CZ30112U1 - Zařízení pro přípravu papíroviny, zejména papíroviny s plnivem - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro přípravu papíroviny, zejména papíroviny s plnivem. Zařízení je zejména vhodné pro výrobu termoizolačního a antibakteriálního papíru.

Dosavadní stav techniky

Do současné doby byla popsána metoda výroby papíru již mnohokrát, což dokládají již funkční technologie, které jsou v provozu více než 40 let. Za tuto dobu bylo popsáno několik vynálezů týkajících se výroby papíru a to například v dokumentu EP 0235893, kde je popsán způsob, při kterém se do papíroviny před vystavením papíroviny střihovému namáhání přidá lineární kationtový polymer, načež se opětovného vločkování dosáhne zavedením bentonitu po uvedeném střihovém stupni.

V podstatě modifikovaný způsob nabízí dokument US 5393381, kde je popsán způsob výroby papíru nebo kartonu, při kterém se do vláknité suspenze přidá ve vodě rozpustný rozvětvený polyakrylamid a bentonit za účelem snazšího uvolnění vody z papíroviny.

V dokumentu číslo PV 2002-1577 (CZ 296594) je popsána výroba papíru a její odvodnění pomocí nanočástic, které mají schopnost botnat a tím dochází k lepšímu nátoku papírové hmoty na síto a současně k jejímu odvodnění.

Všechny výše popsané vynálezy řeší situaci s problematickým odvodněním papírové hmoty, která obsahuje mnoho plniv, které jsou v rozměrech několika mikrometrů. Jejich velkou nevýhodou je, že se při odvodnění papíroviny musí používat další chemické látky, které prodražují provoz. Při výrobě technického papíru s dalšími funkcemi je do papírové hmoty zanášeno speciální plnivo, které má rozměr několika jednotek mikrometrů a odvodnění takové papírové hmoty s přidaným plnivem může představovat technologickou komplikaci.

Podstata technického řešení

Podstatou předkládaného technického řešení je zařízení pro přípravu papíroviny, zejména papíroviny s plnivy, zejména plastovými, jehož použitím lze odstranit výše uvedené nedostatky stavu techniky, a to konkrétně tak, že zařízení umožňuje dosáhnout odvodnění papírové hmoty bez nutnosti přídavku dalších chemických látek do výroby papíru.

Předmětem předkládaného technického řešení je zařízení pro přípravu papíroviny, zejména papíroviny s plnivem, které obsahuje nádobu, která je v homí části opatřena násypkou a ve dně výpustí, přičemž nádoba je uvnitř dále opatřena míchadlem, a přičemž k nádobě je dále připojen nejméně jeden generátor mikrovlnného záření.

V jednom provedení zařízení dále obsahuje chladič par, připojený k nádobě v její homí polovině, který je dále připojený kjímadlu kondenzátu a popřípadě ke zdroji vakua, přičemž chladič par je k nádobě připojen přímo nebo trubicí.

V jednom provedení zařízení podle předkládaného technického řešení nádoba dále obsahuje alespoň jeden vstup pro vodní trysku pro úpravu vlhkosti náplně zařízení, s výhodou je vstup pro vodní trysku umístěn v dolní polovině nádoby.

V jednom provedení je zařízení dále opatřeno alespoň jedním termočlánkem pro měření a regulaci teploty, umístěným v dolní části nádoby reaktoru, který je možné připojit k libovolnému zobrazovači teploty. S výhodou zařízení obsahuje alespoň dva termočlánky. Na vnějším povrchu nádoby může být rovněž instalována pomocná topná jednotka, např. pro elektrický nebo olejový ohřev, sloužící k předehřátí nádoby na pracovní teplotu.

Ve výhodném provedení zařízení podle předkládaného technického řešení má nádoba tvar válce, hranolu, kužele, čtyřstěnu nebo je vytvořena jako kombinace těchto tvarů, výhodněji má nádoba tvar válce, šestibokého hranolu nebo kvádru.

-1 CZ 30112 Ul

Ve výhodném provedení zařízení dále obsahuje elektromotor, ke kterému je připojeno míchadlo.

Generátor mikrovlnného záření je k nádobě připojen přímo nebo vlnovodem. S výhodou je výkon generátoru mikrovlnného záření kontinuálně nebo stupňovitě nastavitelný, v rozmezí 0,1 až 2 kW na 1 kg papírové hmoty s plnivem. Minimální výkon generátoru mikrovlnného záření je s výhodou 6 kW.

V jednom provedení je generátorem mikrovlnného záření generátor mikrovlnného záření o frekvenci v rozmezí od 800 Mhz do 2450 MHz, s výhodou 2450 MHz, jehož výkon je kontinuálně nebo stupňovitě nastavitelný.

Ve výhodném provedení zařízení je násypka opatřena šoupětem.

Nádoba zařízení podle předkládaného technického řešení je s výhodou vyrobena z materiálu vybraného ze skupiny obsahující nerez ocel. AISI314. Objem nádoby je s výhodou v rozmezí od 10 do 10000 1, výhodněji od 200 do 2000 1, nejvýhodněji 1000 1.

Ve výhodném provedení může být nádoba s generátorem mikrovlnného záření vytvořena jako vsádkový mikrovlnný reaktor válcovitého tvaru, zhotovený z nerezavějící oceli, o objemu 1000 1, v jehož horní části je instalován nejméně jeden generátor mikrovlnného záření - magnetron, generující mikrovlnné záření o výkonu minimálně 6 kW, nejlépe s plynulou regulací výkonu. Na povrchu vnějšího pláště reaktoru může být instalována pomocná topná jednotka, např. pro elektrický nebo olejový ohřev, pro případ předehřátí reaktoru na pracovní teplotu. Reaktor lze doplnit kterýmkoliv z následujícího příslušenství: drtič, šnekový dopravník, násypka se šoupětem, tepelný výměník, ventilátor, blokový chladič s chladicí kapalinou s uzavřeným okruhem, chlazený separátor, rukávový filtr, adsorbér s aktivním uhlím, vstup vody resp. polárního aditiva k ovlhčování vsádky.

Výhodou zařízení podle předkládaného technického řešení, pracujícího na principu interakce mikrovln s molekulami polárních rozpouštědel ve vlhkých materiálech, je vysoká rychlost ohřevu náplně a homogenní ohřev náplně v celém jejím objemu ze středu vzorku k povrchu, čímž je zabezpečen homogenní vzorek (tedy usušená papírová hmota s plnivem). Další výhodou zařízení je jeho jednoduchá konstrukce, která umožňuje práci při mírných teplotách, případně za vakua. Papírová hmota s plnivem připravená v zařízení podle předkládaného technického řešení je téměř kvantitativně zbavena vlhkosti, což se projevuje vyšší kvalitou produktu. Nezanedbatelné jsou rovněž vysoké energetické úspory, protože zařízení podle předkládaného technického řešení má až s 3x nižší spotřebu energie než při použití klasických metod, známých ze stavu techniky. Z toho plynou i nezanedbatelné ekonomické výhody procesu přípravy papíroviny s plnivem při použití zařízení podle předkládaného technického řešení.

Objasnění výkresu

Technické řešení je blíže osvětleno na připojeném obr. 1, na kterém je znázorněn schematický nákres zařízení pro přípravu papíroviny s plnivem.

Příklad uskutečnění technického řešení

Bylo zkonstruováno zařízení pro přípravu papíroviny s plnivem, které je schematicky znázorněné na obr. 1, skládající se z nádoby I s pláštěm ve tvaru válce. Plášť nádoby i může mít i tvar hranolu, zejména šestibokého, kužele nebo čtyřstěnu, nebo může být vytvořen jako kombinace těchto tvarů. Nádoba I je opatřena násypkou 6 se šoupětem 5 a ve dně výpustí 2. Nádoba 1 je dále vybavena míchadlem 3 poháněným elektromotorem 4 a v horní části je napojena na chladič

7. Na chladič 7 je napojeno jímadlo 8 kondenzátu a přípojka 9 na vakuum. Zařízení je rovněž opatřeno nejméně dvěma, na Obr. 1 neznázoměnými, termočlánky pro měření a regulaci teploty. K horní části nádoby i je pomocí vlnovodu Π. připojen generátor JO mikrovlnného záření. Do nádoby 1 jsou zaústěny trysky 12 sloužící k úpravě vlhkosti vsádky.

Zařízení může být dále vybaveno dalším příslušenstvím, jako je vodokružní vývěva, přídavné teploměry, měřič vakua, měřič otáček, tepelný výměník, adsorbér s aktivním uhlím, atd.

-2CZ 30112 Ul

Funkce zařízení podle technického řešení je následující: Nádoba 1 se předehřeje na 60 až 120 °C a naplní se papírovinou s obsahem sušiny 30 % smíchanou s plastovým aditivem v hmotnostním poměru 1:0,1 až 1:6. Výkon generátoru 10 mikrovlnného záření se nastaví tak, aby v souladu s otáčkami míchadla 3 se teplota vsádky udržovala v rozmezí 80 až 120 °C. Množství požadované vlhkosti se nastavuje pomocí vodních trysek 12. Po dosažení stavu, kdy se již netvoří kondenzát, se aditivace papíru ukončí a získaný produkt se vyjme ze zařízení výpustí 2 do neznázoměného zásobníku. Jednoduchou modifikací v kombinaci s dávkovačem, dopravním šnekem apod. lze zařízení používat jako semikontinuální.

Zařízení podle technického řešení lze použít pro smíchání papíro viny s plnivem a tím jeho fyzikální navázání na něj tak, že se plnivo již z papíroviny neuvolní.

Průmyslová využitelnost

Zařízení pro přípravu papíroviny, zejména papíroviny s plnivem (aditivované papíroviny) podle předkládaného technického řešení lze použít například pro aditivaci papíroviny plastovým plnivem, kterou lze následně využít ve výrobě modifikovaného technického papim.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (11)

1. Zařízení pro přípravu papíroviny, zejména papíroviny s plnivem, které obsahuje nádobu (1), která je v homí části opatřena násypkou (6) a ve dně výpustí (2), přičemž nádoba (1) je uvnitř dále opatřena míchadlem (3), vyznačené tím, žek nádobě (1) je dále připojen nejméně jeden generátor (10) mikrovlnného záření.

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačené tím, že dále obsahuje chladič (7) par, připojený k nádobě (1) v její homí polovině, který je dále připojený k jímadlu kondenzátu (8) a případně ke zdroji vakua, přičemž chladič (7) par je k nádobě (1) připojen přímo nebo tmbicí.

3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačené tím, že nádoba (1) dále obsahuje alespoň jeden vstup pro vodní trysku (12) pro úpravu vlhkosti náplně zařízení, s výhodou je vstup pro vodní trysku (12) umístěn v dolní polovině nádoby (1).

4. Zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačené tím, že je dále opatřeno alespoň jedním termočlánkem pro měření a regulaci teploty, umístěným ve spodní polovině nádoby.

5. Zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačené tím, že nádoba (1) má tvar válce, hranolu, kužele, čtyřstěnu, neboje vytvořena jako kombinace těchto tvarů, s výhodou má nádoba (1) tvar válce, šestibokého hranolu nebo kvádru.

6. Zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačené tím, že dále obsahuje elektromotor (4), ke kterému je připojeno míchadlo (3).

7. Zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačené tím, že generátor (10) mikrovlnného záření je k nádobě (1) připojen přímo nebo prostřednictvím vlnovodu (11).

8. Zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačené tím, že generátorem (10) mikrovlnného záření je generátor mikrovlnného záření o frekvenci v rozmezí od 800 Mhz do 2450 MHz, s výhodou 2450 MHz, jehož výkon je kontinuálně nebo stupňovitě nastavitelný.

9. Zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačené tím, že násypka (6) je opatřena šoupětem (5).

-3CZ 30112 Ul

10. Zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačené tím, že nádoba (1) je vyrobena z nerez oceli, s výhodou nerez oceli třídy AISI 314.

11. Zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačené tím, že je dále opatřeno jedním nebo více prvky vybranými ze skupiny zahrnující drtič, šnekový dopravník, tepelný

5 výměník, ventilátor, blokový chladič s chladicí kapalinou s uzavřeným okruhem, chlazený separátor, rukávový filtr, adsorbér s aktivním uhlím, vstup vody a/nebo polárního aditiva k ovlhčování vsádky.