DE1051624B

DE1051624B - Verfahren zum Zerfasern von faserhaltigen Materialien

Info

Publication number: DE1051624B
Application number: DEK26925A
Authority: DE
Inventors: Willi Tavcar
Original assignee: Ph Kanzler Soehne K G
Current assignee: Ph Kanzler Soehne K G
Priority date: 1955-09-22
Filing date: 1955-09-22
Publication date: 1959-02-26

Description

Verfahren zum Zerfasern von faserhaltigen Materialien Es ist eine Reihe von Verfahren bekannt, nach denen lignocellulosehaltiges Fasergut ohne Vorbehandlung mechanisch zerfasert wird, z. B. mittels Schleifern, Raffineuren, Holländern oder anderen Mühlen. Gleichfalls ist auch bekannt, durch Kochen mit oder ohne Chemikalienzusatz oder durch Kochen und mechanische Bearbeitung solche Fasermaterialien aufzuschließen.
Um die mechanische Zerfaserung zu erleichtern, ist es schließlich auch nichts Neues, das Fasergut durch Dampfbehandlung zu erweichen und anschließend mechanisch zu zerfasern.
So hat man das Fasergut in fortlaufendem Arbeitsgang in einen geschlossenen Behälter eingeschleust, in diesem unter Druck mittels Wasser oder Wasserdampf auf Temperaturen über 100° C erhitzt und aus diesem einer Zerfaserungsvorrichtung zugeleitet, in der es bei hoher Temperatur und über atmosphärischem Druck zerfasert wird. Das Erhitzen des Fasergutes hat nach diesem bekannten Verfahren den Zweck, die Kittsubstanzen zu erweichen und dadurch das Zerfasern zu erleichtern. Im Gegensatz hierzu wird nun erfindungsgemäß das Fasergut nicht bei überatmosphärischem Druck zerfasert, vielmehr unmittelbar nach dem Erhitzen bei dem der Erhitzungstemperatur entsprechenden Sattdampfdruck derart verdichtet, daß ein Abströmen des Dampfes durch das Fasergut aus dem Erhitzungsraum wie auch ein Verdampfen der im Fasergut befindlichen Feuchtigkeit durch die in ihm gespeicherte Wärme vermieden wird, und in diesem Zustand unter Beibehaltung der Erhitzungstemperatur einer unter atmosphärischem Druck stehenden Zerfaserungsvorrichtung zugeführt, so daß das Fasergut gleichzeitig sowohl mechanisch als auch- durch die in ihm in Form von Wärme und Feuchtigkeit gespeicherte Expansionsenergie zerfasert wird.
Durch das Erhitzen des Fasergutes soll nebst dem Erweichen der Kittsubstanzen hauptsächlich Wärmeenergie in dem Fasergut gespeichert werden, die während der folgenden mechanischen Zerfaserung in Expansionsarbeit umgewandelt wird. Die mechanische Zerfaserung erfolgt zwar auch bei Temperaturen über 100° C, jedoch bei atmosphärischem Druck außerhalb des Erhitzungsgefäßes, wohingegen bei dem vorerwähnten bekannten Verfahren die Mahlwerkzeuge ebenfalls unter dem für die Erhitzung des Materials notwendigen Überdruck stehen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit das Zerfasern gleichzeitig sowohl mechanisch durch die Mahlwerkzeuge als auch durch die im Fasergut in Form von Wärme und Feuchtigkeit gespeicherte Expansionsenergie bewirkt.
Es ist zwar ferner bereits bekannt, Fasergut durch Expansion und mechanische Barbeitung aufzuschließen, indem das Material in einem geschlossenen Gefäß unter hohen Dampfdruck gesetzt und durch plötzliches Öffnen des Gefäßes explosionsartig auseinandergetrieben wird. Nach diesem Verfahren kann aber nur stoßweise gearbeitet werden, da bei der Expansion meist der gesamte Inhalt des Gefäßes entleert wird. Hierbei gehen auch große Mengen an Wärmeenergie verloren. Die anschließende mechanische Zerfaserung wird außerdem bei Temperaturen unter 100° C vorgenommen.
Demgegenüber erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Expansionsarbeit während des mechanischen Zerfaserns in gesteuerter und fortlaufender Betriebsweise, ohne das Erhitzungsgefäß außer Betrieb zu setzen oder zu entleeren. Die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt in einer Vorrichtung, wie sie in der Zeichnung schematisch dargestellt ist und wie folgt beschrieben wird: Das nach bekannten Verfahren mittels Hackrotoren od. dgl. zu Stücken zerkleinerte Fasergut wird kontinuierlich vor dem Einschleusen in den Erhitzungsraum 3 in den Schacht 1, welcher als Vorwärmer ausgebildet ist, befördert und unmittelbar, vorzugsweise mit Abdampf der Zerfaserungsmaschine, bis zum, restlosen Verbrauch desselben bis auf 100° C vorgewärmt. Da das Anwärmen des Fasergutes durch Kondensation von Dampf erfolgt, erhöht sich dadurch die Materialfeuchtigkeit, welche beim Weitererhitzen einer Mehrverbrauch an Wärmeenergie bedeuten würde. Daher wird aus dem Fasergut nach dein Vorwärmen bzw. vor dem Einschleusen desselben in der_ Erhitzungsraum 3 mittels einer bekannten Entwässerungsvorrichtung, wie z. B. einer Schnecke 2, das im Material befindliche Kondensat ausgepreßt. Das auf ungefährt 50 bis 60 % Feuchtigkeit entwässerte Fasergut wird alsdann in den Erhitzungsraum 3 befördert. Dort wird es mittels Sattdampf auf die erforderliche Temperatur, welche sich je nach dem Material und dem notwendigen Grad der Expansionsarbeit richtet, vorzugsweise auf 200° C erhitzt. Der Dampfdruck zum Erhitzen des Fasergutes kann auch über dem der gewünschten Erhitzungstemperatur entsprechenden Sattdampfdruck liegen; in diesem Falle muß jedoch der Durchgang des Fasergutes kürzer gehalten werden.
Durch die Erhitzung des Materials in Gegenwart von Feuchtigkeit, wie es bei einer Dampfbehandlung der Fall ist, werden bekannterweise die Kittsubstanzen des Fasergutes erweicht. Durch eine solche Dampfbehandlung wird aber gleichzeitig auch Wärme im Material gespeichert. Um diese im Material gespeicherte Wärmeenergie bei der mechanischen Zerfaserung zur Trennung der Fasern auszunutzen, wird diese Energie während des mechanischen Zerfaserungsprozesses in Expansionsarbeit umgewandelt. Zur Einleitung einer Dampfexpansion ist es aber erforderlich, daß ein Temperatur- und. Druckgefälle vorhanden sein muß. Ein solches wird dadurch, erreicht, daß die mechanische Mahlzone außerhalb des Erhitzungsgefäßes liegt und unter atmosphärischem Druck steht. Um eine geregelte Expansion der im Material gespeicherten Wärme und Feuchtigkeit in fortlaufender Betriebsweise während des mechanischen Zerfaserungsprozesses zu erreichen, wird das Material unmittelbar nach der Erhitzung bei dem der Erhitzungstemperatur entsprechenden Sattdampfdruck mittels der Schnecke 4 derart verdichtet, daß ein Abströmen des Dampfes durch das Material aus dem Erhitzungsraum 3 wie auch ein Verdampfen der im Material befindlichen Feuchtigkeit durch die in ihm gespeicherte Wärme vermieden wird.. In diesem Zustand wird das Fasergut unter Beibehaltung der Erhitzungstemperatur mittels des beheizbaren Thermokanals 5 der Zerfaserungsvorrichtung 6 zugeführt, deren Austrittseite unter atmosphärischem Druck steht. In der Zerfaserungsvorrichtung 6 zerfällt das verdichtete Material, und da. die Austrittseite der Mahlzone unter atmosphärischem Druck und einer Temperatur nicht über 100° C steht, das Material aber auf der anderen Seite eine Temperatur von z. B. ungefähr 200° C besitzt, wird bei dem vorhandenen Druck- und Temperaturgefälle die Expansion durch die im Material in Form von Wärme und Feuchtigkeit gespeicherte Energie eingeleitet. So wird das Material gleichzeitig sowohl mechanisch als auch durch die in ihm in Form von Wärme und Feuchtigkeit gespeicherte Expansionsenergie zerfasert und dadurch eine große Kraftersparnis erreicht.
Zur Erhöhung bzw. Verlängerung der Expansionsarbeit können die Mahlzonen, d. h. die Mahlscheiben, indirekte Beheizung erhalten, wodurch das Fasergut während der Zerfaserung zusätzlich erhitzt wird.
Vorzugsweise werden die während der Expansion in der Zerfaserungsvorrichtung 6 sich bildenden Dämpfe von 100° C mittels eines Siebbodens im Zerfaserungsgehäuse von dem Fasergut getrennt, indem das Material z. B. mit einer Schnecke in leichtverdichteter Form aus dem Zerfaserungsgehäuse ausgeschleust, der Dampf dagegen durch den Siebboden dem Vorwärmer zum Vorwärmen des Materials zugeführt wird.
Die Ausschleusung des Fasergutes kann aber auch derart erfolgen, daß es im unteren Teil des Mahlgehäuses auf einem Wandersieb aufgefangen und in Form eines Faserteppichs ausgeschleust wird.
Dieser Faserteppich kann anschließend. in mit in Imprägnierlösungen od. dgl. gefüllte Bäder getaucht werden und danach in Pressen oder Trocknern zu fertigen Platten verarbeitet werden.
In besonderen Fällen kann zur besseren Ausnutzung der Expansionsarbeit die rotierende Mahlscheibe mit einem über den Austrittspalt greifenden, schaufelartig ausgebildeten Ring versehen werden, welcher von dem aus der Mahlzone mit hoher Geschwindigkeit austretenden Dampf angetrieben wird und dadurch den Antriebsmotor bedeutend entlastet, was wiederum eine Einsparung von mechanischer Kraft bedeutet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Zerfasern von lignocellulosehaltigem Fasergut, gemäß dem das Fasergut in fortlaufendem Arbeitsgang in einen geschlossenen Behälter eingeschleust, in diesem unter Druck mittels Wasser oder Wasserdampf auf Temperaturen über 100° C erhitzt und aus diesem einer Zerfaserungsvorrichtung zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasergut unmittelbar nach dem Erhitzen bei dem der Erhitzungstemperatur entsprechenden Sattdampfdruck derart verdichtet wird, daß ein Abströmen des Dampfes durch das Fasergut aus dem Erhitzungsraum wie auch ein Verdampfen der im Fasergut befindlichen Feuchtigkeit durch die in ihm gespeicherte Wärme vermieden wird, und daß das Fasergut in diesem Zustand unter Beibehaltung der Erhitzungstemperatur einer unter atmosphärischem Druck stehenden Zerfaserungsvorrichtung zugeführt wird, so daß das Fasergut gleichzeitig sowohl mechanisch als auch durch die in ihm in Form von Wärme und Feuchtigkeit gespeicherte Expansionsenergie zerfasert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die während der Expansion in der Zerfaserungsvorrichtung sich bildenden Dämpfe vom Fasergut getrennt und diesem zum Vorwärmen vor dem Einschleusen in den Erhitzungsbehälter zugeführt werden, während das hierbei in dem Fasergut durch Abkühlen gebildete Kondensat vor dem Erhitzen des Fasergutes ausgepreßt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 318 254, 635 823; französische Patentschrift Nr. 551013; USA.-Patentschrift Nr. 2 145 851.