CA1114663A - Procede et installation de traitement en continu d'une matiere cellulosique - Google Patents
Procede et installation de traitement en continu d'une matiere cellulosiqueInfo
- Publication number
- CA1114663A CA1114663A CA322,329A CA322329A CA1114663A CA 1114663 A CA1114663 A CA 1114663A CA 322329 A CA322329 A CA 322329A CA 1114663 A CA1114663 A CA 1114663A
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- zone
- chips
- treatment
- downstream
- compression
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
- D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
- D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
- D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B9/00—Presses specially adapted for particular purposes
- B30B9/02—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material
- B30B9/12—Presses specially adapted for particular purposes for squeezing-out liquid from liquid-containing material, e.g. juice from fruits, oil from oil-containing material using pressing worms or screws co-operating with a permeable casing
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
- D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
- D21B1/02—Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
- D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
- D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
- D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
- D21B1/14—Disintegrating in mills
- D21B1/16—Disintegrating in mills in the presence of chemical agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S162/00—Paper making and fiber liberation
- Y10S162/02—Chip soaking
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Paper (AREA)
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
- Revetment (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
: Procédé de traitement en continu d'une matière cellulosique en copeaux par passage de copeaux dans une machine comprenant deux vis parallèles à filetages identiques entrainées en rotation dans le même sens à l'intérieur d'un fourreau les enveloppant et dont les filetages comportent des zones sucessives à pas différents. Selon ce procédé, on fait passer la matière en continu dans une première zone d'alimentation et d'entrainement vers l'aval suivie d'une première zone de freinage provoquant une première compression de la matière, puis dans une seconde zone d'entrainement vers l'aval avec mise au contact d'n réactif introduit dans le fourreau, suivie d'une seconde zone de freinage provoquant une seconde compression de la matière. Lors de chaque compression, la matière passe par une série de phases alternées de montée en pression dont l'importance relative augmente progressivement et de chute de pression dont l'inportance relative diminue progressivement, et le passage des copeaux dans chaque zone de freinage provoque un simple fractionnement des copeaux susceptibles de favoriser leur tassement dans les filets sans diminuer la longueur des fibres. La première compression provoque l'expulsion vers l'amont de l'eau contenue dans la matière et chaque compression suivante provoque l'expulsion du réactif usé et des liqueurs résiduelles contenues dans la matière, l'ensemble du traitement provoquant une délignification au moins partielle des copeaux sans véritable défibrage mécanique.
Description
1~4~~
L'invention a pour obje-t un procédé et une installation de traitement continu d'une matière cellulosique en petits morceaux tels que des copeaux de bois et concerne plus spécia-lement le pré-traitement des copeaux pour la fabrication de pâte à papier~ Cependant l'invention peut trouver également une utilité pour la préparation de tou~ produits à base de ma-tière fibreuse.
La demande de brevet au C~nada nP.258,201 déposée 1~ 30 juillet 1976 , décrit une machine de prép~-ration de pâte à papier comprenant deux vis parallèle~ à file- ~:
tage identique entrainées en rotation dans le même sens ~ l'inté~
rieur d'un fourreau qui les enveloppe et dont les filetages . ~: :
comportent des zones successives à pas différents permettant de réaliser en continu le défibrage mécanique des copeaux intro- -~
duit~ en arnont de la machine pour obtenir en aval une pâte palier utilisable, après raffinage, dans les machines de fabri~
cation du papier. ~ :~
On sait que les matières ligneuses naturelles utili~
sées pour la fabrication du papier et notamment le bois se :~
composent de fibres cellulosiques soud~es les unes aux autres par des lamelles composées essentiellement de lignine et d'hémi- .
cellulose et que le premier stade de la fabrication du papier consiste à dissocier ces éléments de façon à faire apparaitre les fibres à l'é'cat individuel r La pâte ainsi produite se présente géneralement sous une forme très diluée et elle peut être utilisée directement pour la fabrication du papier dans ~.
les usines dites intégrées ou bien 8tre d'abord asséchée pour faciliter son transport. Dans ce cas, avant d'être utilisée, la pâte est désintégrée dans de l'eau pour lui redonner un état liquide et pas~e ensuite dans les machines ~ papier. Cependant, : dans tous les cas, la pâte diluée passe d~abord dans des raf-fineurs qui ont pour objet de faire apparaitre les constituants brevet canadien nQ 1,055,755 déliYre le 5 iuin. 1979 de~ fibres, appelés "fibrilles", celles-ci permettant, par leur rapprochement intinte, de former une feuille.
L'isolement des fibres peut ~tre obtenu par un traite ment mécanique de défibrage dans lequel on utilise les effets combinés de contraintes de compression et de cisaillement, et/ou par un traitement chimique de délignification qui permet, grace à l'imprégnation des copeaux par un réactif, de dissoudre plus ou moins la lignine et les autres produits liant entre elles les fibres.
On distingue gé~éralement les p~tes mécaniques de copeaux dans lesquelles le défibraye est obtenu par des moyens mécaniques, de~ pates chimiques dans lesquelles la lignine ~st dissoute par des réactifs chimiques et le traitement mécanique effectué sur des fibres déjà dissociées, et toute une série de procédés intermédiairescombinant l'action de ramollissement d~un réactif à une action mécanique, ce ramollissement pouvant être obtenu par de la vapeur d'eau, un produit chimique ou même ; une combinaison de ce produit et de la vapeur. Selon les cas, on parlera de pâte thermo-mécanique, mécano-chimique, chimico-~~ thermomécanique, ou mi-chimique.
Dans la demande de brevet précitée du 30 juillet 1976, on avait décrit un procédé et lme marchine pour la fabrication de pâte à papier dans lequel on réalisait essentiellement un défibrage mécanique par l'effet combiné de contraintes de com-pression et de cisaillemen-t obtenues par le passage des copeaux dans les vis. L~objet de llinvention était la réalisation d'une p~te a papier, à partir de copeaux de bois c~est à dire l'ob~
tention de fibres bien isolées et assez petites pour permettre directement la fabrication du papier après un raffinage. Or si les pates obtenues par défibrage mécanique ont des qualités certaines, on préfère pour certaines utilisations utiliser des p~tes chimiques pour lesquelles le travail m~canique est réduit
L'invention a pour obje-t un procédé et une installation de traitement continu d'une matière cellulosique en petits morceaux tels que des copeaux de bois et concerne plus spécia-lement le pré-traitement des copeaux pour la fabrication de pâte à papier~ Cependant l'invention peut trouver également une utilité pour la préparation de tou~ produits à base de ma-tière fibreuse.
La demande de brevet au C~nada nP.258,201 déposée 1~ 30 juillet 1976 , décrit une machine de prép~-ration de pâte à papier comprenant deux vis parallèle~ à file- ~:
tage identique entrainées en rotation dans le même sens ~ l'inté~
rieur d'un fourreau qui les enveloppe et dont les filetages . ~: :
comportent des zones successives à pas différents permettant de réaliser en continu le défibrage mécanique des copeaux intro- -~
duit~ en arnont de la machine pour obtenir en aval une pâte palier utilisable, après raffinage, dans les machines de fabri~
cation du papier. ~ :~
On sait que les matières ligneuses naturelles utili~
sées pour la fabrication du papier et notamment le bois se :~
composent de fibres cellulosiques soud~es les unes aux autres par des lamelles composées essentiellement de lignine et d'hémi- .
cellulose et que le premier stade de la fabrication du papier consiste à dissocier ces éléments de façon à faire apparaitre les fibres à l'é'cat individuel r La pâte ainsi produite se présente géneralement sous une forme très diluée et elle peut être utilisée directement pour la fabrication du papier dans ~.
les usines dites intégrées ou bien 8tre d'abord asséchée pour faciliter son transport. Dans ce cas, avant d'être utilisée, la pâte est désintégrée dans de l'eau pour lui redonner un état liquide et pas~e ensuite dans les machines ~ papier. Cependant, : dans tous les cas, la pâte diluée passe d~abord dans des raf-fineurs qui ont pour objet de faire apparaitre les constituants brevet canadien nQ 1,055,755 déliYre le 5 iuin. 1979 de~ fibres, appelés "fibrilles", celles-ci permettant, par leur rapprochement intinte, de former une feuille.
L'isolement des fibres peut ~tre obtenu par un traite ment mécanique de défibrage dans lequel on utilise les effets combinés de contraintes de compression et de cisaillement, et/ou par un traitement chimique de délignification qui permet, grace à l'imprégnation des copeaux par un réactif, de dissoudre plus ou moins la lignine et les autres produits liant entre elles les fibres.
On distingue gé~éralement les p~tes mécaniques de copeaux dans lesquelles le défibraye est obtenu par des moyens mécaniques, de~ pates chimiques dans lesquelles la lignine ~st dissoute par des réactifs chimiques et le traitement mécanique effectué sur des fibres déjà dissociées, et toute une série de procédés intermédiairescombinant l'action de ramollissement d~un réactif à une action mécanique, ce ramollissement pouvant être obtenu par de la vapeur d'eau, un produit chimique ou même ; une combinaison de ce produit et de la vapeur. Selon les cas, on parlera de pâte thermo-mécanique, mécano-chimique, chimico-~~ thermomécanique, ou mi-chimique.
Dans la demande de brevet précitée du 30 juillet 1976, on avait décrit un procédé et lme marchine pour la fabrication de pâte à papier dans lequel on réalisait essentiellement un défibrage mécanique par l'effet combiné de contraintes de com-pression et de cisaillemen-t obtenues par le passage des copeaux dans les vis. L~objet de llinvention était la réalisation d'une p~te a papier, à partir de copeaux de bois c~est à dire l'ob~
tention de fibres bien isolées et assez petites pour permettre directement la fabrication du papier après un raffinage. Or si les pates obtenues par défibrage mécanique ont des qualités certaines, on préfère pour certaines utilisations utiliser des p~tes chimiques pour lesquelles le travail m~canique est réduit
-2- ~;
B
. . ~
au minimum. En effet, il est difficile d'éviter que le fractlonnement des fibres par des moyens mécaniques n'en-traine une diminution de la longueur de celles~ci.
La préparation de la p~te chimique es-t effectuée géné-ralement dans de grands récipients appelés "lessiveurs" à tem-pérature élevée et sous une pression forte. On obtient ainsi la pénétration intime dlun liquide actif à l'intérieur des co~
peaux. A la fin de cette opération appelée cuisson et qui dure plusieurs heures, les divers incrustants tels que la lignine se trouvent dissous dans un liquide résiduel et les fibres cellulo-siques sont pratiquement séparées les unes des au-tres de telle sorte qulun travail mécanique assez minime permet d'obtenir une pâte utilisable. L'avantage de ce procédé est de conserver l'intégrité des fibres mais le traitement est extrêmement long '-et nécessite des installations très encombrantes et onéreuses qui ne peuvent être rentables que pour des productions impor-tantes et de hautes performances.
D'autre part, même si l'on ne désire pas obtenir l'iso- ' lement presque complet des fibres par voie purement chimique, il est souvent nécessaire, avant d'effectuer un défibrage méca-nique des copeaux, de soumettre ceux-ci à un pré-traitement -' permettant de ramollir la lignine en imprègnant les copeaux par un réactif tel que de la vapeur et/ou divers réactifs chimiques. Ce pré-traitement doit se faire également si pos-sible sans abimer les -fibres et l'imprégnation complète des copeaux demande un temps assez important.
L'invention a pour objet un nouveau procédé et une machine permettant de réaliser en continu et très rapidement l'imprégnation de copeaux de bois en réactif depuis le prétrai-
B
. . ~
au minimum. En effet, il est difficile d'éviter que le fractlonnement des fibres par des moyens mécaniques n'en-traine une diminution de la longueur de celles~ci.
La préparation de la p~te chimique es-t effectuée géné-ralement dans de grands récipients appelés "lessiveurs" à tem-pérature élevée et sous une pression forte. On obtient ainsi la pénétration intime dlun liquide actif à l'intérieur des co~
peaux. A la fin de cette opération appelée cuisson et qui dure plusieurs heures, les divers incrustants tels que la lignine se trouvent dissous dans un liquide résiduel et les fibres cellulo-siques sont pratiquement séparées les unes des au-tres de telle sorte qulun travail mécanique assez minime permet d'obtenir une pâte utilisable. L'avantage de ce procédé est de conserver l'intégrité des fibres mais le traitement est extrêmement long '-et nécessite des installations très encombrantes et onéreuses qui ne peuvent être rentables que pour des productions impor-tantes et de hautes performances.
D'autre part, même si l'on ne désire pas obtenir l'iso- ' lement presque complet des fibres par voie purement chimique, il est souvent nécessaire, avant d'effectuer un défibrage méca-nique des copeaux, de soumettre ceux-ci à un pré-traitement -' permettant de ramollir la lignine en imprègnant les copeaux par un réactif tel que de la vapeur et/ou divers réactifs chimiques. Ce pré-traitement doit se faire également si pos-sible sans abimer les -fibres et l'imprégnation complète des copeaux demande un temps assez important.
L'invention a pour objet un nouveau procédé et une machine permettant de réaliser en continu et très rapidement l'imprégnation de copeaux de bois en réactif depuis le prétrai-
3~ tement avant passage dans une machine de déf-ibrage mécanique, jusqu'autraitement chimique complet, la pâte obtenue ~ la sortie de la machine ayant des caractéristiques analogues aux pâtes , : , .
chimiques habituelles. ~ i-Dans le proce~e selon l'invention, on uti]ise une machine du même type que celle décrite dans la demande de brevet précitée 258,~01, c'est-à-dire comprenant deux vis parallèles entralnées n rotation dans le meme sens ~ l'intérieur d'un fourreau et dont les filetacJes comportent des zones successives a pas différents.
En effetl alors que cette machine avait pour objet ; essentiel d'effectuer un défibrage mécanique des copeaux qui permettait d'obtenir, a la sortie, des fibres divisée~, on s'est aperçu que, malgré un travail mécanique intense, il était possi-ble, par un choix judicieux des caractéristiques dimensionnelles et du mode de conduite de la machine, d'éliminer presque com-plètement l'effet de cisaillement des copeaux permettant l'isole-ment des fibres, et de réaliser une imprégnation rapide permet- ;~
tant d'obtenir ~ la sortie une pâte pré-traitée constituée de copeaux bien ramollis mais dont les fibres n'auront pas été
divisées.
En conséquence, l'invention revendiquée ici est un procédé d'imprégnation en continu d'une matiere cellulosique en copeaux par passage desdits copeaux dans une machine comprenant deux vis parallèles a filetages idéntiques imbriqués entrain~es en rotation dans le meme sens a l'intérieur d'un fourreau les enveloppant, les filetages desdites vis comportant des zones succe~sives à pas différents, selon lequel on fait passer la matière en continu dans une première zone desdites vis pour l'alimentation et l'entrainement de la matière vers l'aval suivie d'une premiere zone de freinage a~ant un pas inversé de celui de la première zone et provoquant une première compression de la matière, puis dans au moins une seconde zone d'entraine-ment vers l'aval o~ les copeaux sont mis au contact d'un réactif introduit dan~s le fourreau, suivie d'une seconde zone de frei-' , :, ' , ' ' ' nage ayant un pas inversé de celui de la première zone provo-quant une seconde compression de la matière, les zones de freinage compGrtant des filetages avec fenetres pour le passa~e de la matière vers l'aval, caractérise par le fait que, lors de cha~ue compression, la matiere passe par une série de phases alternées d'augmentation de pression dont l'importance relative augmente progressivement et de chute de pression dont l'im-poxtance relative diminue progressivement, et que le passage des copeaux dans chaque zone de freinage provoque un simple fractionnement des copeaux susceptibles de favoriser leur tasse-ment dans les filets sans diminer la longueur des fibres, la pre-mière compression provoquant l'expulsion vers l'amont de l'eau contenue dans la matière et chaque compression suivante provo-quant l'expulsion du reactif use et des lique~rs residuelles contenues dans la matière, l'ensemble du traitement d'impregna- ~ -tion provoquant une delignification au moins partielle des copeaux avec elimination pratiquement complète de l'effet de cisaillement sur les copeaux.
Conformement aussi a l'invention, il est revendique une installation de traitement en continu d'une matiere fibreuse en copeaux comprenant deux vis paralleles à filetages identiques imbriques, entrainées en rotation dans le meme sens à l'interieur '.~ -d'un fourreau les enveloppant et dont les filetages sont cons-titués de zones successives à pas différents, comprenant: en aval d'un orifice d'introduction de la matière dans le fourreau, une zone d'alimentation à pas direct pour l'entralnement de la matiere vers l'aval, une premiere zone de freinage à pas inverse de celui de la zone d'alimentation et de formation d'un bouchon ~' - .
continu par tassement de la matière, et au moins une zone de detente a pas direct pour l'entraînement de la matière vers l'aval dans laquelle peut être introduit un reactif, suivie d'une seconde zone de freinage et de tassement à pas inverse, de celui ~
- 5 - :
,. ,~ ; , ,....
. . . . .
, ~0 de la zone d'alimentation, les zones de freinage comportant des filetages à pas inversés étant munis de fenêtres pour le passa~e vers l.'aval ~e la ma~iere, installation caractérisée par le fait que les fenêtres ont une largeur d'une part assez réduite pour provoquer la formatlon d'un bouchon continu de matière tassée dans les filets et la compression progressive de celle-ci en amont, mais d'autre part assez grande pour qu~.il ne s'effectue au plus qulun simple fractionnement des copeaux favorisant leur tassement dans les filets sans diminution de la longueur des fibres, et que la zone de déten-te placée entre les deux zones de freinage a une longueur suffisante pour y effec-tuer un traitement de la matière par imprégna-tion avec le réactif introduit, le fourreau étant muni d'un orifice d'entrée du :~
réactif et d'un orifice d'évacuation de liquide résiduel, places respectivement à l'amont et à l'aval de la zone de traitement.
L'invention va maintenant etre décrite, en se réferant à un mode de réalisation donné à titre d'exmples et representé
sur les dessins annexes.
La figure 1 est une vue générale de côté de l'instal-lation selon l'invention, la figure la etan-t une vue en coupe selon I-I.
La figure 2 est une vue de dessus de l'installation.
La figure 3 est une vue schematique en coupe longi-tudinale de la machine selon l'invention.
La figure ~ est une vue partielle de dessus de la zone de traitement.
Les figures 5, 6 et 7 sont des vues de différentes phases du processus de traitement, en coupe selon V-V, VI-VI, ~-VII-VII sur la figure 4.
L'installation représentée sur les figures 1 et ~
comprend, a l'intérieur d~un fourreau 1 monté sur un bati, deux vis parallèles 2 composées chacune de filets tournant en hélice autour d'un arbre, et entrainés à la même vitesse et dans le meme sens par un moteur ou par deux moteurs synchronisés placés respectivement aux deux extrémités de la machine.
Le fourreau 1 est muni d'un orifice 11 largement ouvert placé à l'une de ses extrémités à sa partie supérieure, et il est ouvert à son autre extrémité de telle sorte que la matière ; introduite en amont par l'orifice 11 et entrainée par la rotation ~ -des vis peut sortir librement à l'extrémité aval et être évacuée par une riyole 12. La matière à traiter, normalement des co-peaux de bois, est introduite par une trémie 13 munie à sa par-tie inférieure d'une vis d'extraction qui débouche au-dessus de l'orifice 11.
Comme on lla représenté schématiquement en coupe sur la figure la, le fourreau 1 sera avantageusement composé de deux parties, de part et d'autre du plan passant par les axes des vis, ce qui permettra de l'ouvrir, le cas échéant, en cas d'in-cident ou pour vérifier le processus de traitement de la matière dans les vis.
D'autre part, le fourreau 1 est muni d'un certain -nombre d'orifices 13 qui sont répartis sur sa longueur et reliés à des pompes doseuses 14 pour introduire certains réac-tifs à des points choisis de la machine.
Le principe du procédé est illustré schématiquement : , , . . . , ;
, ~ . . . . :
~~ ~
par la figure 3.
Les deux vis 2 son-t munies de filets identiques imbri-qués l'un d~ns l'autre et qui définissent une succession de zones à pas di~férents.
Ainsi, la matière introduite par l'orifice 11, ~ l'ex-trémité amon-t de la machine rencontre tou-t d'abord une zone A
dans laquelle les vis ont des filets à pas direct entrainant la matière vers l'aval, puis une zone s a pas inversés, une zone C d'entrainement vers l'aval, une zone D à pas inversés et enfin une zone E d~évacuation de la matière.
Les zones B et D à pas inversés ont pour objet d'assu-rer un freinage de la matière pour constituer ce que l'on appelle un bouchon continu, formé par la matière tassée et comprimée ~ :
remplissant les filets.
En effet, la matière entrainée dans la zone A vers l'aval a tendance, en arrivant dans la zone B, à remonter vers l'amont puisque les filets sont inversés. Les longueurs rela-tives des zones et les pas des filets sont choisis de telle ::
sorte que la -tendance à l'entrainement vers l'aval prime mais il en résulte cependant à la fin de la zone A une forte compres-sion de la matière. D'autre part, pour faciliter et contrôler le passage de la matière vers l'aval, les filets sont munis dans la zone B de ~enetres 2~ qui, comme on le voit sur la figure 7, sont constituées d'~ouver-tures ménagées dans les filets 23 depuis l'arbre 2 jusqu'à la périphérie du filet. Ces fenê-tres permettent, en raison de l'élévation de pression, le pas-sage d'une partie de la matière d'un filet dans le filet sui-val~t. En outre, ces fenêtres 24 sont régulièrement réparties autour de l'arbre 2 et les mouvements des vis étant synchroni-sés, celles-ci peuvent être calées de telle sorte que les fenêtres des deux vis viennent deux par deux en coincidence dans la zone d'intérférence des filets au cours de la rotation des , . . .
vis. A ce moment peut se produire également le passage de la matière d'un creux de filet à l'autre malgré 19effet d'entraine-ment vers l'amont dû aux pas inverses. On comprend donc que, par le choix de la largeur relative des fen~res, il soit pos-sible de régler les conditions de passage vers l'aval de la matière et par conséquent l'effet de compression en amont.
Dans l'installation décrite dans la demande précédente 2 S ~
déjà citée, ~5_~U}L~, on cherchait à produire le défibrage des copeaux. Cet effet était obtenu principalement par le choix d'une largeur des fenêtres assez réduite pour ne laisser passer vers l'aval qu'une matière suffisammen-t défibrée. De ce Eait, les copeaux insuffisamment défibrés étaient obligés de rester en amont des zones à pas inverses où ils étaient soumis à une forte compression et à un malaxage intense permettant, grâce aux efforts de cisaillement engendrés par le frottement des copeaux l'un contre l'autre, d'effectuer progressivement un défibrage suffisant.
Dans la présente installation, au contraire, on ne : ~ , cherche pas a obtenir un défibrage des copeaux, mais seulement leur imprégnation par un réactif selon un processus qui sera décrit par la suite. De ce fait, la largeur des fenêtres sera choisie non pas en fonction du degré de défibrage que l'on sou~
haite atteindre, mais seulement pour régler le passage vers l'aval de la matière de façon à obtenir à l'aval de la zone pré-cédente la compression souhaitée et à réaliser une simple frag-mentation des copeaux permettant de favoriser leur tassement l~
dans les creux des filets et par conséquent la formation d'un ~ -bouchon continu. Ainsi, la zone C qui, comme on va le voir, constituera la zone de traitement, sera encadrée par deux bou-chons B et D et pourra donc atre placée sous une pression bien supérieure à la pression atmosphérique regnant à l'entrée de la zone d'alimentation A et ~ la sortie de la zone d'évacuation E.
. . : .
~~ ~
Sur la figure 5, on a repre~enté, à échelle agrandie, la partie aval dlune zone d'entrainement de la matière telle que C, précédant une zone à pas inversés telle que D~
La fi~ure 5 est une coupe transversale par un plan V-V
relativemerlt éloign~ de la zone à pas inversés D. Dans cette partie de la vis, les copeaux ne remplissent pas totalement les creux des filets. Ils sont en effet entrainés vers l'aval dans un mouvement de translation, par un effet de pompage des vis qui s'exerce lorsque les filets ne sont pas remplis.
Cependant une partie de la matière à tendance à être entrainée autour de l'arbre par la rotation du filet et on peut ~ considérer que dans une partie éloignée de la zone a pas inver-sés telle que représentée sur la figure 5, il y a glissement de la matière par rapport aux vis dans un rapport de 0,7 ce qui signifie que le mouvement de la matière est pour 70% un mouve~
.ment de translation parallèlement aux vis et pour 30 % un mou-vement de rotation autour des arbres.
Il en résulte qu'une certaine partie de la matière, ~i~
entrainée autour de l'arbre vers le.secteur d'interférence 20 des vis, a tendance à s'accumuler en amont de ce secteur d'interférence. En effet, comme on le voit sur la figure 4, la matière entrainée par la rotation de la vis, par exemple 2a, a tendance à passer sur l'autre vis 2b mais doit pour cela tra~
verser un secteur 20 de section réduite du fait de 19engrène-ment des vis. Il en résulte une accumulation de matière et par conséquent une montée en pression en amont du secteur d'in-terférence 20 sur la vis 2a, et, dans ce cas, à la partie infé-rieure de la vis, compte tenu du sens de rotation indiqué. En : revanche, la matière passant sur l'autre vis 2b se trouve prin-cipalement entrainée par translation et il en résulte une ~
détente et par conséquent une baisse de pression. .
~e la même facon, à la partie supérieure de la vis 2b, .
_g _ , il se produit une accumulation ~e matière en amont du secteur d'interférence 20 ce qui entraine une montee en pression suivie corl~le on l'a dit, d'une détente à la partie supérieure de la vis 2a.
Par cons~quent, dans chaque filet, une paxtie de la matière passe dans un secteur 21 de montée en pression en amont du secteur d'interférence 20 pUiS sans un secteur 22 de chûte de pression en aval du secteur d'interférence 20.
Lorsque l'on se rapproche de la zone à pas inversé D, comme on l~a représenté sur la figure 6, en raison du freinage apporté par le pas inversé, la pression augment progressivement et la vitesse de translation longitudinale de la ma-tière dimi-nue. Il en résulte qu'une plus grande quantité de matière est entrainée autour des arbres par la rotation des filets et par conséquent que l'accumulation de matière en amont du secteur d'interférence 20 est plus importante. Par conséquent, lors que l'on se rapproche de la zone D à pas inversés, à l'inté~
rieur de chaque filet l'accumulation de matière et donc la mon~
tée en pression s'ef~ectuent sur un secteur 21 dont la longueur est de plus en plus importante, l'importance du secteur déten-du 22 diminuant corrélativement.
On voit donc que, au fur et à mesure qu'elle se rap-proche de la zone de freinage D, la matière ne se comprime pas d'une façon continue, mais passe au contraire, dans chaque filet, par une serie de phases alternées de montée en pression dont l'importance relative augmente progressivement et de dé~
tente dont l'importance relative diminue progressivement.
Dans la zone à pas inversés représentée sur la figure 7, les filets sont complètement remplis et le mouvement de la matière s'effectue presque entierement par rotation autour des arbres, sauf pour la partie de la matière qui passe vers l'aval en traversant les fenêtres 24.
g~
On rernarquera ~ue ce processus est dû notar~ment au t'ait que les vis ont des filets identi~ues et son-t entrainées dans le même sens. En effet, lorsque les vis sont entrainées en sens contraires, une partie de la matiere a éga~ement -ten-dance à être entrainée en rotation autour de l'arbre. Mais la matière ainsi entrainée est obligée de passer entre les ~ilets et subit donc un effet de laminage qui risque de détériorer les ;
fibres. Un tel effet n'existe pas dans la machine selon l'in vention o~ les vis sont entrainées dans le même sens car la rnatière ne passe pas entre les filets mais seulement d'un filet à l'autre en restan-t du même côté du plan passant par les axes des Vi5. La matière ne subit donc aucun laminage important mais seulement une montée en pression et é~alement une sorte'de ;~
retournement en passant d'une vis à l'autre, ce qui, comme on va le voir, a un effet favorable. ;~
En effet, cette alternance à intervalles rapprochés de montées et de chûtes de pression favorise grandement l'impré- -gnation de la matière par un réactif ayant pour objet de dis-soudre la lignineO
Il faut tout d'abord remarquer que la matière première utilisée, c'est à dire le plus souvent des copeaux de bois contient une certaine quantité d'eau. Dans le cas le plus courant, les copeaux que l'on utilise pour la fabrication du papier contiennent de l'ordre de 55 % d'eau. Meme si l'on ~ ' prend des copeaux non mijotés, la teneur en eau, du moins pour le bois vert, est de 40 % environ. ;~
Les copeaux introduits par l'orifice 11 subissent avant d~arriver dans la zone B à pas inversés, l'alternance de montées '' et de chutes de pression dans les filets des vis que l'on vient de décrire. Il en résulte une expulsion de l'eau qu'ils con- ;
tiennent et, comme chaque filet n'est rempli que partiellement, cette eau peut remonter vers l~amont et etre évacuée par un .
orifice 15.
L'importance de cet assèchemen-t dépendra de la pression régnant ~ l'aval de la ~one A et dans la zone B et cette pres-sion comme on 13a vu, peu-t être réglée selon les paramètres des :~
vis, en cho~isissant la largeur des fenetres 21. En pratique, on fera en sorte que les copeaux gardent une teneur en humidité ~ .
suffi.sante pour être transportés par les vis. En effet, une matière trop sèche risquerait d~être mal entrainée et de ne pas ~ -passer dans les fen~tres.
Cette expulsion préalable dlune partie de l'eau conte-nue dans la matière va favoriser considérablement sont impré- ;
gnation par le réactif et va surtout permettre l'augmentation ~ ~
de la concentra-tion du réactif et par conséquent de son ..
efficacité. ~;
Mais d'autre part le processus de passage de la matière -~par une série de phases alternées de montées et de haisses de .: ~ , ...
pression favorise également l'impréqnation par le réactif.
En effet, la matière ayant passé à travers la zone B
à pas inversés arrive a l'amont C selon un débit qui dépend ~
notamment de la largeur des fenêtres et peut se répartir libre- .~ .
ment dans les creux des filets sans remplir ceux~ci. .'~
Dans la zone C, on a introduit un réactif chimique et/ ~. ;
ou de la vapeur d'eau sous pression par un orifice 13. Etant donné que les filets ne sont pas remplis, ce réactif peut se '. ~
répandre dans la zone C, notamment en amont, et la matière .
ainsi répartie en couche mince dans les filets, se trouve dans .
les meilleures conditions d'imprégnation.
En outre, au fur et à mesure que l'on se rapproche de la zone D, une partie de plus en plus importante de la mati~re ~:
subit une montée en pre.ssion dans le secteur 21 de chaque filet ~:
en amont du secteur d'i.nterférence 20. Cette montée en pression a tendance ~ expulser le réactif dont la mati~re s'était . :~
, . -., imprégnée ainsi que la lignine dissoute. En passant dansl~autre vis, la matiere qui s'était comprimée se détend dans le secteur 22 au con~act du réactif et peu-t s'en imprégner de nouveal1. Ainsi la ma-tière absorbe alternativement le réactif dans les secteurs d~tendus 22 e~ le reje-tte avec la lignine dans les secteurs 21 de montée en pression. De plus, le retour-nement de la matière qui s'effectue au passage d'une vis à
llautre favorise également son contact avec Ie réactif.
Enfin, l'effet de malaxage effectué par les vis/ sans abimer les fibres, favorise cependant l'homogénéisation de la matière.
Dans les défibreurs classiques, cette homogénéisation était obtenue en diluant les copeaux dans une grande quantité
de liquide et on ne pouvait donc utiliser des réactifs concen trés à moins dlen user une très grande quantité. Au contraire, dans la machine selon l'invention le travail de malaxage obtenu notamment par le passage d'un filet d'un~ vis à l~autre d'une proportion de plus en plus importante de la matière assure de lui-m8me l'homogénéisation sans dilu-tion et on peut donc uti-liser des liqueurs concentrées en quantité faible.
Il est possible en outre de controler l'efficacité du '~
réactif au cours du traitement. En effet, comme on l'a vu, le ~ -réactif usé et la lignine dissoute sont expulsés à chaque montée -en pression et de plus en plus à mesure que l'on se rapproche de la ~one D à par inversé. Dans chaque filet, le liquide usé
est expulsé vers le secteur détendu 22 et peut passer d'un filet à l~autre dans l'espace entre la périphérie de la vis et le fourreau, tant que le filet n'est pas completement rempli de matière comprimée. Par conséquent en ménageant des orifices -d~évacuation dans la paroi du fourreau à l'aval de la zone C, on pourra évacuer une proportion importante de la liqueur usée, le reste étant évacué à la sortie de la machine, avec la matière traitée. Ces orifices 16 doivent etre simplement munis d~ouvertures a.ssez réduites pour ne pas laisser passer les fibres qui pourraient se pr~senter a l'état individuel bien que, comme ~ ~-on l'a dit, le travail mécanique de défibrage ne soit pas recher-ché. Bien entendu, les sections des orifices 16 devront ê-tre calibrées en fonction des conditions de fonctionnement pour maintenir à l'aval de la zone la pression désirée.
Co~ne on l'avait déjà décrit dans la machine de d~fi~
brage ~aisan-tl'objet de la demande 258,201, des enc~ntes 5 entourant le fourreau permettent de chauffer celui-ci à l'en~ ;
droit le plus adéquat. Par exemple, on pourra chauffer le four-reau principalement dans la partie amont de la zone C ~ un en-droit o~ les copeaux son-t détendus et où une élévation de tem-pérature favorise l'efficacité du réactif. En revanche, dans la partie aval de la zone C où la compression de la mati~re peut provoquer par elle-même une élévation de température, on pourra ~-contrôler de llextérieur l'apport de chaleur ou le refroidisse-ment de fa~con à maintenir la température du réactif à un niveau souhaitable.
Mais un autre avantage de l'invention favorisant une bonne impxégnation réside dans un fait assez inattendu~
En effet, les vis seront entrainées ~ une vitesse assez peu élevée, par exemple, 150 tours/minute, cette vitesse pou-vant aller jusqu'à 300 tours/minute~ or il se trouve que, ~
une telle vitesse, l'alternance des phases de montée en pres-sion et de chûte de pression dans les filets des vis peut cor-respondre au temps de relaxation du bois de telle sorte que les copeaux ont le temps d'absorber le réactif dans les zones de détente 22 avant une nouvelle mont~e en pression. Cet effet favorise également une bonne imprégnation des copeaux par le ~;
réactif.
--14- ~
E~, ' .
,: '~ . ' Ainsi le procédé selon l'invention, par l'effet de cette alternance de montées en pression et de détent~s, permet une imprégnation ~ coeur du bois tout en conservant une humi-dité -telle que les copeaux circulen-t dans la machine sans d~térioration des fibres, les passages dans les zones de com pression provoquant une simple fragmentation mais sans vérita~
ble défibraye~
Il en résulte que, selon les caractéristiques de la ~.
machine, on pourra y éxécuter l'imprégnation par toute sorte de réactifs. .
Ce réactif pourra être simplement de la vapeur d'eau.
Dans ce cas, la zone de traitement sera relativement courte car on cherche à obtenir seulement un ramollissement des copeaux pour la fabrication de pâte thermomécanique 9 La matière ayant subi ce pré-traitement pourra alors être dirigée vers une ins-tallation de défibrage classique, par exemple des défibreurs disques ou bien une machine de défibrage à vis telle que décrite dans la demande 258,201, ~; ~
Un tel é-tuvage à la vapeur pourra également etre com- ;. .
biné à une imprégnation par un réactif tel que du bisulfite de ;- .:
soude introduit en même temps que la vapeur par un autre ori- . .
fice Par exemple, l'orifice d'introduction de la vapeur pour- .
ra être placé à l~.amont de la zone de traitement, et le bisul~
fite plus en aval, dans une zone où l'accumulation de matière ;~ -dans les deux vis en amont de la zone d'interférence produit une relative étanchéité entre les filets. -A cette occasion, on peut remarquer que cette étanché-ité entre les ~ilets est due au fait que les vis tournent dans ~:
le même sens et que par conséquent les zones d'accumulation de . :
matière sont, pour une vis au-dessus du plan des axe~ et pour l'autre vis en dessous de ce plan. Au contraire, lorsque les vis tournent en sens contraires J la zone dlaccumulation de 1~ :
' matière se trouve pour les deux vis soit au dessus soit en en-dessous du plan et l'étanchéité est moins bien assurée entre les file-ts.
Si llon utilise un réactif, il faudra prévoir un temps d'imprégnation ~ar ce réac-tif et par conséquent allonger la zone de traite~lent.
Mais il est possible de réaliser dans la machine non seulement un pré-traitement de la matière par étuvage mais une véritable cuisson. Ainsi, on pourra produire des pâtes mi-chi~
miques en utilisant des réactifs tels que le sulfite neutre, la soude à froid ou le monosulfite d'ammonium. Comme on l'a déjà indiqué le contr~le par l'extérieur de la température de ~' cuisson permettra de se maintenir ~ la température la plus sou~
haitable pour obtenir une réaction rapide.
Enfin, l'intensité du traitement mécanique pouvant, comme on l'a vu, etre contrôlée, on pourra obtenir des pâtes analogues aux pâtes chimiques en allongeant encore la longueur -de la zone de traitement pour obtenir l'imprégnation complete -et la dissolution de la lignine par le réactif choisi.
Dans la plupart des cas, le réactif sera associé à de la vapeur pour provoquer un étuvage préalable de la matiere à
l~amont de la zone de traitement.
Les différents paramètres de la machine et notamment les longueurs des zones seront déterminés en fonction du procé-dé choisi et du temps d'imprégnation qui aura pu être observé~
Pour limiter le traitement mécanique et le risque de détérioration des fibres, la longueur des zones à pas inverses sera réduite au minimum permettant une montée en pression en amont. Par exemple, pour obtenir des bouchons étanches résis~
tant à une pression de vapeur inférieure à 50 bars, les zones à
pas inverses pourront avoir une longueur comprise entre une et trois fois le pas, celui-ci étant choisi pour obtenir un '' ' , ,' :' ' ~5L~
~reinage suffisar~t compte tenu de la vitesse d'avancement de la matière dans les ~ones de traite~ent e-t de la largeur des fene-tres, celles ci auront une largeur suffisante, comme on l'a vu, pour limiter le maintien de la matière en amont de facon à
n'effectuer au plus qu'un simp:Le frac-tionnement des copeaux favorisant leur tassement dans les filets mais sans détériorer les fibres. De Eaçon générale, les fenêtres auront une largeur entre le -tiers et la moitié de la longueur moyenne des copeaux qui, on le sait, est d'environ 30 mm.
10Ainsi, par le choix judicieux du pas des file-ts, de la longueur des zones de freinage et de la vitesse de rotation des vis, on pourra élever la pression de la matière jus~u~à
environ 30 ~ 40 bars.
Les dimensions de la machine seront dlautre part évidemment calculées en fonction du débit recherché. Ainsi, ;
pour un diamè-tre de vis de 100 à 120 mm par exemple on pourra, dans le procédé de la soude à froid, traiter 200 kg de bois sec en introduisant 40 kg de soude et 300 kg d'eau. Dans le procédé classique, il aurait fallu près de 800 kg d'eau. Cette augmentation de la concentration de la soude permet d'obtenir un traitement bien plus rapide puisque la dissolution correcte de la lignine est obtenue en quelques minutes avec une machine ayant une longueur de l'ordre de 2 m, la longueur de la zone de traitement étant alors de 1,500 m par exemple alors que dans le procédé classique, la cuisson sleffectue, on le sait, en 2 à 3 heures dans des installations bien plus encombrantes.
Enfin, la compression de la matière provoquant, comme on l'a dit, l'expulsion des liquides, les paramètres de la machine seront également choisis pour obtenir le degré d'huml-dité recherché. Celui-ci devra, en tout cas, être suffisant (par exemple de 50 à 65 %) pour permettre l'avancement correc-t de la ma-tière. Cependant, selon les caractéris-tiques de la , .' j, , ,:,; ~ , : , :
seconde zone de freinage, on pourra obtenir à la sortie de la machine une mati~re plus ou moins sèche, par exemple dans ~ ;
certains cas on pourra produire une pate contant de 60 ~ 70 % '~
de liquide. '~
Ce réglage de l'humidité de la matière a une influence, comme on l'a dit, sur le processus de traitement et d'avancement dans la machine. Les paramètres de celle-ci devrontdonc être choisis defaconàobtenir'd'une part des condltions d'avancement correct et dlautre part un produit final ayant les caracteris-. .
tiques recherchées. ' Ce réglage qui dépend de nombreuses conditions, etnotamment des caractéristiques du bois, sera obtenu, dans une certaine mesure, de façon empirique. Ces essais seront facili~
tés par les dispositions constructives particulières de la machine et notamment la construction modulaire des vis en tron-çons assemblés sur une ânne cannelée, qul permet de faire varier les longueurs relatives et les pas des différentes zones, ainsi que la largeur des fenêtres dans les zones ~ pas inversés.
De plus, llutilisation d'un fourreau ouvrant tel que décrit plus haut donnera l'avantage important de pouvoir con-trôler le fonctionnement de la machine et de choisir ainsi, en ' connaissance de cause, les différentes caractéristiques de la machine et du procédé. '';
L'invention ne se limite évidemment pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'être décrit et qui, ~au contraire, peut faire l~objet de nomhreuses variantes puisque l'installation qui a été décrite peut s'adapter a là plupart des procédés connus pour effectuer soit un simple pré-traitement ~ ' des copeaux, soit une véritable cuisson.
En outre, on peut, si on le désire, utiliser plusieurs zones de traitement séparées par des bouchons continus. Chacune -18~
. .
de ces zones pourrait etre à une pression et ~ une température chois.ie en Eonction du reac-tif. Ce sera notammen-t le cas si, effectuant un traitement à la vapeur avant le traitement chimi-que, on es-time que l'étanchéité obtenue entre les filets suc-cessifs n'est pas suffisante.
~ '" ' ':
. .
' ,' ' '' '
chimiques habituelles. ~ i-Dans le proce~e selon l'invention, on uti]ise une machine du même type que celle décrite dans la demande de brevet précitée 258,~01, c'est-à-dire comprenant deux vis parallèles entralnées n rotation dans le meme sens ~ l'intérieur d'un fourreau et dont les filetacJes comportent des zones successives a pas différents.
En effetl alors que cette machine avait pour objet ; essentiel d'effectuer un défibrage mécanique des copeaux qui permettait d'obtenir, a la sortie, des fibres divisée~, on s'est aperçu que, malgré un travail mécanique intense, il était possi-ble, par un choix judicieux des caractéristiques dimensionnelles et du mode de conduite de la machine, d'éliminer presque com-plètement l'effet de cisaillement des copeaux permettant l'isole-ment des fibres, et de réaliser une imprégnation rapide permet- ;~
tant d'obtenir ~ la sortie une pâte pré-traitée constituée de copeaux bien ramollis mais dont les fibres n'auront pas été
divisées.
En conséquence, l'invention revendiquée ici est un procédé d'imprégnation en continu d'une matiere cellulosique en copeaux par passage desdits copeaux dans une machine comprenant deux vis parallèles a filetages idéntiques imbriqués entrain~es en rotation dans le meme sens a l'intérieur d'un fourreau les enveloppant, les filetages desdites vis comportant des zones succe~sives à pas différents, selon lequel on fait passer la matière en continu dans une première zone desdites vis pour l'alimentation et l'entrainement de la matière vers l'aval suivie d'une premiere zone de freinage a~ant un pas inversé de celui de la première zone et provoquant une première compression de la matière, puis dans au moins une seconde zone d'entraine-ment vers l'aval o~ les copeaux sont mis au contact d'un réactif introduit dan~s le fourreau, suivie d'une seconde zone de frei-' , :, ' , ' ' ' nage ayant un pas inversé de celui de la première zone provo-quant une seconde compression de la matière, les zones de freinage compGrtant des filetages avec fenetres pour le passa~e de la matière vers l'aval, caractérise par le fait que, lors de cha~ue compression, la matiere passe par une série de phases alternées d'augmentation de pression dont l'importance relative augmente progressivement et de chute de pression dont l'im-poxtance relative diminue progressivement, et que le passage des copeaux dans chaque zone de freinage provoque un simple fractionnement des copeaux susceptibles de favoriser leur tasse-ment dans les filets sans diminer la longueur des fibres, la pre-mière compression provoquant l'expulsion vers l'amont de l'eau contenue dans la matière et chaque compression suivante provo-quant l'expulsion du reactif use et des lique~rs residuelles contenues dans la matière, l'ensemble du traitement d'impregna- ~ -tion provoquant une delignification au moins partielle des copeaux avec elimination pratiquement complète de l'effet de cisaillement sur les copeaux.
Conformement aussi a l'invention, il est revendique une installation de traitement en continu d'une matiere fibreuse en copeaux comprenant deux vis paralleles à filetages identiques imbriques, entrainées en rotation dans le meme sens à l'interieur '.~ -d'un fourreau les enveloppant et dont les filetages sont cons-titués de zones successives à pas différents, comprenant: en aval d'un orifice d'introduction de la matière dans le fourreau, une zone d'alimentation à pas direct pour l'entralnement de la matiere vers l'aval, une premiere zone de freinage à pas inverse de celui de la zone d'alimentation et de formation d'un bouchon ~' - .
continu par tassement de la matière, et au moins une zone de detente a pas direct pour l'entraînement de la matière vers l'aval dans laquelle peut être introduit un reactif, suivie d'une seconde zone de freinage et de tassement à pas inverse, de celui ~
- 5 - :
,. ,~ ; , ,....
. . . . .
, ~0 de la zone d'alimentation, les zones de freinage comportant des filetages à pas inversés étant munis de fenêtres pour le passa~e vers l.'aval ~e la ma~iere, installation caractérisée par le fait que les fenêtres ont une largeur d'une part assez réduite pour provoquer la formatlon d'un bouchon continu de matière tassée dans les filets et la compression progressive de celle-ci en amont, mais d'autre part assez grande pour qu~.il ne s'effectue au plus qulun simple fractionnement des copeaux favorisant leur tassement dans les filets sans diminution de la longueur des fibres, et que la zone de déten-te placée entre les deux zones de freinage a une longueur suffisante pour y effec-tuer un traitement de la matière par imprégna-tion avec le réactif introduit, le fourreau étant muni d'un orifice d'entrée du :~
réactif et d'un orifice d'évacuation de liquide résiduel, places respectivement à l'amont et à l'aval de la zone de traitement.
L'invention va maintenant etre décrite, en se réferant à un mode de réalisation donné à titre d'exmples et representé
sur les dessins annexes.
La figure 1 est une vue générale de côté de l'instal-lation selon l'invention, la figure la etan-t une vue en coupe selon I-I.
La figure 2 est une vue de dessus de l'installation.
La figure 3 est une vue schematique en coupe longi-tudinale de la machine selon l'invention.
La figure ~ est une vue partielle de dessus de la zone de traitement.
Les figures 5, 6 et 7 sont des vues de différentes phases du processus de traitement, en coupe selon V-V, VI-VI, ~-VII-VII sur la figure 4.
L'installation représentée sur les figures 1 et ~
comprend, a l'intérieur d~un fourreau 1 monté sur un bati, deux vis parallèles 2 composées chacune de filets tournant en hélice autour d'un arbre, et entrainés à la même vitesse et dans le meme sens par un moteur ou par deux moteurs synchronisés placés respectivement aux deux extrémités de la machine.
Le fourreau 1 est muni d'un orifice 11 largement ouvert placé à l'une de ses extrémités à sa partie supérieure, et il est ouvert à son autre extrémité de telle sorte que la matière ; introduite en amont par l'orifice 11 et entrainée par la rotation ~ -des vis peut sortir librement à l'extrémité aval et être évacuée par une riyole 12. La matière à traiter, normalement des co-peaux de bois, est introduite par une trémie 13 munie à sa par-tie inférieure d'une vis d'extraction qui débouche au-dessus de l'orifice 11.
Comme on lla représenté schématiquement en coupe sur la figure la, le fourreau 1 sera avantageusement composé de deux parties, de part et d'autre du plan passant par les axes des vis, ce qui permettra de l'ouvrir, le cas échéant, en cas d'in-cident ou pour vérifier le processus de traitement de la matière dans les vis.
D'autre part, le fourreau 1 est muni d'un certain -nombre d'orifices 13 qui sont répartis sur sa longueur et reliés à des pompes doseuses 14 pour introduire certains réac-tifs à des points choisis de la machine.
Le principe du procédé est illustré schématiquement : , , . . . , ;
, ~ . . . . :
~~ ~
par la figure 3.
Les deux vis 2 son-t munies de filets identiques imbri-qués l'un d~ns l'autre et qui définissent une succession de zones à pas di~férents.
Ainsi, la matière introduite par l'orifice 11, ~ l'ex-trémité amon-t de la machine rencontre tou-t d'abord une zone A
dans laquelle les vis ont des filets à pas direct entrainant la matière vers l'aval, puis une zone s a pas inversés, une zone C d'entrainement vers l'aval, une zone D à pas inversés et enfin une zone E d~évacuation de la matière.
Les zones B et D à pas inversés ont pour objet d'assu-rer un freinage de la matière pour constituer ce que l'on appelle un bouchon continu, formé par la matière tassée et comprimée ~ :
remplissant les filets.
En effet, la matière entrainée dans la zone A vers l'aval a tendance, en arrivant dans la zone B, à remonter vers l'amont puisque les filets sont inversés. Les longueurs rela-tives des zones et les pas des filets sont choisis de telle ::
sorte que la -tendance à l'entrainement vers l'aval prime mais il en résulte cependant à la fin de la zone A une forte compres-sion de la matière. D'autre part, pour faciliter et contrôler le passage de la matière vers l'aval, les filets sont munis dans la zone B de ~enetres 2~ qui, comme on le voit sur la figure 7, sont constituées d'~ouver-tures ménagées dans les filets 23 depuis l'arbre 2 jusqu'à la périphérie du filet. Ces fenê-tres permettent, en raison de l'élévation de pression, le pas-sage d'une partie de la matière d'un filet dans le filet sui-val~t. En outre, ces fenêtres 24 sont régulièrement réparties autour de l'arbre 2 et les mouvements des vis étant synchroni-sés, celles-ci peuvent être calées de telle sorte que les fenêtres des deux vis viennent deux par deux en coincidence dans la zone d'intérférence des filets au cours de la rotation des , . . .
vis. A ce moment peut se produire également le passage de la matière d'un creux de filet à l'autre malgré 19effet d'entraine-ment vers l'amont dû aux pas inverses. On comprend donc que, par le choix de la largeur relative des fen~res, il soit pos-sible de régler les conditions de passage vers l'aval de la matière et par conséquent l'effet de compression en amont.
Dans l'installation décrite dans la demande précédente 2 S ~
déjà citée, ~5_~U}L~, on cherchait à produire le défibrage des copeaux. Cet effet était obtenu principalement par le choix d'une largeur des fenêtres assez réduite pour ne laisser passer vers l'aval qu'une matière suffisammen-t défibrée. De ce Eait, les copeaux insuffisamment défibrés étaient obligés de rester en amont des zones à pas inverses où ils étaient soumis à une forte compression et à un malaxage intense permettant, grâce aux efforts de cisaillement engendrés par le frottement des copeaux l'un contre l'autre, d'effectuer progressivement un défibrage suffisant.
Dans la présente installation, au contraire, on ne : ~ , cherche pas a obtenir un défibrage des copeaux, mais seulement leur imprégnation par un réactif selon un processus qui sera décrit par la suite. De ce fait, la largeur des fenêtres sera choisie non pas en fonction du degré de défibrage que l'on sou~
haite atteindre, mais seulement pour régler le passage vers l'aval de la matière de façon à obtenir à l'aval de la zone pré-cédente la compression souhaitée et à réaliser une simple frag-mentation des copeaux permettant de favoriser leur tassement l~
dans les creux des filets et par conséquent la formation d'un ~ -bouchon continu. Ainsi, la zone C qui, comme on va le voir, constituera la zone de traitement, sera encadrée par deux bou-chons B et D et pourra donc atre placée sous une pression bien supérieure à la pression atmosphérique regnant à l'entrée de la zone d'alimentation A et ~ la sortie de la zone d'évacuation E.
. . : .
~~ ~
Sur la figure 5, on a repre~enté, à échelle agrandie, la partie aval dlune zone d'entrainement de la matière telle que C, précédant une zone à pas inversés telle que D~
La fi~ure 5 est une coupe transversale par un plan V-V
relativemerlt éloign~ de la zone à pas inversés D. Dans cette partie de la vis, les copeaux ne remplissent pas totalement les creux des filets. Ils sont en effet entrainés vers l'aval dans un mouvement de translation, par un effet de pompage des vis qui s'exerce lorsque les filets ne sont pas remplis.
Cependant une partie de la matière à tendance à être entrainée autour de l'arbre par la rotation du filet et on peut ~ considérer que dans une partie éloignée de la zone a pas inver-sés telle que représentée sur la figure 5, il y a glissement de la matière par rapport aux vis dans un rapport de 0,7 ce qui signifie que le mouvement de la matière est pour 70% un mouve~
.ment de translation parallèlement aux vis et pour 30 % un mou-vement de rotation autour des arbres.
Il en résulte qu'une certaine partie de la matière, ~i~
entrainée autour de l'arbre vers le.secteur d'interférence 20 des vis, a tendance à s'accumuler en amont de ce secteur d'interférence. En effet, comme on le voit sur la figure 4, la matière entrainée par la rotation de la vis, par exemple 2a, a tendance à passer sur l'autre vis 2b mais doit pour cela tra~
verser un secteur 20 de section réduite du fait de 19engrène-ment des vis. Il en résulte une accumulation de matière et par conséquent une montée en pression en amont du secteur d'in-terférence 20 sur la vis 2a, et, dans ce cas, à la partie infé-rieure de la vis, compte tenu du sens de rotation indiqué. En : revanche, la matière passant sur l'autre vis 2b se trouve prin-cipalement entrainée par translation et il en résulte une ~
détente et par conséquent une baisse de pression. .
~e la même facon, à la partie supérieure de la vis 2b, .
_g _ , il se produit une accumulation ~e matière en amont du secteur d'interférence 20 ce qui entraine une montee en pression suivie corl~le on l'a dit, d'une détente à la partie supérieure de la vis 2a.
Par cons~quent, dans chaque filet, une paxtie de la matière passe dans un secteur 21 de montée en pression en amont du secteur d'interférence 20 pUiS sans un secteur 22 de chûte de pression en aval du secteur d'interférence 20.
Lorsque l'on se rapproche de la zone à pas inversé D, comme on l~a représenté sur la figure 6, en raison du freinage apporté par le pas inversé, la pression augment progressivement et la vitesse de translation longitudinale de la ma-tière dimi-nue. Il en résulte qu'une plus grande quantité de matière est entrainée autour des arbres par la rotation des filets et par conséquent que l'accumulation de matière en amont du secteur d'interférence 20 est plus importante. Par conséquent, lors que l'on se rapproche de la zone D à pas inversés, à l'inté~
rieur de chaque filet l'accumulation de matière et donc la mon~
tée en pression s'ef~ectuent sur un secteur 21 dont la longueur est de plus en plus importante, l'importance du secteur déten-du 22 diminuant corrélativement.
On voit donc que, au fur et à mesure qu'elle se rap-proche de la zone de freinage D, la matière ne se comprime pas d'une façon continue, mais passe au contraire, dans chaque filet, par une serie de phases alternées de montée en pression dont l'importance relative augmente progressivement et de dé~
tente dont l'importance relative diminue progressivement.
Dans la zone à pas inversés représentée sur la figure 7, les filets sont complètement remplis et le mouvement de la matière s'effectue presque entierement par rotation autour des arbres, sauf pour la partie de la matière qui passe vers l'aval en traversant les fenêtres 24.
g~
On rernarquera ~ue ce processus est dû notar~ment au t'ait que les vis ont des filets identi~ues et son-t entrainées dans le même sens. En effet, lorsque les vis sont entrainées en sens contraires, une partie de la matiere a éga~ement -ten-dance à être entrainée en rotation autour de l'arbre. Mais la matière ainsi entrainée est obligée de passer entre les ~ilets et subit donc un effet de laminage qui risque de détériorer les ;
fibres. Un tel effet n'existe pas dans la machine selon l'in vention o~ les vis sont entrainées dans le même sens car la rnatière ne passe pas entre les filets mais seulement d'un filet à l'autre en restan-t du même côté du plan passant par les axes des Vi5. La matière ne subit donc aucun laminage important mais seulement une montée en pression et é~alement une sorte'de ;~
retournement en passant d'une vis à l'autre, ce qui, comme on va le voir, a un effet favorable. ;~
En effet, cette alternance à intervalles rapprochés de montées et de chûtes de pression favorise grandement l'impré- -gnation de la matière par un réactif ayant pour objet de dis-soudre la lignineO
Il faut tout d'abord remarquer que la matière première utilisée, c'est à dire le plus souvent des copeaux de bois contient une certaine quantité d'eau. Dans le cas le plus courant, les copeaux que l'on utilise pour la fabrication du papier contiennent de l'ordre de 55 % d'eau. Meme si l'on ~ ' prend des copeaux non mijotés, la teneur en eau, du moins pour le bois vert, est de 40 % environ. ;~
Les copeaux introduits par l'orifice 11 subissent avant d~arriver dans la zone B à pas inversés, l'alternance de montées '' et de chutes de pression dans les filets des vis que l'on vient de décrire. Il en résulte une expulsion de l'eau qu'ils con- ;
tiennent et, comme chaque filet n'est rempli que partiellement, cette eau peut remonter vers l~amont et etre évacuée par un .
orifice 15.
L'importance de cet assèchemen-t dépendra de la pression régnant ~ l'aval de la ~one A et dans la zone B et cette pres-sion comme on 13a vu, peu-t être réglée selon les paramètres des :~
vis, en cho~isissant la largeur des fenetres 21. En pratique, on fera en sorte que les copeaux gardent une teneur en humidité ~ .
suffi.sante pour être transportés par les vis. En effet, une matière trop sèche risquerait d~être mal entrainée et de ne pas ~ -passer dans les fen~tres.
Cette expulsion préalable dlune partie de l'eau conte-nue dans la matière va favoriser considérablement sont impré- ;
gnation par le réactif et va surtout permettre l'augmentation ~ ~
de la concentra-tion du réactif et par conséquent de son ..
efficacité. ~;
Mais d'autre part le processus de passage de la matière -~par une série de phases alternées de montées et de haisses de .: ~ , ...
pression favorise également l'impréqnation par le réactif.
En effet, la matière ayant passé à travers la zone B
à pas inversés arrive a l'amont C selon un débit qui dépend ~
notamment de la largeur des fenêtres et peut se répartir libre- .~ .
ment dans les creux des filets sans remplir ceux~ci. .'~
Dans la zone C, on a introduit un réactif chimique et/ ~. ;
ou de la vapeur d'eau sous pression par un orifice 13. Etant donné que les filets ne sont pas remplis, ce réactif peut se '. ~
répandre dans la zone C, notamment en amont, et la matière .
ainsi répartie en couche mince dans les filets, se trouve dans .
les meilleures conditions d'imprégnation.
En outre, au fur et à mesure que l'on se rapproche de la zone D, une partie de plus en plus importante de la mati~re ~:
subit une montée en pre.ssion dans le secteur 21 de chaque filet ~:
en amont du secteur d'i.nterférence 20. Cette montée en pression a tendance ~ expulser le réactif dont la mati~re s'était . :~
, . -., imprégnée ainsi que la lignine dissoute. En passant dansl~autre vis, la matiere qui s'était comprimée se détend dans le secteur 22 au con~act du réactif et peu-t s'en imprégner de nouveal1. Ainsi la ma-tière absorbe alternativement le réactif dans les secteurs d~tendus 22 e~ le reje-tte avec la lignine dans les secteurs 21 de montée en pression. De plus, le retour-nement de la matière qui s'effectue au passage d'une vis à
llautre favorise également son contact avec Ie réactif.
Enfin, l'effet de malaxage effectué par les vis/ sans abimer les fibres, favorise cependant l'homogénéisation de la matière.
Dans les défibreurs classiques, cette homogénéisation était obtenue en diluant les copeaux dans une grande quantité
de liquide et on ne pouvait donc utiliser des réactifs concen trés à moins dlen user une très grande quantité. Au contraire, dans la machine selon l'invention le travail de malaxage obtenu notamment par le passage d'un filet d'un~ vis à l~autre d'une proportion de plus en plus importante de la matière assure de lui-m8me l'homogénéisation sans dilu-tion et on peut donc uti-liser des liqueurs concentrées en quantité faible.
Il est possible en outre de controler l'efficacité du '~
réactif au cours du traitement. En effet, comme on l'a vu, le ~ -réactif usé et la lignine dissoute sont expulsés à chaque montée -en pression et de plus en plus à mesure que l'on se rapproche de la ~one D à par inversé. Dans chaque filet, le liquide usé
est expulsé vers le secteur détendu 22 et peut passer d'un filet à l~autre dans l'espace entre la périphérie de la vis et le fourreau, tant que le filet n'est pas completement rempli de matière comprimée. Par conséquent en ménageant des orifices -d~évacuation dans la paroi du fourreau à l'aval de la zone C, on pourra évacuer une proportion importante de la liqueur usée, le reste étant évacué à la sortie de la machine, avec la matière traitée. Ces orifices 16 doivent etre simplement munis d~ouvertures a.ssez réduites pour ne pas laisser passer les fibres qui pourraient se pr~senter a l'état individuel bien que, comme ~ ~-on l'a dit, le travail mécanique de défibrage ne soit pas recher-ché. Bien entendu, les sections des orifices 16 devront ê-tre calibrées en fonction des conditions de fonctionnement pour maintenir à l'aval de la zone la pression désirée.
Co~ne on l'avait déjà décrit dans la machine de d~fi~
brage ~aisan-tl'objet de la demande 258,201, des enc~ntes 5 entourant le fourreau permettent de chauffer celui-ci à l'en~ ;
droit le plus adéquat. Par exemple, on pourra chauffer le four-reau principalement dans la partie amont de la zone C ~ un en-droit o~ les copeaux son-t détendus et où une élévation de tem-pérature favorise l'efficacité du réactif. En revanche, dans la partie aval de la zone C où la compression de la mati~re peut provoquer par elle-même une élévation de température, on pourra ~-contrôler de llextérieur l'apport de chaleur ou le refroidisse-ment de fa~con à maintenir la température du réactif à un niveau souhaitable.
Mais un autre avantage de l'invention favorisant une bonne impxégnation réside dans un fait assez inattendu~
En effet, les vis seront entrainées ~ une vitesse assez peu élevée, par exemple, 150 tours/minute, cette vitesse pou-vant aller jusqu'à 300 tours/minute~ or il se trouve que, ~
une telle vitesse, l'alternance des phases de montée en pres-sion et de chûte de pression dans les filets des vis peut cor-respondre au temps de relaxation du bois de telle sorte que les copeaux ont le temps d'absorber le réactif dans les zones de détente 22 avant une nouvelle mont~e en pression. Cet effet favorise également une bonne imprégnation des copeaux par le ~;
réactif.
--14- ~
E~, ' .
,: '~ . ' Ainsi le procédé selon l'invention, par l'effet de cette alternance de montées en pression et de détent~s, permet une imprégnation ~ coeur du bois tout en conservant une humi-dité -telle que les copeaux circulen-t dans la machine sans d~térioration des fibres, les passages dans les zones de com pression provoquant une simple fragmentation mais sans vérita~
ble défibraye~
Il en résulte que, selon les caractéristiques de la ~.
machine, on pourra y éxécuter l'imprégnation par toute sorte de réactifs. .
Ce réactif pourra être simplement de la vapeur d'eau.
Dans ce cas, la zone de traitement sera relativement courte car on cherche à obtenir seulement un ramollissement des copeaux pour la fabrication de pâte thermomécanique 9 La matière ayant subi ce pré-traitement pourra alors être dirigée vers une ins-tallation de défibrage classique, par exemple des défibreurs disques ou bien une machine de défibrage à vis telle que décrite dans la demande 258,201, ~; ~
Un tel é-tuvage à la vapeur pourra également etre com- ;. .
biné à une imprégnation par un réactif tel que du bisulfite de ;- .:
soude introduit en même temps que la vapeur par un autre ori- . .
fice Par exemple, l'orifice d'introduction de la vapeur pour- .
ra être placé à l~.amont de la zone de traitement, et le bisul~
fite plus en aval, dans une zone où l'accumulation de matière ;~ -dans les deux vis en amont de la zone d'interférence produit une relative étanchéité entre les filets. -A cette occasion, on peut remarquer que cette étanché-ité entre les ~ilets est due au fait que les vis tournent dans ~:
le même sens et que par conséquent les zones d'accumulation de . :
matière sont, pour une vis au-dessus du plan des axe~ et pour l'autre vis en dessous de ce plan. Au contraire, lorsque les vis tournent en sens contraires J la zone dlaccumulation de 1~ :
' matière se trouve pour les deux vis soit au dessus soit en en-dessous du plan et l'étanchéité est moins bien assurée entre les file-ts.
Si llon utilise un réactif, il faudra prévoir un temps d'imprégnation ~ar ce réac-tif et par conséquent allonger la zone de traite~lent.
Mais il est possible de réaliser dans la machine non seulement un pré-traitement de la matière par étuvage mais une véritable cuisson. Ainsi, on pourra produire des pâtes mi-chi~
miques en utilisant des réactifs tels que le sulfite neutre, la soude à froid ou le monosulfite d'ammonium. Comme on l'a déjà indiqué le contr~le par l'extérieur de la température de ~' cuisson permettra de se maintenir ~ la température la plus sou~
haitable pour obtenir une réaction rapide.
Enfin, l'intensité du traitement mécanique pouvant, comme on l'a vu, etre contrôlée, on pourra obtenir des pâtes analogues aux pâtes chimiques en allongeant encore la longueur -de la zone de traitement pour obtenir l'imprégnation complete -et la dissolution de la lignine par le réactif choisi.
Dans la plupart des cas, le réactif sera associé à de la vapeur pour provoquer un étuvage préalable de la matiere à
l~amont de la zone de traitement.
Les différents paramètres de la machine et notamment les longueurs des zones seront déterminés en fonction du procé-dé choisi et du temps d'imprégnation qui aura pu être observé~
Pour limiter le traitement mécanique et le risque de détérioration des fibres, la longueur des zones à pas inverses sera réduite au minimum permettant une montée en pression en amont. Par exemple, pour obtenir des bouchons étanches résis~
tant à une pression de vapeur inférieure à 50 bars, les zones à
pas inverses pourront avoir une longueur comprise entre une et trois fois le pas, celui-ci étant choisi pour obtenir un '' ' , ,' :' ' ~5L~
~reinage suffisar~t compte tenu de la vitesse d'avancement de la matière dans les ~ones de traite~ent e-t de la largeur des fene-tres, celles ci auront une largeur suffisante, comme on l'a vu, pour limiter le maintien de la matière en amont de facon à
n'effectuer au plus qu'un simp:Le frac-tionnement des copeaux favorisant leur tassement dans les filets mais sans détériorer les fibres. De Eaçon générale, les fenêtres auront une largeur entre le -tiers et la moitié de la longueur moyenne des copeaux qui, on le sait, est d'environ 30 mm.
10Ainsi, par le choix judicieux du pas des file-ts, de la longueur des zones de freinage et de la vitesse de rotation des vis, on pourra élever la pression de la matière jus~u~à
environ 30 ~ 40 bars.
Les dimensions de la machine seront dlautre part évidemment calculées en fonction du débit recherché. Ainsi, ;
pour un diamè-tre de vis de 100 à 120 mm par exemple on pourra, dans le procédé de la soude à froid, traiter 200 kg de bois sec en introduisant 40 kg de soude et 300 kg d'eau. Dans le procédé classique, il aurait fallu près de 800 kg d'eau. Cette augmentation de la concentration de la soude permet d'obtenir un traitement bien plus rapide puisque la dissolution correcte de la lignine est obtenue en quelques minutes avec une machine ayant une longueur de l'ordre de 2 m, la longueur de la zone de traitement étant alors de 1,500 m par exemple alors que dans le procédé classique, la cuisson sleffectue, on le sait, en 2 à 3 heures dans des installations bien plus encombrantes.
Enfin, la compression de la matière provoquant, comme on l'a dit, l'expulsion des liquides, les paramètres de la machine seront également choisis pour obtenir le degré d'huml-dité recherché. Celui-ci devra, en tout cas, être suffisant (par exemple de 50 à 65 %) pour permettre l'avancement correc-t de la ma-tière. Cependant, selon les caractéris-tiques de la , .' j, , ,:,; ~ , : , :
seconde zone de freinage, on pourra obtenir à la sortie de la machine une mati~re plus ou moins sèche, par exemple dans ~ ;
certains cas on pourra produire une pate contant de 60 ~ 70 % '~
de liquide. '~
Ce réglage de l'humidité de la matière a une influence, comme on l'a dit, sur le processus de traitement et d'avancement dans la machine. Les paramètres de celle-ci devrontdonc être choisis defaconàobtenir'd'une part des condltions d'avancement correct et dlautre part un produit final ayant les caracteris-. .
tiques recherchées. ' Ce réglage qui dépend de nombreuses conditions, etnotamment des caractéristiques du bois, sera obtenu, dans une certaine mesure, de façon empirique. Ces essais seront facili~
tés par les dispositions constructives particulières de la machine et notamment la construction modulaire des vis en tron-çons assemblés sur une ânne cannelée, qul permet de faire varier les longueurs relatives et les pas des différentes zones, ainsi que la largeur des fenêtres dans les zones ~ pas inversés.
De plus, llutilisation d'un fourreau ouvrant tel que décrit plus haut donnera l'avantage important de pouvoir con-trôler le fonctionnement de la machine et de choisir ainsi, en ' connaissance de cause, les différentes caractéristiques de la machine et du procédé. '';
L'invention ne se limite évidemment pas aux détails du mode de réalisation qui vient d'être décrit et qui, ~au contraire, peut faire l~objet de nomhreuses variantes puisque l'installation qui a été décrite peut s'adapter a là plupart des procédés connus pour effectuer soit un simple pré-traitement ~ ' des copeaux, soit une véritable cuisson.
En outre, on peut, si on le désire, utiliser plusieurs zones de traitement séparées par des bouchons continus. Chacune -18~
. .
de ces zones pourrait etre à une pression et ~ une température chois.ie en Eonction du reac-tif. Ce sera notammen-t le cas si, effectuant un traitement à la vapeur avant le traitement chimi-que, on es-time que l'étanchéité obtenue entre les filets suc-cessifs n'est pas suffisante.
~ '" ' ':
. .
' ,' ' '' '
Claims (8)
1. Procédé d'imprégnation en continu d'une matière cellulosique en copeaux par passage desdits copeaux dans une machine comprenant deux vis parallèles à filetages identiques imbriqués entraînées en rotation dans le même sens à l'intérieur d'un fourreau les enveloppant, les filetages desdites vis com-portant des zones successives à pas différents, selon lequel on fait passer la matière en continu dans une première zone desdites vis pour l'alimentation et l'entraînement de la matière vers l'aval suivie d'une première zone de freinage ayant un pas inversé de celui de la première zone et provoquant une première compression de la matière, puis dans au moins une seconde zone d'entraînement vers l'aval ou les copeaux sont mis au contact d'un réactif introduit dans le fourreau, suivie d'une seconde zone de freinage ayant un pas inversé de celui de la première zone provoquant une seconde compression de la matière, les zones de freinage comportant des filetages avec fenêtres pour le passage de la matière vers l'aval, caractérisé par le fait que, lors de chaque compression, la matière passe par une série de phases alternées d'augmentation de pression dont l'importance relative augmente progressivement et de chute de pression dont l'im-portance relative diminue progressivement, et que le passage des copeaux dans chaque zone de freinage provoque un simple fractionnement des copeaux susceptibles de favoriser leur tassement dans les filets sans diminuer la longueur des fibres, la première compression provoquant l'expulsion vers l'amont de l'eau contenue dans la matière et chaque compression suivante provoquant l'expulsion du réactif usé et des liqueurs rési-duelles contenues dans la matière, l'ensemble du traitement d'im-prégnation provoquant une délignification au moins partielle des copeaux avec élimination pratiquement complète de l'effet de cisaillement sur les copeaux.
2. Procédé de traitement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière introduite dans la machine contient 50 à 55% de liquide et que l'on obtient à la sortie de la machine une pâte traitée contenant de 20 à 30%
de matière sèche.
de matière sèche.
3. Procédé de traitement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on choisit des pas de filetages et de vitesse de rotation des vis pour élever la pression de la matière jusqu'à 30 ou 40 bars.
4. Procédé de traitement selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que les caractéristiques de la machine sont choisies pour que les temps de passages respectifs dans les phases alternées d'augmentation et de chute de pression soient en rapport avec le temps de relaxation de la matière.
5. Installation de traitement en continu d'une matière fibreuse en copeaux comprenant deux vis parallèles à filetages identiques imbriqués, entraînées en rotation dans le même sens l'intérieur d'un fourreau les enveloppant et dont les filetages sont constitues de zones successives à pas différents, compre-nant: en aval d'un orifice d'introduction de la matière dans le fourreau, une zone d'alimentation à pas direct pour l'entrai-nement de la matière vers l'aval, une première zone de freinage à pas inversé de celui de la zone d'alimentation et de formation d'un bouchon continu par tassement de la matière, et au moins une zone de détente à pas direct pour l'entraînement de la matière vers l'aval dans laquelle peut être introduit un réactif, sui-vie d'une seconde zone de freinage et de tassement à pas inverse, de celui de la zone d'alimentation, les zones de freinage com-portant des filetages à pas inversés étant munis de fenêtres pour le passage vers l'aval de la matière, installation caracté-risée par le fait que les fenêtres ont une largeur d'une part assez réduite pour provoquer la formation d'un bouchon continu de matière tassée dans les filets et la compression progressive de celle-ci en amont, mais d'autre part assez grande pour qu'il ne s'effectue au plus qu'un simple fractionnement des copeaux favorisant leur tassement dans les filets sans diminution de la longueur des fibres, et que la zone de détente placée entre les deux zones de freinage a une longueur suffisante pour y effectuer un traitement de la matière par imprégnation avec le réactif introduit, le fourreau étant muni d'un orifice d'entrée du réactif et d'un orifice d'évacuation de liquide résiduel, placés res-pectivement à l'amont et à l'aval de la zone de traitement.
6. Installation de traitement selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les fenêtres sont des ouvertures pratiquées radialement dans les filets entre l'arbre et la péri-phérie de la vis et ont une largeur comprise approximativement entre le tiers et la moitié de la longueur moyenne des copeaux.
7. Installation de traitement selon la revendica-tion 5 ou 6, caractérisée par le fait que les zones à pas inversé s'étendent sur une longueur comprise entre 1 et 3 fois leur pas.
8. Installation de traitement selon la revendica-tion 5 ou 6, caractérisée par le fait que les pas des zones de traitement et des zones à pas inversés déterminent une montée en pression des copeaux, à la fin de la zone de traitement, jusqu'à 30 à 40 bars.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7805495 | 1978-02-27 | ||
| FR7805495A FR2418295A1 (fr) | 1978-02-27 | 1978-02-27 | Procede et installation de traitement en continu d'une matiere cellulosique |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1114663A true CA1114663A (fr) | 1981-12-22 |
Family
ID=9205077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA322,329A Expired CA1114663A (fr) | 1978-02-27 | 1979-02-26 | Procede et installation de traitement en continu d'une matiere cellulosique |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4214947A (fr) |
| JP (1) | JPS54125702A (fr) |
| AT (1) | AT369055B (fr) |
| AU (1) | AU532183B2 (fr) |
| BR (1) | BR7901090A (fr) |
| CA (1) | CA1114663A (fr) |
| DE (1) | DE2905443C2 (fr) |
| DK (1) | DK155126C (fr) |
| ES (2) | ES477297A1 (fr) |
| FI (1) | FI67887C (fr) |
| FR (1) | FR2418295A1 (fr) |
| IT (1) | IT1119269B (fr) |
| NO (1) | NO150050C (fr) |
| NZ (1) | NZ189614A (fr) |
| SE (1) | SE7901549L (fr) |
| SU (1) | SU856392A3 (fr) |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2906528A1 (de) * | 1979-02-20 | 1980-09-04 | Sueddeutsche Zucker Ag | Verfahren zur herstellung von ruebenschnitzeln hohen trockensubstanzgehaltes |
| US4316748A (en) * | 1980-03-18 | 1982-02-23 | New York University | Process for the acid hydrolysis of waste cellulose to glucose |
| US4316747A (en) * | 1980-03-18 | 1982-02-23 | New York University | Process for the chemical conversion of cellulose waste to glucose |
| US4368079A (en) * | 1980-03-18 | 1983-01-11 | New York University | Apparatus for chemical conversion of materials and particularly the conversion of cellulose waste to glucose |
| US4363671A (en) * | 1980-03-18 | 1982-12-14 | New York University | Apparatus for chemical conversion of materials |
| SE447738B (sv) * | 1983-11-30 | 1986-12-08 | Frotator Ab | Apparat for behandling av cellulosammassa med en konsistens over flytbarhetsgrensen med transportskruv fore en bearbetningszon |
| SE440247B (sv) * | 1983-11-30 | 1985-07-22 | Folke Eriksson | Apparat for behandling av cellulosamassa med en koncentration ovanfor flytbarhetsgrensen |
| SE447737B (sv) * | 1983-11-30 | 1986-12-08 | Frotator Ab | Apparat for behandling av cellulosammassa med en konsistens ovanfor flytbarhetsgrensen med matningsbefremjande organ mellan bearbetande skivor |
| US4632729A (en) * | 1984-05-01 | 1986-12-30 | Laakso Oliver A | Chip presteaming and air washing |
| SE451441B (sv) * | 1984-05-16 | 1987-10-12 | Jochnick & Norrman Press Ab | Maskin for bearbetning av en elastomerprodukt |
| US4897155A (en) * | 1987-05-27 | 1990-01-30 | Kamyr, Inc. | Method for producing low fines content pulp by subjecting cellulosic chips to low frequency compression-relaxation cycles |
| FR2618811B1 (fr) * | 1987-07-31 | 1990-06-22 | Centre Tech Ind Papier | Procede de fabrication de pates chimicomecaniques ou chimicothermo-mecaniques blanchies |
| US4997488A (en) * | 1988-02-05 | 1991-03-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture | Combined physical and chemical treatment to improve lignocellulose digestibility |
| AU620378B2 (en) * | 1988-02-05 | 1992-02-20 | Beghin-Say | Process for removing the fibre from a lignocellulose material |
| FR2626905A1 (fr) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Beghin Say Sa | Procede de defibrage d'une matiere lignocellulosique |
| US4842877A (en) * | 1988-04-05 | 1989-06-27 | Xylan, Inc. | Delignification of non-woody biomass |
| US5023097A (en) * | 1988-04-05 | 1991-06-11 | Xylan, Inc. | Delignification of non-woody biomass |
| WO1990010527A1 (fr) * | 1989-03-10 | 1990-09-20 | Wenger Manufacturing, Inc. | Procede et appareil de traitement par extrusion de produits a base de bois ou de matieres fibreuses |
| JP2594526B2 (ja) * | 1992-12-22 | 1997-03-26 | カゴメ株式会社 | 搾汁用二軸異方向回転型エクストルーダー |
| AT398991B (de) * | 1993-05-24 | 1995-02-27 | Andritz Patentverwaltung | Mischer, insbesondere hochleistungsmischer zur verfeinerung von vorzerkleinerten stoffen |
| US5503788A (en) * | 1994-07-12 | 1996-04-02 | Lazareck; Jack | Automobile shredder residue-synthetic plastic material composite, and method for preparing the same |
| FR2723598B1 (fr) * | 1994-08-10 | 1996-10-18 | Sorgho Agro Ind Et Papetier Sa | Procede de demoellage de plantes a moelle, en particulier sorgho, en vue d'obtenir des fibres de qualite papetiere |
| US5762756A (en) * | 1994-11-21 | 1998-06-09 | The Black Clawson Company | Methods and apparatus for pulping and deinking |
| US5705216A (en) * | 1995-08-11 | 1998-01-06 | Tyson; George J. | Production of hydrophobic fibers |
| FR2741638B1 (fr) * | 1995-11-29 | 1998-02-20 | Clextral | Procede et installation de preparation en continu d'une pate de cellulose |
| US6550376B2 (en) * | 2001-01-23 | 2003-04-22 | Robert Boyd Johnston | Twin screw press with interrupted flights |
| SE516335C2 (sv) * | 2001-01-26 | 2001-12-17 | Kvaerner Pulping Tech | Fördelningsanordning för utmatning av cellulosamassa i form av en massabana |
| US20060201641A1 (en) * | 2001-08-07 | 2006-09-14 | Bioregional Minimills (Uk) Limited | Methods for producing pulp and treating black liquor |
| US7600707B2 (en) * | 2005-06-21 | 2009-10-13 | Purevision Technology, Inc. | Apparatus for the separation and treatment of solid biomass |
| US7815876B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
| US7815741B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-10-19 | Olson David A | Reactor pump for catalyzed hydrolytic splitting of cellulose |
| DE202012013402U1 (de) * | 2012-05-23 | 2016-10-27 | Thilo Lehmann | Extruder für Substrate aus organischen Rest- und Rohstoffen |
| WO2014092992A1 (fr) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | Purevision Technology, Llc | Procédés pour produire des sucres à partir d'une biomasse |
| WO2014143753A1 (fr) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Sweetwater Energy, Inc. | Purification de carbone de courants de sucre concentré issus de biomasse prétraitée |
| CN105939844A (zh) * | 2013-12-05 | 2016-09-14 | 格林菲尔德专业醇类公司 | 用于固体/流体分离设备的背压控制 |
| US9833961B2 (en) * | 2014-04-02 | 2017-12-05 | Orion Enterprise International LLC | Extracting-squeezing-compressing equipment used for municipal solid waste mixture |
| PT3230463T (pt) | 2014-12-09 | 2022-08-30 | Sweetwater Energy Inc | Pré-tratamento rápido |
| EP3452199A4 (fr) | 2016-05-02 | 2020-01-01 | GreenField Specialty Alcohols Inc. | Filtre pour presse extrudeuse |
| AU2018222746C1 (en) | 2017-02-16 | 2024-02-22 | Apalta Patents OÜ | High pressure zone formation for pretreatment |
| EP3870752A4 (fr) | 2018-10-24 | 2022-08-24 | Wagler, Timothy | Processus, procédés et systèmes pour une explosion cellulaire chimio-mécanique et produits solides et liquides fabriqués à l'aide de ceux-ci |
| CA3165573A1 (fr) | 2019-12-22 | 2021-07-01 | Sweetwater Energy, Inc. | Procedes de fabrication de lignine et de produits de lignine specialises a partir de biomasse |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1419847A (en) * | 1922-06-13 | Jkaohiste eob eeessing i lbjik | ||
| DE592523C (de) * | 1930-05-28 | 1934-02-08 | Maschb Werkstaette Niefern G M | Stoffmuehle zum Nachbehandeln von Aufloeserstoffen und zum Zerkleinern von Holzstoff, Zellstoff u. dgl. |
| US2943012A (en) * | 1955-12-01 | 1960-06-28 | Int Basic Economy Corp | Method and apparatus for fiberizing fibrous material |
| GB808854A (en) * | 1956-03-21 | 1959-02-11 | Walter Philip Williams | Pulping and refining |
| US3064908A (en) * | 1957-07-02 | 1962-11-20 | Color & Sjogren Ab | Apparatus for mixing and working material |
| US3085623A (en) * | 1960-09-15 | 1963-04-16 | Bauer Bros Co | Impregnator |
| SE333095B (fr) * | 1967-04-21 | 1971-03-01 | Calor & Sjoegren Ab | |
| FR2319737A1 (fr) * | 1975-07-31 | 1977-02-25 | Creusot Loire | Procede et machine de fabrication de pate a papier |
-
1978
- 1978-02-27 FR FR7805495A patent/FR2418295A1/fr active Granted
-
1979
- 1979-01-31 NO NO790314A patent/NO150050C/no unknown
- 1979-01-31 ES ES477297A patent/ES477297A1/es not_active Expired
- 1979-01-31 DK DK041679A patent/DK155126C/da not_active IP Right Cessation
- 1979-02-06 US US06/009,839 patent/US4214947A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-02-08 IT IT67277/79A patent/IT1119269B/it active
- 1979-02-08 AU AU44061/79A patent/AU532183B2/en not_active Ceased
- 1979-02-09 NZ NZ189614A patent/NZ189614A/xx unknown
- 1979-02-13 DE DE2905443A patent/DE2905443C2/de not_active Expired
- 1979-02-15 SU SU792732196A patent/SU856392A3/ru active
- 1979-02-21 SE SE7901549A patent/SE7901549L/xx unknown
- 1979-02-21 BR BR7901090A patent/BR7901090A/pt unknown
- 1979-02-21 FI FI790590A patent/FI67887C/fi not_active IP Right Cessation
- 1979-02-22 AT AT0137279A patent/AT369055B/de not_active IP Right Cessation
- 1979-02-26 JP JP2178179A patent/JPS54125702A/ja active Pending
- 1979-02-26 CA CA322,329A patent/CA1114663A/fr not_active Expired
- 1979-06-05 ES ES481284A patent/ES481284A1/es not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES481284A1 (es) | 1980-01-16 |
| FI67887B (fi) | 1985-02-28 |
| US4214947A (en) | 1980-07-29 |
| FR2418295A1 (fr) | 1979-09-21 |
| DK155126B (da) | 1989-02-13 |
| DK41679A (da) | 1979-08-28 |
| IT7967277A0 (it) | 1979-02-08 |
| AT369055B (de) | 1982-12-10 |
| AU532183B2 (en) | 1983-09-22 |
| FI67887C (fi) | 1985-06-10 |
| FR2418295B1 (fr) | 1982-11-19 |
| ES477297A1 (es) | 1979-11-16 |
| DK155126C (da) | 1989-07-03 |
| FI790590A (fi) | 1979-08-28 |
| SE7901549L (sv) | 1979-08-28 |
| ATA137279A (de) | 1982-04-15 |
| BR7901090A (pt) | 1979-09-11 |
| NZ189614A (en) | 1982-09-14 |
| IT1119269B (it) | 1986-03-10 |
| NO790314L (no) | 1979-08-28 |
| AU4406179A (en) | 1979-09-06 |
| DE2905443C2 (de) | 1982-06-24 |
| NO150050B (no) | 1984-04-30 |
| SU856392A3 (ru) | 1981-08-15 |
| JPS54125702A (en) | 1979-09-29 |
| DE2905443A1 (de) | 1979-09-06 |
| NO150050C (no) | 1984-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1114663A (fr) | Procede et installation de traitement en continu d'une matiere cellulosique | |
| CA1055755A (fr) | Procede et dispositif pour la fabrication de pate a papier | |
| CA1331075C (fr) | Procede pour la fabrication d'une pate a papier a usage fiduciaire | |
| EP0200614A1 (fr) | Procédé et dispositif d'extraction de graisse d'une matière animale | |
| CN1030624A (zh) | 由竹子制造纸浆的方法 | |
| FR2575198A1 (fr) | Procede de fabrication de pate de cellulose | |
| FR2549109A1 (fr) | Dispositif pour la production de pate mecanique | |
| CA1112494A (fr) | Procede et machine de fabrication de pate a papier | |
| CA1131484A (fr) | Procedes de preparation d'une pate a papier et installation perfectionnee pour la mise en oeuvre du procede | |
| CA1193405A (fr) | Procede de fabrication d'une pate de fibres cellulosique pour utilisation non papetiere | |
| FR2544757A1 (fr) | Procede et appareil de digestion pour la production de pulpe de haute qualite | |
| FR2476163A1 (fr) | Procede de raffinage d'un materiau contenant de la ligno-cellulose pour fabriquer de la pate a papier | |
| EP0698681A1 (fr) | Procédé de démoellage de plantes à moelle, en particulier sorgho | |
| FR2486556A1 (fr) | Procede de fabrication de pate de bois rape provenant de matieres lignocellulosiques | |
| FR2764614A1 (fr) | Procede et installation de preparation en continu d'une pate a papier a partir de fibres textiles lignocellulosiques | |
| FR2626905A1 (fr) | Procede de defibrage d'une matiere lignocellulosique | |
| JPS6312719B2 (fr) | ||
| FR2465026A1 (fr) | Procede pour reduire la teneur en resine pendant la preparation de pates de cellulose provenant de matieres lignocellulosiques et appareil pour sa mise en oeuvre | |
| FR2650604A1 (fr) | Procede et equipement pour le pretraitement de matiere cellulosique brute | |
| CA2363158A1 (fr) | Preconditionnement de l'alimentation pour reduction en pate chimique | |
| FR2488627A1 (fr) | Appareil et procede pour separer differentes qualites de papier contenues dans de vieux papiers melanges, et, en particulier, dans des cartons ondules | |
| FR3015529A1 (fr) | Procede de preparation de pate a papier | |
| OA20660A (fr) | Procédé de fabrication par cuissonextrusion des bâtons de manioc et autres mets traditionnels et la machine pour la mise en œuvre de ce procédé. | |
| FR2492424A1 (fr) | Papier support d'impregnation de resine fait a partir de pates de bois produites par les processus alcalins de fabrication de pates | |
| BE354232A (fr) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MKEX | Expiry |