kalkstenen innehöll också andra grundämnen, som inte var till någon nytta i kokprocessen t.ex. Kisel och Järn. Föroreningarna hamnade som regel i mesan.

Kausticeringen var nog del av sulfatfabrikerna som utvecklades minst.

Indunstning av kokluten var nödvändig eftersom en påtaglig utspädning skedde vid tvättningen av massan. Från början gjordes detta genom kokning i öppna "grytor" som uppvärmdes genom eldning med ved direkt under "grytorna". Vedförbrukningen var emellertid så stor att den kunde överstiga värdet av kemikalierna. Andra tidiga konstruktioner var ett slags torn med hyllor som luten fick rinna igenom och som eldades med ved. Vid sin passage uppgenom tornet drev rökgaserna av vattnet från den använda kokvätskan. Den största svårigheten var att luttransporten genom tornet  inte fungerade så bra, antingen fick man ofullständig indunstning eller indunstning till torrhet.

Det var först i och med uppfinnandet av flamugnen, som man fick en någorlunda bra lösning på indunstningsproblemet. Flamugnen var 8 - 10 m lång och eldades med ved i ena änden, rökgaserna passerade genom ugnen på vars golv det fanns ett lager använd kokvätska, i ugnens andra ände gick rörgaser och vattenånga ut genom en skorsten. För hand rörde man om i den intorkade kokvätskan med hjälp av rakor och rakade slutligen ut kemikalierna på golvet där de fick brinna färdigt! Det är inte svårt att föreställa sig vilken arbetsmiljö man hade i dessa tidiga sodahus. Ganska snart byggde man särskilda smältugnar där den slutliga förbränningen fick ske.

De första konstruktionerna bestod troligen av en liten kupol med lutande golv och med en öppning både upptill och nedtill. Bränderna d.v.s den intorkade kokvätskan rakades in genom den övre öppningen och smältan rann ut genom den nedre öppningen. Luft till förbränningen fick man genom självdrag. Smältugnarna utvecklades vidare och fick snart formen av en grop i golvet, som var inklädd med täljsten.Tillförseln av luft skedde genom en öppning på sidan vid botten. Genom samma öppning rann smältan ut på golvet. Näste steg i utvecklingen var att smältugnarna och flamugnarna sammanbyggdes. Man fick då en enklare och bättre transport av kemikalierna genom ugnen, även om den fortfarande skedde med rakor. På köpet fick man lägre bränsleförbrukning och bättre arbetsmiljö. Även efter att smält- och flamugn sammanbyggts fick man luft genom självdrag. För att få mera luft infördes vid Moss i Norge en fläkt "bläster" som blåste in luft genom 1" rör till botten av smältugnen. Varteftersom rören brändes av slog man in dem ett stycke.

Under 1880-talet började den svenska cellulosaindustrien komma på fast mark efter sitt första experimentstadium. Jämsides därmed gick cellulosans användning vid pappersbruken framåt både kvantitativt och kvalitativt. Korndals pappersbruk, som efter det ägande bolagets konkurs 1880 upplevde en ny blomstring under sin mera företagsamme än mänskligt sympatiske chef D. O. Franke, var det första, som skaffade sig egen sulfitfabrik. Vid Munksjö, där den förut i cellulosatillverkning förfarne, kände pappersmannen Alvar Müntzing byggde sodacellulosafabrik år 1879, experimenterades oförtrutet på framställningen av ett högvärdigt omslagspapper av det nya halvfabrikatet. Dessa försök kröntes med slutlig framgång år 1885, då ”kraftpapperet” kunde föras ut i marknaden.

Kampen mellan sulfat- och sulfitprocesserna började i stort sett samtidigt som respektive process uppfanns. Bägge processerna hade sina fördelar: Sulfatprocessen gav ett starkt papper men mer eller mindre brunfärgat då man vid denna tid ännu inte behärskade blekningsprocesserna. Vidare var sulfatprocessen relativt okänslig för vilken vedråvara som användes även om man vid denna tid huvudsakligen använde gran. Kemikaliekostnaderna var stora främst pga att återvinningen fungerade dåligt, men även genom att Natriumsulfat (Glaubersalt) och bränd kalk (Kalciumoxid) hade ett förhållandevis högt pris.

Sulfitprocessen gav ett ljust papper även utan blekning men styrkan var sämre. Processen klarade ej vedråvara med hög hartshalt varför man var hänvisad till enbart gran. Kemikaliekostnaderna var måttliga trots att någon återvinning inte förekom. Sulfitprocessen var även känsligare för bark och fordrade följaktligen en noggrannare barkning av veden.

1884 levererade Karlstads Mekaniska Werkstad en flishugg med ett stort svänghjul på vars sida 3 knivar var monterade. Inmatningen av massaveden var manuell men konstruktionen gjorde att man fick samma längd på alla flisor då det inte gick att mata fram för mycket. Idén var dock inte ny Sinclair hade redan 1871 en flishugg med i princip samma konstruktion, men med två knivar. Att Sinclairs flishugg fungerade dåligt berodde naturligtvis inte på principen utan utförandet. Senare konstruktioner av flishuggar har varit så gjorda att de matat fram veden själva genom sned huggning. Vid hugget dras veden fram och tryckts mot svänghjulet. Vad som sedan hänt är egentligen bara att flishuggarna blivit större och fått oerhört mycket större kapacitet.

Ett av många problem var kokarna. Dessa tillverkades av plåtar som nitats samman och nitningstekniken var fortfarande dåligt utvecklad. Genom den direkta undereldningen så fick man större uppvärmning av nitarna i nitförbanden än av plåten vilket gjorde att plåtarna inte längre pressades så hårt mot varandra vilket givetvis ledde till läckage. Själva nitförbanden försvagades också genom att nithålen vidgades och nitarna eroderade och dessutom uppstod sprickbildning runt nithålen. När man övergick till uppvärmning med direktånga d.v.s ånga blåstes direkt in i kokaren minskade läckaget men försvann inte förrän man övergick till helsvetsade kokare.

Det tyska företaget Julius Pitsch hade mot slutet 1870-talet utvecklat en metod för vattengassvetsning av stål och de första kokarna i detta utförande levererades i början av 1880-talet till Gustavsfors  utanför Flen i Södermanland. Dessa tyska kokare var så välgjorda att några skarvar överhuvudtaget inte alls kunde ses. Kvaliteten märktes också genom den nästan totala frånvaron av kokarexplosioner. Troligen var explosionen i Borgå i Finland den första och det var 1908.

De svenska verkstäderna höll på i många år innan de kunde tillverka en nitad kokare, som inte läckte. När de lärt sig konsten är inte känt men mycket talar för att det inte skedde förrän i slutet av 1800-talet ev början av 1900-talet. Tyskarna hade säkerligen lärt sig konsten tidigare, hur mycket tidigare är okänt.

Från början av 1880-talet till några år in på 1890-talet byggdes ett stort antal sulfitfabriker, flertalet tämligen små. Särskilt intensivt var byggandet i slutet av 1880-talet under högkonjukturen som uppstod genom det Rysk-Turkiska kriget 1877 - 1878.

I början av den första 20-års perioden så samlade man upp de brända/smälta kemikalieresterna från golvet och öste ner dem i ett kar, oftast efter krossning av kemikalieklumparna, där vatten tillsattes av lutkokaren, som hade till uppgift att åstadkomma en sodalösning med bestämd koncentration. En uppgift, som måste ha varit svår med dåtidens primitiva utrustning. Samma person gjorde också sodalösning med användande av färsk soda och det är inte känt om man blandade färsk och återvunnen soda i samma lösning eller om man gjorde separata lösningar som sedan blandades. Möjligen kan det ha varit så att man gjorde kok enbart på färsk sodalut och använde den återvunna för sig.  Någon gång mot slutet av 1870-talet gjordes de första försöken att lösa upp smältan direkt när den kom från smältugnen. Några detaljer är inte kända men att det inte gick problemfritt är lätt att inse.

Redan i början av 1880-talet gjordes försök med indunstning av använd kokvätska i apparater där kokvätskan gick genom tuber medan ånga fick gå utanpå tuberna. Ångan man använde kom direkt från ångpannan och gick efter indunstaren vidare till torkmaskinen, man tillämpade det som i dag kallas mottrycksdrift. Försöken gick inte alltid så bra man fick ofta igensättningar och/eller beläggningar inuti tuberna som minskade eller upphävde indunstningseffekten.

Under 1880-talet infördes också formor d.v.s. rör som förde ner luft i smältugnarna ovanifrån och fick förutom en bättre förbränning, högre reduktionsgrad på natriumsulfatet. Detta tillsattes på så sätt att man rakade ut bränder från flamugnen och blandade dessa med glaubersalt (natriumsulfat), varefter blandningen rakades ner i smältugnen. Formornas livslängd var kort till en början men blev längre i och med att vattenkylning började tillämpas. Tyvärr resulterade vattenkylningen i att man fick ångexplosioner i smältugnarna genom att formorna läckte då de från början tillverkades av gängade rördelar. Problemet med läckande formor försvann i stort sett i och med att man började importera svetsade formor från Tyskland. Ångexplosioner förekom även senare men mera sällan och försvann inte förrän man upphörde med sodaugnar. De sista sodaugnarna inklusive varpor och roterare togs ur drift i början av 1960-talet.

1885 hade Alvar Müntzing på Munksjö bruk, dit han flyttat från Gustavsfors bruk 1879, utvecklat en metod att tillverka kraftpapper. Det nya bestod i att han i stället för att använda enbart färsk vitlut och tämligen hög temperatur ca 185°C blandade vitlut och svartlut i ungefär lika delar samt kokade vid lägre temperatur ca 170°C. Genom denna förändring vann han dels att massan blev betydligt starkare, dels att vitluten kunde göras starkare och därigenom blir svartluten billigare att indunsta. Svartluten som blandas med vitlut går ju bara runt, den behöver ingen indunstning. Dessutom var ju kemikaliehalten högre.

Några metoder att mäta pappersmassans egenskaper, som dragstyrka (slitlängd) fanns inte på denna tid så det måste ha varit svårt att påvisa skillnaden. Någonting som inte omnämns i skrifterna är att massautbytet ökade men så torde ändå vara fallet.

1885 engelsmannen Federic Ransome fick patent på roterugnen trots att han uppfann den 1860.

Problemet med lutens transport genom flamugnen kvarstod till denna tid men fick sin lösning när roterugnen infördes.

1888 användes vid lutindunstningen på Billingsfors bruk avdunstningsapparater för högtrycksånga. Det var ett trippelsystem med resp. 4 – 2 – 1 kg/cm övertryck och ångan togs från sista apparaten till torkningen av massan. Framför sodaugnen (en vanlig flamugn) lades då en 212 m² Steinmullerpanna, som i stället för med vatten matades med lut från diffusörerna och upptog värmet från sodaugnen. Pannan var även försedd med direkt eldstad att användas, när så behövdes. Luten från Steinmuller gick till trippelsystemet, där den gjordes färdig för sodaugnarna. En idealisk uppställning sålunda, och gick det rätt så bra, så länge man använde soda. När man sedermera övergick till, sulfat, blev emellertid driftstörningar och reparationer så stora, att man föredrog övergå till den av Enderlein införda varpavdunstnigen.

1889 den 10 april höll mariningenjören E. Årfelt ett föredrag över elektrisk svetsning vid en sammankomst hos svenska teknologföreningen.

1889 vid Gustavsfors på Dalsland hade där redan försökts med flera slag av avdunstningspannor, och de, som då drevs, hade varit i bruk åtskilliga år.

Antalet pannor var tre: två mindre och en större. De var av liggande typ och inuti försedda med rörslingor, av 1,5” vanliga ångrör. Varje pannas värmekropp bestod av 6 – 8 st. rörslingor, vilka ångan således samtidigt passerade. ångtrycket i rörsystemet till de första pannorna, som kördes parallellt, var 8 a 10 atm. och i lutrummet 4 a 5 atm. Ångtrycket i sista pannans lutrum 4 a 5 atm. Lutångan från sistnämnda panna fick därefter passera en lutfälla och gick sedan till torkmaskinen.

Inalles indunstades luten i pannsystemet till 23 à 24 gr. Bé, varefter den delvis gick till varpor och delvis direkt till roterande sodaugnen. Pannorna arbetade mycket bra, men det samlade sig rätt mycket beläggning på rörslingorna, varför dessa då måste tas ut och knackas. Detta behövde inte ske oftare än högst en gång om året.

Trots att man med fördel kunde använda ångavdunstning, byggdes dock sedermera en mängd sulfatfabriker med lutavdunstningen uteslutande baserad på varpor och sodaugnar. Den bristande kännedomen om nu nämnda förfaringssätt och att nyare varpor började användas som ansågs överlägsna den äldre typen kan vara anledningen.

1890 införde Daniel Ullgren, i Wärmbohls sulfatfabrik alldeles utanför Katrineholm, smältlösaren efter att ha sett hur man gjorde med slaggen från lancanshirehärdar där man lät slaggen rinna ner i vatten för att få den sönderdelad. De första försöken ledde till ångexplosioner men snart hade han funnit hur det skulle gå till. Försöken att hemlighålla metoden stupade på att ett nytt kraftigt ljud kom från fabriken. Förfarandet blev allmänt tämligen snart och används fortfarande även om sodaugnen är utbytt mot sodapannan.

Omkring sekelskiftet hade systemet med varpor, roterare och smältugnar (sodaugnar) förbättrats så långt det var möjligt, vilket bl.a. innebar att systemet var självförsörjande med värme om svartlutens torrhalt översteg 22%. Fortfarande måste man dock värma upp hela systemet vid start.

Vid sekelskiftet återupptog man också försöken med indunstare och hade betydligt större framgång än tidigare. Det blev vanligt med flera seriekopplade indunstningsapparater. Det fanns flera olika konstruktioner av indunstningsapparater, dels med liggande tuber, Yaryan och Zaremba, dels med stående tuber av vilka Kestner är den mest kända.

I samtliga fall använder man principen att ånga från den lut som indunstats, lutångan, går vidare till nästa apparat och där indirekt värmer luten, som avger ånga som värmer nästa apparat o.s.v.

I de första anläggningarna hade man två apparater men kunde utöka antalet apparater i och med att vakuumpumparna infördes. Med vakuumpumpar kunde man få luten att koka vid en temperatur långt under 100°C som är den normala kokpunkten för rent vatten.

Med två apparater i serie kunde man driva av 1,5 till 1,6 Kg vatten från luten för varje Kg ånga som tillfördes. Med tre apparater i serie kunde avdrivningen ökas till 2,2 - 2,3 Kg vatten per Kg ånga.

Det normala var tre effekter, som apparaterna kallades och det var först efter andra världskriget man började med fyra eller fler effekter.

1912 hade Gunnar Sundblad tillsammans med Sixten Sandberg och Henry Brahmer utvecklat det s.k. S-S systemet. I detta system ingick ångpanna, economiser, roterare, smältugn och smältlösare. Indunstningen skedde i en multipelindunstningsapparat till en torrhalt av omkring 50%. Lutindunstningen var från början ordnad som en mottrycksapparat före torkmaskinen. Denna princip övergavs snart av praktiska skäl trots den goda värmeekonomin och man övergick till vakuumindunstning. S-S systemet blev det normala vid nyanläggningar ända fram på 1930-talet.

Efter första världskriget började man i USA intressera sig för processerna i mixeriet. Det var bl. andra Harrop, Forrest, Dorr, Bull, McKee och Chilton, som gjorde de betydelsefulla grundläggande arbetena. Två företag utvecklade var för sig kontinuerliga kausticeringsanläggningar där de nya forskningsrönen utnyttjades.  Det mest kända av företagen, Dorrco, levererade redan i början av 1929-talet kontinuerliga mixerier till fabriker i USA. Till Sverige kom den första anläggningen 1928, den installerades i samband med bygget av Marmaverken, ca 10 Km väster om Söderhamn i Hälsingland. Fabriken var för övrigt världens största, vid byggandet, med en årsproduktion om 100 000 ton.

Dorrco,s kausticeringsanläggning bestod av ett flertal apparater. Den första var en roterande kalksläckare där sodalösningen blandades, dels med ombränd mesa d.v.s mesakalk, dels med färsk bränd kalk (för att täcka förlusterna). Blandningen passerade en sorterare av i princip samma konstruktion, som de i dag använda, men fristående. Blandningen av sodalösning och kalk fördes sedan vidare till tre seriekopplade blandare med intensiv omrörning. Uppehållstiden totalt i de tre blandarna uppgavs till mellan 30 och 60 minuter. I nästa station, som var en tämligen vid tank med, dels omrörare, dels en bottenskrapa som förde slammet mot en centralt placerat avlopp.

Omrörare och bottenskrapa drevs via en gemensam axel och rotationshastigheten var mycket låg. Soda-kalk blandningen gick in i förtjockaren genom ett rör, som mynnade vid axeln och alldeles vid ytan. Vitluten togs av genom ett vid periferin placerat bräddavlopp. Bottenslammet, mesan, pumpades från botten till nästa förtjockare där den tvättades med en blandning av rent vatten och filtratet från det efterföjande trumfiltret. Tvättvätskan gick till smältlösaren i sodahuset medan mesan gick till det redan omtalade filtret. Efter filtret matades mesan in i en roterande mesaugn och gick sedan tillbaka till kalksläckaren. Vid Marmaverken installerades dock inte någon mesaugn utan man köpte kalk och pumpade ut mesan till en damm ett stycke från fabriken.

Kanadensaren Tomlinson uppfann i början av 1930-talet en spruta som gjorde det möjligt att bränna svartluten i en ångpanna utan att första torka den. Pannan utfördes med lutande botten, på denna botten samlades den smälta kemikalierna, från svartluten, och rann ut ur pannan och ner i en smältlösare.

1936 Husums bruk, tre mil norr om Örnsköldsvik i Ångermanland, installerade på våren en sodapanna enligt Tomlinson, vilken var den andra i världen.