4~ ~
La présente invention a pour objet des perfectionnements au procédé et à la machine décrits dans pour la fabrication en continu de pâte à papier à partir de matières premières ligno-cellulosiques (bois, végétaux annuels, vieux papiers, etc..
aptes à produire toute pâte papetière courante.
Les procédés de fabrication de pâte à papier consistent à ramener les matières premières à l'état de fibres individua-liséeset contenant une proportion de cellulose plus ou moins grande selon les caractéristiques que l'on souhaite conférer aux pâtes ainsi obtenues.
.
Comme on l'a-rappelé dans l'introduction, la pâte à
papier est obtenue par des traitements de défibrage, essentiel-lement mécaniques, éventuellement associés à des traitements de délignification plus ou moins poussés, essentiellement chimiques. Selon l'importance relative de ces deux types de ;~
~ : .,: ~
traitements mécanique et chimique, on distingue généralement les pâtes mécaniques, thermomécaniques,mécano-chimiques,mi-chimiques et chimiques. '' Quel que soit le procédé utilisé, la pâte obtenue est colorée plus ou moins fortement et doit, pour certaines qualitésde papier, être soumise à un traitement de blanchiment.
Cette opération consiste à soumettre la pâte à un traite-ment chimique permettant, au moyen de réactifs appropriés, de blanchir Oll d'éliminer les divers colorants contenus dans la pâte et en particulier la lignine.
On connait plusieurs traitements de blanchiment utili-sant divers réactifs-tels que de la soude, de l'eau oxygénée, ou des agents de chloration par exemple. i Dans tous les cas, le traitement de blanchiment est effectué après la fabrication de la pâte.
Dans les procédés conventionnels, les fibres se trouvent, après dé~ibrage, en suspension dans une quantité d'eaLI
* le brevet canadien No. 1,055,755, delivre le 5 juin 1979, ~f appelé c~-apr~s "le br~v_t ci-de,su,' importantet le degré de siccité étant de 5 à 15 %. C'est pourquoi, pour ne pas trop diluer le réactif du blanchiment, la pâte est préalablement égouttée, mais seulement jusqu'à un degré de siccité de 20 % car la réaction ne se produit de façon homogène que dans un milieu relativement dilué. D'autre part, il est difficile d'augmenter la concentration du réactif en raison du prix de celui-ci. Généralement, la proportion de réactif est de l'ordre de 4 % du poids de matière sèche.
De ce fait, la réaction est lente et il faut par exemple un traitement d'au moins une heure pour obtenir un gain en indice de blancheur de l'ordre de 15 points.
Or on a découvert que les particularités du procédé et de la machine de défibrage décrits dans le brevet ci-dessus permet-tent d'effectuer le blanchiment dans les conditions -totalement différentes et d'obtenir en quelques secondes un gain en indice de blancheur beaucoup plus important.
Selon la présente invention, on réalise le blanchiment de -, la pâte au cours du processus de défibrage par injection d'un réactif de blanchiment dans la machine de défibrage.
2n On sait que, dans le procédé et la machine décrits dans le brevet ci-dessus, on réalise la suite des opérations du ~. .
traitement de défibrage et/ou de délignification en faisant passer la matière première réduite en morceaux dans une machine comprenant au moins deux surfaces hélicoidales pénétrant l'une dans l'autre et entrainées en rotation synchrone à l'intérieur d'un fourreau à la sortie duquel on obtient une pâte assez épaisse et bien défibrée.
Lesdites surfaces hélicoidaleSdans lesquelles passe la .-r matière sont constituées de zones à filets différents provo-quant alternativement d'abord un entrainement de la matière vers l'aval puis un freinage de celle-ci qui détermine une montée en pression progressive à la fin de la zone d'entrainement.
.
.~", . ~
Les caractéristiques de la zone de freinage sont définies de façon-à permettre un avancement sélectif vers l'aval de la matière ayant atteint un certain degré de défihrage, la matière insuffisamment défibrée étant maintenue en amont de la zone de freinage.
A cet ef~et, les filets sont munis d'ouvertures ou ;
fenêtres qui autorisent le passage vers l'aval d'un certain '~
débit de matière et permettent par conséquent de contrôler la montée en pression à la fin de la zone d'entralnement, et, en -outre, de contrôler le degré de déf1brage de la matière. En effet, seules les parties de la matière ayank atteint un degré ;
de défibrage suffisant peuvent passer dans les fenêtres pour avancer vers l'aval. Les copeaux insuffisamment défibrés doi-vent rester en amont où ils cont~inuent à subir un travail de trituration. Ce maintien des parties non suffisamment défibrées -juste en amont de la zone de freinage provoque l'essentiel du ~
travail de défibrage. ~~
Il est préférable de réaliser le défibrage progressive-ment en plusieurs étapes successives, chaque étape comprenant le passage de la matière dans une zone d'entrainement et une zone de freinage contrô]ant le passage sélectif vers l'étape suivante, de la matière ayant atteint un degré de défibrage choisi. Ce degré de défibrage dépend, comme on l'a vu, de la dimension des fenêtres et celles-ci vont donc décroltre, de l'amont à-l'aval, d'une zone de freinage à la suivante.
La machine selon le brevet ci-dessus présente donc -l'avantage de pouvoir réaliser en continu le défibrage par étapes successives à l'intérieur d'une seule machine, chaque zone de freinage contrôlant le degré de défibrage de la matière qui est autorisée à passer dans l'étape suivante. Générale-ment, on réalisera trois ou quatre étapes de défibrag~, la machine comprenant donc trois ou quatre parties, placées dans _3_ ... ... .. ..... .. ..... . ........ . ...
le prolongement l'une de l'autre, constituées chacune d'une zone d'entrainement et d'une zone de freinage.
.; ..
Ces particularités de la machine selon le brevet ci-dessus sont particulièrement avantageuses pour réaliser le blan~
chiment, selon l'invention, au cours du proce~~uS de défibrage et non pas après l'achèvement de celui-ci. En effet, le défibrage étant effectué progressivement dans les zones suc- ' cessives de la machinel il est possible d'introdui~ le réac-tif de blanchiment dans la machine à un moment choisi et en particulier dès que, grâce à l'action mécanique de trituration et à l'action chimique du réactif de délignification injecté, le défibrage aura atteint un degré où le réactif de blanchiment ~-pourra être efficace.
On a trouvé en effet qu'il était particulièrement favo-rable de faire agir le réactif au cours de la trituration, c'est-à-dire dès lemoment où se dégagent les produits qui ;
agissent sur la couleur de la pâte soit directement, soit en attaquant les vis et le fourreau. Cependant, il serait excessif de faire agir le réactif de blanchiment à un moment où le pro-cessus de défibrage est à peine commencé. D'ailleurs, au débat -du défibrage, il est plus utile de mettre la matière première en contact avec des réactifs favorisant cette opération.
C'est pourquoi, dans le cas le plus général où le défibrage sera effectué en trois ou quatre étapes, on introduira le~reac~
tif de blancheur dans la troisième zone de défibrage. C'est à ce moment en effet que l'efficacité du blanchiment sera la plus grande.
On a constaté qu'en réalisant ainsi le blanchiment au ~:.. . :
- cours du traitement de défibrage on pouvait obtenir un relève-ment de l'indice de blancheur supérieur à celui que l'on obtient par les procédés classiques.
Cette augmentation de l'efficacité du blanchiment peut . . ~'..
~, , ' etre attri~uee en outre aux conditi.~ns clans lesquelles est effectué le défibrage dans le procédé et la machine de trai~.e- ::
ment selon Il faut préciser tout d'abord que les copeaux utilisés :
comme mati.ere ~)~emiere E)our:l.a rabricatic)l~ du pal)icr SOI~: nc)r- ;, malement imprëgnés d'une certa:ine quantité de liquide. Ainsi, '.
avant le traitement mécanique, on a l'habitude de nettoyer les .
copeaux à l'eau et par conséquent d'augmenter leur taux d'h~lmi- ~ ~
dité naturell.e qui est de l'ordre de 40 %. De même, si l'on ... :
utilise la voie thermo-mécanique ou mécano~chimique, on fait ...
subir aux copea-lx, pour les amo].lir, un étuvage a la vapeur ou un prétraitement comme une cuisson au monosulfite d'ammonium ou à la soude. . ~:
Dans tous les cas par conséquent les copeaux utilisés :~
habituellement comme matière première, contiendront, avant ~ :
leur entrée dans la machine, une quantité d'eau suffi.sante pour assurer leur avancement dans la machine. .:
On a observé en effet que, d'une façon générale, on pouvai.t trait.er dans la machine une matiere première ayant un degré de siccité supérieur à 30 ~.
Toutefois, le passage de la matière première.clans la zone ii de freinage peut pro~70quer un abaissement de la teneur en liquicle. En effet, au Eur et à mesure que les filets se remplissent en amont de la zone de freinage et que la pression ..
augmente, la phase liquicde a tendance à être évaquée et à ; :
remonter vers l'amont dans les zones moins comprimées. Si la machine est alimentée en copeaux contenant juste la quantité
de liquide nécessaire, cet assèchement pourrait gêner l'avance-ment de la matière et diminuer la qualité de la pâte obtenue.
Il peut donc être nécessaire d'injecter un liquide dans la matière pour compenser son assèchement dans les zones de ~ ~:
compression et maintenir un degré d'humi.dité propice à son bon ~'!
.,.' ',, ~avancement. Or le réactif de blanchiment peut constituer une partle ce liquide. Ainsi, on pourra utiliser la quantité
habituelle de réactif de blanchiment, soit de l'ordre de 2 à '~
4 % de matière sèche, et ce réactif sera mélangé à un liquide, par exemple de l'eau, dans une quantité suffisante pour que , le degré de siccité de la matière reste de préférence infé-rieur à 50 ~.
~Par conséquent, même en tenant compte du taux d'humidité ,~
nécessaire pour l'avancement de la matière le réactif agira 1~ sur un produit beaucoup plus concentré que dans les procédés ' - .,.
habituels, et la même quantité de réactif, rapportée au poids de matière sèche, sera plus efficace.
De plus, comme on l'a indiqué dans le brevet ci-dessus il est possible, dans la machine selon l'invention, de choisir la température la plus adéquate grâce aux enceintes de régula-tion de la température qui entourent le fourreau et qui permettent de refroidir ou de chauffer celui-ci de façon à
maintenir la température de la màtière au niveau choisi. De ~ ;;
.
la sorte, il sera donc possible de réaliser le blanchiment à
une température optimale généralement plus élevée que celle ~: . *
utilisée habituellement et qui, sans toutefois risquer de dénaturer le réactif, donnera à celui-ci une efficacité
plus grande.
Mais le fait de réaliser le blanchiment pendant ~;
.~:
le traitement de défibrage donne en outre des avantages spécifiques à la matière dont est effectué ce traitement. -~
Ainsi les conditions de trituration de la matière dans la zone de traitement favorisent également l'ac-tion du réac-- tif. En effet, celui-ci est injecté dans une zone de forte pression et a tendance, comme o~ lia vu, à remonter vers -l'amont dans la zone où Ies filets ne sont pas totalement remplis et où la matière est donc en couche mince, ce ~ui ' augmente la sur~ace de contact avec le reactifO
En ou-tre, ~a matière introdui.te dans les vis est soum:ise .
par celles-ci à deux composantes de cléplacement: ~n déplacernell-t ~ longitudinal du à l'efEet d'hélice des filets et un mouvement de rotat:ion autour de l'axe dû au frottemerlt. Lorsque ].es filets sont peu remplis, les frottements sOnt faibles et le mouvement de rotation négligeable. En revanche, au fur et à mesure que l'on se rapproche de la zone cle freinage et que .
les filets se remplissent, l'effet dlavancement longitudinal .
diminue et le mouvement de rotation augmente A l'intérieur de chaque filet, la pression augmente en amont de la zone d'interférence des vis où la section diminue progressivement. Une certaine quantité de matière se trouvant à proximlté de cette zone est donc entrainée sur l'autre vis et la même chose se produit en sens inverse de l'autre côté .
du plan médian passant par les axes des vis. A chaque fois -~
la matière subit, en passant d'une vis à l'autre, une sorte de - :.
retournement qui favorise le défibrage et le contact avec le réactif~
Comme on l'a indiqué, la pression monte progressivement .
et les filets se remplissent de plus en plus à la fin de la .
zone d'entrainement au fur et à mesure que l'on se rapproche de la zone de freinage. Par conséquent, à chaque passage ~
d'une vis à l'autre, une certaine partie de la matière, de plus . :~.
en plus importante, subit un effet de compression et de cisail-lement en amont de la zone d'interférence, puis en détente en aval de cette zone, l'importance des zones comprimées augmen- :
tant au fur et à mesure que l'on se rapproche de la zone de freinage et que les filets se remplissent~
Cette alternance de compression et de détente favorise également l'imprégnation avec le réactif et accélère donc la ~ .~
réaction de blanchiment. : . .
.~ ~
' ~:
,.. , .. -........ . .. ".
:::
~ 2~L ~
Bien entendu. du fait que le llanchiment est effectue pendant le déEibrage, le réactif de blanchiment devra être choisi en fonction des conditions dans lesque]les est realise ~, le défibrage et dont dépend la coloratlon de la pâte.
Par exemL)le, lol-s(lu~)ll réalic;e une [)ât:e therlno-rlléc<~ u(!, la coloration peut être due non seulement aux produits conterlus dans le bois mais également à leur action sur les différents organes métalliques de la machine. Dans ce cas on utilisera de préférence un agent oxydant comme le peroxyde d'hydrogène.
Mais dans les procédés mi-chimiques, le réactif de blanchiment devra évidemment être adapté à la nature du ou des réactifs ' utilisés pour le déEibrage et des produits qui en sont issus. '~
I,e procédé de blanchiment selon l'invention présente de nombreux avantages. Il complète le procédé de défibrage décrit dans le brevet principal et l'ensemble permet d'obtenir très économiquement une pâte ayant des caractéristiques fina]es de qualité et de blancheur très comparables à celle que l'on obtient par les procédés classiques, avec une moindre dépense d'énergie et une très faible consommation d'eau.
Il faut noter également qu'en réalisant le blanchiment au cours du déEibrage on économise non seulement les installa-tions de concentration de la pâtel mais également les cuves de blanchiment nécessaires dans les procédés classiques. De plus, le procédé selon l'invention se caractérise par la continuité
des opérations de traitement et c'est ce qui permet de placer le blanchiment au moment le plus opportun.
Enfin, il est évidemment intéressant de réaliser le blanchiment en quelques secondes alors que, dans les procédés - classiques, il fallait généralement plusieurs heures e-t en tout cas plusieurs dizaines de mi~utes si l'on travaillait sur une pâte concentrée. Cette rapidité du traitement présente également un autre avantage. En effet, dans le blanchiment classique, le séjour prol~ngé des pâtes dans les cuves de ;24~4 ~ ~
traitement permet le développement de:sous~prodNits qui. limitent l'indice de blancheur. Dans le procéde se~on ~'in.~ention au '' contraire, la rapidi;té de la réactio~ de b~anchiment emp8che le développement d.es réactions secondaïres et cet effet peut :
également expliquer l'augmentation surprenante de l~indi.ce de .
blancheur ~ue l'on obtient.selon l'in~ention~ ;
Il s'ensuit des rem.ar~ues qui. précedent, que les perEectionnements revendiqués dans la présente demande sont relatifs, essentiel~ement, au procédé de préparation de pâte à papier à partir d'une matière pxemi.èxe lignocellulosique réduite en morceaux par passage de ~a matiare dans une machine :.
de traitement comprenant au moins deux vis entra~nées en rota~ .:
tian'à l'intérieur d'un fourreau et munies de filets hélicoidaux constitués des zones successives ~ pas dif~érents définissant des étapes successives de traitement, caractérisé par le fait . :
que l'on réalise le blanchiment de la pâte au cours du processus ' de déEibrage par injection d'un réactif de blanchiment dans la ..
machine de traitement. .
Les perfectionnements au brevet ci-dessus qui viennent d'être exposés peuvent être décrits avec plus de détails en se référant aux dessins annexés ~ui présentent des modes de réalisa- .' ~ tion particuliers de llivention. donnés seulement à titre d'exemple.
La figure 1 représente, en élévation et en coupe longi-tudinale, une machine perfectionnée selon l'addition pour ;~:
réaliser le blanchiment, l'une des vis étant enle~ée. -La figure 2 est une coupe transversale selon II~
figure 1.
~a machine est du type représenté sur les figures c.i-jointes. Ell.e comprend deux arbres 1 et 2 sur lesquels sont ~ :
enroulées des surfaces hélicoidales 3 et 4 pénétrant llune dans l'autre, l'ensemble étant placé à l'intérieur d~un fourreau 5.
_ g _ : 4 ~ ~
The present invention relates to improvements to the process and the machine described in for the manufacturing in continuous pulp from ligno- raw materials cellulosic (wood, annual plants, waste paper, etc.
suitable for producing all common paper pulp.
The pulp manufacturing processes consist of to bring the raw materials back to the state of individual fibers edged and containing a proportion of cellulose more or less large according to the characteristics that one wishes to confer to the pasta thus obtained.
.
As mentioned in the introduction, the dough paper is obtained by defibration treatments, essential-mechanically, possibly associated with treatments more or less extensive delignification, essentially chemicals. According to the relative importance of these two types of; ~
~:.,: ~
mechanical and chemical treatments, we generally distinguish mechanical, thermomechanical, mechanical and chemical pulp, chemical and chemical. '' Whatever the process used, the dough obtained is more or less strongly colored and must, for certain qualities of paper, be subjected to a bleaching treatment.
This operation consists in subjecting the dough to a chemical reaction allowing, by means of suitable reagents, to bleach Oll to eliminate the various dyes contained in the dough and in particular the lignin.
There are several known whitening treatments various reagents - such as sodium hydroxide, hydrogen peroxide, or chlorinating agents for example. i In all cases, the whitening treatment is made after making the dough.
In conventional processes, fibers are found, after de ~ ibration, suspended in a quantity of eaLI
* Canadian Patent No. 1,055,755, issued June 5, 1979, ~ f called c ~ -apr ~ s "le br ~ v_t ci-de, su, ' important and the degree of dryness being 5 to 15%. This is why, so as not to dilute the bleaching reagent too much, the dough is previously drained, but only to a dryness level of 20% because the reaction does not occur in a way homogeneous only in a relatively diluted medium. On the other hand, it is difficult to increase the concentration of the reagent in because of the price of it. Generally, the proportion of reagent is of the order of 4% of the weight of dry matter.
Therefore, the reaction is slow and it is necessary for example treatment of at least one hour to obtain a gain in whiteness index of around 15 points.
Now we have discovered that the peculiarities of the process and the defibration machine described in the above patent allows attempt to carry out laundering under the conditions - fully different and get index gain in seconds much greater whiteness.
According to the present invention, the bleaching of - is carried out.
the dough during the defibering process by injecting a bleaching reagent in the defibration machine.
2n We know that, in the process and the machine described in the above patent, the following operations are carried out ~. .
defibration and / or delignification treatment by pass the raw material reduced into pieces in a machine comprising at least two helical surfaces penetrating one in the other and driven in synchronous rotation inside a sheath at the end of which a fairly thick paste is obtained thick and well defibrated.
Said helical surfaces in which the.-R passes material consist of zones with different threads provo-alternatively first of all a training of the matter downstream then braking thereof which determines a rise in progressive pressure at the end of the training zone.
.
. ~ ",. ~
The characteristics of the braking zone are defined by so as to allow selective advancement downstream of the material having reached a certain degree of defhrage, the material insufficiently defibrated being maintained upstream of the braking.
In this ef ~ and, the nets are provided with openings or;
windows that allow the passage downstream of a certain '~
material flow and therefore allow to control the pressure build-up at the end of the entrainment zone, and, in -in addition, to control the degree of def1brage of the material. In indeed, only the parts of ayank matter reached a degree;
sufficient defibration can pass through the windows to advance downstream. Insufficiently defibrated shavings should wind stay upstream where they cont ~ inuent to undergo a work of trituration. This maintenance of the parts not sufficiently defibrated -just upstream of the braking zone causes most of the ~
defibration work. ~~
It is preferable to carry out progressive defibration-in several successive stages, each stage comprising the passage of the material in a training zone and a braking zone controlling the selective passage to the stage next, material having reached a degree of defibration selected. This degree of defibration depends, as we have seen, on the size of the windows and they will therefore be descended, from upstream to downstream, from one braking zone to the next.
The machine according to the above patent therefore has -the advantage of being able to carry out defibration continuously by successive steps inside a single machine, each braking zone controlling the degree of defibration of the material who is allowed to go to the next step. General-ment, we will carry out three or four defibrag ~ steps, the machine therefore comprising three or four parts, placed in _3_ ... ... .. ..... .. ...... ......... ...
an extension of each other, each consisting of a training area and a braking area.
. ..
These features of the machine according to the above patent are particularly advantageous for making the blan ~
chiment, according to the invention, during the proce ~~ US defibration and not after the completion of it. Indeed, the defibration being carried out gradually in the suc- 'zones cessation of the machine it is possible to introduce ~ the reac-whitening in the machine at a selected time and in particular as soon as, thanks to the mechanical action of crushing and to the chemical action of the injected delignification reagent, defibration will have reached a degree where the bleaching reagent ~ -can be effective.
We have found that it is particularly favorable map of making the reagent act during the crushing, that is to say from the moment when the products that emerge;
act on the color of the dough either directly or attacking the screws and the sheath. However, it would be excessive to activate the bleaching reagent at a time when the Defibration has barely started. Besides, in the debate -of defibration, it is more useful to put the raw material in contact with reagents favoring this operation.
This is why, in the most general case where defibration will be carried out in three or four stages, we will introduce the ~ reac ~
whiteness in the third defibration zone. This is at this point in fact that the effectiveness of laundering will be the bigger.
It has been found that by doing bleaching in this way ~: ... :
- during defibration treatment you could get a relief-whiteness index higher than that obtained by conventional methods.
This increased bleaching efficiency can . . ~ '..
~,, '' be assigned in addition to the conditions.
made the defibration in the process and the milking machine ~ .e- ::
lie according to It should first be noted that the chips used:
like material ~) ~ emiere E) our: la rabricatic) l ~ du pal) icr SOI ~: nc) r-;, improperly impregnated with a certain amount of liquid. So, '.
before mechanical treatment, we are used to cleaning them.
water chips and therefore increase their h ~ lmi- ~ ~
naturity.e which is around 40%. Similarly, if we ...:
uses the thermo-mechanical or mechanical-chemical route, we do ...
undergo copea-lx, for amo] .lir, steaming or pretreatment like cooking with ammonium monosulfite or soda. . ~:
In all cases therefore the chips used: ~
usually as raw material, will contain, before ~:
when they enter the machine, a sufficient amount of water to ensure their advancement in the machine. .:
We have observed that, in general, could process in the machine a raw material having a dryness level greater than 30 ~.
However, the passage of the raw material in zone ii braking may cause a reduction in the content of liquicle. Indeed, at Eur and as the nets get fill upstream of the braking zone and the pressure ..
increases, the liquid phase tends to be evacuated and to; :
go upstream in less compressed areas. If the machine is fed with chips containing just the amount of necessary liquid, this drying could hinder the advance-ment of the material and reduce the quality of the dough obtained.
It may therefore be necessary to inject a liquid into the material to compensate for its drying in the areas of ~ ~:
compression and maintain a degree of humidity conducive to its good ~ '!
.,. '',, ~ advancement. However, the bleaching reagent can constitute a partle this liquid. So we can use the quantity usual bleaching reagent, ie of the order of 2 to '~
4% dry matter, and this reagent will be mixed with a liquid, for example water, in sufficient quantity for , the degree of dryness of the material preferably remains less than laughing at 50 ~.
~ Therefore, even taking into account the humidity, ~
necessary for the advancement of the material the reagent will act 1 ~ on a much more concentrated product than in the processes' -.,.
usual, and the same amount of reagent, based on weight of dry matter, will be more effective.
In addition, as noted in the above patent it is possible, in the machine according to the invention, to choose the most suitable temperature thanks to the regulation chambers tion of the temperature which surround the sheath and which allow to cool or heat it so that maintain the material temperature at the chosen level. From ~ ;;
.
the sort, it will therefore be possible to carry out bleaching at an optimal temperature generally higher than that ~:. *
usually used and which, without however risking denaturing the reagent, will give it an efficiency bigger.
But the fact of bleaching during ~;
. ~:
defibration treatment also gives advantages specific to the material from which this treatment is carried out. - ~
Thus the conditions of crushing of the material in the treatment area also favor the action of the reaction - tif. Indeed, it is injected into an area of strong pressure and tends, as o ~ lia seen, to go up towards -upstream in the area where the nets are not completely filled and where the material is therefore in a thin layer, this ~ ui '' increases the contact ace with reactifO
In-or-be, ~ a matter introdui.te in the screws is subjected: ise .
by these to two keyplacement components: ~ n displacernell-t ~ longitudinal due to the helix efEet of the nets and a movement of rotat: ion around the axis due to friction. When] .es the nets are not very full, the friction is low and the negligible rotational movement. However, as and as we get closer to the braking area and.
nets fill, the effect of longitudinal advancement.
decreases and the rotational movement increases Inside each net, the pressure increases in upstream of the screw interference zone where the cross-section decreases gradually. A certain amount of material found close to this area is therefore driven on the other screw and the same thing happens in reverse on the other side.
of the median plane passing through the axes of the screws. Each time - ~
the material undergoes, passing from one screw to another, a kind of -:.
reversal which favors defibration and contact with the reagent ~
As mentioned, the pressure gradually builds up.
and the nets fill up more and more at the end of the.
training area as you get closer of the braking zone. Therefore, with each pass ~
from one screw to another, a certain part of the material, moreover. : ~.
more important, undergoes a compression and shearing effect upstream of the interference zone, then in relaxation in downstream of this zone, the importance of the compressed zones increases:
as we get closer to the area of braking and the threads fill up ~
This alternation of compression and relaxation promotes also impregnation with the reagent and therefore accelerates the ~. ~
bleaching reaction. :. .
. ~ ~
'~:
, .., .. -......... .. ".
:::
~ 2 ~ L ~
Of course. the fact that the laundering is carried out during deibration, the bleaching reagent should be chosen according to the conditions in which] is carried out ~, defibration and on which the color of the dough depends.
For example) le, lol-s (lu ~) ll realic; e une [) ât: e therlno-rlléc <~ u (!, coloring may be due not only to conterlus products in the wood but also in their action on the different metal parts of the machine. In this case we will use preferably an oxidizing agent such as hydrogen peroxide.
But in semi-chemical processes, the bleaching reagent will obviously have to be adapted to the nature of the reagent (s) ' used for defibration and products derived therefrom. '~
I, the whitening process according to the invention has many advantages. It completes the defibration process described in the main patent and the assembly makes it possible to obtain very economically a dough having fina] es characteristics quality and whiteness very comparable to that which one obtained by conventional methods, with less expense energy and very low water consumption.
It should also be noted that when carrying out laundering not only are the installations saved during the concentration of the pastry but also the tanks of bleaching necessary in conventional processes. Furthermore, the process according to the invention is characterized by continuity processing operations and that's what allows you to place laundering at the most opportune time.
Finally, it is obviously interesting to carry out the bleaching in seconds while in the processes - classic, it usually took several hours and in all case several tens of mi ~ utes if we worked on a concentrated paste. This speed of treatment presents also another benefit. Indeed, in laundering classic, the extended stay of pasta in the vats of ; 24 ~ 4 ~ ~
processing allows the development of: under ~ prodNits which. limit the whiteness index. In the process we ~ on ~ 'in. ~ Ention au'' on the contrary, the rapidity of the reaction of b8 anchor emp8che the development of secondary reactions and this effect can:
also explain the surprising increase in the index of.
whiteness ~ ue we obtain.selon in ~ ention ~;
It follows rem.ar ~ ues which. previous, that the improvements claimed in this application are relating, essentially, to the dough preparation process paper from pxemi material. lignocellulosic axis reduced to pieces by passing from ~ to material in a machine:.
treatment comprising at least two screws entered ~ born in rota ~.:
tian 'inside a sheath and fitted with helical threads consisting of successive zones ~ no dif ~ erent defining successive stages of treatment, characterized by the fact. :
that the pulp is bleached during the process' defiberation by injecting a bleaching reagent into the ..
processing machine. .
The above patent enhancements that come to be exhibited can be described in more detail by referring to the appended drawings ~ ui show embodiments.
~ particular tion of llivention. given only as example.
Figure 1 shows, in elevation and in cross-section tudinale, a machine perfected according to the addition for; ~:
perform bleaching, one of the screws being enle ~ ée. -Figure 2 is a cross section along II ~
figure 1.
~ A machine is of the type shown in the figures below.
attached. Ell.e includes two trees 1 and 2 on which are ~:
coiled helical surfaces 3 and 4 penetrating one into the other, the assembly being placed inside a sheath 5.
_ g _:
2~4 Les surfaces hélico~da~es.sont co~stituées de ~ et~ ~pas . .
differents definissant des zones consecutiyes. Pans ~e ~ode de réalisation préférentiel représenté, 'la ~achine comprend ';.
' trois parties de trai.tement I, II, II.I~ Chaque partie de ,, traitement se compose d'une zone de tr~i.teme~t A ~ ~ilets laryes sui~ie d'u~e ~one de freinase B constituée ~or~ale~ent .
de filets ~ pas inYerSeS. ~,J ' Comme on le Yoit sur la partie in~erieure de la figure 2 qui. est une coupe.trans~ersale,selon II~I:I.de la .
figure 1, les filets a pas inversés sont munis de fenêtres 30 a~ant une lar~eur 1 et qui s'étendent depu~s'une,âme centrale ' jusqu'~ la périphérie de la YiS . .. ~' ':
.
.
:~ :
!
Comme on l'a décrit dans le brevet ci-dessus, la matière introduite en amont est tout d'abord entrainée vers l'aval dans la zone A à une vitesse qui dépend du débit de la matière, du pas et de la profondeur des filets et de la vitesse de ro-tation. Les vis sont munies de filets identiques, et sont -entrainées en rotation dans le même sens. La vitesse de rotation peut être réglée par un réducteur par exemple entre 50 et 350 tours par minute.
Lorsque la matière ainsi entrainée arrive dans la zone de freinage Bl, l'effet du pas inversé a tendance à refouler la matière vers l'amont. Il se produit par conséquent une élévation de pression à l'aval de la zone d'entrainement A, et les filets se remplissent alors que, au début de la zone d'entrainement, ils pouvaient n'être remplis que partiellement si le débit d'alimentation était inférieur au débit d'entrai-nement. ~-On avait déjà indiqué dans le brevet ci-dessus que, pour faciliter le passage d'une certaine quantité de matière vers l'aval à travers la zone de freinage, les filets de celle-ci étaient munis d'ouvertures 30 que l'on a appelées fenêtres et qui sont réparties régulièrement autour de l'axe. En raison de l'elévation de pression, une certaine quantité de matière accumulée dans les filets à pas inversés peut passer ~ -par ces ouvertures 30 d'un côté à l'autre du filet d'une ~;
meme vis.
Ce passage peut être facilité par le fait que ~es vis ~ ;
sont calées de telle sorte que les fenêtres des deux vis 1 et 2 passent simultanément dans la zone d'interférence, où les vis pénètrent l'une dans l'autre. La superposition des fenêtres produit alors périodiquement dans cette zone l'ouverture et la fermeture progressives d'un passage qui ~
permet de communiquer avec une zone plus en aval et par consé- ~-quent moins comprimée.
5L~ 4 Le choi~ de la largeur des fenêtres permet de controler le débit et le degré de dé-fibrage de la partie de matière qL~i ;
est autorisée à passer vers l'aval, les parties insuffisamment défibrées restant en amont où elles continuent à être triturées du fait de la rotatioll des vis.
La machine comporte de préférence trols ou quatre zones de traitement successives et la largeur des fenêtres diminue d'une zone à la su1vante. Par exemple, dans une machine en ~
trois parties,les fenêtres pourront avoir une largeur de 20 ' à 10 mm dans la zone B1, de 12 à 6 mm dans la zone B2 et de 8 à 4 mm dans la zone B3 Comme on l'a représenté sur la figure 2, la ma-tière est entrainée, à l'intérieur de chaque filet, vers la zone d'inter-férence 3~ selon la flèche 35 et a tendance à s'accumuler en amont où la pression augmente. Cependant la matière, qui ;
vient par exemple de la vis 3 peut s'échapper vers la vis 4, et, une fois sortie de la zone d'interférence, la section libre dans les filets augmente et la matière peut se détendre.
Le même processus se déroule de l'autre côté du plan médian des vis, la matière entrainée suivant la flèche 36 pouvant passer de la vis 4 à la vis 3.
Cette alternance de phases de compression et de détentes augmente l'effet de trituration qui provoque le défibrage et -Eavorise d'autre part l'imprégnation par le réactif neuf et l'évacuation des résidus liquides. .
Dans chaque zone de freinage, la pression peut monter à
une valeur de 150 bars, et, du fait de la rotation des vis dans le mêmes sens, les filets sont parfaitement remplis, de telle sorte que chaque zone de freinage constitue un bouchon continu susceptible d'introduire les réactifs sous pression dans des zones qui restent isolées les unes des autres, ce qui permet d'utiliser des réactifs difEérents.
4 ~
~ cet e~fet/ le ~fourreau ~ e-;~ muni cl~n certai1l nom~)re d'orifices d'introduction de réactiEs liquides ou gazeux. 1,a machine comprenant -trois parties de défibrage I, II, IIT, on placera un orifice 54 d'introduction d'un réactif de blanchiment un peu en amont c]e la troisieTne zone de rreinage 133. I~e la sorte, le réactif peut être injecté sous une pression inférieure à celle qui règne dans la zone de freinage et cependant être entrainé dans celle-ci. Mais, comme on l'a indiqué plus haut, une partie du réactif remonte également vers l'amont dans la zone A3.
Le réactif du blanchiment introduit par l'orifice 54 sera par exemple de l'eau oxygénée avec la concentration utilisée habituellement, c'est-à-dire environ 2 à 4 % du débit de ma- ;
tière sèche. Comme cette quantité de liquide peut être insuE-fisante pour assurer le maintien du degré d'humidité de la :: . "
matière, l'eau oxygénée pourra être diluée dans une quantité
supérieure d'un liquide tel que de l'eau de façon à atteindre le degré d'humidité recherché. Bien entendu le réactif du blanchiment peut également être mélangé à d'autres réactifs utilisés habituellement comme par exemple du sil;cate de soude.
~e réactif remonte ainsi par les zones incomplètement remplies jusque vers l'amont de la zone d'entrainement A3. On a d'ail-leurs indiqué que la partie amon-t de la zone d'entrainement pouvait etre réalisée avec un pas plus large. Dans cette zone, il est intéressant de prévoir un orifice 56 d'évacuation du ' réact1f usé. Grâce à cette disposition, le réactif sera renou-velé en permanence et gardera donc son efficacité. ~ ;
Dans la deuxième partie de défibrage II, on introduit généralement un réactif de délignification, mais cela ne peut ' pas être toujours le cas selon le type de pâte que l'on desire préparer. C'est pourquoi, dans certains cas, il pourra être intéressant d'introduire le réactif de blanchiment également ~ ;i ., .
2~4 par un orifice 54n en amont de l.a secc)nde zone de freinage B2. Une telle disposition pourra etre adoptée notamment si l'on désire eEfectuer un blanchiment en pLusieurs stades avec différents réactifs.
~n eff~t, :il. apparait quc l.es disposit:ions qui vie~ ent- ..
d'etre décrites ne dépendent pas de la nature du réactiE de ;
blanchiment choisi et l'on pourra donc utiliser dans le pro~
cédé selon l'invention divers réactifs de blanchiment connus.
Les diverses caractéristiques de la machine selon l'inventio~
permettront de réaliser le blanchiment dans les meilleures -~;
conditions de concentratlon de température et de pression. :~:~
A titre d'exemple, pour.une matière constituée de de copeaux d'épicéa ayant subl une cuisson industrielle préa- ; .
lable et ayant un degré de siccité de 40 %, il a été possible ;
de traiter un débit de 45~ kg/heure de matière sèche dans une machine à trois parties de déflbrage, ayant une longueuL utile inférieure à 2m, les vis étant entrainées à une vitesse ~ . -d'environ 300 tours/mn. ; ;3 Dans de telles conditions on aurait obtenu, par le procédé ..
c i - 6~e ~s ~
~5 selon le brevet-princip~l, une pâte ayant un indice de blan-~- ,. . .
cheur de 28. Bien entendu, cet indice très moyen aurait pu .
être amélioré. Cependant, il a suEEi de réaliser le blanchi.-ment, selon l'addition, au cours du défibrage, pour obtenir ~ ~ :
en quelques secondes un relèvement de l'indice de blancheur .
jusqu'à 72. -~
Ce résultat peut se comparer à ce3.ui du traitement normal ' .-de blanchiment qui permet, par exemple, sur une pâte ayant, ; '~:
après défibrage, un indice de blancheur de 48, d'augmenter cet indice de 15 poi.nts et d'atteindre ainsi un indice final i~ 2 ~ 4 The helical surfaces ~ da ~ es.sont co ~ constituted by ~ and ~ ~ not. .
different defining consecutive zones. Bread ~ e ~ ode of preferred embodiment shown, 'the ~ achine includes';
'three parts of treatment I, II, II.I ~ Each part of ,, treatment consists of a tr ~ i.teme ~ t A ~ ~ ilets laryes sui ~ ie of u ~ e ~ one of brakease B incorporated ~ or ~ ale ~ ent.
of nets ~ not inYerSeS. ~, I
As you can see on the lower part of the figure 2 which. is a section.trans ~ ersale, according to II ~ I: I.de la.
Figure 1, the threads not inverted are provided with windows 30 a ~ ant a lar ~ eur 1 and which extend depu ~ s'une, central core ' up to the periphery of the YiS. .. ~ ' ':
.
.
: ~:
!
As described in the above patent, the material introduced upstream is first driven downstream in zone A at a speed which depends on the flow of the material, pitch and depth of threads and speed of ro-tation. The screws have identical threads, and are -rotated in the same direction. Rotation speed can be adjusted by a reducer for example between 50 and 350 Rotations per minute.
When the material thus entrained arrives in the area braking Bl, the effect of the reverse pitch tends to repress matter upstream. There is therefore a pressure rise downstream of training zone A, and the nets fill up while at the start of the zone they could only be partially filled if the feed rate was lower than the feed rate ment. ~ -It had already been stated in the above patent that, for facilitate the passage of a certain amount of material to downstream through the braking zone, its threads were provided with openings 30 which were called windows and which are distributed regularly around the axis. In because of the pressure rise, a certain amount of material accumulated in inverted threads can pass ~ -by these openings 30 from one side to the other of the net of a ~;
same screw.
This passage can be facilitated by the fact that ~ es vis ~;
are wedged so that the windows of the two screws 1 and 2 pass simultaneously into the interference zone, where the screws penetrate into each other. The superposition of windows then produced periodically in this area the gradual opening and closing of a passage which ~
allows communication with an area further downstream and therefore ~ -that are less compressed.
5L ~ 4 Choosing the width of the windows allows you to control the flow rate and the degree of de-fiberizing of the material part qL ~ i;
is allowed to pass downstream, the parties insufficiently defibrated remaining upstream where they continue to be crushed due to the rotatioll of the screws.
The machine preferably has three or four zones of successive processing and the width of the windows decreases from one area to the next. For example, in a machine in ~
three parts, the windows can be 20 'wide at 10 mm in zone B1, from 12 to 6 mm in zone B2 and from 8 to 4 mm in zone B3 As shown in Figure 2, the material is entrained, inside each net, towards the inter-ference 3 ~ according to arrow 35 and tends to accumulate upstream where the pressure increases. However the matter, which;
comes for example from the screw 3 can escape towards the screw 4, and, once out of the interference zone, the free section in the nets increases and the material can relax.
The same process takes place on the other side of the plan median of the screws, the material driven along arrow 36 can go from screw 4 to screw 3.
This alternation of compression and expansion phases increases the crushing effect which causes defibration and -Favor on the other hand the impregnation by the new reagent and the evacuation of liquid residues. .
In each braking zone, the pressure can rise to a value of 150 bars, and, due to the rotation of the screws in the same direction, the nets are perfectly filled, so that each braking zone constitutes a plug continuous capable of introducing pressurized reagents in areas that remain isolated from each other, this which allows the use of different reagents.
4 ~
~ ce e ~ fet / le ~ sheath ~ e-; ~ muni cl ~ n certai1l nom ~) re orifices for the introduction of liquid or gaseous reactiEs. 1, a machine comprising - three defibration parts I, II, IIT, on will place an orifice 54 for introducing a bleaching reagent a little upstream c] e the third rreinage zone 133. I ~ e la so the reagent can be injected under lower pressure to that which prevails in the braking zone and yet be drawn into it. But, as mentioned above, part of the reagent also goes back upstream in the zone A3.
The bleaching reagent introduced through port 54 will be for example hydrogen peroxide with the concentration used usually about 2 to 4% of the ma-;
dry. As this amount of liquid can be unknown to ensure the maintenance of the humidity level of the ::. "
matter, the hydrogen peroxide can be diluted in a quantity top of a liquid such as water so as to reach the desired humidity level. Of course the reagent of bleaching can also be mixed with other reagents usually used such as, for example, soda ash.
~ e reagent thus rises through the incompletely filled areas upstream of training area A3. We have garlic their indicated that the amon-t part of the training area could be done with a wider step. In this area, it is interesting to provide an orifice 56 for evacuating the react1f worn. Thanks to this arrangement, the reagent will be renewed velvé permanently and will therefore keep its effectiveness. ~;
In the second part of defibration II, we introduce usually a delignification reagent, but this cannot ' not always be the case depending on the type of dough you want to prepare. This is why, in some cases, it may be interesting to introduce the bleaching reagent also ~; i .,.
2 ~ 4 through a port 54n upstream of the secc) nde braking zone B2. Such a provision may be adopted in particular if we want to carry out bleaching in several stages with different reagents.
~ n eff ~ t,: il. appears that l.es disposit: ions which life ~ ent- ..
to be described do not depend on the nature of the reaction;
bleaching chosen and we can therefore use in the pro ~
assigned according to the invention various known bleaching reagents.
The various characteristics of the machine according to the inventio ~
will allow to carry out whitening in the best - ~;
temperature and pressure concentration conditions. : ~: ~
For example, for a material consisting of spruce shavings that have undergone pre-industrial cooking; .
lable and having a dryness level of 40%, it was possible;
to treat a flow rate of 45 ~ kg / hour of dry matter in a machine with three deflection parts, having a useful length less than 2m, the screws being driven at a speed ~. -about 300 rpm. ; ; 3 Under such conditions one would have obtained, by the process.
here - 6 ~ e ~ s ~
~ 5 according to the patent-princip ~ l, a paste having a whiteness index ~ -,. . .
cheur de 28. Of course, this very average index could have.
be improved. However, he managed to do the laundering.
ment, according to the addition, during defibration, to obtain ~ ~:
in a few seconds an increase in the whiteness index.
up to 72. - ~
This result can be compared to that of normal treatment. ' bleaching which allows, for example, on a dough having,; '~:
after defibration, a whiteness index of 48, to increase this index of 15 poi.nts and thus reach a final index i ~
3~ de 63 après plusieurs dizaines de minutes~
Il est bien évident que l'invention ne se limite pas aux ~:
détails des mocles cle réal:isation qui ont été décrits mais qu'au :: .
;~ 13 ~ ~
.. . . . ... ...
contra;re elle en englo~e toutes }.(?S vari~dntes~ En particulier, .. :~
les modifications que l'on pourrait apporter au procédé et à
la machine qui viennent d'etre décrits, par exemple pour sladapter à divers types de pâte ou à d'aitres réactifs, resteraient dians le cadre de ].'i.nvention clans la mesure Oli ' .
elles mettraient en oeuvre le même principe de traitement.
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It is obvious that the invention is not limited to ~:
details of the keys real: isation which have been described but that ::.
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changes that could be made to the process and the machine which have just been described, for example for adapt to various types of dough or reactive substances, would remain within the framework of]. 'i.nvention dans la mesure Oli'.
they would implement the same principle of treatment.
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