DE1546283A1 - Vorrichtung zur Behandlung von Zellstoffpasten mit oxydierenden Reagenzien - Google Patents

Vorrichtung zur Behandlung von Zellstoffpasten mit oxydierenden Reagenzien

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DE1546283A1
DE1546283A1 DE19661546283 DE1546283A DE1546283A1 DE 1546283 A1 DE1546283 A1 DE 1546283A1 DE 19661546283 DE19661546283 DE 19661546283 DE 1546283 A DE1546283 A DE 1546283A DE 1546283 A1 DE1546283 A1 DE 1546283A1
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paste
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AGRICOLA IND PER LA CELLULOSA
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Description

PR. ING. ERNST MAIER 1 C / C O Q O
PATENTANWALT ' I O H O Z O J
8 MÜNCHEN 23
WIDENMAYSRSTB. O ■ TELEFON 033580, »80102
14. Juni 1966 A 24Ο66 EM/ml/My
Firma SOCIETA AGRIOOLA IKDUSTEIAIE PER LA G3LLUL0SA ITALIAlA S.p.A., 8, Via Cernaia, Mailand / Italien
Vorrichtung zur Behandlung von Zellstoffpasten mit oxydierenden Reagenzien
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Pasten aus pflanzlichen Stoffen, die vorwiegend- aus Holz und gegebenenfalls anderen Materialien, wie z. B. Rohr, Bagasse und dergl., hergestellt werden, wobei die Behandlung im Bleichen der Paste unter Verwendung von ausschließlich oxydierend wirkenden Reagenzien, namentlich Wasserstoffsuperoxyd enthaltenden Mischungen, besteht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorwiegend zur Behandlung von Pasten (Zellstoffbrei) der sog. "halbchemischen" Art bestimmt und verfolgt den Zweck, halbchemische und hochkonsistente Pasten mit ausschließlich
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Sparkasse Schromberg Bankhaus Merd, Find & Ca, Mönchen, Nr, 25 4Ä4 Bonkhau».H. Aufhäuser, Mönchen, Nr.33597 Poiftdiadi München 153361
Telegrammadresse ι Patanlsanlor
BAD
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oxydja?end wirkenden Reagenzien etwa gemäß dem Verfahren, wie von der Anmelderin in der vorangegangenen Patentanmeldung S 103 Ö03 YIb/55c vom 13. Mai 1966 beschrieben ! und beansprucht wurde, innig zu vermengen. Solchen Verfahren gemäß werden die von Pflanzenzellulose herkommenden, insbesondere halbchemischen Pasten in hochkonsistentem Zustand bei Konzentrationen von etwa 35 bis 40$ l'rokkengehalt, und auch darüber, behandelt.
Zweck vorliegender Erfindung ist die Verwirklichung einer Vorrichtung, die dazu bestimmt ist, auf die au bleichende, in genanntem hochkonsistenten Zustand vorangeordnete Paste und auf die vorhandenen flüssigen, lediglich oxydierend wirkenden Reagenzien mechanisch einzuwirken, so daß eine innige und vollständige Mischung der Pastenteilcnen oder Fibrillen mit genannten Reagenzien stattfindet, um zu gewährleisten, daß die Reaktion gleichmäßig und wirksam auf praktisch jeder Stelle des Materials stattfindet, womit eine gleichmäßig gebleichte Paste gewonnen wird, die zur Herstellung genügend und gleichmäßig weißer Papiere und Kartone geeignet ist.
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BAD ORIGINAL
Darüberhinaus bezweckt die Erfindung die
Schaffung einer wie vorstehend angegebenen Torrichtung zur Ausführung der mechanischen Tätigkeit und der obengenannten Virkungen, ohne daß sich Änderungen des i'ließvermögens der Paste oder der Sehopper-Riegler-Zahl einstellen.
Im wesentlichen wird die erfindungsgemäße
Torrichtung so -verwirklicht, daß sie gleichzeitig und übereinstimmend auf die Paste und auf die Reagenzien einwirkt, um eine gleichmäßige Zerteilung in äußerst kleine leuchen bzw. eine Zerstäubung zu bewirken, und das so zerteilte und zerstäubte Material und die Reagenzien in einer stark gestörten und wirbelartigen Atmosphäre in Suspension gebracht werden, womit eine im wesentlichen gleichförmige Terteilung genannter Teilchen und Reagenzien in dieser Atmosphäre erreicht wird.
Js wurde festgestellt, dai infolge dieses
zeitTfi-ligen, wenngleich sehr kurzen Zustands der Dispersion un-.i gleichmäßiger Terteilung gewährleistet wird, daß jedes fttsteiiteilciieii n.i"u den Kea^encieii in Berührung kommt. Die nacxiträglich hinaufekommenen xejlchen können i.n Ruhezustand in einer'in wesentlichen ungestörten Umgebung zur Tervollijjunr des Hea.tttiausvorgaii£;es gesammelt v/erden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem mit Eintrittsöffnungen für.die hochkonsistente Paste und die Reagenzien in flüssigem Zustand und 4ustrittsöffnungen der Pastenteilchen, auf oder unter welchen die Reagenzien gleichmäßig verstreut sind, versehenen Raum mechanische Mittel umfaßt, die geeignet sind, gleichzeitig die Zerstäubung genannter Reagenzien, die Zertrümmerung der Paste und die Bildung eines Zustandes intensiver Wirbeltätigkeit in einer gasförmigen Atmosphäre zu erreichen, bei der die Pasteteilchen und die zerstäubten Reagenzien im Zustand einer im wesentlichen homogenen Verteilung in Suspension gebracht werden.
Biese mechanischen Mittel sind in Form einer Dreheinrichtung verwirklicht, die Zentrifugal- und Zertrümmerungsorgane sowie wirbelerzeugende Organe in sich schließt. Vorzugsweise umfassen diese Zentrifugalorgane einen Zentrifugal-Schaufelkranz, und der zentrale Teil der Dreheinrichtung wird als Zentrifugalschaufelrad, das geeignet ist, die hochkonsistente Paste mit axialer Lufuhrbewegung aufzuneh-· men, ausgeführt. Die Zertrümmerungsorgane und die den ",iirbelzustand erzeugenden Organe bestehen ihrerseits vorzugs-
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weise aus Vorsprüngen in Form von kranzartig im Randteil der Dreheinrichtung angeordneten Stäben und haben daher eine größere Umfangsgeschwindigkeit als die Zentrifugalschaufeln; der Austritt der in homogener Suspension das zertrümmerte Material und die zerstäubten Reagenzien mitnehmenden Luftströmung erfolgt dem peripherischen !Ceil gegenüber durch tangential ausgerichtete Durchgänge.
Vorzugsweise sind die Bintrittsdurchgänge der Reagenzien so angeordnet und ausgerichtet, daß sie in die Ansaugzone der Zentrifugalschaufeln münden.
Es wurde festgestellt, daß bei einer derartigen Anordnung günstige Bedingungen für eine innige Vermischung der Reagenzien mit der hochkonsistenten Paste erreicht werden, wenn man zur Einführung der Reagenzien selbst Rohrleitungen und Durchgänge mit weiten Querschnitten verwen det, so daß die Nachteile, die ein Gebrauch von Spritz- und Zerstäuberdüsen mit sich bringen, vermieden werden, da diese häufig verstopft sind, insbesondere durch das Vorhandensein größerer Mengen Silikate und zusammengesetzter Substanzen, die zur raschen Bildung von Ablagerungen und Krusten führen.
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Vorzugsweise wird auf dem perimetralen Seil der Dreheinrichtung ein zusätzlicher Schaufelkranz angeordnet, dessen Schaufeln die zentrifugale Wirkung des die !Teilchen und die zerstäubten Reagenzien in gleichmäßiger Suspension tragenden LuftStroms vervollständigen. Diese Schaufeln, oder wenigstens eine davon, kann vorteilhafterweise an ihrer Außenseite (die sich in der Sähe der Kammerwandung dreht, in der die Dreheinrichtung tätig ist) mit hochhartem Material, beispielsweise Schnellschnittstahl oder Hartmetall, ausgestattet sein, der die auf der Kammerwandung sich bildenden Vertrustungen abschabt.
Vorzugsweise wird die genannte Dreheinrichtung so montiert, daß sich diese um eine vertikale Achse drehen kann und axial von oben mit hociikonsistenter Paste gespeist wird, und schließt eine mit Schneckenschaufeln ausgerüstete Zufünrgruppe in sich, um die Einführung der Paste P im Raum mechanischer Behandlung zu regeln und gleichförmig zu gestalten und um eine erstmalige grobe Zertrümmerung der Pasteklümpchen oder Knoten(die zuvor ausgedrückt wurden, so daß sie auf die angestrebte hohe Konsistenz gebracht werden) auszuführen, womit Verstopfungserscheinungen oder sonstige Störungen bei der Zufuhr vermieden werden.
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Is folgt nunmehr eine ausführliche Beschreibund einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform der Erfindung, die in beiliegenden figuren veranschaulicht wird.
Pig. 1 zeigt seitlich gesehen eine Vorrichtung, die einen Bestandteil der Anlage in der Art, wie sie von der Anmelderin in einer vorangegangenen Patentanmeldung beschrieben und beansprucht wurde, bildet,
fig. 2 zeigt in diametralem Querschnitt die tätigen Teile genannter Vorrichtung,
Pig. 3 zeigt die nämliche Vorrichtung,in ihre Hauptbestandteile zerlegt, zum Teil in Ansicht und zum Teil im Schnitt durch die mit III-III-III in i'ig. 4 angegebene Ebene und dichtung, und
Fig. 4 ist eine Ansicht von oben und zum Teil in einer horizontalen, in Fig. 2 mit IV-IV-IV angegebenen Ebene, aufgeschnitten.
V.'ie in Pig. 1 veranschaulicht, umfaßt die
insgesamt mit D bezeichnete Vorrichtung ein zweckmäßig, bei- " spielsweise von der hohlen Säule G auf einem Sockel B aufgenommenes Gehäuse, auf dem sich auch der Antrieb, beispielsweise ein Elektromotor N, befindet. Die Bewegungsübertragung erfolgt mittels Riemenantrieb ϊ, der durch das Handrad V kontrolliert v,rird. Die verschiedenen, lediglich baulichen und betrieblichen Bestandteile werden, da an sich bekannt, wei-
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ter nicht ausführlich, "beschrieben. Das Gehäuse oder der Ständer der Vorrichtung D bildet das Gehäuse oder Ständer eines Zentrifugallaufrades und weist einen axialen Eintrittsdurchgang E, einen tangentialen Austrittsdurchgang U und einen konkaven Formteil S auf, in dem ein Kranz von Durchgängen P zur Einführung der flüssigen und dampfförmigen Reagenzien angeordnet ist.
Die Vorrichtung D ist unter einem Zufuhrkanal A für die hochkonsistente Paste angeordnet, die beispielsweise durch Einwirkung einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Drehscheibenpresse gewonnen wird, während der tangentiale Austrittsdurchgang U an den Einführungsdurchgang I im oberen '!'eil der Reaktions-Vervollständigungskammer oder -Turm ri angeschlossen wird, dessen Kuppel durch eine Rückleitung R mit genanntem Zuführkanal A verbunden ist, um die Entladung und die Inumlaufsetzung der Luftströmung zu erreichen (die in Suspension eine Fraktion der zertrümmerten i'eilchen und zerstäubten Reagenzien trägt), die von der Vorrichtung selbst erzeugt und ausgestrahlt wird.
V.'ie aus den Fig. 2 bis 4 ersichtlich, umfaßt die Vorrichtung einen Dreiikomplex 10 (Fig.3), der im Innern des Gehäuses tätig ist, das aus der Entgegenstellung eines
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unteren Strukturteils 11, das im Innern eine kreisförmige, flache Kammer aufweist, und eines öfteren Teils 12, umfassend einen zylindrischen Kanal 13, den genannten Sintrittsdurchgang E, den eingesenkten Teil S mit den bezüglichen Verbindungsstücken zum Eintrittsdurchgang P der Reagenzien und des Dampfes und einen abdichtenden Stoßflansch 14 an der Peripherie 15 der Kammer 11, gebildet wird. Auf der im wesentlichen zylindrischen Innenwandung 16 der Kammer öffnet sich in 17 die Mündung des tangentialen Austrittsdurchgangs U (I*ig.3). Die Eintrittsdurchgänge P für die Reagenzien und den Dampf münden in 18 (Fig. 2 und 3) in das Innere des Ständers, übereinstimmend mit der Innenfläche 19 des eingesenkten Teils S des Gehäuses, also in der Saugzone.
Das laufrad 10 umfaßt einen im wesentlichen scheibenförmigen Körper 20, dessen Zentrum 21 das Kupplungsorgan des Laufrades am oberen Endteil 22 der Antriebswelle 23 bildet, die in der Säule C' drehbar gelagert ist. Das Laufrad ist nach oben eingesenkt und schließt an ein verjüngtes, zugespitztes Teil 24 an, das sich mit dem Laufrad, das sich um eine gewisse Strecke in das Innere des zylindrischen Eintrittskanals 13 erstreckt und mit einer Vielzahl von Spiralschaufeln 25 versehen ist, dreht. Die Teile 24, 25 gewährleisten das gleichmäßige Sinken des hochkonsistenten Materi-
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als in die Kammer, in der das Laufrad tätig ist, und führen auch eine erstmalige grobe Zertrümmerung der ausgepreßten Pastenmassen und Agglomerate aus.
Wie dies im besonderen aus den Pig. 3 und 4 zu ersehen ist, umfaßt das Laufrad übereinstimmend mit dem eingesenkten Teil 21 der Scheibe 20 eine Vielzahl Schaufeln 26. Die Mündungen 18 der Eintrittsdurchgänge P für die Reagenzien und den Dampf sind derart angeordnet und ausgerichtet, daß letztgenannte unmittelbar der Wirkung der Zentrifugalschaufeln 26 zugeführt werden. Der flache Randteil der Scheibe 20 weist eine Vielzahl Vorsprünge auf, die in mehreren konzentrischen Kränzen angeordnet werden und aus metallenen Stäben oder Sprossen 27 bestehen, die vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, einen polygonalen, beispielsweise einen quadratischen Querschnitt haben, deren Diagonalen in einer Tangente zur Drehbewegung ausgerichtet sind. Schließlich werden am Außenrand der Scheibe 20 zusätzliche Schaufeln 28 vorgesehen, die die Zentrifugalwirkung des Luftstroms und der in diesem beim Durchgang durch den Ausgang U in Suspension befindlichen Teilchen vervollständigen. Wenigstens eine der Schaufeln 28 ist an ihrer äußeren Kante mit Hartmetall versehen, um die sich fortwährend auf der Innenwandung 16 des Ständers bildenden Verkurstungen und Ablagerungen
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abzuschaben und zu entfernen. Die beigesellte zentrifugale Wirkung und die Wirbeltätigkeit im luftstrom werden dadurch erreicht, daß man zweckmäßige diametrale Verhältnisse zwischen den die Zentrifugalschaufeln 26 enthaltenden Teilen des Laufrades und den Sprossen oder Brechstäben 27 beachtet, so daß die Umfangsgeschwindigkeiten der ieile entsprechend verschieden sind. Die durch die Schaufeln 26 tangential geschleuderten !fasern werden von den Sprossen 27, denen eine höhere lineare Geschwindigkeit innewohnt und die daher einen gleichförmig verteilten 'wirbelzustand erzeugen und aufrecht ernalten, aufgefangen und getroffen. 3o kann z.B. der Durchmesser des äußersten Kranzes der Sprossen oder Stäbe 27 auch xiaiiezu doppelt so groß sein als der Außendurciimesser des Schaufelkranzes 26. Infolgedessen v/erden die schwebenden Fasern und die Ln von den Schaufeln erzeugten. Luftstrom suspendierten Teilchen, von Vorsprängen und dergl., denen eine bedeutend höhere lineare Geschwindigkeit innewohnt, aufgefangen und getroffen.
Ls kann aiigenoi^ner werden, daß si on in der Vorrichtung praktisch folgender Ablauf entwickelt:
Das hocii-'COiisistente, gleiciiiii-Ljig durch den zylindrischen Kanal 13 sin-iende riaterial wird, bei der .berührung mit dem obe-
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ren Rand der Zentrifugalschaufeln 26, die gleichzeitig die in 18 ±χι der liähe genannten Randes austretenden Reagenzien verstäuben, getrennt und zertrümmert;
in der zentralen Zone der Kammer erzeugen die Schaufeln 26 einen Zustand zentrifugaler Entfernung eines im wesentlichen homogenen Luftstroms, der in Suspension die zertrümmerten !Teilchen der Paste und die zerstäubten Reagenzien trägt sowie deren tangentiales Schleudern bewirkt;
infolge dieses Schleuderns strömen Luftstrom und suspendierte Teilchen bei einer tangentialen Geschwindigkeit, die eine Resultiereride der maximalen Umfangsgeschwindigkeit der Schau- . fein ist, in die Zone, in der dieser Fluß an mehreren Stellen von den Sprossen 27 höherer linearer Geschwindigkeit geizoffen wird und in dem Flusse eine große Anzahl gleichmäßig verteilter 1/irbelzustände hervorruft, und man erreicht damit die angestrebte, homogene Verteilung der zu behandelnden, nachtraulich noch fein zertrümmerten Material teilchen und der flüssigen, zu zerstäubenden Reagenzien.
Das Material wird hierauf bei hoher Geschwindigkeit in den Ausgangskanal U geschleudert; im Luftstrom suspendiert, wird die Ausscheidung durch Zentrifugaleinwirkung der Außenschaufeln 28 vervollständigt.
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Die Abmessungen und Drehgeschwindigkeiten, der verschiedenen Teile werden der Leistungsfähigkeit der Anlage, in der die Vorrichtung tätig ist, angepaßt. 80 können beispielsweise bei einer Vorrichtung, die 4 000 kg/h Trockenmaterial zu verarbeiten vermag, Laufräder in Gebrauch genommen werden, deren Durchmesser rd. 800 mm beträgt und Zentrifugalschaufeln, deren effektiver Betriebsdurchmesser rd. 350 bis 400 mm. ist und ferner einen mehrfachen Kranz ä
konzentrisch angeordneter Sprossen 27 mit einem Durchmesser zwischen 450 und 700 mm umfassen. Ein Laufrad mit vorstehend genannten Abmessungen gewährleistet die günstigsten Behandlung szustände, wenn es bei einer Drehzahl zwischen 1500 und 2000 Umdrehungen je Minute betrieben wird. Infolgedessen werden die durch die Schaufeln 26 zentrifugieren Materialien und der Luftstrom bei einer Umfangsgeschwindigkeit von etwa 30 m/sec geschleudert und durch Sprossen 27 bei einer linearen Geschwindigkeit, die 60 m/sec erreichen kann, aufgefangen und getroffen.
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Claims (10)

PA ΤΕΪΪ ANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Behandlung Von Pasten^ aus
pflanzlichen Stoffen mittels ausschließlich oxydierend wirkender Bleichungsreagenzien, insbesondere zur Behandlung halbchemischer Pasten hoher Konsistenz, beispielsweise einer Konzentration über 35 bis AOc/i> Trockengehalt, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (11, 12), das eine runde Kammer mit wenigstens einer Eintrittsöffnung (13) für die hochkonsistente Paste sowie wenigstens einer Eintrittsöffnung (18) für die Reagenzien aufweist, über wenigstens eine tangentiale Ausgangsöffnung (U) mit einer Reaktions-Ergänzungskammer (I" ) in Verbindung steht, und eine Dreheinrichtung (10) mit Schaufeln (25) für eine erstmalige Zerkleinerung der Paste und Zerstäubung der eingeführten Reagenzien in der Kammer zur Bildung eines Luftstroms, der in Suspension die Paste und die Reagenzien trägt, enthält, wobei die Dreheinrichtung (10) ferner einen Satz von Vorsprüngen (27) aufweist, denen eine höhere Umfangsgeschwindigkeit innewohnt und die den Luftstrom auffangen, so daß ein Zustand diffuser, intensiver und im wesentlichen gleichförmiger Wirbelung entsteht, womit das Material in einem Zustand feiner Zerteilung und gleichmäßiger Dispersion mit den zerstäubten Reagenzien in einem von der
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Ausgangsöffnung herkommenden Luftstrom vorangetrieben wird, und zwar praktisch, ohne Änderung des lließvermögens der Paste (Schopper-Reigler-Zahl).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breheinrichtung (10) wenigstens zwei kreisförmige, konzentrische Zonen umfaßt, wovon die innere die Zentrifugalschaufeln (26) und die äußere eine Vielzahl untereinander Zwischenräume aufweisender Stäbe (27) umfaßt.
3· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkranz der Stäbe (27) einen um die Hälfte größeren Durchmesser aufweist als der Maximaldurchmesser des Schaufelkranzes (26).
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgänge (18) zur Einführung der Reagenzien in der durch die Schaufeln (26) gebildeten Ansaugezone münden.
5. Vorrichtung nach einen oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Durchgang zur Einführung von Dampf in die Kammer auf v/eist.
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6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung (10) eine vertikale Achse hat und von oben mit der hochkonsistenten Paste gespeist wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreheinrichtung (10) sich nach oben verlängert und an dem in die öffnung (13) eindringenden Teil (2.4)
™ mit Schneckenschaufeln (25) zur Regelung der Pastenzufuhr in die Kammer und zu einer erstmaligen Zerkleinerung der Paste versehen ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ..am Umfang der Dreheinrichtung (10) zusätzliche Zentrifugalschaufeln (28) zur Beschleunigung und Ausstoßung des Luftstroms, der in gleicrimäßig verteilter Suspension die Pastenteilchen und die zerstäubten Reagenzien am tangentialen Austrittsdurchgang (18) mitnifiLTit, angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Ansprucn 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eiue der zusätzlichen Zentrifugalschaufeln (28) an i/irem Außenrand mit hochhartem Material verseilen ist, das die sicn laufend auf der Innenwand des
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Kammermantels bildenden Verkrustungen und Ablagerungen durch Ab s chab en entfernt.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der vorspringenden Zerkleinerungs- und Verwirbelungselemente (27) eine Umfangsgeschwindigkeit von nicht unter 40 m/sec aufweist.
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BAD ORIGINAL
DE19661546283 1965-10-25 1966-06-14 Vorrichtung zur Behandlung von Zellstoffpasten mit oxydierenden Reagenzien Pending DE1546283A1 (de)

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