DD223479A1

DD223479A1 - Verfahren zur mechanischen entharzung von sulfitzellstoff

Info

Publication number: DD223479A1
Application number: DD26189184A
Authority: DD
Inventors: Sieghard Rennert; Hans-Peter Bauer; Guenter Fiehn
Original assignee: Zellstoff U Papierfabrik Rosen
Priority date: 1984-04-12
Filing date: 1984-04-12
Publication date: 1985-06-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Entharzung von Sulfitzellstoff. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass auf eine Faserstoffsuspension eine hohe Zentrifugalbeschleunigung zur Einwirkung gebracht wird, die ein Vielfaches der Erdbeschleunigung betraegt. Dadurch werden die Fasern einer Schwingungsbeanspruchung ausgesetzt. Die Fasern werden Biegewechselbeanspruchungen unterworfen, die bei einer gleichzeitig stattfindenden axialen Kompression zur Entfernung des vorhandenen Harzes fuehren. Gleichzeitig werden eine ganze Anzahl von Unreinheiten infolge der hohen Zentrifugalbeschleunigung, der Schwingungsbewegung, der Prallbeanspruchung und der axialen Kompression so stark zerkleinert, dass ihre Groesse unter die Sichtbarkeitsgrenze absinkt. Das Verfahren laesst sich problemlos in ein bestehendes technologisches Regime einbinden, da die Eingangs- und Ausgangsstoffdichte gleich sind und ansonsten keine negativen Auswirkungen auf andere Qualitaetsparameter oder auf das Entwaesserungsverhalten entstehen. Zur Erzielung des gewuenschten Effektes ist es ausreichend, die Faserstoffsuspension einmal bei Normaltemperatur zu behandeln. Der Extraktgehalt wird dadurch - in Abhaengigkeit von der absoluten Hoehe des Ausgangsextraktwertes - um 30-50 % gesenkt. Eine weitere Optimierung des Verfahrens ist unter Beachtung des Einbauortes im technologischen Fluss moeglich.

Description

O Q O 3

Verfahren zur mechanischen Entharzung von Sulfitzellatoff Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Entharzung von SuIfitzellatoffen und. findet vorwiegend im Bereich der Zellatoff- und Papierinduatrie Anwendung·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Während des Sulfitaufschluaaea werden erhebliche Mengen dea im Holz vorhandenen Harzea von der Fasermasse zurückgehalten und führen bei der Weiterverarbeitung dieser Zellstoffe zu den allaeita bekannten "Harzachwierigkeiten"· Dieae beruhen darauf, daß ein Teil dieaea Harzea koaguliert und aich an den Wänden von Rohrleitungen oder an den Filzen und in den Sieben von Zellatoffentwäsaerunga- bzw· von Papiermaachinen abaetzt. Ein anderer Teil dea Harzea veratärkt die sichtbaren Verunreinigungen des Zellatoffea bzw. dee Papierea, indem ea dunkel gefärbte Flecken bildet, Aua diesem Grund wurden große Anstrengungen unternommen,. Verfahren zu entwickeln, welche die Produktion eines extraktarmen Zellatoffee aua Nadelholz nach dem Sulfitaufechluß ermöglichen.

Diese Bemühungen führten zur Erarbeitung von zwei wesentlichen technischen Lösungen· Die erste Entwicklunga- ^ richtung beateht in der Verminderung der Extraktbeatandteile dea Holzes vor dem Aufschluß, indem das Stammholz entrindet, gehackt und anschließend in Schnitzelform auf großen Freilagerflächen gelagert wird.

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Infolge der wesentlichen Erhöhung der Holzoberfläche beim Hacken wird hierbei eine Intensivierung der Reaktion der freien Säuren mit dem Luftsauerstoff erreicht. Darüber hinaus laufen in diesem Freilager biologische Prozesse ab, die eine enzymatische Hydrolyse der Ester zur Folge haben· Die Nachteile dieser Methode zur "Harzreife" bei Hack- " schnitzeln liegen in der sehr langen Lagerzeit (5-10 Wochen) zur Erreichung eines ausreichenden Effektes im Auftreten eines Holzverlustes während dieser Lagerung von 1 - 2 %, in der nicht vermeidbaren Ligninkondensation während der Lagerung und in dem hohen Grundmittelbestand· Eine teilweise Verbesserung dieser Methode wurde durch das System von Billerud erzielt. Dieses System beruht auf der Lagerung von Hackschnitzeln in großen Behältern unter definierten Bedingungen (Sauerstoffzufuhr und Temperatureinstellung).

Die Lagerzeit konnte dadurch von ca. 40 Tagen auf 4 Tage gesenkt werden. Der Nachteil liegt hier im außerordentlich hohen Investaufwand, da für große Produktionskapazitäten entsprechend dimensionierte Reaktionsbehälter gebaut werden müssen.

Die zweite Entwicklungsrichtung besteht in der Verminderung der Extraktbestandteile des Zellstoffes nach dem Aufschluß durch eine entsprechende Behandlung des Stoffes mit einem "Frotapulper".

Der Frotapulper besteht aus zwei parallel angeordneten, ineinandergreifenden Schnecken mit variierter Windungszahl. Der Zellstoff erfährt beim Durchlaufen dieser Einrichtung eine starke Quetschung, wodurch ein "Herausdrücken" des Harzes aus der Fasermasse bei gleichzeitiger Verseifung mit Natronlauge erfolgt.

Da der Frotapulper im technologischen Prozeß vor der Bleiche angeordnet werden muß, ist bei Zellstoff-Fabriken mit konventioneller Bleichsequenz eine Umstellung der Bleichtechnologie in der Weise erforderlich, daß die Ε-Stufe als erste Bleichstufe betrieben werden muß.

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Weitere Nachteile dieser Technologie aind die Chemikalien- und Dampfkosten und die bei der Alkalibehandlung erfolgenden Material- und Peatigkeitaverluate.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat aich das Ziel gestellt, eine Entharzung von Sulfitzellstoff zu ermöglichen, ohne daß die oben be- . achriebenen Nachteile auftreten,

Darlegung dea Wesens der Erfindung

Die heute bekannten Verfahren für eine ExtraktSenkung haben den Nachteil, daß Holzverluste eintreten, große Investitionen erforderlich sind oder einschneidende technologische Veränderungen in der Bleichsequenz in Kauf genommen werden müssen. Daraus ergibt sich die Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln, welches es ermöglicht, einen extraktarmen Zellstoff zu erzeugen, ohne daß einer der oben angeführten Nachteile eintritt. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer speziellen Zentrifugalmühle, bei der der konische Teil des Gehäuses einen feststehenden Belag mit glatter Oberfläche aufweist, auf den Paseratoff unter hoher Zentrifugalbeachleunigung Biegewechselbeanspruchungen zur Einwirkung gebracht werden. Diese Biegewechaelbeanapruchungen führen - bei gleichzeitiger axialer Kompression der Pasern - zu einer hochfrequenten Schwingungsbewegung der Einzelfasern, wodurch das im Zellatoff vorhandene Harz weitgehend entfernt wird, ohne daß eine negative Beeinträchtigung anderer Qualitätaparameter erfolgt

Die glatte Oberfläche der Zentrifugalmühle 'bringt den Vorteil, daß reine Mahlung eintritt und dadurch höhere Stoffdurchaätze erreicht werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand einea Ausführungsbeispieles und der dazugehörigen Zeichnung näher erläutert werden. Zur Entharzung dea Sulfitzellatoffes wird die Faserstoffauapenaion mit ca. 3 % Stoffdichte in einer.Schneckenpresse auf etwa 30 % Trockengehalt gebracht, durch ein hochtouriges Flügelrad auf deaaen Umfangageschwindigkeit beachleunigt und gegen einen das Flügelrad umgebenden feststehenden konischen Belag mit glatter Oberfläche geschleudert. Die Fasern gleiten dabei mit hoher Geschwindigkeit in Schraubenlinie über die koniach ausgebildete Oberfläche, wobei sie axial komprimiert und einer starken Schwingungsbewegung unterworfen werden.

Dabei wird das im Zellstoff vorhandene Harz weitgehend entfernt. Der Extraktgehalt im Zellstoff sinkt um ca. 50 %. Gleichzeitig wird der Reinheitsgrad des Zellstoffes gesteigert, da ein Teil der Unreinheiten bei der Behandlung so stark zerkleinert wird, daß sie nicht mehr sichtbar sind. Durch Zusatz von Natronlauge und/oder Tensiden sowie durch Erhöhung der Temperatur läßt sich der Effekt noch um 10 - 20 % verbessern.

Diese Ergebnisse sind in der Tabelle 1 und 2 zusammengestellt.

Tabelle 1: Mechanische ExtraktstoffSenkung

Ausgangsstoff Stoff η.I.Durchgang

Il " 2 · "

ι· π 3_#η η .ι ς. η

Il "10."

Alkoholextrakt	0,89	Unreinheiten in
O?	gang 0,55	20 £ atro
0,61	1580
0,59	1025
0,56	975
0,58	862
672
608

Tabelle 2: Mechanische ExtraktstoffSenkung mit Zugabe von	Ausgangsstoff	Fahdoc	Unreinheiten in
NaOH und	Stoff n·I.Durchgang	DCM Extrakt %	20 g atro
	¹¹ " 1. Durchgang		1790
	mit 1 % NaOH-Zugabe	0,7	1410
Stoff n.I.Durchgang	0,42
mit 1 % HaOH und		1430 .
0,2 % Fahdoc-Zugabe	0,36

	1290
0,29

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine spezielle Zentrifugalmühle - wie sie Pig 1 zeigt - benutzt· In einem sich konisch stark verjüngenden Gehäuse 1 ist waagerecht eine von einem Motor 2 angetriebene und ummantelte Preßschnecke 3 konzentrisch angeordnet· Am verjüngten Ende des Gehäuses befindet sich ein von einem weiteren Motor 4 angetriebenes Flügelrad 5· Der konische Teil des Gehäuses weist einen feststehenden Belag mit glatter Oberfläche 6 auf. Zwischen Flügelrad und Festbelag wird der Spalt 7 ausgebildet. Die Spaltweite entscheidet mit über die Größe der axialen Kompression und über die Durchsatzleistung der Vorrichtung.

Unter dem Mantel der Preßschnecke ist ein Auffangblech 8 für das ausgepreßte Wasser 9 der Faserstoffsuspension 10 angeordnet, welches so lang ist, daß das Wasser kurz vor dem Stoffaustrittsstutzen 11 des Gehäuses auf die behandelten Fasern auftritt. Im Bereich des Auffangbleches ist der Mantel der Preßschnecke perforiert· Auf diese Weise wird erreicht, daß Ein- und Austrittsstoffdichte gleich sind. Es ist daher möglich, diese Entharzungsanlage an jeder Stelle des technologischen Prozesses zu installieren·

Claims

Erfindungaanapruch

1· Verfahren zur mechaniachen Entharzung von Sulfitzellatoff, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Faaeratoff unter dem Einfluß einer hohen Zentrifugalbeachleunigung Biegewechaelbeanapruchungan zur Einwirkung kommen, die zu einer hochfrequenten Schwingungabewegung der Einzelfaaern bei gleichzeitiger axialer Kompreaaion führen, wodurch daa im Zellstoff vorhandene Harz weitgehend entfernt wird.

2· Verfahren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Zentrifugalmühle zum Einaatz kommt, deren koniacher Teil dea Gehäuaea einen featatehenden Belag (6) mit glatt&r Oberfläche aufweist·

Hierzu 1 Blatt Zeichnung