BE884505A - PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF PULP FOR THE MANUFACTURE OF PAPER, CARDBOARD OR OTHER SIMILAR CELLULOSIC PRODUCTS - Google Patents

PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF PULP FOR THE MANUFACTURE OF PAPER, CARDBOARD OR OTHER SIMILAR CELLULOSIC PRODUCTS Download PDF

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BE884505A
BE884505A BE0/201547A BE201547A BE884505A BE 884505 A BE884505 A BE 884505A BE 0/201547 A BE0/201547 A BE 0/201547A BE 201547 A BE201547 A BE 201547A BE 884505 A BE884505 A BE 884505A
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C1/00Pretreatment of the finely-divided materials before digesting

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  • Paper (AREA)

Description

       

   <EMI ID=1.1> 
 

  
La présente invention.est relative à un procédé de fabrication de pâte à papier destinée à la fabrication de papier, carton ou autres produits cellulosiques à partir de particules de bois telles que copeaux, sciures, plaquettes, rognures, fines...

  
Elle est d'application \dans . tous les cas où,préalablement

  
à leur cuisson en phase vapeur, l'imprégnation suffisante, uniforme et homogène des/ particules de ,bois' est recherchée tel que c'est le cas pour la fabrication de pâte chimico-mécanique, semi-chimique et chimique. 

  
L'imprégnation sera considérée comme suffisante lorsqu'après séparation de l'excédent de liqueur, chaque particule aura reçu la quantité d'agents chimiques (A.C.) nécessaire pour obtenir dans l'installation de cuisson subséquente le degré de séparation de fibres recherché.

  
L'imprégnation sera considérée comme uniforme lorsqu'après séparation de l'excédent de liqueur la concentration d'A.C.

  
en tout point de la particule de bois sera égale à celle à l'extérieur de la particule de bois.

  
L'imprégnation sera considérée comme homogène lorsqu'après séparation de l'excédent de liqueur le rapport liqueur-bois

  
sera identique pour chaque particule.

  
Par excédent de liqueur, il faut entendre la liqueur éliminée lors de sa séparation au moyen d'un égouttage forcé ou non forcé.

  
Par installation de cuisson, il faut entendre les

  
installations visant à individualiser en tout ou en partie les fibres ou fragments de fibres que ceux-ci restent ou non partiellement agglomérés.

  
Ces installations de cuisson sont composées de lessiveur(s) continues) ou discontinu(s) permettant la cuisson en phase,vapeur des particules de bois préimprégnées d'A.C. en vue d'obtenir par réaction de l'alcali actif avec la lignine une  séparation de fibre'complète ou sommaire, étant entendu aue,  dans le dernier cas, cette séparation sera poussée plus loin dars

  
 <EMI ID=2.1>  

  
Par A.C., il faut comprendre : 

  
les réactifs chimiaues (R.C.) agissant car leur réaction chimiaue avec les parties constituantes du bois

  
les catalyseurs des réactions chimiques recherchées

  
 <EMI ID=3.1> 

  
Le degré de séparation des fibres se mesure par la quantité de rejets obtenus par tamisage de la pâte à la sortie 

  
du lessiveur.

  
Par rapport liqueur-bois, il faut entendre le rapport en fin de l'imprégnation du volume de la liqueur exprimé en litre au poids du bois sec exprimé en kilogramme.

  
La présente invention consiste à améliorer le procédé d'imprégnation des particules de bois afin de pouvoir, dans l'installation de cuisson subséquente,

  
réduire la consommation du bois par tonne de pâte brute produite,

  
et/ou

  
réduire la consommation d'A.C. par tonne de pâte brute produite,

  
et/ou

  
réduire la consommation de vapeur par tonne de pâte brute produite

  
et/ou

  
réduire les dimensions de l'installation de séparation des fibres,

  
et/ou

  
améliorer la qualité de la pâte obtenue,

  
grâce au dosage amélioré des A.C. pour chaque particule de bois.

  
Il est connu que l'uniformité de l'imprégnation est améliorée

  
par l'étuvage à la vapeur d'eau des particules préalablement

  
à leur immersion dans un bain de liqueur.

  
Lors de l'étuvage, l'air inclus dans les particules est remplacé en tout ou en partie par de la vapeur d'eau. 

  
Lors de l'immersion 'des particules ainsi étuvées dans un bain de liqueur, la vapeur se condensera créant ainsi un vide aspirant

  
la liqueur dans les zones préalablement occupées par la vapeur.

  
La mise du bain sous pression favorisera, au fur et à mesure qu'elle s'élève la pénétration de la liqueur dans les parties non solides et/ou non liquides à l'intérieur des particules de bois.

  
Comme cette pression est, pour des raisons pratiques, limitée,

  
le degré d'uniformité de l'imprégnation le sera aussi.

  
La diffusion des réactifs s'ajoute au phénomène de pénétration et contribue à améliorer l'uniformité de l'imprégnation.

  
A noter également que, lors de l'imprégnation, les substances du bois qui y sont sensibles seront mises en solution ou décomposées par la liqueur d'imprégnation et par les réactifs chimiques,

  
aux conditions de température et de concentration de la solution et des réactifs chimiques présents dans l'imprégnateur de sorte que cet imprégnateur peut être considéré comme le premier stade d'un système de cuisson de particules de bois à deux stades, le 2ème stade s'effectuant dans le lessiveur proprement dit.

  
Après l'immersion des particules, il est d'usage, jusqu'à présent, de séparer l'excédent de liqueur par égouttage non forcé, c'est-à-dire sans compression des particules par une force autre que celle due à la pesanteur. Ceci est généralement réalisé

  
au moyen d'un convoyeur à vis vertical ou incliné ou par filtration au moyen d'un élévateur à godets perforés ou d'un

  
 <EMI ID=4.1> 

  
En égouttant les particules de bois de telle manière, on ne peut éliminer la pellicule de liqueur qui reste accrochée à la  surface de chaque particule. Le volume de cette pellicule par  rapport au poids de la particule dépendra du rapport surface-

  
poids de la particule. 

  
Ce rapport, relativement important pour des particules fines .(rognures, plaquettes, sciure, fines), se réduira pour des dimensions grandissantes des particules de bois. Il en résulte que l'imprégnation des particules de bois, après séparation de l'excédent de liqueur par un égouttage non forcé, n'est pas homogène puisqu'en raison de cette pellicule, le rapport liqueurbois sera différent pour chaque. particule....

  
Il apparait donc que l'homogénéité de l'imprégnation sera d'autant améliorée que la réduction de cette pellicule aura

  
été poussée.

  
Le procédé nouveau (PN), objet de la présente invention, se propose, d'améliorer l'uniformité et l'homogénéité de l'impréaration par l'emploi d'une presse à vis.

  
L'uniformité de l'imprégnation est améliorée par la compression des particules de bois présentes dans la presse à vis y provoquan à l'intérieur de ces particules une surpression de la liqueur d'imprégnation par rapport à celle présente dans l'imprégnateur et favorisant ainsi la pénétration de la liqueur à l'intérieur des particules de bois.

  
L'homogénéité de l'imprégnation est améliorée en réduisant

  
par l'emploi de la pressé à vis, l'importance de la pellicule accrochée à la surface des particules.

  
Pour être considéré comme presse à vis, l'appareil devra permettre la réduction d'au moins 10 pour cent la quantité

  
de liqueur restant accrochée aux particules de bois après leur

  
 <EMI ID=5.1> 

  
Le PN comprend deux sous-procédés, c'est-à-dire :
- un procédé d'imprégnation nouveau (L'IN), qui se différencie du procédé d'imprégnation classique (PIC) par le remplacement de 1' égouttage non forcé par de l'égouttage forcé.

  
Le PIN comprend ainsi :

  
l'étuvage préalable à la vapeur d'eau des particules de bois l'immersion des particules de bois dans un bain opérant à une pression supérieure à la pression atmosphérique, étant entendu qu'au cours de cette immersion, une cuisson partielle peut s'y opérer (Ier stade de cuisson) ; 

  
La séparation de la liqueur excédentaire par un égouttage forcé au moyen d'une presse à vis dont la pression opératoire à l'entrée est voisine de celle dans l'imprégnateur et donc supérieure à la pression atmosphérique.

  
- un procédé de séparation des fibres (2ème stade de cuisson) effectué en phase vapeur dans un lessiveur) ;

  
Les avantages et particularités du PIN par rapport au procédé d'imprégnation classique PIC sont les suivants : <EMI ID=6.1> 

  
 <EMI ID=7.1> 

  
de l'imprégnation, on se rapproche de la situation idéale où ;  chaque particule de bois reçoit la quantité minimale et  suffisante d'A.C. pour obtenir le degré de séparation des  fibres recherché.

  
En s'écartant de cette situation, l'écart entre les valeurs  liqueur-bois des particules augmentera. Dans ce cas, même 

  
si les particules prises dans leur ensemble ont reçu une  quantité d'A.C. suffisante, pour l'obtention du degré de  séparation de fibres recherché, cette quantité ne sera 

  
plus minimale.  Ainsi, l'absorption et l'adsorption excessives d'A.C.

  
surtout par les particules les plus petites, aura comme conséquence une consommation excessive d'A.C. par ces  particules dans le lessiveur.

  
La consommation excessive de R.C. en particulier diminuera 

  
le rendement pâte-bois provoqué par une délignification excessive et une destruction excessive de la cellulose et

  
de l'hémicellulose.

  
 <EMI ID=8.1> 

  
lessiveur. Ces qualités sont dues principalement à la présence des hémicelluloses qui n'ont pas été détruites parce que seulement une quantité minimale de R.C. a été employée.

  
Le PIN permet de réduire la consommation totale de R.C. nécessaire dans le lessiveur. En effet, si nous supposons

  
que les réactifs réagissent uniquement avec la lignine,

  
la consommation spécifique totale des réactifs, c'est-àdire la quantité totale de réactifs par kilogramme de

  
bois sec nécessaire dans le lessiveur, équivaut la consommation spécifique nécessaire pour l'obtention du degré de

  
 <EMI ID=9.1>  

  
La consommation spécifique excédentaire égale le produit de

  
la concentration de réactifs dans les particules en fin d'opération par le rapport liqueur-bois.

  
Pour une concentration dans les particules en fin d'opération supposée identique quel que soit le rapport liqueur-bois, la consommation spécifique excédentaire augmente proportionnellement à l'augmentation du rapport liqueur-bois. 

  
La consommation spécifique nécessaire pour l'obtention d'un même degré de délignification sera, par contre,

  
la même, quel que soit le rapport liqueur-bois.

  
Il en résulte que la consommation spécifique totale de réactifs se réduira dans la mesure où se réduit le rapport liqueur-bois.

  
Ce qui précède peut s'exprimer par les équations suivantes :

  

 <EMI ID=10.1> 


  
où

  
 <EMI ID=11.1> 

  
dans le lessiveur.

  
 <EMI ID=12.1> 

  
cation désirée

  
 <EMI ID=13.1> 

  
 <EMI ID=14.1> 

  

 <EMI ID=15.1> 


  
et
 <EMI ID=16.1> 
 où

  
les indices 2 se réfèrent au procédé de séparation de fibres précédé du PIN

  
les indices 1 se réfèrent au procédé de séparation de fibres précédé du PIC

  
L = rapport liqueur-bois

  
C = concentration de la liqueur

  
CI et C2 se réfèrent à la concentration de liqueur en début

  
de réaction

  
CF à la concentration en fin de réaction.

  
De (2) et (3), on déduit que

  

 <EMI ID=17.1> 


  
 <EMI ID=18.1> 

  
Par ailleurs

  

 <EMI ID=19.1> 


  
et puisque
 <EMI ID=20.1> 
 <EMI ID=21.1>  biteur dans le lessiveur.

  
Les concentrations d'inhibiteur ou de catalyseur, tout comme leurs activités, sont proportionnelles à leur poids par rapport au poids du bois sec et inversement proportionnelles au rapport liqueur-bois. 

  
Par -la réduction proportionnellement identique et du poids du catalyseur ou inhibiteur par rapport au poids du bois sec et du rapport liqueur-bois, on obtiendra, par conséquent, une même concentration ou activité du catalyseur ou de l'inhibiteur.

  
- Le PIN permet de réduire la durée de la réaction entre la lignine et le réactif dans le lessiveur.

  
 <EMI ID=22.1> 

  
 <EMI ID=23.1> 

  
tellement lente que sa continuation est jugée inopportune.

  
Ce qui précède veut dire que la concentration des réactifs sera, pour chaque degré de délignification, autre que le degré de délignification final, supérieure en cas d'application du PIN

  
Avec une concentration accrue, la vitesse de réaction sera accélérée, le temps de réaction réduit, ainsi que les dimensions du lessiveur.

  
- Le PIN permet de réduire la consommation d'énergie calorifique par tonne de bois dans le lessiveur.

  
Ceci est vrai uniquement si une augmentation de la température des particules imprégnées est recherchée dans l'installation de séparation des fibres.

  
La raison est due à la réduction du rapport liqueur-bois.

  
- Par l'application du PIN, on obtiendra dans le lessiveur selon les cas - c'est-à-dire en fonction de la nature du réactif, de sa concentration dans la liqueur, de la température *- de la liqueur et du temps de réaction - comme avantage ou désavantage, l'augmentation ou la réduction respective du rendement pâte-bois. 

  
En effet, pour un.même degré de délignification, le rendement pâte-bois sera différent, même si on ne considère comme uniques variables que la valeur liqueur-bois et les paramètres correspondants qui y sont liés, c.â.d. la concentration des R.C. au début de la réaction et le temps de réaction, tandis que seraient identiques la température de la réaction ainsi que la concentration des R.C. en fin de réaction.

  
En d'autres mots, pour un même taux de conversion de la réaction principale du réactif avec la lignine, c.à.d. pour un même degré de délignification obtenu avec des rapports liqueur-bois différents, le taux de conversion de la réaction secondaire et parasite du réactif avec la cellulose et l'hémicellulose sera différent.

  
En fait, deux procédés sont comparés.

  
Le premier, caractérisé par une valeur relativement faible du rapport liqueur-boi&#65533;, par une concentration en réactif élevée au départ et faible en fin de réaction, et par un temps de réaction relativement court.

  
Le second, caractérisé par une valeur relativement élevée du rapport liqueur-bois, se rapprochant au fur et à mesure de l'augmentation de la valeur liqueur-bois d'une cuisson à temps infiniment long et à consommation faible et constante en réactif.

  
Ainsi, dans la mesure où le procédé nouveau, comparativement

  
au procédé classique, réduit le taux de conversion de la réaction secondaire dans cette même mesure, l'augmentation du rendement pâte-bois peut être attendue.

  
Le contraire est également vrai et, dans ce cas, il faudra

  
que les autres avantages liés au procédé nouveau compensent l'avantage d'un rendement réduit afin que ce procédé puisse être d'application.

  
De ce qui précède, on peut conclure que le rapport liqueurbois est un important paramètre qui affecte les moyens à employer et les résultats obtenus dans le lessiyeur. 

  
Par l'application du PIN, la valeur optimale du rapport liqueur-bois peut être choisie entre la valeur obtenue par

  
un égouttage non forcé de la liqueur et la valeur minimale obtenue par l'égouttage forcé au moyen d'une'presse à vis. Cette même presse à vis permettra d'ajuster le rapport liqueurbois par réglage de la contra-pression et/ou vitesse de rotatior.

  
La valeur minimale du rapport liqueur-bois dépendra essentiel-

  
 <EMI ID=24.1> 

  
bois et des dimensions des particules. La valeur optimale du rapport liqueur-bois sera celle qui donnera au rapport résultats/moyens sa valeur maximale. 

1. PREMIER EXEMPLE D'APPLICATION

  
Fabrication de pâte Kraft à partir dé déchets de Pin Sylvestre, en vue de la fabrication de papier emballage et/ou de kraftliner
1.1. GENERALITES

  
La séparation des constituants du bois (fibres de cellulose et lignine) est l'objectif premier de tout procédé de fabrication de pâte.

  
Cette séparation peut se faire par voie chimique ou mécanique ou par une combinaison des deux.

  
Nous nous intéressons, ci-après, au défibrage par un traitement chimique pur.

  
Au point de défibrage obtenu sans traitement mécanique, la quantité de rejets lors du tamisage de la pâte sera prati-

  
 <EMI ID=25.1> 

  
Le point de défibrage est chiffré pour chaque système de cuisson par le nombre Kappa qui est une mesure de la quantité de lignine contenue dans la pâte.

  
L'objectif de la cuisson du bois sera d'arriver au point

  
de défibrage à un degré Kappa aussi élevé que possible, ce dernier n'étant, par ailleurs, que l'expression d'un rendement élevé de cuisson.

  
Pour illustrer les avantages du procédé nouveau, nous nous sommes basés sur les conditions actuelles d'exploitation d'une

  
usine produisant, en vue de la fabrication de papier KRAFT, de la pâte Kraft par cuisson en phase vapeur de déchets de Pin Sylvestre. Ces déchets ont subi un égouttage non forcé avant leur introduction dans le lessiveur, c.à.d. après leur étuvage et leur imprégnation.

  
Dans &#65533;e texte qui suit, nous désignerons cette unité industrielle par P.K.D.P.S. 

  
1.2. SITUATION ACTUELLE A L'USINE A PATE P.K.D.P.S.

  
Pour la fabrication de pâtes KRAFT, le point de défibrage des particules de bois se situe à Kappa 65, pour autant que les conditions de cuisson soient identiques pour toutes les particules.

  
Comme ces conditions idéales ne peuvent être obtenues, la cuisson se fera jusqu'à un degré Kappa inférieur à 65, pour obtenir le point de défibrage.

  
Actuellement, de nombreuses usines de "pâte Kraft" cuisent la majorité des particules de bois jusqu'au-delà du point de défibrage (Kappa 65), de telle sorte qu'une fraction minime seulement de la pâte composée de bûchettes et de rejets nécessite un traitement mécanique ultérieur ou soit rejetée dans la cuisson.

  
En pratique, les variations d'uniformité et d'homogénéité d'imprégnation des particules provoquent des variation" dans le degré Kappa et des variations dans la teneur des bQchettes et des rejets, si bien que le degré Kappa visé par chaque usine est déterminé, soit par la capacité de tamisage de l'usine et la teneur de bûchettes tolérée dans la pâte, soit par la capacité du défibreur de hachettes et de rejets en aval du lessiveur.

  
A titre d'exemple, nous citons pour la P.K.D.P.S. les conditions et résultats de l'imprégnation et de la cuisson suivants :

Matière première : déchets de Pin Sylvestre composés prin-cipalement de sciure

  
Dimensions des particules : toutes les particules passent

  
 <EMI ID=26.1> 

  
 <EMI ID=27.1>  

  
Imprégnation

  
Etuvage : 112[deg.]C pendant 10' 

  
 <EMI ID=28.1> 

  
à 7,7 kg/cm2

  
Rendement d'imprégnation : 90%

  
Concentration d'alcali actif en fin d'imprégnation :

  
43 gr Na20/l

  
Cuisson

  
Rapport liqueur-bois : 3,2

  
Concentration d'alcali actif à l'entrée du lessiveur :

  
43 gr Na20/l

  
 <EMI ID=29.1> 

  
Degré Kappa : 45

  
Température : 168[deg.]C

  
Pression : 7,7 kg/cm2

  
Durée : 38'

L.3. AMELIORATION DE LA SITUATION ACTUELLE A P.K.D.P.S.

  
 <EMI ID=30.1> 

  
d'obtenir une imprégnation plus uniforme et plus homogène, les conditions de cuisson en phase vapeur se rapprocheront des conditions optimales. Dès lors, une pâte cuite peut être obtenue à un degré Kappa de l'ordre de 65 qui, par rapport à une pâte de degré Kappa de 45, conduit à un rendement supérieur d'environ 5%.

  
Le rendement accru en faveur du PN est également la conséquence de la réduction du taux de conversion de la réaction secondaire et parasite des réactifs avec la cellulose et

  
 <EMI ID=31.1>  

  
Deux types de cuisson en phase vapeur sont, en fait, comparés, c'est-à-dire la cuisson avec un rapport liqueur-bois égale à 3,2 qui se rapproche (au fur et à mesure de la dilution) d'une cuisson en temps très, long et à concentration faible et constante en alcali actif, et la cuisson avec un rapport liqueurbois égale à 2,1 qui est caractérisée par une cuisson de plus courte durée à concentration plus élevée au départ et faible en fin de cuisson.

  
Dans les deux cas, les particules sont soumises à un étuvage et à une imprégnation sous pression. Dans le cas du P.K.D.P.S., le rapport liqueur-bois de 3,2 est obtenu par un égouttage non forcé, c'est-à-dire sans l'emploi d'une presse à vis. Dans le cas du PN, le rapport liqueur-bois de 2,1 est obtenu par un égouttage forcé au moyen d'une presse à vis.

  
Les schémas fonctionnels et les bilans matière (tableaux 1 et

  
2) ont été chiffrés dans les deux cas pour un débit des parti-

  
 <EMI ID=32.1> 

  
ment sur bois, après imprégnation, est supposé de 90 %. Les équipements de transfert des matières ne sont pas repris sur les schémas fonctionnels.

  
La concentration de NaOH et de Na2S, c,à.d. de l'alcali actif

  
 <EMI ID=33.1> 

  
43 gr/1 dans l'hypothèse d'un rapport liqueur-bois de 3,2, d'une sulfidité de 25 % et de l'obtention d'une pâte ayant 0,8 % de refus au maximum par rapport au poids du bois à l'entrée de l'étuve.

  
 <EMI ID=34.1> 

  
du PN de 52,4 gr/1 dans l'hypothèse d'un rapport liqueur-bois de 2,1, d'une sulfidité de 25 % et de l'obtention d'une pâte ayant 0,8 % de refus au maximum par rapport au poids de bois à l'entrée de l'étuve.

  
Température et durée de cuisson sont pour P.K.D.P.S. de 168[deg.]C et 38 minutes, et, pour PN de 168[deg.]C et 30 minutes.

  
Les conditions opératoires et les résultats pour P.K.D.P.S.

  
 <EMI ID=35.1>  

  

 <EMI ID=36.1> 


  

 <EMI ID=37.1> 


  

 <EMI ID=38.1> 
 

  

 <EMI ID=39.1> 


  
 <EMI ID=40.1> 

  
 <EMI ID=41.1> 

  
 <EMI ID=42.1> 

  
 <EMI ID=43.1> 

  
 <EMI ID=44.1> 
 <EMI ID=45.1> 
 TABLEAU 3 

  
<1>
 <EMI ID=46.1> 
 1.4. VARIATION DES CONDITIONS OPERATOIRES
1.4.1. Généralités 

  
Les conditions opératoires décrites sous le tableau 3 ne représentent que des valeurs approximatives, même si le cadre est délimité par 
- la nature de la matière première (Pin Sylvestre)
- la nature et la proportion des réactifs (NaOH et Na2S et 25 % de sulfidité) <EMI ID=47.1>  sortie du lessiveur (0,8 % par rapport à la quantité de bois à l'entrée de l'étuve)
- la dimension maximale des particules
1.4.2. Variation du rapport liqueur-bois

  
Le rapport liqueur-bois d'un ensemble de particules à dimensions diverses par rapport à un autre ensemble de particules à dimensions diverses peut être très différent, même si, comme dans l'exemple présenté, la plus grande particule est inférieure aux ou-

  
 <EMI ID=48.1> 

  
Le rapport liqueur-bois d'un ensemble de particules dépend, en effet, également des quantités relatives de particules retenues sur tamis Tyler.Mesh n[deg.]5, n[deg.]6, etc. 

  
Pour une certaine variété de bois le rapport liqueur-bois d'un ensemble de particules obtenu

  
en exerçant une force F pour la séparation de la liqueur excédentaire, sera différente pour un autre ensemble de particules. La variation possible de,ce rapport liqueur-bois se réduit toutefois au fur et

  
à mesure de l'augmentation de la force employée à

  
la séparation de la liqueur excédentaire pour devenir

  
 <EMI ID=49.1>  d'obtenir une imprégnation complètement uniforme et homogène, puisque dans ces conditions chaque particule aura le même rapport liqueur-bois et que la concentra-

  
 <EMI ID=50.1> 

  
identique.

  
Le graphique et les explications ci-après ainsi que le par. 1 du Tableau 4 illustrent ce qui précède.

  

 <EMI ID=51.1> 


  
Courbe a : particules de Pin Sylvestre entre tamis Tyler,Mesh 12 et
14

  
Courbe b : particules de Pin Sylvestre entre tamis Tyler,Mesh n[deg.] 4 

  
 <EMI ID=52.1> 

  
 <EMI ID=53.1> 

  
dans le cas du P.K.D.P.S., le rapport liqueur-bois est respectivement de 2,5 et 4 pour des dimensions de particules se situant respectivement entre les tamis

  
 <EMI ID=54.1> 

  
d'autre part, le rapport liqueur-bois pour ces deux ensembles de particules serait approximativement donné par les valeurs 2,85 et 2,1 respectivement, en cas d'ap-

  
 <EMI ID=55.1> 

  
tion de la liqueur excédentaire et 1,7 dans les deux

  
 <EMI ID=56.1> 

  
La variation du rapport liqueur-bois en fonction de la

  
4-2 

  
 <EMI ID=57.1> 

  
en cas d'application d'un égouttage non forcé 26,3 

  
 <EMI ID=58.1> 

  
 <EMI ID=59.1> 

  
 <EMI ID=60.1>  1.4.3. Variation de la concentration en A.A. dans l'imprégnateur et à l'entrée du lessiveur
- L'A.A. agit dans l'imprégnateur avec les constituants du bois qui y sont sensibles.

  
 <EMI ID=61.1> 

  
comme le 1er stade d'un système de cuisson à deux stades.

  
. Le rendement sur bois de cet imprégnateur est égal <EMI ID=62.1> 

  
Ce rendement peut être relativement bas si la température d'imprégnation est élevée, si la durée d'imprégnation est longue et si le bois a subi une dégradation pendant son stockage ou un traitement éventuel antérieur.

  
 <EMI ID=63.1> 

  
été relativement importante et que, par conséquent, la cuisson dans le 2me stade de cuisson pourra y être réduite, ce qui entraîne une réduction de la

  
 <EMI ID=64.1> 

  
 <EMI ID=65.1> 

  
 <EMI ID=66.1> 

  
conduira, a contrario, à une concentration relativement' plus élevée à l'entrée du lessiveur et à

  
 <EMI ID=67.1> 

  
- La concentration en A.A. est, par ailleurs, inversé- <EMI ID=68.1> 

  
l'entrée du lessiveur. 

  
1.4.4. Variation de la température de cuisson dans le lessiveur

  
La température de cuisson peut varier de 150[deg.]C à 190[deg.]C. 

  
1.4.5. Variation du temps de cuisson dans le lessiveur

  
Le temps de réaction est fonction du rapport liqueur-bois, de la concentration de la liqueur d'imprégnation et du rendement sur bois à la sortie de l'imprégnateur.

  
1.4.6. Le tableau 5 ci-après reprend les valeurs extrêmes <EMI ID=69.1> 

  
dans l'hypothèse des conditions de base précitées, c.à.d. d'une sulfidité et d'une quantité de rejets après cuisson prédéterminée et de l'emploi de particules de Pin Sylvestre passant au travers d'un tamis

  
 <EMI ID=70.1> 
1.4.7. Variation des conditions de base

  
Si la sulfidité devait être inférieure, le produit

  
 <EMI ID=71.1> 

  
devra augmenter pour obtenir une pâte avec maximum 0,8 % de rejets sur bois.

  
Si les particules de Pin Sylvestre avaient des dimensions plus grandes, c.à.d. 0% de passage au tamis

  
 <EMI ID=72.1> 

  
 <EMI ID=73.1> 

  
Si, à la place de Pin Sylvestre, du bois feuillu dense

  
 <EMI ID=74.1> 

  
port liqueur-bois obtenu par séparation non forcée des particules se réduira tout comme le rapport liqueur-bois théorique.

  
Par séparation forcée, le rapport liqueur-bois théorique sera de 1,15 pour du bois de hêtre (voir tableau 5 par.2).

  
Dans le cas d'emploi de bois feuillu, la quantité d'A.A. consommé par le bois pour en assurer la dé-

  
 <EMI ID=75.1> 

  
employée pour la délignification du Pin Sylvestre.

  
La concentration en A.A. dans la liqueur d'imprégna-  tion devra donc être réduite en conséquence.

  
Si la quantité de rejets admise en fin de cuisson devait être supérieure ou inférieure à 0,8 %

  
la concentration en A.A. dans la liqueur d'imprégnation devra être revue en conséquence. 

  
 <EMI ID=76.1> 

  
 <EMI ID=77.1> 

CALCUL DU RAPPORT LIQUIDE-BOIS THEORIQUE OBTENUAPRES IMPREGNATION UNIFORME ET HOMOGENE DE PARTI CULESDE BOIS DE VARIETE DETERMINEE

  

 <EMI ID=78.1> 
 

TABLEAU 5

FABRICATION DE PATE CHIMIQUE A PARTIR DE PARTICULES DE BOIS DE PIN SYLVESTRE

  

 <EMI ID=79.1> 
 

  

 <EMI ID=80.1> 
 

2. DEUXIEME EXEMPLE D'APPLICATION

  
Fabrication de pâte Kraft à partir de déchets de Pin i Sylvestre en vue de la fabrication de papier d'emballage et/ou de Kraftliner.

  
Ce deuxième cas d'application diffère du premier cas en ce sens que de l'Anthraquinone a été ajouté à la liqueur d'imprégnation en vue d'augmenter le rendement de cuisson.

  
Pour un concentration identique d'Anthraquinone dans la liqueur d'imprégnation pour le procédé nouveau (P.N.) et le procédé classique (P.K.D.P.S.) de 2 gr/litre, la

  
 <EMI ID=81.1> 

  
quantité de bois sec à l'entrée du lessiveur sera de

  
6,4 gr et de 4,2 gr respectivement.

  
Le rendement de la pâte tamisée par rapport au poids

  
du bois sera augmenté d'environ 1,5 %. Ce rendement atteindra donc la valeur approximative de

  
53,2 % dans le cas du P.N. et de

  
50,6 % dans le cas du procédé classique P.K.D.F.S. étant entendu que dans les deux cas, la quantité de rejets serait de 0,8 % par rapport au poids du bois. 

3. TROISIEME EXEMPLE D'APPLICATION

  
Fabrication de pâte Kraft dans la même installation d'imprégnation de cuisson & partir de copeaux de variétés de bois différents qui sont mélangés.

  
 <EMI ID=82.1> 

  
 <EMI ID=83.1> 

  
bois soit, par l'emploi d'une presse à vis et après

  
 <EMI ID=84.1> 

  
définition donnée au Tableau 5 du premier exemple d'application
- Supposons que la concentration optimale à l'entrée <EMI ID=85.1> 

  
Dans ce cas, la quantité d'alcali actif absorbé par

  
 <EMI ID=86.1>  <EMI ID=87.1>  <EMI ID=88.1> 

  
Dans ce cas, la quantité d'alcali actif absorbée

  
 <EMI ID=89.1> 

  
 <EMI ID=90.1> 

  
 <EMI ID=91.1> 

  
être cuits ensemble de manière idéale dans les conditions précitées.

  
 <EMI ID=92.1> 

  
 <EMI ID=93.1> 

  
 <EMI ID=94.1> 

  
 <EMI ID=95.1> 

  
 <EMI ID=96.1> 

  
les 2 variétés pourront être cuites en acceptant

  
 <EMI ID=97.1> 

  
respectivement à une réduction et accroissement des rejets.



   <EMI ID = 1.1>
 

  
The present invention relates to a process for manufacturing paper pulp intended for the manufacture of paper, cardboard or other cellulosic products from wood particles such as shavings, sawdust, chips, parings, fines ...

  
It is applicable \ in. all cases where, beforehand

  
when they are cooked in the vapor phase, sufficient, uniform and homogeneous impregnation of the / particles of, wood is sought as is the case for the manufacture of chemical-mechanical, semi-chemical and chemical pulp.

  
The impregnation will be considered sufficient when, after separation of the excess liquor, each particle has received the quantity of chemical agents (C.A.) necessary to obtain in the subsequent cooking installation the desired degree of separation of fibers.

  
The impregnation will be considered uniform when, after separation of the excess liquor, the concentration of A.C.

  
at any point on the wood particle will be equal to that on the outside of the wood particle.

  
The impregnation will be considered as homogeneous when after separation of the excess liquor the liquor-wood ratio

  
will be identical for each particle.

  
By excess liquor is meant the liquor eliminated during its separation by means of forced or non-forced drainage.

  
By cooking installation is meant the

  
installations aiming to individualize in whole or in part the fibers or fragments of fibers whether or not these remain partially agglomerated.

  
These cooking facilities are made up of continuous (or discontinuous) digester (s) allowing the phase-vapor cooking of the wood particles pre-impregnated with A.C. with a view to obtaining, by reaction of the active alkali with the lignin, a separation of complete or summary fiber, it being understood that, in the latter case, this separation will be pushed further in

  
 <EMI ID = 2.1>

  
By A.C., we must understand:

  
chemical reagents (R.C.) acting because their chemical reaction with the constituent parts of wood

  
the catalysts for the desired chemical reactions

  
 <EMI ID = 3.1>

  
The degree of separation of the fibers is measured by the quantity of rejects obtained by sieving the pulp at the outlet.

  
from the digester.

  
By liquor-wood ratio, we mean the ratio at the end of the impregnation of the volume of the liquor expressed in liters to the weight of dry wood expressed in kilograms.

  
The present invention consists in improving the process for impregnating wood particles in order to be able, in the subsequent cooking installation,

  
reduce wood consumption per tonne of raw pulp produced,

  
and or

  
reduce the consumption of A.C. per tonne of raw dough produced,

  
and or

  
reduce steam consumption per tonne of raw dough produced

  
and or

  
reduce the dimensions of the fiber separation installation,

  
and or

  
improve the quality of the dough obtained,

  
thanks to the improved dosage of A.C. for each particle of wood.

  
It is known that the uniformity of the impregnation is improved

  
by steaming the particles beforehand

  
when immersed in a liqueur bath.

  
During steaming, the air included in the particles is replaced in whole or in part by water vapor.

  
When the particles thus steamed are immersed in a liquor bath, the vapor will condense, thus creating a vacuum

  
the liquor in the areas previously occupied by steam.

  
Putting the bath under pressure will promote, as it rises, the penetration of the liquor into the non-solid and / or non-liquid parts inside the wood particles.

  
As this pressure is, for practical reasons, limited,

  
the degree of uniformity of the impregnation will also be.

  
The diffusion of the reagents adds to the penetration phenomenon and contributes to improving the uniformity of the impregnation.

  
It should also be noted that, during impregnation, the wood substances which are sensitive to it will be dissolved or decomposed by the impregnation liquor and by the chemical reagents,

  
under the conditions of temperature and concentration of the solution and of the chemical reagents present in the impregnator so that this impregnator can be considered as the first stage of a two-stage wood particle cooking system, the 2nd stage performing in the digester proper.

  
After the particles have been immersed, it has hitherto been customary to separate the excess liquor by non-forced drainage, that is to say without compression of the particles by a force other than that due to the gravity. This is usually done

  
by means of a vertical or inclined screw conveyor or by filtration by means of a perforated bucket elevator or a

  
 <EMI ID = 4.1>

  
By draining the wood particles in such a way, the film of liquor which remains attached to the surface of each particle cannot be removed. The volume of this film relative to the weight of the particle will depend on the surface-

  
weight of the particle.

  
This ratio, relatively important for fine particles (clippings, chips, sawdust, fines), will be reduced for increasing dimensions of wood particles. As a result, the impregnation of the wood particles, after separation of the excess liquor by non-forced draining, is not homogeneous since, because of this film, the liquor-wood ratio will be different for each. particle....

  
It therefore appears that the homogeneity of the impregnation will be all the better as the reduction of this film will have

  
been pushed.

  
The new process (PN), object of the present invention, proposes to improve the uniformity and homogeneity of the impregnation by the use of a screw press.

  
The uniformity of the impregnation is improved by the compression of the particles of wood present in the screw press y causing inside these particles an overpressure of the impregnation liquor compared to that present in the impregnator and favoring thus the penetration of the liquor inside the wood particles.

  
The homogeneity of the impregnation is improved by reducing

  
by the use of the screw press, the importance of the film attached to the surface of the particles.

  
To be considered a screw press, the device must allow a reduction of at least 10 percent in the quantity

  
of liquor remaining attached to the wood particles after their

  
 <EMI ID = 5.1>

  
The PN includes two sub-processes, that is to say:
- a new impregnation process (IN), which differs from the conventional impregnation process (PIC) by replacing the non-forced drainage by forced drainage.

  
The PIN thus includes:

  
the steaming of the wood particles before steaming the immersion of the wood particles in a bath operating at a pressure higher than atmospheric pressure, it being understood that during this immersion, partial cooking may occur operate there (1st stage of cooking);

  
The separation of the excess liquor by forced draining by means of a screw press whose operating pressure at the inlet is close to that in the impregnator and therefore greater than atmospheric pressure.

  
- a fiber separation process (2nd stage of cooking) carried out in the vapor phase in a digester);

  
The advantages and particularities of the PIN compared to the classic PIC impregnation process are as follows: <EMI ID = 6.1>

  
 <EMI ID = 7.1>

  
impregnation, we get closer to the ideal situation where; each particle of wood receives the minimum and sufficient amount of A.C. to obtain the desired degree of fiber separation.

  
By deviating from this situation, the difference between the liquor-wood values of the particles will increase. In this case, even

  
if the particles taken as a whole have received a quantity of A.C. sufficient, to obtain the desired degree of fiber separation, this quantity will not be

  
more minimal. Thus, the excessive absorption and adsorption of A.C.

  
especially by the smallest particles, will result in excessive consumption of A.C. by these particles in the digester.

  
Excessive consumption of R.C. in particular will decrease

  
pulp-wood yield caused by excessive delignification and excessive destruction of cellulose and

  
hemicellulose.

  
 <EMI ID = 8.1>

  
digester. These qualities are mainly due to the presence of hemicelluloses which have not been destroyed because only a minimum amount of R.C. has been used.

  
The PIN reduces the total consumption of R.C. required in the digester. Indeed if we assume

  
that the reagents only react with lignin,

  
the total specific consumption of reagents, i.e. the total quantity of reagents per kilogram of

  
dry wood required in the digester, equivalent to the specific consumption necessary to obtain the degree of

  
 <EMI ID = 9.1>

  
The specific excess consumption equals the product of

  
the concentration of reagents in the particles at the end of the operation by the liquor-wood ratio.

  
For a concentration in the particles at the end of the operation assumed to be identical whatever the liquor-wood ratio, the specific excess consumption increases in proportion to the increase in the liquor-wood ratio.

  
The specific consumption necessary to obtain the same degree of delignification will, however,

  
the same, regardless of the liquor-wood ratio.

  
As a result, the total specific consumption of reagents will be reduced as the liquor-wood ratio is reduced.

  
The above can be expressed by the following equations:

  

 <EMI ID = 10.1>


  
or

  
 <EMI ID = 11.1>

  
in the digester.

  
 <EMI ID = 12.1>

  
desired cation

  
 <EMI ID = 13.1>

  
 <EMI ID = 14.1>

  

 <EMI ID = 15.1>


  
and
 <EMI ID = 16.1>
 or

  
indices 2 refer to the fiber separation process preceded by the PIN

  
indices 1 refer to the fiber separation process preceded by the PIC

  
L = liquor-wood ratio

  
C = concentration of the liquor

  
CI and C2 refer to the concentration of liquor at the start

  
reaction

  
CF at the concentration at the end of the reaction.

  
From (2) and (3), we deduce that

  

 <EMI ID = 17.1>


  
 <EMI ID = 18.1>

  
otherwise

  

 <EMI ID = 19.1>


  
and since
 <EMI ID = 20.1>
 <EMI ID = 21.1> biter in the digester.

  
The inhibitor or catalyst concentrations, like their activities, are proportional to their weight relative to the weight of dry wood and inversely proportional to the liquor-wood ratio.

  
By -the proportionally identical reduction and the weight of the catalyst or inhibitor relative to the weight of dry wood and the liquor-wood ratio, one will therefore obtain the same concentration or activity of the catalyst or inhibitor.

  
- The PIN reduces the reaction time between the lignin and the reagent in the digester.

  
 <EMI ID = 22.1>

  
 <EMI ID = 23.1>

  
so slow that its continuation is considered inappropriate.

  
The above means that the concentration of reagents will be, for each degree of delignification, other than the final degree of delignification, higher in the event of application of the PIN

  
With increased concentration, the reaction rate will be accelerated, the reaction time reduced, as well as the dimensions of the digester.

  
- The PIN reduces the heat energy consumption per tonne of wood in the digester.

  
This is only true if an increase in the temperature of the impregnated particles is sought in the fiber separation installation.

  
The reason is due to the reduction in the liquor-wood ratio.

  
- By applying the PIN, we will obtain in the digester as the case may be - that is to say depending on the nature of the reagent, its concentration in the liquor, the temperature * - the liquor and the time reaction - as an advantage or a disadvantage, the respective increase or reduction of the pulp-wood yield.

  
Indeed, for a same degree of delignification, the pulp-wood yield will be different, even if the only variables considered are the liquor-wood value and the corresponding parameters which are linked to it, i.e. the concentration of R.C. at the start of the reaction and the reaction time, while the temperature of the reaction and the concentration of R.C. at the end of the reaction would be identical.

  
In other words, for the same conversion rate of the main reaction of the reagent with lignin, i.e. for the same degree of delignification obtained with different liquor-wood ratios, the conversion rate of the secondary and parasitic reaction of the reagent with cellulose and hemicellulose will be different.

  
In fact, two methods are compared.

  
The first, characterized by a relatively low value of the liquor-to-wood ratio, by a high reagent concentration at the start and low at the end of the reaction, and by a relatively short reaction time.

  
The second, characterized by a relatively high value of the liquor-wood ratio, gradually approaching the increase in the liquor-wood value of cooking at an infinitely long time and with low and constant consumption of reagent.

  
So, to the extent that the new process, comparatively

  
with the conventional process, reduces the conversion rate of the secondary reaction to the same extent, the increase in pulp-wood yield can be expected.

  
The opposite is also true and, in this case, it will be necessary

  
that the other advantages linked to the new process compensate for the advantage of a reduced yield so that this process can be applied.

  
From the above, it can be concluded that the liqueur-wood ratio is an important parameter which affects the means to be used and the results obtained in the lesseur.

  
By applying the PIN, the optimal value of the liquor-wood ratio can be chosen between the value obtained by

  
non-forced draining of the liquor and the minimum value obtained by forced draining by means of a screw press. This same screw press will make it possible to adjust the liquor-wood ratio by adjusting the back pressure and / or rotational speed.

  
The minimum value of the liquor-wood ratio will depend essential-

  
 <EMI ID = 24.1>

  
wood and particle size. The optimal value of the liquor-wood ratio will be that which will give the results / means ratio its maximum value.

1. FIRST APPLICATION EXAMPLE

  
Manufacture of Kraft pulp from Sylvestre pine waste, for the production of wrapping paper and / or kraftliner
1.1. GENERAL

  
The separation of the wood constituents (cellulose fibers and lignin) is the primary objective of any pulp manufacturing process.

  
This separation can be done by chemical or mechanical means or by a combination of the two.

  
We are interested, below, in defibration by a pure chemical treatment.

  
At the defibration point obtained without mechanical treatment, the quantity of rejects during the sieving of the dough will be practi-

  
 <EMI ID = 25.1>

  
The defibration point is encrypted for each cooking system by the Kappa number which is a measure of the amount of lignin contained in the dough.

  
The objective of cooking wood will be to reach the point

  
defibration to a Kappa degree as high as possible, the latter being, moreover, only the expression of a high cooking yield.

  
To illustrate the advantages of the new process, we have based ourselves on the current operating conditions of a

  
factory producing Kraft pulp for the production of KRAFT paper by steaming pine wood waste. This waste has undergone unforced drainage before being introduced into the digester, i.e. after steaming and impregnation.

  
In &#65533; e text which follows, we will designate this industrial unit by P.K.D.P.S.

  
1.2. CURRENT SITUATION AT THE PASTA FACTORY P.K.D.P.S.

  
For the production of KRAFT pasta, the wood fiber defibration point is located at Kappa 65, provided that the cooking conditions are identical for all the particles.

  
As these ideal conditions cannot be obtained, cooking will be done to a Kappa degree lower than 65, to obtain the defibration point.

  
Currently, many "Kraft pulp" factories bake the majority of wood particles beyond the defibration point (Kappa 65), so that only a small fraction of the pulp made of sticks and rejects requires subsequent mechanical treatment or be rejected in cooking.

  
In practice, the variations in uniformity and homogeneity of impregnation of the particles cause variation "in the Kappa degree and variations in the content of the flaps and the rejects, so that the Kappa degree targeted by each plant is determined, either by the capacity of sieving of the factory and the content of sticks tolerated in the dough, or by the capacity of the shredder of hatchets and rejects downstream of the digester.

  
As an example, we cite for the P.K.D.P.S. the following conditions and results of impregnation and cooking:

Raw material: Scots pine waste mainly composed of sawdust

  
Particle dimensions: all particles pass

  
 <EMI ID = 26.1>

  
 <EMI ID = 27.1>

  
Impregnation

  
Steaming: 112 [deg.] C for 10 '

  
 <EMI ID = 28.1>

  
at 7.7 kg / cm2

  
Impregnation yield: 90%

  
Concentration of active alkali at the end of impregnation:

  
43 gr Na20 / l

  
Cooking

  
Liquor-to-wood ratio: 3.2

  
Concentration of active alkali at the inlet of the digester:

  
43 gr Na20 / l

  
 <EMI ID = 29.1>

  
Kappa degree: 45

  
Temperature: 168 [deg.] C

  
Pressure: 7.7 kg / cm2

  
Duration: 38 '

L.3. IMPROVEMENT OF CURRENT SITUATION AT P.K.D.P.S.

  
 <EMI ID = 30.1>

  
to obtain a more uniform and more homogeneous impregnation, the cooking conditions in the vapor phase will approach optimal conditions. Therefore, a cooked dough can be obtained at a Kappa degree of the order of 65 which, compared to a Kappa degree of 45, leads to a higher yield of approximately 5%.

  
The increased yield in favor of PN is also the consequence of the reduction in the conversion rate of the side and parasitic reaction of the reagents with cellulose and

  
 <EMI ID = 31.1>

  
Two types of cooking in vapor phase are, in fact, compared, that is to say cooking with a liquor-wood ratio equal to 3.2 which approximates (as the dilution) cooking in very, long time and at a low and constant concentration of active alkali, and cooking with a liquor-wood ratio equal to 2.1 which is characterized by a cooking of shorter duration with higher concentration at the start and low at the end of cooking .

  
In both cases, the particles are subjected to steaming and impregnation under pressure. In the case of P.K.D.P.S., the liquor-wood ratio of 3.2 is obtained by non-forced drainage, that is to say without the use of a screw press. In the case of PN, the liquor-wood ratio of 2.1 is obtained by forced drainage by means of a screw press.

  
Functional diagrams and material balances (Tables 1 and

  
2) were encrypted in both cases for a debit of the parties

  
 <EMI ID = 32.1>

  
ment on wood, after impregnation, is assumed to be 90%. Material transfer equipment is not included in the functional diagrams.

  
The concentration of NaOH and Na2S, i.e. active alkali

  
 <EMI ID = 33.1>

  
43 gr / 1 in the hypothesis of a liquor-wood ratio of 3.2, of a sulfidity of 25% and of obtaining a pulp having 0.8% of refusal at most compared to the weight of the wood at the entrance of the oven.

  
 <EMI ID = 34.1>

  
PN of 52.4 gr / 1 on the assumption of a liquor-wood ratio of 2.1, a sulfidity of 25% and the obtaining of a pulp with 0.8% rejection at most in relation to the weight of wood at the entrance to the oven.

  
Temperature and cooking time are for P.K.D.P.S. of 168 [deg.] C and 38 minutes, and, for PN of 168 [deg.] C and 30 minutes.

  
Operating conditions and results for P.K.D.P.S.

  
 <EMI ID = 35.1>

  

 <EMI ID = 36.1>


  

 <EMI ID = 37.1>


  

 <EMI ID = 38.1>
 

  

 <EMI ID = 39.1>


  
 <EMI ID = 40.1>

  
 <EMI ID = 41.1>

  
 <EMI ID = 42.1>

  
 <EMI ID = 43.1>

  
 <EMI ID = 44.1>
 <EMI ID = 45.1>
 TABLE 3

  
<1>
 <EMI ID = 46.1>
 1.4. VARIATION OF OPERATING CONDITIONS
1.4.1. General

  
The operating conditions described in table 3 represent only approximate values, even if the frame is delimited by
- the nature of the raw material (Sylvester pine)
- the nature and the proportion of the reagents (NaOH and Na2S and 25% of sulfidity) <EMI ID = 47.1> leaving the digester (0.8% compared to the quantity of wood at the entry of the oven)
- the maximum particle size
1.4.2. Variation in liquor-wood ratio

  
The liquor-wood ratio of a set of particles of various dimensions compared to another set of particles of various dimensions can be very different, even if, as in the example presented, the largest particle is smaller than or-

  
 <EMI ID = 48.1>

  
The liquor-wood ratio of a set of particles depends, in fact, also on the relative quantities of particles retained on a Tyler sieve.Mesh n [deg.] 5, n [deg.] 6, etc.

  
For a certain variety of wood the liquor-wood ratio of a set of particles obtained

  
by exerting a force F for the separation of the excess liquor, will be different for another set of particles. The possible variation of, this liquor-wood ratio is reduced as and

  
as the force used increases

  
separation of the excess liquor to become

  
 <EMI ID = 49.1> to obtain a completely uniform and homogeneous impregnation, since under these conditions each particle will have the same liquor-wood ratio and as the concentration

  
 <EMI ID = 50.1>

  
identical.

  
The graph and explanations below as well as par. 1 of Table 4 illustrate the above.

  

 <EMI ID = 51.1>


  
Curve a: Scots pine particles between Tyler sieve, Mesh 12 and
14

  
Curve b: Scots pine particles between Tyler sieves, Mesh n [deg.] 4

  
 <EMI ID = 52.1>

  
 <EMI ID = 53.1>

  
in the case of P.K.D.P.S., the liquor-wood ratio is 2.5 and 4 respectively for particle sizes situated respectively between the sieves

  
 <EMI ID = 54.1>

  
on the other hand, the liquor-wood ratio for these two sets of particles would be approximately given by the values 2.85 and 2.1 respectively, in the event of ap-

  
 <EMI ID = 55.1>

  
tion of excess liquor and 1.7 in both

  
 <EMI ID = 56.1>

  
The variation of the liquor-wood ratio depending on the

  
4-2

  
 <EMI ID = 57.1>

  
in the case of non-forced drainage 26.3

  
 <EMI ID = 58.1>

  
 <EMI ID = 59.1>

  
 <EMI ID = 60.1> 1.4.3. Variation in the concentration of A.A. in the impregnator and at the digester inlet
- A.A. acts in the impregnator with the constituents of the wood which are sensitive to it.

  
 <EMI ID = 61.1>

  
like the 1st stage of a two stage cooking system.

  
. The wood yield of this impregnator is equal <EMI ID = 62.1>

  
This yield can be relatively low if the impregnation temperature is high, if the impregnation time is long and if the wood has undergone degradation during storage or any previous treatment.

  
 <EMI ID = 63.1>

  
been relatively large and that, consequently, the cooking in the 2nd cooking stage may be reduced there, which results in a reduction in the

  
 <EMI ID = 64.1>

  
 <EMI ID = 65.1>

  
 <EMI ID = 66.1>

  
conversely, will lead to a relatively higher concentration at the inlet of the digester and to

  
 <EMI ID = 67.1>

  
- The concentration of A.A. is, moreover, inverted - <EMI ID = 68.1>

  
the inlet of the digester.

  
1.4.4. Variation of the cooking temperature in the digester

  
The cooking temperature can vary from 150 [deg.] C to 190 [deg.] C.

  
1.4.5. Variation of cooking time in the digester

  
The reaction time is a function of the liquor-wood ratio, the concentration of the impregnation liquor and the yield on wood at the outlet of the impregnator.

  
1.4.6. Table 5 below shows the extreme values <EMI ID = 69.1>

  
assuming the above basic conditions, i.e. of a sulphidity and a quantity of rejections after predetermined cooking and the use of particles of New Year's pine passing through a sieve

  
 <EMI ID = 70.1>
1.4.7. Variation in basic conditions

  
If the sulfidity should be lower, the product

  
 <EMI ID = 71.1>

  
will have to increase to obtain a paste with a maximum of 0.8% of rejections on wood.

  
If the Scots pine particles had larger dimensions, i.e. 0% passage through a sieve

  
 <EMI ID = 72.1>

  
 <EMI ID = 73.1>

  
If, instead of Sylvester Pine, dense hardwood

  
 <EMI ID = 74.1>

  
liquor-wood ratio obtained by non-forced separation of the particles will be reduced just like the theoretical liquor-wood ratio.

  
By forced separation, the theoretical liquor-wood ratio will be 1.15 for beech wood (see Table 5 para. 2).

  
If hardwood is used, the amount of A.A. consumed by wood to ensure its de-

  
 <EMI ID = 75.1>

  
used for the delignification of Pine Sylvestre.

  
The concentration of A.A. in the impregnation liquor should therefore be reduced accordingly.

  
If the quantity of rejects admitted at the end of cooking should be greater than or less than 0.8%

  
the concentration of A.A. in the impregnation liquor should be reviewed accordingly.

  
 <EMI ID = 76.1>

  
 <EMI ID = 77.1>

CALCULATION OF THE THEORETICAL LIQUID-WOOD RATIO OBTAINED AFTER UNIFORM AND HOMOGENEOUS IMPREGNATION OF CULES OF WOOD OF SPECIFIED VARIETY

  

 <EMI ID = 78.1>
 

TABLE 5

MANUFACTURE OF CHEMICAL PASTE FROM SYLVESTRE PINE WOOD PARTICLES

  

 <EMI ID = 79.1>
 

  

 <EMI ID = 80.1>
 

2. SECOND EXAMPLE OF APPLICATION

  
Manufacture of Kraft pulp from Pin i Sylvestre waste for the production of wrapping paper and / or Kraftliner.

  
This second case of application differs from the first case in that Anthraquinone was added to the impregnation liquor in order to increase the cooking yield.

  
For an identical concentration of Anthraquinone in the impregnation liquor for the new process (P.N.) and the classic process (P.K.D.P.S.) of 2 gr / liter, the

  
 <EMI ID = 81.1>

  
amount of dry wood at the digester inlet will be

  
6.4 gr and 4.2 gr respectively.

  
The yield of the sieved dough relative to the weight

  
wood will be increased by about 1.5%. This yield will therefore reach the approximate value of

  
53.2% in the case of P.N. and

  
50.6% in the case of the classic P.K.D.F.S. it being understood that in both cases, the quantity of rejects would be 0.8% relative to the weight of the wood.

3. THIRD APPLICATION EXAMPLE

  
Manufacture of Kraft pulp in the same cooking impregnation plant & from chips of different wood varieties which are mixed.

  
 <EMI ID = 82.1>

  
 <EMI ID = 83.1>

  
wood either, by the use of a screw press and after

  
 <EMI ID = 84.1>

  
definition given in Table 5 of the first example of application
- Suppose that the optimal concentration at entry <EMI ID = 85.1>

  
In this case, the amount of active alkali absorbed by

  
 <EMI ID = 86.1> <EMI ID = 87.1> <EMI ID = 88.1>

  
In this case, the amount of active alkali absorbed

  
 <EMI ID = 89.1>

  
 <EMI ID = 90.1>

  
 <EMI ID = 91.1>

  
be cooked together ideally under the above conditions.

  
 <EMI ID = 92.1>

  
 <EMI ID = 93.1>

  
 <EMI ID = 94.1>

  
 <EMI ID = 95.1>

  
 <EMI ID = 96.1>

  
the 2 varieties can be cooked by accepting

  
 <EMI ID = 97.1>

  
respectively to a reduction and an increase in discharges.


    

Claims (1)

REVENDICATIONS Est revendiqué : <EMI ID=98.1> Is claimed: <EMI ID = 98.1> semi-chimique ou chimique en vue de la fabrication de. papiers, de cartons et de. produits similaires, ce procédé étant caractérisé par semi-chemical or chemical for the manufacture of. papers, cardboards and. similar products, this process being characterized by . l'étuvage des particules de bois à la vapeur d'eau . l'immersion de ces particules dans un bain de liqueur acide, alcaline ou neutre soumis à une pression supérieure à la pression atmosphérique . la séparation jusqu'à la valeur optimale du rapport liqueur-bois et inférieure à celle obtenue par un égouttage non forcé, de la liqueur excédentaire au moyen d'une presse à vïs, opérant à une pression à l'entra voisine de celle dans l'imprégnateur et donc supérieur à la pression atmosphérique, permettant ainsi . steaming the wood particles with water vapor. immersion of these particles in an acid, alkaline or neutral liquor bath subjected to a pressure higher than atmospheric pressure. the separation to the optimum value of the liquor-wood ratio and lower than that obtained by an unforced draining, of the excess liquor by means of a screw press, operating at a pressure at the center close to that in the impregnator and therefore higher than atmospheric pressure, thus allowing a) d'améliorer l'uniformité et l'homogénéité de l'imprégnation b) d'obtenir un rendement accru et/ou de la pâte de meilleure qualité et/ou de réduire la quantité d'A.C. et/ou de réduire la durée de la réaction dans le lessiveur. a) to improve the uniformity and the homogeneity of the impregnation b) to obtain an increased yield and / or of the dough of better quality and / or to reduce the quantity of A.C. and / or reduce the reaction time in the digester. la séparation totale ou partielle des fibres cellulosiques total or partial separation of cellulosic fibers <EMI ID=99.1>  <EMI ID = 99.1> étant entendu que cette cuisson s'effectue en phase vapeur et que lors de celle-ci une de lignification totale ou partielle des particules de bois est réalisée. it being understood that this cooking is carried out in the vapor phase and that during this one of total or partial lignification of the wood particles is carried out.
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