DE19712652C1

DE19712652C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines heißen, überwiegend Papierfasern enthaltenden Krümelstoffes

Info

Publication number: DE19712652C1
Application number: DE1997112652
Authority: DE
Inventors: Almut Kriebel; Volker Niggl; Erich Peters; Josef Schneid; Hans Schnell
Original assignee: Voith Sulzer Stoffaufbereitung GmbH
Current assignee: Voith Paper Fiber and Environmental Solutions GmbH and Co KG
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1998-09-24
Anticipated expiration: 2017-03-27

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erwärmung von Papierfaserstoff gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Verfahren der o. g. Art werden benötigt z. B. als Vorbereitung für einen Dispergiervorgang von Faserstoff, der aus Altpapier gewonnen wurde. Es ist bekannt, daß Papierfaserstoff durch Dispergieren oder eine vergleichbare mechanisch/thermische Behandlung in seinen Eigenschaften wesentlich verbessert werden kann. Dabei wird in vielen Fällen ein Faserstoff verwendet, der einen Trockengehalt zwischen 15 und 35% aufweist und auf eine Temperatur gebracht worden ist, die weit über der Umgebungstemperatur liegt. Sinnvoll ist es, die Aufheizung vorzunehmen, wenn der Faserstoff bereits seine zur Dispergierung erforderliche Konsistenz hat. Bei diesem Eindickprozeß wird ein beträchtlicher Teil des vorher noch im Faserstoff vorhandenen Wassers abgedrückt, wodurch erstens seine Viskosität wesentlich ansteigt und zweitens weniger Wasser mit erwärmt werden muß. Oft erfolgt die Eindickung in einer Siebpresse.

Bei einer Siebpresse wird die Faserstoffsuspension zwischen ein Sieb und eine Walze oder zwischen zwei Siebe eingeführt und gepreßt, so daß das Wasser austritt. Dabei entsteht eine feuchte Faserstoffbahn. Je nach Betriebsparametern hat diese Bahn ein Flächengewicht zwischen 500 und 2000 g/m², wobei aber auch davon abweichende Werte sinnvoll sein können. Die feuchte Bahn wird aus dem Bereich des Siebes oder der Siebe abgenommen und muß anschließend in flächige Stücke zerrissen werden. Diese lassen sich zwar ohne weiteres auf die gewünschte Temperatur bringen, es wird aber eine relativ lange Aufheizzeit benötigt. So müssen z. B. Aufwärmzeiten von mehreren Minuten hingenommen werden, besonders dann, wenn eine hohe Temperatur über 90°C gewünscht wird.

Ein Verfahren von der Art, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist, zeigt die DE-OS 24 13 278. Bei diesem Verfahren wird eine z. B. durch Auflösen von Altpapier gewonnene Faserstoffsuspension in einer Siebpresse entwässert. Dabei bildet sich eine hochkonsistente Faserstoffbahn, welche anschließend in eine sogenannte Heizschnecke gelangt, in die Heizdampf direkt zugeführt wird. Beim Überführen von der Siebpresse in die Heizschnecke wird die Bahn in Stücke zerrissen. Durch die Förderwirkung der Schneckenwendel innerhalb der Heizschnecke können die Stücke zusammengedrückt werden, was den Zutritt von Heizdampf behindert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem es gelingt, die Aufheizzeiten zu verkürzen und gleichzeitig eine besonders gute Faserschonung zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale vollständig gelöst.

Mit Hilfe des Verfahrens ist es erstens möglich, mit geringem Aufwand den Faserstoff schnell aufzuheizen und zweitens ist der aufgeheizte Stoff anschließend leicht und faserschonend zu zerkleinern, um die für die nachfolgende Dispergierung benötigte Feinheit zu haben. In vorteilhaften Ausführungsformen wird der hochkonsistente Papierfaserstoff aus der Siebpresse direkt in den Bearbeitungsraum eingespeist und dort noch in bahnförmigem Zustand aufgeheizt. Dabei hat der flächige Charakter einer solchen Bahn den Vorteil eines gleichmäßigen und schnellen Wärmeflusses, der den ganzen Stoff schnell und kontrolliert erwärmt.

Die erhitzte Bahn läßt sich anschließend sehr leicht und faserschonend zerkleinern. Bei der Ausgestaltung der zum Zerkleinerungsschritt benutzten Apparaturen kann auf den Stand der Technik zurückgegriffen werden. Vorstellbar sind z. B. Zerreißschnecken oder sonstige Rotoren mit aufgesetzten Zerkleinerungswerkzeugen, die gegen die Bahn angedrückt werden.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert anhand von Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 die Verfahrensschritte anhand eines Schemas;

Fig. 2 + 3 je eine Variante des Aufheizens.

Der Ablauf des Verfahrens wird verdeutlicht anhand der Fig. 1. Darin ist zur Erzeugung einer feuchten Faserstoffbahn eine an sich bekannte Siebpresse 2 schematisch eingezeichnet. Demnach wird eine faserstoffhaltige Suspension S über einen Stoffkasten in den von zwei umlaufenden Sieben 3 und 4 gebildeten Einlaufspalt zugegeben. Infolge von Siebspannung und Preßstellen wird Wasser W aus der Bahn herausgedrückt und nach unten abgeleitet. Eine Bahn mit der gewünschten Konsistenz verläßt am Ende des Eindickvorganges hinter dem letzten Preßspalt 5 die Siebpresse. Hierzu kann z. B. ein Schaber verwendet werden, der bekanntlich die Abnahme erleichtert, ohne die feuchte Faserstoffbahn zu zerstören. In der stromab folgenden Heizvorrichtung 6 findet nun die Erwärmung der im wesentlichen unzerkleinerten Papierfaserstoffbahn 1 statt. Dabei wird - wie bereits ausgeführt wurde - genutzt, daß die Bahn relativ dünn ist, also die Erwärmung schnell vonstatten gehen kann. Als Heizvorrichtungen 6 sind z. B. Dampfblaskästen geeignet, welche ein- oder beidseitig Dampf gegen die vorbeilaufende Bahn ausblasen. Infolge der Kondensation des Dampfes findet sehr schnell eine Aufheizung statt. Besonders wirksam und schnell kann auch mit Mikrowellen aufgeheizt werden, wobei der Umstand eines relativ hohen Wassergehaltes (ca. 65 bis 85%) diese Aufheizung besonders begünstigt. Weitere Möglichkeiten werden später noch genannt werden. Auch Kombinationen verschiedener Methoden sind denkbar. Die Erwärmung der Bahn wird in der Regel in einem möglichst geschlossenen und abgedichteten Gehäuse 7 stattfinden, um Verluste und Belästigung durch Schwaden zu vermeiden. Die so erwärmte Bahn gelangt dann in eine Zerkleinerungsvorrichtung 8, wozu sich besonders eine Zerkleinerungsschnecke eignet. Bei einer solchen fällt die Bahn gegen eine querlaufende Schnecke, die sie zerreißt. Der so erzeugte heiße Krümelstoff fällt bei dem hier gezeigten Beispiel in die Zuführschnecke 9 eines Dispergers 10. Dazu ist anzumerken, daß die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Vorbereitung zu einer Dispergierstufe besonders wichtig ist.

In Fig. 2 ist der Aufheizvorgang mit Hilfe von beidseitig der hier senkrecht herablaufenden Papierfaserstoffbahn (1) angebrachten Dampfblaskästen (11) dargestellt.

Eine weitere Möglichkeit, die Erwärmung der unzerkleinerten Papierfaserstoffbahn 1 vorzunehmen, liegt darin, die Bahn gegen eine mitlaufende heiße Kontaktfläche, z. B. eine oder zwei Walzen, laufen zu lassen, wobei die Kontaktzeit lange genug ist, um die Aufwärmzeit zu gewährleisten. Solche Arbeitsgänge sind dem Fachmann aus anderen Anwendungen geläufig und brauchen hier nicht gezeichnet zu werden.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Aufheizung mit Strahlungseinrichtungen 12. Solche können Wärmestrahlen (z. B. IR) oder auch Mikrowellen aussenden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines heißen, überwiegend Papierfasern enthaltenden Krümelstoffes,
bei dem eine hochkonsistente Papierfaserstoffbahn (1) erzeugt und in einem Zerkleinerungsschritt in Faserstoffkrümel umgewandelt wird,
bei dem ferner der Papierfaserstoff in einem Aufheizschritt erwärmt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Papierfaserstoffbahn (1) dem Zerkleinerungsschritt vorausgeht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch mindestens eine sich über die Breite der Papierfaserstoffbahn (1) erstreckende Heizvorrichtung (6) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (6) Heizdampf gegen die laufende Papierfaserstoffbahn (1) bläst.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch Strahlung erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch Mikrowellen erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, daß Erwärmung zumindest teilweise durch Kontakt der Papierfaserstoffbahn (1) mit mindestens einem heißen Heizelement erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement eine Walze ist.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufheizzeit zwischen 1 und 10 sec liegt.

9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hochkonsistente Papierfaserstoffbahn (1) eine mittlere Dicke von höchstens 1 mm hat.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die hochkonsistente Papierfaserstoffbahn (1) eine mittlere Dicke von höchstens 0,5 mm hat.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche mit einer Siebpresse (2) zur Eindickung einer faserstoffhaltigen Suspension, aus der der hochkonsistente Papierfaserstoff als feuchte Bahn abgenommen wird mit einer Zerkleinerungsvorrichtung, welche stromabwärts der Siebpresse installiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Siebpresse (2) und der Zerkleinerungsvorrichtung (8) eine Heizvorrichtung (6) installiert ist, durch die die Papierfaserstoffbahn unzerkleinert hindurchgeführt wird.