DE1103738B - Verfahren zum Entharzen von in Wasser suspendierten Zellstoffasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entharzen von in Wasser suspendierten Zellstoffasern durch Aufspritzen der Masse auf eine Siebwand.

Der Harzinhalt von beispielsweise Sulfitzellstoff besteht aus etwa 70% Harz, das an die Markstrahlen gebunden ist, und zu etwa 30% aus freiliegendem Harz in Form von kleinen Kugeln. Die Markstrahlenzellen sind viel kürzer als die sogenannten Nutzfasern und bilden die sogenannten Harzfasern, die zusammen mit kurzen Fragmenten der Nutzfasern Nullfasern genannt werden. Diese Form des Vorkommens des Harzes ermöglicht das Entharzen der Masse durch faserfraktionierende Verfahren. Verschiedene derartige Verfahren, bei denen das Sieben der Masse der kennzeichnende Schritt ist, sind zur Anwendung gekommen, wobei das Harz in mehr oder weniger hohem Grad mit der das Sieb durchdringenden Fraktion entfernt werden kann. Ein gewisser vom Entharzungsgrad abhängiger Verlust an Nutzfasern, zumindest in Form der kürzeren Fraktion, ist im Zusammenhang damit unvermeidlich, es ist jedoch natürlich sehr erwünscht, diesen Verlust möglichst zu begrenzen.

Normal ist es völlig ausreichend, z. B. bei Tannensulfitzellstoff mit einem Harzgehalt von etwa 1,5%, die Entharzung auf etwa 40% des Harzinhaltes hochzutreiben. Bei bisher angewandten Verfahren hierfür konnte dieser Entharzungsgrad im besten Fall mit einem Faserverlust von 3,5% erreicht werden.

Grundsätzlich ist ein Verfahren erwünscht, das mit hoher Kapazität ohne sperrige und teure Apparate angewandt werden kann, was in erster Linie bedeutet, daß die Siebfläche hoch belastet werden kann — ausgedrückt in Gewicht pro Zeiteinheit der trockenen Masse pro Flächeneinheit der Siebfläche, während gleichzeitig der erforderliche Entharzungsgrad und die Begrenzung des Faserverlustes aufrechterhalten werden. Dies läßt sich besonders schwer erzielen, da damit gefordert wird, daß die Siebfläche für Harzfasern und Harzkugeln stark durchlässig und für die übrigen Fasern, auf die kurzen Fragmente der harzfreien Fasern, stark hindernd sein soll, was ein Kompromiß hinsichtlich der Maschenweite der Siebfläche voraussetzt. Weiterhin setzt dies voraus, daß die Siebfläche, auch wenn man eine aus diesem Gesichtspunkt annehmbare Maschenweite gefunden hat, während des Betriebs wenigstens im wesentlichen frei von Faserfilzbildungen gehalten werden soll, die natürlich die erforderliche Ausgleichswirkung durch Verstopfung der Siebfläche vernichtet.

Zur Vermeidung solcher Filzbildung hat man z. B., um eine Turbulenz an der Siebfläche zu erzielen, besondere Rührwerke in der Nähe derselben oder in der Nähe der Stoffzufuhr möglichst parallel zur Siebfläche angeordnet. Trotz solcher Maßnahmen war es

Verfahren zum Entharzen von in Wasser suspendierten Zellstoffasern

Anmelder:
Aktiebolaget Celleco, Stockholm

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Meissner,

Berlin-Grunewald,

und Dipl.-Ing. H. Tischer, München 2, Tal 71,
Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 10. Februar 1958

Bengt Gotthard Janson, Wallvik (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

jedoch notwendig, gleichzeitig die Stoffdichte auf einen verhältnismäßig geringen Wert zu begrenzen, was an sich eine Begrenzung der Menge mit der Aufschlämmung zugeführter Fasern, d. h. eine Begrenzung der Kapazität, bedeutet. Die Pumpenarbeit pro Gewichtseinheit trockenen Stoffes steigt außerdem mit dem Verdünnungsgrad.

In bisher bekannten Apparaten hat man in den meisten Fällen größere Siebbelastungen als etwa 10 kg trockene Masse pro Quadratmeter und Minute nicht erzielen können und hat nicht mit höheren Stoffdichten als etwa 0,3% arbeiten können.

Es ist auch bekannt, die Zellstoffsuspension durch eine Düse tangential auf die Innenfläche einer Siebtrommel zu leiten. Die Aufgabe der Suspension findet beispielsweise in der Mitte der Siebtrommel statt, so daß die sich an der Innenfläche anschmiegende Suspension nach beiden Seiten der waagerecht angeordneten Siebtrommel abströmt. Bei dieser Verfahrensweise können sehr leicht Verstopfungen der Siebfläche eintreten.

Gemäß der Erfindung wird das Verfahren zum Entharzen der Zellstoffsuspension so ausgeführt, daß die Masse in einer an sich bekannten Zentrifugalspritzdüse in eine drallartige Bewegung versetzt und aus der Düse als konisch erweiterter Strahl im wesentlichen senkrecht zur Siebebene auf die Siebwand aufgespritzt wird.

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Die beim Verfahren der Erfindung verwendeten Zentrifugalspritzdüsen sind beispielsweise bei der Laugenverbrennung bekannt.

Bei der Verfahrensweise gemäß der Erfindung gelingt es z. B., den Faserverlust bei einem Entharzungsgrad von 40% auf etwa 1,5% gegenüber bisher etwa 3,5% zu begrenzen, wobei die Siebfläche mit etwa 40 kg trockenen .Stoffes pro Quadratmeter und Minute gegenüber früher weniger als 10 kg belastet wird. Die Suspension kann mit einer Stoffdichte von etwa 0,7% gegenüber früher höchstens 0,3% zugeführt werden.

Dieser überraschende Fortschritt dürfte im wesentlichen auf folgende Gründe zurückzuführen sein: Durch die erweiterte Strahlenform üben die Teilstrahlen um das Zentrum des Strahles, der gegen das Sieb in immer zunehmender, schräger Richtung nach außen an der Prallfläche anschlägt, je weiter radial nach außen im Strahl die Teilstrahlen liegen, eine splitternde und von der Siebfläche abtreibende Wirkung auf die Filzbildung aus, d. h., ohne besondere Vorrichtungen wird eine Selbstreinigung der Sieb- '. fläche erreicht. Gleichzeitig verbessern die zur Siebfläche transversalen Bewegungskomponenten der Teilstrahlen den Siebeffekt durch die reingehaltene Siebfläche erheblich. Diese beiden Wirkungen zusammen ermöglichen die Anwendung einer sehr feinmaschigen Siebfläche mit trotz der großen Siebkapazität und somit großen Entharzungskapazität geringen Verlust an harzfreien Fasern als Folgeerscheinung.

Wesentlich ist ferner, daß die harzhaltigen Partikel in Form von Harzfasern und Harzkugeln spezifisch schwerer sind als die harzfreien Fasern und daher im Strahl eine größere Schlagkraft gegen das Sieb und ein größeres Vermögen erhalten, dieses zu durchdringen als die harzfreien Fasern, wodurch die Möglichkeit zum wirksamen Entharzen mit geringem Faserverlust durch Anwendung einer sehr feinmaschigen Siebfläche erheblich vergrößert wird.

Durch Anwendung von Zentrifugalspritzdüsen wird auß erdem eine von der genannten Wi rkung verschiedene Zusatzwirkung von großer Bedeutung für den Entharzungs effekt erreicht. Es ist nämlich z. B. aus der schwedischen Patentschrift 123 534 bekannt, daß das Harz leichter ausfällt, und von der Faser abgetrennt wird, wenn die Masse einer mechanischen Bearbeitung unterworfen wird, bevor sie auf die Siebfläche aufgebracht wird, und man hat daher vorgeschlagen, die Masse erst durch kräftiges Pumpen oder Klopfen oder dadurch zu bearbeiten, daß sie gegen eine Prallfläche gespritzt oder auf diese fallengelassen wird. Dies fordert besondere kraftverbrauchende und mehr oder weniger teure Vorrichtungen. Wahrscheinlich infolgedessen und bzw. oder weil man die Bedeutung einer solchen Vorbearbeitung unterschätzt hat, ist sie nicht zur allgemeinen Anwendung gekommen. Die Zentrifugalspritzdüse arbeitet jedoch nicht nur als ein Verteiler, sondern auch als eine Vorrichtung, mit der die Masse äußerst intensiv bearbeitet wird, und man erreicht somit durch das Verfahren gemäß der Erfindung eine solche Bearbeitung ohne besondere Vorrichtungen.

Es wurde außerdem festgestellt, daß jede Stoffdichte einer optimalen Maschenweite entspricht. Für jede Maschen weite ändert sich der Entharzungsgrad mit der Flächenbelastung gemäß einer Kurve, die ein ausgeprägtes Maximum bei einer gewissen Flächenbelastung hat. Zu beiden Seiten dieses Maximums sinkt der Entharzungsgrad ziemlich schnell. Gemäß der Erfindung kann die Flächenbelastung bei einer konstanten Zufuhrmenge durch die Zentrifugalspritzdüse auf den vorteilhaften Wert durch Verschieben der Düse gegen die Siebwand bzw. von derselben weg eingestellt werden, so daß der Strahl eine geringere bzw. größere Zone der Fläche deckt. Dies bringt auch die Möglichkeit mit sich, mit beibehaltener bester Flächenbelastung die Zufuhrmenge durch Änderung des Zufuhrdruckes und bzw. oder der Durchlauffläche der Zentrifugalspritzdüse oder durch Austausch derselben zu ändern und im Zusammenhang damit den Abstand von der Siebwand zu ändern. Bei einer Erhöhung der Zufuhrmengen soll dabei eine Vergrößerung dieses Abstandes und umgekehrt bei einer Verringerung dieser Menge eine Verkleinerung des Abstandes vorgenommen werden. Man kann auch eine Änderung des Streuwinkels des Strahls vornehmen, wobei ein kleinerer Winkel die Folge eines größeren Abstandes und umgekehrt ist.

Es ist somit offenbar, daß die Möglichkeit zur Änderung des Abstandes der Zentrifugalspritzdüse von der Siebwand von wesentlicher Bedeutung für die Regelungsmöglichkeiten beim Verfahren gemäß der Erfindung ist und daß diese Möglichkeiten somit im Rahmen des besten Wirkungsbereichs des Verfahrens sehr groß werden.

Eine wichtige Nebenwirkung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist die Möglichkeit, eine hohe Stoffdichte in der aufgetragenen Masse aufrechtzuerhalten und das unmittelbare Zurückführen dieser Masse in eine Aufnahmemaschine nach dem Entharzen, ohne daß die Masse in einem besonderen Entwässerer vorbehandelt wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entharzen von in Wasser suspendierten Zellstoffasern durch Aufspritzen der Masse in Form eines sich konisch erweiternden Strahles auf eine Siebwand, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse in einer an sich bekannten Zentrifugalspritzdüse in eine drallartige Bewegung versetzt und aus der Düse als konisch erweiterter Strahl im wesentlichen senkrecht zur Siebebene auf die Siebwand aufgespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Zentrifugalspritzdüse von der Siebwand bei Erhöhung der zugeführten Stoffmenge vergrößert und bei Verringerung der Stoffmenge verkleinert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 32 456, 703 038;
belgische Patentschrift Nr. 515 166.

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