BR112017018968B1

BR112017018968B1 - Processos semi-químico de formação de polpa de materiais lignocelulósicos

Info

Publication number: BR112017018968B1
Application number: BR112017018968-2A
Authority: BR
Inventors: Antti Luukkonen; Christian RADHUBER
Original assignee: Andritz Inc
Priority date: 2015-03-11
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2022-02-22
Also published as: BR112017018968A2; CN107429484A; RU2017134102A; US10724174B2; CA2979048A1; US20180105982A1; RU2017134102A3; AU2016228870B2; US11352746B2; RU2690562C2; CA2979048C; AU2016228870A1; WO2016145276A1; EP3268534B1; CL2017002250A1; US20200283953A1; EP3268534A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um sistema e processo de produção de polpa a partir de material lignocelulósico após o material lignocelulósico ter sofrido compressão (pressurização), maceração e remoção de extrativos produzidos durante compressão e maceração seguido por adição de compostos químicos, formação de fibras, digestão (cozimento) e ainda refino mecânico.

Description

Pedido de Patente Relacionado

[0001] Este pedido de patente é um pedido de patente Não Provisório reivindicando os benefícios de pedido de patente Provisório U.S. No. 62/131.319 depositado em 11 de março de 2015, a totalidade do qual é aqui incorporada por referência.

Antecedentes 1. Campo Técnico

[0002] Esta divulgação refere-se genericamente à formação de polpa de materiais lignocelulósicos, que podem ser referidos como “aparas de madeira” ou simplesmente “aparas” por toda esta divulgação. Mais especificamente, a presente divulgação refere-se à conversão de materiais lignocelulósicos em polpa através de processos de formação de polpa semi-químicos e quimio-mecânicos. 2. Técnica Relacionada

[0003] Na indústria de polpa e papel, existem basicamente dois métodos de processamento fundamentalmente diferentes para conversão de material lignocelulósico, sendo madeira ou não madeira, na polpa usada em fabricação de papel. Os dois processos para conversão de material lignocelulósico em polpa são formação de polpa química e formação de polpa mecânica.

[0004] Formação de polpa química usa compostos químicos incluindo, mas não limitado a hidróxido de sódio, sulfeto de sódio, sulfito de sódio ou diferentes solventes (frequentemente referidos como “compostos químicos de cozimento”) para quebrar ligação entre cada fibra individual. Os processos de formação de polpa químicos cozinham materiais ligno celulósicos para liberação de fibras. Liberação de fibra ocorre quando as lamelas médias da matriz de fibra de apara de madeira são quimicamente dissolvidas em uma extensão que torna trituração possível sem ainda tratamento mecânico em equipamento de formação de polpa mecânica. Em formação de polpa química, é usado um digestor para cozinhar o material lignocelulósico; a severidade de cozimento depende dos compostos químicos de cozimento aplicados junto com tempo e temperatura. O material cozido é removido do digestor, tipicamente através de um dispositivo de saída como mostrado em US 6 123 808 ou transições convergentes empregando convergência simples e alívio lateral como mostrado em registro de patente estatutário No. US H1681, ou outros meios não resultando em liberação de fibras do material lignocelulósico. Processos químicos de formação de polpa têm uma desvantagem: alto consumo de madeira, o que pode resultar em rendimentos de madeira como polpa de somente cerca de 55% a 70%. O processo químico de formação de polpa consome madeira em uma taxa maior, comparado aos processos mecânicos de formação de polpa.

[0005] Processos mecânicos de formação de polpa usam equipamentos para quebra de matriz de fibra de apara de madeira de materiais ligno celulósicos para produção de polpa. Os processos mecânicos de formação de polpa empregam principalmente meios mecânicos tais como discos rotatórios comumente referidos como refinadores, ou uma pedra de trituração rotatória, para separar as fibras ligno celulósicas umas das outras. Processos puramente mecânicos de formação de polpa usando refino, fazem com que algumas das paredes de fibras rompam e resulta em polpas contendo substâncias resultantes da ruptura das paredes de fibras. Devido à presença de substâncias a partir da ruptura de paredes de fibra, tais como finos, polpas mecânicas podem não ter requisitos de qualidade para alguns usos. Finos são partículas pequenas de fibras que são menores que fibras normais de polpa de madeira. Tipicamente o rendimento de processos mecânico está na faixa de 92% a 98%. Em processos puramente mecânicos de formação de polpa, através da ausência de adição de composto químico, não ocorre nenhuma perda de fibras de madeira como um resultado de reações químicas de cozimento.

[0006] Outros processos combinando tratamentos químicos e refino mecânico similares, mas não limitado a, formação química de polpa são conhecidos como formação semi-química de polpa e formação de polpa quimio-mecânica. Formação de polpa quimio- mecânica utiliza compostos químicos antes do estágio de refino para limitar a ruptura das paredes de célula de fibra durante refino. Limitação de ruprura de paredes de células de fibras durante refino resulta em maior qualidade de polpa. As cargas de compostos químicos aplicadas são relativamente baixas, por exemplo, tipicamente 1% a 4% de compostos químicos por peso de apara de madeira para formação de polpa quimio-mecânica, comparado a formação química de polpa, que tipicamente tem cargas de compostos químicos de cerca de 15% a 25%, e por isso as reações químicas requerem significantemente menos tempo de reação, pelo que reduzindo a necessidade de um vaso de digestão desenhado especificamente para digestão química.

[0007] Formação semi-química de polpa aplica maiores cargas de compostos químicos (tipicamente 4% a 7%) comparada a formação de polpa quimio-mecânica (1% a 4%), ainda menores cargas de compostos químicos comparada a formação química de polpa (cerca de 15% a 25%). Em formação semi-quimica de polpa, a carga de compostos químicos aplicada é alta o suficiente para requerer um vaso de digestão similar aos vasos de digestão usados em formação química de polpa; entretanto, a carga não é alta o suficiente para liberar as fibras sem o uso de refinadores mecânicos como usados em formação mecânica de polpa. O rendimento de ambos processos de formação de polpa semi-químicos e quimio-mecânicos está entre o rendimento de formação química de polpa e formação mecânica de polpa. Mais especificamente, formação de polpa quimio-mecânica atinge rendimentos na faixa de 80% a 92% e formação de polpa semi- químico atinge rendimentos de 70% a 85%.

[0008] Mais comumente em processos de formação de polpa semi-químicos e químicos, o material de alimentação ligno celulósico pré-vapor em um vaso de vapor. Os compostos químicos de cozimento são adicionados, os compostos químicos de cozimento podem ser adicionados durante ou após sujeição a vapor, e o material ligno celulósico é alimentado para o estágio de digestor. Dependendo do processo, tanto bombas de alta pressão como parafusos de compressão são usados para criação de um portão de pressão. O portão de pressão também pode ser referido como um selo de pressão. O portão de pressão está disposto entre o estágio de processo atmosférico e o estágio de pressão superatmosférica (tal como o estágio de digestão) do sistema. Algumas instalações também têm um estágio de lavagem de apara. Um estágio de lavagem de apara é incluído no sistema para remover areia, pedras e outro material que é prejudicial para o material ligno celulósico antes de digestão e refino. Através do uso de um estágio de lavagem de apara, os intervalos de manutenção e limpeza para equipamento no estágio subsequente a lavagem de apara podem aumentar. Também é possível que um estágio de lavagem de apara posas auxiliar o aumento de tempo de vida de placas de refinador usadas no estágio de refino.

[0009] Processos de formação de polpa semi-químicos e quimio- mecânicos conhecidos tipicamente envolvem estágios de processos que são operados em pressão atmosférica e estágios operando em pressões superatmosféricas. Esta separação de estágios operando em diferentes pressões é possível através do uso de um portão de pressão ou selo de pressão. O portão de pressão ou selo de pressão é mais comumente obtido através de instalação de um estágio de compressão. Parafusos de compressão, também referidos como alimentadores de parafuso plug podem ser usados no estágio de compressão. O uso de alimentadores de parafusos de compressão ou parafusos plug permite a alimentação do material lignocelulósico a partir dos estágios atmosféricos do processo para ou estágios pressurizados ou super-atmosféricos do processo. Estágios pressurizados ou super-atmosféricos podem ser um refinador pressurizado ou um estágio de digestão pressurizado (um vaso de digestor pressurizado). No estágio de compressão, o material lignocelulósico é comprimido, mas a natureza do material lignocelulósico não é alterada. Também é possível usar uma válvula rotatória, ou mesmo bombas de pasta de alta pressão para obter a separação e associado portão de pressão ou selo de pressão.

[0010] Conhecidos processos quimio-mecânicos de formação de polpa podem envolver um ou vários estágios mecânicos de pré- tratamento dos materiais lignocelulósicos. Tais estágios de pré- tratamento mecânico envolvem mudanças para a natureza do material lignocelulósico como maceração ou fiberização. Em um tipo de processo de pré-tratamento, o material lignocelulósico pode ser alimentado através de um dispositivo de parafuso de compressão para obtenção de um grau de maceração do material lignocelulósico. Aqui, maceração é referida como uma delaminação parcial da estrutura do material lignocelulósico na direção longitudinal sem dano de fibra. Dito de outra maneira, maceração é a abertura das estruturas de fibra e a quebra parcial do tamanho de peça individual de material lignocelulósico para aumentar a área de superfície do material lignocelulósico. Maceração ainda envolve remoção de substâncias prejudiciais como resinas, colóides e materiais dissolvidos. Remoção de líquidos livres entre peças individuais do material lignocelulósico aumenta consistência e homogeneização. Volumes de compressão do volume de material lignocelulósico remove ar arrastado em vazios.

[0011] Processos conhecidos para formação semi-química de polpa usando parafusos de compressão não envolvem maceração de material lignocelulósico. Em outros processos de formação de polpa quimio-mecânicos e mecânicos conhecidos, estágios de formação de fibras são usados para pré-tratamento do material lignocelulósico. Formação de fibras pode ser realizada através de refinadores mecânicos. Em processos semi-químicos de formação de polpa conhecidos como aqui discutidos, estágios de pré-tratamento mecânico como formação de fibras não são aplicados.

[0012] Tipicamente, em formação de polpa quimio-mecânicas e semi-mecânicas são aplicados após compressão mecânica ou, somente no caso de formação quimio-mecânica de polpa, após pré- tratamento mecânico do material lignocelulósico. Compostos químicos usados na formação de polpa quimio-mecânica e semi-mecânica podem incluir, mas não são limitados a, peróxido alcalino, sulfito alcalino, soda cáustica, compostos químicos de cozimento baseados em alcalinos, ácido oxálico, ou outros compostos ácidos usados para cozimento, e água, dependendo da natureza do processo.

[0013] Embora processos semi-químicos de formação de polpa possam ter compressão do material lignocelulósico, a compressão não é realizada através de equipamento que comprime o material lignocelulósico para o nível de maceração.

Resumo da Invenção

[0014] O requerente verificou que existentes processos semi- químicos que têm uma compressão têm a desvantagem de distribuição não uniforme e desigual de compostos químicos devido a variação em tamanhos de partículas lignocelulósicas e incompleta absorção de compostos químicos no material lignocelulósico antes de ainda processamento.

[0015] A presente divulgação refere-se genericamente a um esforço endereçando-se a, e aperfeiçoando desvantagens dos convencionais processos químicos e semi-químicos de formação de polpa com relação a difusão e absorção dos compostos químicos no material lignocelulósico na, ou justo após compressão pelo que reduzindo o tempo de retenção no estágio de digestão e temperatura de operação, assim como reduzido cozimento químico necessário. Para aperfeiçoar a difusão e absorção de compostos químicos no material lignocelulósico na, ou justo após compressão, a presente divulgação busca prover um sistema e processo aperfeiçoados para formação semi-química de polpa e formação química de polpa. Esta divulgação refere-se genericamente a um sistema e processo de produção de polpa a partir de material lignocelulósico após o material lignocelulósico ter sofrido pré-tratamento mecânico antes de digestão. Mais especificamente, o sistema e processo mostrados são direcionados à produção de polpa a partir de material lignocelulósico que sofreu compressão, maceração e remoção de extrativos seguido por adição de compostos químicos, formação de fibra, digestão e ainda refino mecânico. Antes desta divulgação, processos de formação de polpa semi-químicos não têm uma etapa de maceração. A etapa de maceração não foi incluída em formação de polpa semi- química porque equipamento configurado para aplicar suficientes forças de compressão e cisalhamento necessárias para iniciar o processo de trituração não existe. A invenção permite absorção de líquido mais eficiente e uniforme no material lignocelulósico. Formação de fibras de material lignocelulósico antes de digestão não foi disponível para processos de formação de polpa devido à alta energia requerida para bombeamento mecânico, especificamente formação de fibras. Devido à alta energia requerida, o padrão parra refino mecânico foi processar completamente o material lignocelulósico para polpa antes que interromper em formação de fibras onde ainda processamento pode ser requerido para obter polpa. O requerente verificou que através de adição de uma etapa de formação de fibras no processamento do material lignocelulósico antes de uma etapa de digestão, aperfeiçoadas difusão e absorção química do material lignocelulósico podem ser obtidas. Através de aperfeiçoamento de difusão e absorção química no material lignocelulósico, menos compostos químicos e menos tempo de retenção na etapa de digestão podem ser requeridos.

[0016] Maceração pode ser obtida através de aplicação de um dispositivo de parafuso de alta compressão que mais comumente é instalado antes da etapa de aplicação de compostos químicos e digestão. Formação de fibra pode ser obtida em um refinador de disco.

[0017] Sem ser preso por teoria, o material lignocelulósico macerado ou feito fibras proporciona aumentada área de superfície, o que aperfeiçoa distribuição e absorção de compostos químicos para o material lignocelulósico para a reação química no estágio de digestão à jusante. O requerente verificou que estas aperfeiçoadas distribuição e absorção de compostos químicos diminui o tempo necessário no estágio de digestão, ou seja, reduz o tempo de retenção no estágio de digestão. Através de redução de tempo de retenção em estágio de digestão, maior produtividade pode ser realizada usando equipamento de digestão existente. Entretanto, se novo equipamento de digestão é para ser instalado, o novo equipamento de digestão pode ser menor em tamanho. Um outro benefício da presente divulgação é que uma menor temperatura de operação de digestor e uma reduzida quantidade de compostos químicos de cozimento podem ser necessárias. Quando comparado a conhecidos processos químicos ou semi-químicos de formação de polpa, o processo mostrado pode ter até 70%, ou até 60% ou até 50%, menor tempo de digestão. É um objeto da presente divulgação reduzir o tamanho do vaso de digestão. É ainda um objeto da presente divulgação reduzir a temperatura dentro do digestor por 10oC a 15oC.

[0018] Em casos onde é usado um estágio de maceração, adição de composto químico é feita após compressão e maceração mas antes de material lignocelulósico pré-tratado entrar no estágio de digestão. Preferivelmente, compostos químicos são adicionados na extremidade de descarga do dispositivo de parafuso de compressão. A extremidade de descarga do dispositivo de parafuso de compressão é onde se inicia a descompressão do material lignocelulósico Através de adição de compostos químicos onde se inicia a descompressão do material lignocelulósico, os compostos químicos podem ser mais facilmente puxados no material lignocelulósico em expansão.

[0019] Em casos onde ambos estágios de maceração e formação de fibras são usados, adição de compostos químicos pode ser distribuída entre qualquer localização antes do estágio de digestão. Compostos químicos podem ser adicionados no olho do formador de fibras, em outras localizações dentro de formador de fibras, ou após o formador de fibras. Enquanto no formador de fibras, o material lignocelulósico é quebrado em partículas grossas de fibra (também referidas como fibras) e feixes de fibras. Através de abertura de matriz de fibra das fibras grossas, compostos químicos de cozimento podem penetrar e difundir nas fibras do material lignocelulósico mais facilmente e a eficiência da digestão pode ser aperfeiçoada. Como um resultado de aperfeiçoada eficiência de digestão, consumo de compostos químicos pode ser reduzido. Ainda como um resultado dos processos desta divulgação, a temperatura de digestão pode ser diminuída e o tempo de reação no digestor pode ser encurtado. Deixando o formador de fibras, as fibras grossas podem ser enviadas para um vaso digestor ou equipamento semelhante onde adicionais compostos químicos de cozimento podem ser adicionados. Após digestão, o material lignocelulósico cozido ainda é tratado em um estágio de tratamento mecânico, tal como um refinador mecânico. Ainda tratamento no estágio de tratamento mecânico permite que o material lignocelulósico cozido seja triturado e desfibrado.

[0020] Uma outra realização exemplar da divulgação inclui formação de fibras antes de digestão sem anterior maceração. Nestas modalidades, o material lignocelulósico pré-aquecido e lavado pode ser alimentado diretamente para um formador de fibras ou pode ser passado através de um parafuso de compressão, alimentador de parafuso de plug ou semelhante, então em um formador de fibras. O formador de fibras pode ser um refinador mecânico. No formador de fibras, o material lignocelulósico é partido em fibras grossas e feixes de fibras. Quebra do material celulósico em fibras ou feixes de fibras provê uma aumentada área de superfície para penetração e difusão de compostos químicos de cozimento no material lignocelulósico. Compostos químicos tanto podem ser adicionados no olho do formador de fibras como em outras localizações dentro do formador de fibras.

[0021] O material lignocelulósico genericamente sofre ambos tratamentos, químico e mecânico durante trituração a partir de aparas de madeira para feixes de fibras e ainda para fibrilação de fibra simples. Aqui, “fibrilação” descreve a interrupção externa de ligações laterais entre camadas de superfície de uma fibra que resulta em parcial descolamento de fibras ou pequenas peças das camadas externas da fibra e as ligações internas ou laterais entre camadas adjacentes dentro de uma fibra e usualmente ocorre durante o refino mecânico de pastas de polpa.

[0022] Um objetivo desta divulgação é reduzir o tempo de retenção (tempo de reação) na etapa de deslignificação inicial através de aperfeiçoamento de difusão e absorção de compostos químicos no material lignocelulósico. Estas aperfeiçoadas difusão e absorção de compostos químicos é grandemente o resultado de provimento de uma maior área de superfície e caminhos de difusão mais curtos para os compostos químicos quando os compostos químicos são primeiro introduzidos para o material lignocelulósico.

[0023] Possíveis benefícios adicionais da invenção permitem remoção de extraíveis e outras substâncias prejudiciais, tais como material coloidal e sólidos inorgânicos e orgânicos dissolvidos, a partir do material celulósico antes de adição de compostos químicos e digestão. Assim , a eficiência do estágio de digestão é aperfeiçoado e taxa de adição de compostos químicos é diminuída.

Breve Descrição dos Desenhos

[0024] A Fig. 1 é um gráfico conceitual dos tempos de retenção em processos químicos e semi-químicos de formação de polpa.

[0025] A Fig. 2 é um diagrama de processo incluindo compressão e maceração sem formação de fibra antes de digestão.

[0026] A Fig. 3 é um diagrama de processo do processo mostrado com compressão, maceração e remoção de extraíveis plus formação de fibra antes de digestão.

[0027] A Fig. 4 é um diagrama de processo do processo mostrado sem compressão, maceração e remoção de extraíveis porém formação de fibras antes de digestão.

Descrição Detalhada

[0028] Esta divulgação refere-se genericamente a um sistema e processo de produção de polpa a partir de material lignocelulósico após o material lignocelulósico ter sofrido compressão (pressurização), maceração e remoção de extraíveis produzidos durante compressão e maceração seguida por adição de compostos químicos, formação de fibras, digestão (cozimento) e ainda refino mecânico.

[0029] A seguinte descrição detalhada das modalidades preferidas é apresentada somente para propósitos ilustrativos e descritivos e não é pretendida ser exaustiva ou limitar o escopo e espírito da invenção. As modalidades foram selecionadas e descritas para melhor explicarem os princípios da invenção e sua aplicação prática. Aqueles versados na técnica reconhecerão que muitas variações podem ser feitas para a invenção mostrada neste relatório descritivo sem se fugir do escopo e espírito da invenção.

[0030] A Fig. 1 é um gráfico dos tempos de retenção de material lignocelulósico e compostos químicos para processos químicos e semi-químicos de formação de polpa. Tempos de retenção, também referidos como tempos de reação, são importantes para a deslignificação de material lignocelulósico. O eixo-x de Fig. 1 é tempo em horas, enquanto o eixo-y é a lignina residual presente expressa como a porcentagem em peso (“% em peso”) de madeira. O tempo de reação para processos químicos e semi-químicos de formação de polpa como mostrados na Fig. 1 está compreendido por três etapas. As três etapas são “deslignificação inicial”, “deslignificação de volume” e “deslignificação residual”.

[0031] Aproximadamente trinta porcento (30%) de material lignocelulósico é lignina. O alvo de processos de formação de polpa químicos e semi-químicos é reduzir a lignina presente no produto de polpa produzido a partir de material lignocelulósico. A redução da lignina no material lignocelulósico começa em uma etapa de pré- aquecimento e impregnação chamada a “deslignificação inicial”. O tempo de reação para deslignificação inicial começa com aquecimento e impregnação do material lignocelulósico com compostos químicos. O comprimento do tempo de reação de deslignificação inicial é determinado pela difusão de compostos químicos nas paredes de fibras do material lignocelulósico.

[0032] A segunda etapa de deslignificação, tipicamente a etapa tendo a duração mais longa e onde a maior porcentagem de lignina é removida, é “deslignificação de volume”. Deslignificação de volume é considerada pela maioria ser o processo de cozimento. Durante deslignificação de volume, o tempo de reação é tipicamente o mais longo e é grandemente uma função das reações químicas da lignina e os compostos químicos de cozimento. A temperatura do material lignocelulósico e os compostos químicos de cozimento, usualmente a temperatura é mais alta nesta etapa, assim como a concentração dos compostos químicos de cozimento, usualmente a concentração de compostos químicos, impacta as reações entre a lignina e os compostos químicos de cozimento, e por isso impacta o tempo de reação. Como um resultado da alta temperatura e alto nível de concentração química assim como o tempo de reação mais longo, maior parte da lignina é removida durante deslignificação de volume.

[0033] A terceira etapa de deslignificação é “deslignificação residual”. Tipicamente deslignificação residual ocorre após a etapa de digestão durante os estágios de alvejamento e lavagem. Compostos químicos de alvejamento adicionados ao material lignocelulósico digerido ou cozido, pelo menos em algum grau, provê deslignificação. Tipicamente, a menor porcentagem de deslignificação ocorre na etapa de deslignificação residual.

[0034] A Fig. 2 mostra um processo 100 onde material lignocelulósico 170 entra em uma etapa de lavagem e retirada de água 110. Na etapa de lavagem e retirada de água 110, o material lignocelulósico 170 é lavado para remover impurezas do material lignocelulósico 170 seguido por uma fase de retirada de água onde excesso de líquido pode ser removido antes de uma etapa de compressão, maceração, e adição de compostos químicos 125, pelo que formando um material lignocelulósico comprimido, macerado e impregnado 400.

[0035] A etapa de compressão, maceração, e adição de compostos químicos 125 pode usar dispositivos múltiplos ou um dispositivo simples de compressão e maceração tal como um alimentador de parafuso plug, por exemplo, um MSD Impressafiner vendido por Andritz, Inc. of Alpharetta, Georgia, ou outro dispositivo apropriado para ambos, comprimir e macerar o material lignocelulósico lavado e de água retirada 300 comprimido por um dispositivo capaz de pelo menos uma razão de compressão de 2,5 para 1, ou uma razão de compressão de 4 para 1, ou uma razão de compressão de 5 para 1 (incluindo todas as razões de compressão entre). A razão de compressão é definida como volume de entrada da zona de compressão em relação ao volume de saída da zona de compressão. Uma tal razão de compressão permite suficiente pressurização sobre o material lignocelulósico lavado e de água retirada 300 para assegurar própria absorção de compostos químicos.

[0036] O dispositivo usado para compressão ainda pode ser usado para maceração ou um dispositivo separado pode ser usado para a fase de maceração. Maceração permite o amaciamento e separação de material lignocelulósico em suas partes componentes (fibras) através de aplicação de tratamento mecânico físico. Maceração resulta em quebra de material lignocelulósico em fibras ou comumente referido como “palito de fósforo”. Maceração aumenta a área de superfície disponível para absorver os compostos químicos. Se são usados múltiplos dispositivos para compressão e maceração, deve-se tomar cuidado para manter a forma comprimida do material lignocelulósico lavado e de água retirada 300 enquanto o material lignocelulósico lavado e de água retirada 300 sofre maceração. É importante manter pressão (a partir de compressão) e ter maceração do material lignocelulósico lavado e de água retirada 300 antes de adição de compostos químicos.

[0037] A adição de compostos químicos tais como, mas não limitado a, licor branco, licor negro, licor verde, compostos químicos baseados em alcalinos, compostos químicos baseados em sulfito, água, ou outros compostos químicos apropriados para digestão ou cozimento deve ser feita uma vez o material lignocelulósico lavado e de água retirada 300 tenha sido macerado para formação de fibras e feixes de fibras mas ainda está em um estado de compressão. Uma vez os compostos químicos tenham sido introduzidos, forças de compressão podem ser liberadas permitindo que os compostos químicos sejam puxados nas células da fibras maceradas, pelo que formando o material lignocelulósico comprimido, macerado e impregnado 400. Através de introdução de compostos químicos somente após maceração e enquanto sob compressão, o volume de compostos químicos absorvido pelo material lignocelulósico lavado e de água retirada 300 é maior que aquele em processos conhecidos onde compostos químicos são adicionados após compressão sozinha ou após maceração sozinha. Um outro termo para esta absorção de compostos químicos nesta etapa é “impregnação”.

[0038] Uma etapa de digestor 180 pode operar em modo continuo ou de batelada. Se modo contínuo é usado, um digestor simples ou múltiplos digestores em séries ou paralelos podem ser operados. Se é usado modo em bateladas, múltiplos digestores operando alternadamente de modo a acomodar transferência continua de material lignocelulósico comprimido, macerado, e impregnado 400 para a etapa de digestor 180 e alimentação contínua de material lignocelulósico digerido 480 a partir de etapa de digestor 180.

[0039] Na etapa em digestor 180, um vaso digestor é operado em temperaturas de 120oC a 190oC dependendo do material lignocelulósico a ser tratado. O vaso digestor pode ser de orientação horizontal, vertical, ou inclinada. Adicionalmente, o vaso digestor pode operar em modo concorrente ou contracorrente ou uma combinação de concorrente e contracorrente. Neste contexto, fluxo concorrente dentro do vaso significa fluxo de material sólido está na mesma direção como qualquer líquido adicionado. Também, o vaso digestor pode ser operado em consistência alta ou baixa, expressa como razão de licor para madeira (L/W). Tipicamente razões de L/W estão na faixa de 2,0 a 5,0, mas faixas de 1,5 a 9,0 são possíveis. Se é usado um vaso digestor vertical, é ainda possível que o vaso digestor tenha material lignocelulósico comprimido, macerado e impregnado 400 entrando no vaso digestor na parte superior do vaso digestor e sendo removido do vaso digestor no fundo, ou vice-versa. Se é usado um vaso digestor horizontal, material lignocelulósico comprimido, macerado e impregnado 400 entra em uma extremidade e é descarregado na extremidade oposta. Se é usado um vaso digestor inclinado, material lignocelulósico comprimido, macerado e impregnado 400 pode entrar em qualquer uma extremidade e ser descarregado a partir da extremidade oposta.

[0040] O material lignocelulósico digerido 480 da etapa de digestor 180 é ainda alimentado para uma etapa de processamento 140. A ainda etapa de processamento 140 pode envolver múltiplas operações incluindo, mas não limitadas a, refino mecânico, lavagem, alvejamento, etc. para produzir uma polpa apropriada para papel, papelão ou outros usos finais conhecidos. Nesta realização, não há etapa de formação de fibra, antes de etapa de digestor 180.

[0041] Processos conhecidos usam compressão sem maceração seguida por adição de compostos químicos e digestão então ainda processamento tal como refino. Em um outro processo conhecido, maceração sem compressão seguida por adição de compostos químicos e digestão então ainda processamento tal como refino mecânico. No uso do processo desta divulgação, é possível reduzir o tempo em digestor por até 50%, até 40%,até 20%, até 10% enquanto obtendo a mesma qualidade de polpa como processos conhecidos. Através de redução de tempo dentro de vaso digestor, um aumento em produtividade pode ser obtido pelo que aumentando a capacidade de produção de polpa a partir de equipamento existente por até 50%, até 40%, até 20%, até 10%.

[0042] Através de implementação do processo mostrado, consumo de compostos químicos dentro de vaso digestor pode ser reduzido por 5% a 15%, 8% a 12%, sobre processos conhecidos quando tempo e temperatura dentro de vaso digestor são mantidos similares como em processos conhecidos. Reduzido consumo de compostos químicos pode resultar em menores custos de operação enquanto mantendo volume de produção de polpa e qualidade de polpa.

[0043] Em uma outra implementação do processo, através de manutenção de tempo de retenção (reação) dentro de vaso digestor, é possível reduzir a temperatura do digestor por 10oC a 15oC quando comparado a processos conhecidos. Operação de vaso digestor em menores temperaturas pode resultar em reduzido consumo de vapor para aquecer o vaso digestor e seus conteúdos enquanto produzindo o volume de polpa de amostra e mantendo a mesma qualidade de polpa. Em tais casos, os custos de operação com relação a produção e consumo de vapor podem ser reduzidos.

[0044] Na implementação do processo mostrado, também é possível reduzir o tamanho do vaso digestor. Um menor vaso digestor pode reduzir custos de investimento de capital incorridos enquanto provendo o mesmo volume de polpa tendo as mesmas propriedades de polpa como processos conhecidos.

[0045] A Fig. 3 mostra um pré-condicionamento com processo de compressão 200 onde material lignocelulósico 70 é alimentado para a etapa de compressão e maceração 20. Números de referência similares usados na Fig. 3 correspondem a etapas ou linhas similares a partir de Fig. 2 a menos que de outro modo estabelecido.

[0046] Antes de ser alimentado para a etapa de compressão e maceração 20, o material lignocelulósico 70 pode ter sido lavado, água retirada, e pré-submetido a vapor para remoção de impurezas. O material lignocelulósico 70, com ou sem qualquer uma ou múltiplas de etapas de lavagem, retirada de água e pré-sujeição a vapor, pode ser alimentado para a etapa de compressão e maceração 20 onde é formado um material lignocelulósico comprimido e macerado 40. Como um resultado da etapa de compressão e maceração 20, extrativos e impurezas 31 podem ser produzidos e removidos. Extrativos e impurezas removidos 31 podem ser coletados como uma corrente de produto separada para ainda processamento. Um solvente pode ser adicionado à etapa de compressão e maceração 20 para auxiliar na remoção dos extrativos. É desejável remover os extrativos após a etapa de compressão e maceração 20 porque após a etapa de compressão e maceração 20, extrativos estão em sua concentração mais alta antes de adição de outros compostos químicos de processo. É possível que um dispositivo simples de compressão e maceração, tal como um alimentador de parafuso plug, por exemplo, um dispositivo MSD Impressafiner vendido por Andritz, Inc. of Alpharetta, Georgia, ou outro dispositivo apropriado para compressão, maceração e remoção de extrativos, é usado ou múltiplos dispositivos podem ser usados para obtenção de compressão, maceração e remoção de extrativos.

[0047] A partir da etapa de compressão e maceração 20, o material lignocelulósico comprimido e macerado 40 é transferido para uma etapa de formação de fibra 60. Antes de etapa de formador de fibras 60, compostos químicos de cozimento 45 para deslignificação podem ser adicionados via linhas de adição de composto químico 41 e 43. A etapa de formador de fibra 60 pode incluir um ou mais formadores de fibra e sofre formação de fibras (também referida como formação de fibras). Também é possível adicionar compostos químicos de cozimento 45 à etapa de formador de fibras 60, especificamente para o olho do formador de fibras via linhas de adição de compostos químicos 41 e 44. Em alguns casos linhas de adição de compostos químicos 41 e 42 podem ser usadas para adicionar compostos químicos de cozimento 45 após a etapa de formador de fibras 60. É possível adicionar compostos químicos de proteção de fibra 46 via linha de composto químico de proteção de fibra 47 antes de etapa de formador de fibra 60. Os compostos químicos de proteção de fibra frequentemente amolecem a lignina entre as fibras permitindo que ocorra separação de fibras nas lamelas médias (área de alto teor de lignina entre as fibras individuais) ao invés da parede de célula de fibra.

[0048] Uma vez na etapa de formador de fibra 60, material lignocelulósico comprimido e macerado 40 é tratado através de um formador de fibras para produzir um material de fibra 71. O material em fibras 71 tipicamente é compreendido por fibras grossas e feixes de fibras. As fibras grossas têm um tamanho de partícula reduzido para permitir fácil deslignificação nas etapas de processo que se seguem. A partir da etapa de formação de fibras 60 o material em fibras 71 é transferido para a etapa de digestor 80. Se desejado, excesso de líquido no material feito fibras 71 pode ser removido antes de alimentação de material feito fibras 71 para a etapa de digestor 80. Dependendo da aplicação, a formação de fibras pode ser conduzida tanto sob pressão de vapor saturado elevada como sob condições atmosféricas.

[0049] O material feito fibras 71 é alimentado para a etapa de digestor 80 onde ele é contatado com compostos químicos de cozimento 45 e deslignificado, ou seja o material feito fibras 71 sofre remoção de lignina a partir da porção sólida do material feito fibras 71. Uma vez o material feito fibras 70 seja tratado e deslignificado na etapa de digestor 80, é formado um material digerido 90. A etapa de digestor 80 pode operar em modo contínuo ou em bateladas. Se é usado modo contínuo, um digestor simples ou múltiplos em séries ou paralelos podem ser operados. Se é usado o modo em bateladas, múltiplos digestores operando alternadamente de modo a acomodar contínua transferência de material feito fibras 71 para a etapa de digestor 80 e descarga contínua de material digerido 90 a partir da etapa de digestor 80 para ainda etapas de refino 150.

[0050] A partir da etapa de digestor 80, o material digerido 90 pode proceder para ainda processos mecânicos de formação de polpa, aqui identificados como etapa de refino 150. A etapa de refino 150 ainda pode incluir, mas não limitado a, refino mecânico, alvejamento, lavagem e outros processos específicos para produção de polpa 165.

[0051] Na etapa de digestor 80, vaso digestor é operado em temperaturas de 120oC a 190oC dependendo do material lignocelulósico a ser tratado. O vaso digestor pode ser de orientação horizontal, vertical, ou inclinada. Adicionalmente, o vaso digestor pode operar em uma maneira concorrente ou contracorrente, ou uma combinação de concorrente e contracorrente. Neste contexto, fluxo concorrente dentro do vaso significando fluxo de material sólido na mesma direção como qualquer líquido adicionado.

[0052] Se é usado um vaso digestor vertical, é pos'sivel para o vaso digestor ter material feito fibras 71 entrando no vaso digestor na parte superior do vaso digestor e ser removido do vaso digestor na parte inferior, ou vice versa. Se é usado um vaso digestor horizontal, material feito fibras 71 entra em uma extremidade e é descarregado na extremidade oposta. Se é usado u m vaso digestor inclinado, material feito fibras 71 pode entrar em qualquer extremidade e ser descarregado a partir da extremidade oposta. O vaso digestor e operação podem ser conhecidos na técnica, tal como descrito em US 8 262 851 aqui incorporada por referência em sua totalidade.

[0053] A Fig. 4 é um diagrama de processo de um processo de pré-condicionamento sem compressão 600. Existem similaridades entre os processos de Fig. 2, Fig. 3 e Fig. 4. Onde possível, números de referência usados na Fig. 4 correspondem a etapas ou linhas similares de Fig. 2 ou Fig. 3.

[0054] Material lignocelulósico 270 é alimentado para uma etapa de formador de fibras 260 sem anterior maceração do material lignocelulósico 270. A etapa de formador de fibras 260 inclui pelo menos um dispositivo formador de fibras. Antes de ser alimentado para a etapa de formador de fibras 260, o material lignocelulósico 270 pode ter sido lavado, retirado água, e pré-submetido a vapor. O material lignocelulósico 270 pode ter sido lavado para remoção de impurezas, seguido por uma fase de retirada de água onde excesso de líquido pode ser removido antes de ser alimentado para a etapa de formador de fibras 260. É possível adicionar compostos químicos de proteção de fibra 246 via linha de compostos químicos de proteção de fibras 247 antes de etapa de formador de fibras 260. Os compostos químicos de proteção de fibra amolecem a lignina entre as fibras permitindo ocorrência de separação de fibras nas lamelas médias (área de alto teor de lignina entre as fibras individuais) ao invés da parede de célula de fibra.

[0055] Como com a realização anterior, compostos químicos de cozimento 245 para deslignificação podem ser adicionados à etapa de formador de fibras 260 via linha de adição de compostos químicos 241 ou para a etapa de digestor 280 via linha de adição de compostos químicos 242 ou ambas. Adição de compostos químicos de cozimento 245 associada com a etapa de formador dee fibras 270 pode ser feita antes de etapa de formador de fibras 260, no olho do formador de fibras dentro de etapa de formador de fibras 260 ou após a etapa de formador de fibras 260.

[0056] Uma vez na etapa de formador de fibras 260, material lignocelulósico 270 é tratado por pelo menos um dispositivo formador de fibras para produzir fibras grossas. As fibras grossas têm um reduzido tamanho de partícula para permitir fácil deslignificação nas etapas de processo que se seguem. A partir da etapa de formador de fibras 260 um material feito fibras 275 é transferido para a etapa de digestor 280. Material feito fibras 275 foi tratado através da etapa de formador de fibras 260 e tem a forma de fibras grossas com reduzido tamanho de partícula. Se desejado, excesso de líquido no material feito fibras 275 pode ser removido antes de alimentação de material feito fibras 275 para uma etapa de digestor 280.

[0057] Dentro da etapa de digestor 280, o material feito fibras 275 é tratado para deslignificação de material feito fibras 275. A etapa de digestor 280 pode ter pelo menos um vaso digestor e operação do pelo menos um vaso digestor pode ser uma conhecida na técnica, tal como descrito em US 8 262 851 aqui incorporada por referência em sua totalidade. Após deslignificação na etapa de digestor 280, o material digerido 290 é descarregado da etapa de digestor 280 e continua para ainda uma etapa de refino 350 para produzir polpa 365. Ainda etapa de refino 350 pode incluir refino mecânico, lavagem, alvejamento ou outros tratamentos usados na produção de desejada polpa.

[0058] Um processo semi-químico de formação de polpa para a formação de polpa de material lignocelulósico é mostrado onde um material lignocelulósico é aceito por uma etapa de compressão, maceração e adição de compostos químicos. O material lignocelulósico sofre compressão, maceração e adição de compostos químicos na etapa de compressão, maceração e adição de compostos químicos para formar um material lignocelulósico comprimido, macerado e impregnado. Alimentação de material lignocelulósico comprimido, macerado e impregnado para uma etapa de digestor onde a etapa de digestor compreende pelo menos um vaso digestor configurado para receber o material lignocelulósico comprimido, macerado e impregnado. Aquecimento de vaso digestor e seus conteúdos para temperatura de digestão e manutenção em temperatura de digestão por um tempo necessário para produzir material lignocelulósico digerido. Alimentação de material lignocelulósico digerido para ainda etapa de processamento, onde o material lignocelulósico digerido sofre pelo menos um de refino mecânico, lavagem, alvejamento; e onde não há formação de fibras ou etapa de formador de fibras antes da etapa de digestor. O material lignocelulósico comprimido e macerado tendo sido comprimido e macerado é quimicamente impregnado antes da liberação de compressão. Quando o sistema mostrado é usado o vaso digestor é operado em 10oC a 15oC menor do que quando impregnação química ocorre com somente compressão ou somente maceração. Usando o sistema mostrado o tempo no vaso digestor é até 50% menor, ou 40% menor, ou 20% menor do que quando impregnação química ocorre com somente compressão ou somente maceração. Consumo de compostos químicos de cozimento no vaso digestor, da divulgação é 5% a 15% menor do que quando impregnação com compostos químcios de cozimento ocorre com somente compressão ou somente maceração.

[0059] Em algumas modalidades, o material lignocelulósico sofre lavagem e retirada de água antes de etapa de compressão e maceração ou a etapa de compressão, maceração e adição de compostos químicos. Em algumas modalidades, estágios de refino mecânico, lavagem e alvejamento podem seguir tratamento no digestor.

[0060] Um processo semi-químico de formação de polpa para a formação de polpa de material lignocelulósico é mostrado onde o processo semi-químico de formação de polpa compreende: alimentação de um material lignocelulósico para uma etapa de compressão e maceração; compressão e maceração de material lignocelulósico para formar um material lignocelulósico comprimido e macerado; alimentação de material lignocelulósico comprimido e macerado para uma etapa de formador de fibras onde um ou mais formadores de fibras estão presentes; formação de fibras de material lignocelulósico comprimido e macerado para formar um material feito fibras; transferência de material feito fibras para uma etapa de digestor, a etapa de digestor compreendendo pelo menos um vaso digestor; contato de material feito fibras enquanto na etapa de digestor com compostos químicos de cozimento onde os compostos químicos de cozimento fazem com que o material em fibras seja deslignificado; deslignificação de material em fibras para produzir um material digerido; transferência de material digerido para ainda uma etapa de refino, onde a ainda etapa de refino inclui um ou mais de refino mecânico, alvejamento, lavagem, e outros processos específicos para produzir polpa.

[0061] Em algumas modalidades, a etapa de compressão e maceração é obtida em um único dispositivo. Quando o processo mostrado é usado a etapa em digestor é operada 10oC a 15oC menor que quando ocorre impregnação química somente com compressão ou somente maceração. Usando o processo mostrado, o tempo na etapa de digestor é até 50% menor, ou 40% menor, ou 20% menor que quando ocorre impregnação química somente com compressão ou somente maceração. Consumo de compostos químicos no processo mostrado, significando consumo de compostos químicos em pré-tratamento (compressão, maceração, adição de compostos químicos) e o digestor, da divulgação é 5% a 15% menor que quando impregnação de compostos químicos ocorre somente com compressão ou somente maceração.

[0062] Em algumas modalidades, o material lignocelulósico sofre lavagem e retirada de água antes da etapa de compressão e maceração. Pelo menos uma realização inclui a adição de compostos químicos de cozimento em pelo menos uma de antes de etapa em formador de fibras, na etapa de formação de fibras e após a etapa de formação de fibras. Em algumas modalidades, estágios de refino mecânico, lavagem, alvejamento podem seguir tratamento no digestor.

[0063] Um sistema semi-químico de formação de polpa foi concebido compreendendo uma etapa de formador de fibras e uma etapa em digestor; onde um material lignocelulósico é alimentado para a etapa de formador de fibras; a etapa de formador de fibras inclui um dispositivo formador de fibras configurado para receber o material lignocelulósico onde o material lignocelulósico é feito fibras para formar um material lignocelulósico feito fibras; uma etapa de digestor incluindo um dispositivo digestor configurado para receber o material lignocelulósico feito fibras; a etapa em digestor é seguida por uma etapa de refino mecânico; e onde o material lignocelulósico feito fibras tem a forma de partículas de fibra grossa com uma matriz de fibra aberta apropriada para deslignificação na etapa de digestor.

[0064] Em algumas modalidades, do sistema semi-químico de formação de polpa, o material lignocelulósico é alimentado para uma etapa de compressão, maceração e remoção de extrativos antes de etapa de formador de fibras. É concebido que em pelo menos algumas modalidades a etapa de compressão, maceração e remoção de extrativos do sistema semi-químico de formação de polpa pode ser realizada usando um único dispositivo. Em adição, algumas modalidades do sistema semi-químico de formação de polpa podem incluir lavagem e retirada de água do material lignocelulósico antes da etapa de formador de fibras ou mesmo antes da etapa de compressão, maceração e remoção de extrativos se existente.

[0065] Para algumas modalidades do sistema semi-químico de formação de polpa, compostos químicos de proteção de fibra podem ser adicionados ao material lignocelulósico em qualquer um de antes de, no olho ou após o dispositivo formador de fibras. A adição de compostos químicos pode ocorrer dentro ou fora da etapa em formador de fibras. Adicionalmente, esta adição de compostos químicos pode ocorrer mesmo se existe a etapa de compressão, maceração e remoção de extrativos.

[0066] Em algumas modalidades do sistema semi-químico de formação de polpa, excesso de líquido a partir da etapa em formador de fibras pode ser removido antes da etapa em digestor. Para algumas modalidades do sistema semi-químico de formação de polpa, a etapa de refino mecânico inclui (mas não é limitada a) qualquer um ou mais de um estágio de refino mecânico, um estágio de lavagem, um estágio de alvejamento. Um processo semi-químico de formação de polpa foi concebido compreendendo: alimentação de um material lignocelulósico para uma etapa de formação de fibras antes de maceração; formação de fibras de material lignocelulósico na etapa de formador de fibras para formar um material lignocelulósico feito fibras; alimentação de material lignocelulósico feito fibras para um etapa de digestor; adição de compostos químicos de cozimento para pelo menos uma da etapa de formador de fibras e a etapa em digestor; deslignificação de material lignocelulósico feito fibras enquanto na etapa de digestor para produzir um material digerido; descarga de material celulósico digerido a partir da etapa de digestor para ainda uma etapa de processamento; onde o material lignocelulósico feito fibras tem a forma de partículas de fibra grossa com uma matriz de fibra aberta apropriada para deslignificação na etapa de digestor. Em pelo menos algumas modalidades do processo semi-químico de formação de polpa, a etapa de digestor inclui pelo menos um vaso digestor.

[0067] Em algumas modalidades do processo semi-químico de formação de polpa, antes da etapa de formador de fibras, o material lignocelulósico sofre pelo menos um de lavagem, retirada de água e pré-exposição a vapor.

[0068] Para algumas modalidades do processo semi-químico de formação de polpa, compostos químicos de proteção de fibra podem ser adicionados ao material ligno celulósico em qualquer parte antes da etapa em formador de fibras. A adição de compostos químicos de proteção de fibra pode ocorrer dentro ou fora da etapa de formador de fibras. Em algumas modalidades, compostos químicos de cozimento são adicionados ao material lignocelulósico em pelo menos uma de: antes da etapa em formador de fibras, dentro da etapa de formador de fibras ou após a etapa em formador de fibras.

[0069] Em algumas modalidades do processo semi-químico de formação de polpa, excesso de líquido a partir da etapa de formador de fibra pode ser removido antes da etapa de digestor. Para algumas modalidades do processo semi-químico de formação de polpa, a ainda etapa de processamento inclui (mas não está limitada a) qualquer um ou mais do seguinte: um estágio de refino mecânico, um estágio de lavagem, um estágio de alvejamento.

[0070] Embora a invenção tenha sido descrita em conexão com o que é presentemente considerado ser a realização mais prática e preferida, é para ser entendido que a invenção não é para ser limitada à realização mostrada, mas ao contrário, é pretendida cobrir várias modificações e arranjos equivalentes incluídos no espírito e escopo das reivindicações apostas.

Claims

1. Processo semi-químico de formação de polpa de material lignocelulósico, caracterizado por compreender: aceitar o material lignocelulósico em uma etapa de compressão, maceração e adição de compostos químicos em que a adição química ocorre após a maceração do material lignocelulósico e enquanto o material lignocelulósico ainda está comprimido para formação de um material lignocelulósico comprimido, macerado e impregnado; alimentar o material lignocelulósico comprimido, macerado e impregnado para uma etapa de digestor, onde a etapa de digestor compreende um vaso digestor configurado para receber o material lignocelulócido comprimido, macerado e impregnado; aquecer vaso digestor e o material lignocelulósico comprimido, macerado e impregnado dentro do vaso digestor para uma temperatura de digestão; e manter temperatura de digestão por um tempo para produzir um material lignocelulósico digerido; e alimentar o material lignocelulósico para ainda uma etapa de processamento, onde o processamento não inclui uma etapa de formação de fibras antes da etapa em digestor.

2. Processo semi-químico de formação de polpa de material lignocelulósico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por etapa de compressão, maceração e adição de compostos químicos ser obtida em um alimentador de parafuso plug.

3. Processo semi-químico de formação de polpa de material lignocelulósico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por material lignocelulósico digerido sofrer refinomecânico na ainda etapa de processamento.

4. Processo semi-químico de formação de polpa de material lignocelulósico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por material lignocelulósico digerido sofrer lavagem na ainda etapa de processamento.

5. Processo semi-químico de formação de polpa de material lignocelulósico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por material lignocelulósico digerido sofrer alvejamento na ainda etapa de processamento.

6. Processo semi-químico de formação de polpa de material lignocelulósico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a ainda etapa de processamento ainda processar o material lignocelulósico digerido e onde o ainda processamento é selecionado de um grupo consistindo em refino, etapa de lavagem, e alvejamento de material lignocelulósico digerido.

7. Processo semi-químico de formação de polpa de material lignocelulósico, caracterizado por compreender: alimentar um material lignocelulósico para uma etapa de compressão e maceração; comprimir e macerar o material lignocelulósico para formar um material lignocelulósico comprimido e macerado; alimentar o material lignocelulósico comprimido e macerado para uma etapa de formador de fibras, onde a etapa de formador de fibras compreende alimentar o material lignocelulósico comprimido, macerado através de um ou mais formadores de fibras; formar fibras de material lignocelulósico comprimido e macerado para formar um material em fibras; transferir o material feito fibras para uma etapa em digestor, onde a etapa em digestor compreende alimentar o material feito fibras em um vaso digestor; e contactar material feito de fibras com compostos químicos de cozimento enquanto o material feito fibras está no vaso digestor, onde os compostos químicos de cozimento iniciam uma deslignificação do material feito fibras.

8. Processo semi-químico de formar polpa de material lignocelulósico de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por antes da alimentar de material lignocelulósico para a etapa de compressão e maceração, o material lignocelulósico sofre pelo menos uma etapa de lavagem, retirada de água e pré-exposição a vapor.

9. Processo semi-químico de formar polpa de material lignocelulósico de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compostos químicos de cozimento serem adicionados ao processo em um momento selecionado do grupo consistindo em antes de etapa em formador de fibras, na etapa no formador de fibras, e após a etapa de formador de fibras.

10. Processo semi-químico de formar polpa de material lignocelulósico de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por ainda compreender transferência de material digerido para ainda uma etapa de refino, onde a ainda etapa de refino inclui um ou mais de refino mecânico, alvejamento, lavagem, e outros processos específicos para produção de polpa.

11. Processo semi-químico de formar polpa de material lignocelulósico de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por ainda compreender deslignificação de material feito fibras para produzir um material digerido no vaso digestor.

12. Processo semi-químico de formar polpa caracterizado por compreender: alimentar de um material lignocelulósico para um formador de fibras sem anterior maceração; formar fibras de material lignocelulósico no formador de fibras para formar um material lignocelulósico feito fibras; alimentar o material lignocelulósico feito fibras para um digestor; adicionar compostos químicos de cozimento a pelo menos um do formador de fibras e o digestor; deslignificar de material lignocelulósico feito fibras enquanto no digestor para produzir um material digerido; e descarregar o material lignocelulósico digerido a partir do digestor; onde o material lignocelulósico feito fibras tem a forma de partículas de fibra grossa com uma matriz de fibra aberta apropriada para deslignificação no digestor.

13. Processo semi-químico de formar polpa de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por digestor incluir um vaso digestor.

14. Processo semi-químico de formar polpa de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por antes de formador de fibras, o material lignocelulósico sofre pelo menos uma de uma etapa de lavagem, retirada de água e pré-exposição a vapor.

15. Processo semi-químico de formar polpa de acordo coma reivindicação 12, caracterizado por compostos químicos de proteção de fibra serem adicionados ao material lignocelulósico antes do formador de fibras.

16. Processo semi-químico de formar polpa de acordo coma reivindicação 12, caracterizado por compostos químicos de cozimento serem adicionados ao material lignocelulósico em uma de: antes do formador de fibras, dentro do formador de fibras ou após o formador de fibras.

17. Processo semi-químico de formar polpa de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o material digerido descarregado do digestor continua para uma etapa de processamento adicional para produzir celulose, e ainda pela etapa de processamento incluir um ou mais de um estágio de refino mecânico, um estágio de lavagem, e um estágio de alvejamento.