DE1511179C - Vorrichtung zum Sortieren von gekochten Hackschnitzeln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Sortieren von gekochten Hackschnitzeln, die für die Herstellung von Zellstoff vorgesehen sind, bestehend aus parallel angeordneten, in gleicher Drehrichtung und Geschwindigkeit umlaufenden Rotationskörpern.

Es ist bekannt, Zellstoff aus Holz-Hackschnitzeln herzustellen, die durch Kochen aufgeschlossen und dann weiterverarbeitet werden, wobei vor oder nach dem Kochen ein Sortierarbeitsgang erfolgt. Hierfür werden vor dem Kochen der Hackschnitzel sogenannte Rollsichter oder Schwingsichter benutzt, die im wesentlichen aus mehreren, übereinander angebrachten ebenen Sieben verschiedener Maschenweite bestehen. Nach dem Kochen erfolgt eine Vorsortierung, die mittels einer Asttrommel, Plansortierern oder Vibratoren durchgeführt wird, und eine anschließende Feinsortierung mit Hilfe von Zentrifugalsortierern oder Plansortierern. In allen Fällen handelt es sich um eine Sortierung nach der Hackschnitzelgröße, also dem Schnitzelquerschnitt.

Es ist ferner eine Vorrichtung zum Sortieren von Papierzellstoff bekannt, die zwischen dem Holländer und der Papiermaschine angeordnet ist. Sie dient der Abtrennung von Knoten aus bereits zerfasertem Zeilstoff unmittelbar vor dem Eintritt in die Papiermaschine. Sie weist ein System von rotierenden oder hin- und herschwenkenden Stangen auf, die mittig beschickt werden. Der Faserbrei kann durch die Schlitze zwischen den Stangen hindurchtreten, während die Knoten und Faserbündel durch größere Öffnungen, die an den Enden der Stangen gebildet werden, in einen anderen Behälter abgeführt werden. In diesem Zusammenhang sind auch Stangen mit dreieckigem oder viereckigem Querschnitt bekannt; bei Verwendung dieses Stangenquerschnitts wird aber kein annähernd konstanter Zwischenraum zwischen den Stangen erzielt.

Ferner ist eine Vorrichtung zum Entfernen von Knoten und ähnlichen Teilen aus Zellstoff, also ein sogenannter Knotenfänger, bekannt, die rotierende Walzen mit kreisförmigem Durchmesser aufweist, irr denen Rollen vorgesehen sind. Zwei Rillen benachbarter Walzen bilden eine Sieböffnung. Sie lassen den aufgeschlagenen Stoff und kleine Faserbündel hindurch, während die Knoten auf der Walzenoberfläche bleiben.

Eine der entscheidenden Eigenschaften von Zellstoffen, insbesondere von solchen mit hoher Ausbeute, ist ihr Reinheitsgrad und Weißgehalt. Bei weichen Zellstoffen wird versucht, dieses Problem durch ein optimales Kochverfahren, durch eine entsprechende Zerfaserung und durch Anordnung von Hochleistungs-Abscheidevorrichtungen, wie z.B. umlaufende Zentrifugalabscheider und Wirbelabscheider, zu lösen. Bei Zellstoffen höherer Ausbeute wird auf die Gleichmäßigkeit der Hackschnitzel, eine gleichmäßige Imprägnierung, vor allem aber auf eine Zerfaserung Wert gelegt, die derart verlaufen muß, daß es nicht zur Zerkleinerung der Knoten (Astknorren) kommt. Bei sämtlichen Zellstoff arten ist es wichtig, nicht nur die Knoten, sondern auch diejenigen Teile der Hackschnitzel abzuscheiden, die nach dem Kochen dunkle Kerne enthalten. Diese dunklen Hackschnitzelkerne und die diesen Kernen benachbarte Faserschicht weisen einen verringerten Weißgehalt auf. Durch Zerfaserung dieser Schicht entstehen faserförmige Unreinheiten, während die harten Kerne und Knoten punktartige Unreinheiten verursachen. Dadurch sinkt auch der Weißgehalt der Zellstoffe. So wiesen z. B. dunkle Kerne enthaltende Hackschnitzel die folgenden Werte auf:

30 % Fasern mit einem Weißgehalt

von 58,4 MgO (Oberfiächenfasern)

40% Fasern mit einem Weißgehalt
von 39,8 MgO (Mittelschicht)

30 %> Fasern mit einem Weißgehalt
von 34,6 MgO (dunkle Kerne)

Diese einzelnen Schichten weisen auch eine verschiedene Härte auf, was für die Zerfaserung von ausschlaggebender Bedeutung ist. Die schwarzen Kerne kommen vor allem bei denjenigen Hackschnitzeln vor, deren geringste Abmessung (Dicke) größer ist, als es die Bedingungen des Kochverfahrens zulassen. Je größer der Hackschnitzel, desto langsamer dringt die Kochlösung zu dessen Mitte vor, wodurch sich die Auflösung des Lignins verzögert. Falls der Zellstoff rein sein und einen hohen Weißgehalt aufweisen soll, müssen die guten, hellen Fasern von den ungünstig wirkenden, dunkleren Fasern getrennt werden. Dieser Forderung wird durch eine entsprechende Zerfaserung und Abscheidung Rechnung getragen. Bei weichen Zellstoffen mit einer Ausbeute von bis zu 50% erfolgt die Zerfaserung in einer Wanne mit HiHe von einer oder zwei rotierenden, mit Armen versehenen Wellen, und die Knoten (Astknorren) werden mit einem Sieb abgeschieden. Diese Zerfaserungseinrichtungen zerfasern zwar nicht die Knoten, zerfasern jedoch die Kerne der nicht durchgekochten Hackschnitzel sowie die Mittelschicht des Hackschnitzels. Dies macht die Verwendung einer komplizierten Trenneinrichtung erforderlich, falls ein Zellstoff hoher Qualität gewonnen werden soll. Trotzdem wird ein hoher Reinheitsgrad nicht erzielt, falls in der der Kochung unterworfenen Masse ein hoher Pozentsatz von Hackschnitzeln mit nicht durchgekochten Kernen vorhanden ist. Bei Zellstoffen höherer Ausbeute müssen die Astknorren sowie die dunklen Kerne der nicht durchgekochten Splitter noch vor der Zerfaserung beseitigt werden, da bei diesem Vorgang eine vollkommene Zerfaserung dieser unerwünschten Hackschnitzelteilchen eintritt, was die Zellstoffgattung entwertet. Die bestehenden Zerfaserungseinrichtungen zerfasern sowohl die Kerne der Splitter, die über ihnen befindlichen dunklen Schichten sowie einen Teil der Astknorren, so daß der Reinheitsgrad und Weißgehalt des Zellstoffs zu wünschen übrigläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie aus den gekochten Holz-Hackschnitzeln auf möglichst einfache Art dunkle Stellen entfernt werden können, trotzdem aber eine hohe Faserausbeute erzielt wird.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von der eingangs beschriebenen Sortiervorrichtung, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rotationskörper einen dreieckigen oder fünfeckigen Querschnitt mit konvex gekrümmten Begrenzungslinien haben sowie eine in einem Winkel von 5 bis 20° gegenüber der Horizontalen geneigte Fläche bilden, wobei der Abstand zwischen den Rotationskörpern im Bereich der Hackschnitzelzuführung — dem ersten Abschnitt —

3 4

größer ist als in einem zweiten Abschnitt, welche Wirbelzerfaserer 9, der im Boden einer Wanne 10

durch einen zwischen den beiden Abschnitten ein- einen Propeller 11 aufweist, der einen Wirbelstrom

geschalteten Zerfaserer voneinander getrennt sind. erzeugt und dadurch die Zerfaserung der aus dem

Mit HMe dieser Konstruktion werden die Hack- ersten Abschnitt 15 ankommenden Teilchen hervor-

schnitzel zunächst nach ihrer Dicke sortiert. Hack- 5 ruft. Die Wanne 10 ist mit einem Überlaufrohr 12

schnitzel, deren Dicke kleiner ist als der etwa gleich- versehen, welches zu einem zweiten Abschnitt 16

bleibende Zwischenraum zwischen benachbarten Ro- von Rotationskörpern 13 führt. Zwischen benach-

tationskörpern, fallen nach unten, während dickere barten Körpern 13 sind engere Zwischenräume 14

Hackschnitzel, die möglicherweise nicht vollständig als zwischen den Körpern 3 des ersten Abschnitts 15

durchgekocht sind und daher dunkle Stellen ent- ία gebildet, so daß die Teilchen nach der Zerfaserung

halten können, auf der Oberfläche des Rotations- auf diesen Rotationskörpern erneut der Dicke nach

körpersystems verbleiben. Der polygonartige Quer- sortiert werden.

schnitt bewirkt nicht nur einen sicheren Transport Im Betrieb der Vorrichtung nach F i g. 1 und 2 der dickeren Hackschnitzel bis zum Ende des ersten werden dem System der umlaufenden Körper 3 geAbschnitts, sondern sorgt auch für eine fortwährende 15: kochte Hackschnitzel in der Form einer 1- bis Umschichtung und Verlagerung der Hackschnitzel, 2prozentigen Dichte aufweisenden Masse aus einer so daß dünnere Hackschnitzel auf jeden Fall in eine Grube oder einem Waschfilter (nicht dargestellt) Lage kommen, in der sie durch den Zwischenraum durch Pumpen zugeführt. Die gekochten Hackhindurchfallen können. Die den ersten Abschnitt schnitzel, sofern sie kleiner als die zwischen den verlassenden, zu dicken Schnitzel werden in dem 20 Körpern 3 vorhandenen Zwischenräume 4 sind, fal-Zerfaserer vorsichtig derart bearbeitet, daß die len durch die Zwischenräume hindurch, wogegen die weiche, helle Oberflächenschicht der Hackschnitzel Knoten (Astknorren) und groben Späne, die unzuvon der dunklen Mittelschicht und den dunklen Ker- länglich imprägniert und daher nicht frei von schwarnen, die als Stücke verbleiben, abgetrennt wird. Der zen Kernen sind, durch die Zwischenräume nicht zweite Abschnitt des Rotationskörpersystems sorgt 25 hindurchfallen und vom System der Körper 3 zu dafür, daß die abgetrennten Oberflächenschichten dessen Ende befördert werden, wo sie in den schovon den stückigen, die Verunreinigungen enthaltenden nend arbeitenden Zerfaserer 9 fallen. Hier wird ledig-Resten getrennt werden. Auf diese Weise ist sicher- Hch die weiche Oberflächenschicht der hellen Fasern gestellt, daß die dunklen Kerne wirksam abgeschie- von der dunklen Mittelschicht und dem schwarzen den werden, trotzdem aber eine größtmögliche Aus- 30 Kern abgesondert. Gleichzeitig werden weiche Hackbeute an nicht verunreinigten Fasern erzielt wird. schnitzel, deren Größe die Ausmaße der Zwischen-

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es räume überschreitet, die jedoch keine schwarzen zweckmäßig, wenn unterhalb des ersten Sortier- Kerne enthalten, einer groben Zerfaserung Unterabschnittes ein Eindicker mit einem feststehenden worfen. Die derart vorzerfaserte Substanz fließt dann Sieb angeordnet ist, an dem sich — an einem end- 35 auf den zweiten Abschnitt von Rotationskörpern 13 losen Band befestigte — Leisten entlangbewegen. mit kleineren Zwischenräumen 14, wo die aus

Besonders schonend arbeitet ein Zerfaserer,' der " "brauchbaren Fasern bestehende, abgeschiedene Obereinen Propeller aufweist, der im Boden einer Wanne schicht hindurchfällt, während Astknorren und Mitangeordnet ist, die durch ein Überlaufrohr mit der telschicht gemeinsam mit den schwarzen Kernen zweiten Sortierstufe in Verbindung steht. 40 nicht hindurchfallen, sondern aus dem System zu

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen einer nicht dargestellten Förderschnecke gebracht

Vorrichtung ist in der Zeichnung schematisch ver- werden, welche sie einer Knotenmühle zuführt. Die

anschaulicht. Es zeigt aus dem ersten Abschnitt 15 (Körper 3) kommenden

F i g. 1 einen schematischen Schnitt durch die brauchbaren Hackschnitzel und die Oberschicht der

Vorrichtung entlang der Linie A-A in F i g. 2 und 45 Hackschnitzel aus dem zweiten Abschnitt 16 (Körper

F i g. 2 schematisch den Grundriß der Vorrichtung 13) gelangen zu einem Wasserabscheider, wo sie vergemäß Fig. 1. dickt werden, und hierauf in weitere übliche Arbeits-

Die dargestellte Vorrichtung zur Trennung von stufen. Der schonend arbeitende Zerfaserer 9 schält Hackschnitzeln nach dem Kochen enthält einen Zu- die Oberflächenschicht von der dunklen Mittelschicht fuhrbehälter 1 mit einer Querwand 2, die sich über ein 50 unter Einwirkung eines turbulenten Wasserstromes System von Rotationskörpern 3 erstreckt, welches im ab, der durch den konischen, schnellaufenden Profolgenden als erster Abschnitt 15 bezeichnet wird. peller 11 hervorgerufen wird. Diese Turbulenz ge-Diese Körper drehen sich in der gleichen Richtung nügt zur Zerfaserung der oberen, weichen hellen und mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, wobei Schicht, nicht aber der harten, dunklen Mittelschicht zwischen benachbarten Körpern ein im wesentlichen 55 sowie der Kerne und Knoten (Astknorren),
gleichbleibender Zwischenraum oder Spalt 4 auf- Bei einem Versuch wurde gekochter Kalziumbirechterhalten wird. Der Querschnitt der Körper weist sulfit-Fichtenzellstoff mit einer Ausbeute von 58,5 ⁰Zo im wesentlichen die Gestalt eines Dreiecks oder in eine Konzentration von 1,5 % auf das System von Fünfecks mit gekrümmten Begrenzungslinien auf, und Rotationskörpern 3 geführt. Während ihrer Drehung die Körper sind derart gelagert, daß sie ein unter 60 verbleibt ein gleichbleibender, 4 bis 7 mm breiter einem Winkel von 5 bis 20° gegen die Horizontale Zwischenraum zwischen den Körpern. Die Hackgeneigtes System bilden. Unterhalb dieses primären schnitzel oder Hackschnitzelbündel, deren Ausmaße Systems befindet sich eine Eindickungsemrichtung 5 7 mm nicht überschreiten, fielen durch die Zwischenmit einem festen Sieb 6. räume 4 auf die Eindickungsvorrichtung (oder den

An einem endlosen Band 8 befestigte Leisten 7 65 Wasserabscheider) 5, wo sie auf 11% eingedickt

bewegen sich entlang des Siebes, wobei ihre Be- werden. Bündel und Knoten, deren Ausmaße die

wegung einen pulsierenden Druck am Sieb hervor- Breite der Zwischenräume 4 überschreiten, wurden

ruft. Hinter dem primären System befindet sich ein längs des Systems der Körper 3 befördert und fielen

an seinem Ende in den Zerfaserer 9. Die abgeführte Menge von groben Hackschnitzeln und Knoten betrug 11,2 °/o. Im Zerfaserer 9 wurden die weichen, großen, keine schwarzen Kerne enthaltenden Hackschnitzel sowie die Oberflächenschicht der nicht durchgekochten Teile zerfasert, während die dunklere Schicht mit schwarzen Kernen und Knoten unzerfasert blieb. Das gewonnene Material wurde einem zweiten System von Rotationskörpern, die im Querschnitt einem Fünfeck entsprechen, zugeführt, wobei zwischen diesen Körpern ein 4 mm breiter Spalt vorhanden ist, wo die Oberflächenbündel von den dunkleren Teilen mit Kernen und Knoten abgeschieden wurden. Die brauchbaren Fasern wurden zu den aus der ersten Stufe gewonnenen brauchbaren Fasern zurückgeführt. Der Gesamtanteil der ausgetragenen Masse nach der Rezirkulation betrug 2,8 «/ο.

Der durch die erfindungsgemäße Sortiereinrichtung erhaltene Hochausbeute-Zellstoff war von zufriedenstellender Qualität. Der Gehalt an punktförmigen Verunreinigungen sank um 95 °/o und an f aserf örmigen Verunreinigungen um 70 °/o. Der Weißgehalt erhöhte sich von den ursprünglichen 50,2 auf 62,1, umgerechnet auf MgO. Nach der Zerfaserung und Entwässerung wurde ein Reinheitsgrad des Zellstoffs erreicht, der dem Reinheitsgrad eines normalen Zellstoffes mit einer Ausbeute von. 49% gleichkam.

Es hat sich als günstig herausgestellt, wenn die Spaltbreite bei den Rotationskörpern 3 für Hack-Schnitzel aus Kalziumbisulfit-Zellstoff bei 5 bis 7 mm und aus Natriumbisulfit- oder Sulfat-Zellstoff bei 8 bis 10 mm liegt. Die Spalte 14 zwischen den Rotationskörpern 13 sollten dann bei 5 mm und darunter liegen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Sortieren von gekochten Hackschnitzeln, die für die Herstellung von Zellstoff vorgesehen sind, bestehend aus parallel angeordneten, in gleicher Drehrichtung und Geschwindigkeit umlaufenden Rotationskörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationskörper (3, 13) einen dreieckigen oder fünfeckigen Querschnitt mit konvex gekrümmten Begrenzungslinien haben sowie eine in einem Winkel von 5 bis 20° gegenüber der Horizontalen geneigte Fläche bilden, wobei der Abstand zwischen den Rotationskörpern im Bereich der Hackschnitzelzuführung (1) — dem ersten Abschnitt (15) — größer ist als in einem zweiten Abschnitt (16), welche durch einen zwischen den beiden Abschnitten eingeschalteten Zerfaserer (9) voneinander getrennt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des ersten Sortierabschnittes (15) ein Eindicker (5) mit einem feststehenden Sieb (6) angeordnet ist, an dem sich — an einem endlosen Band (8) befestigte — Leisten (7) entlangbewegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerfaserer (9) einen Propeller (11) aufweist, der im Boden einer Wanne (10) angeordnet ist, die durch ein Überlaufrohr (12) mit der zweiten Sortierstufe (16) in Verbindung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen