DE2365932A1

DE2365932A1 - Verfahren zum mechanischen erzeugen einer raffineurpulpe

Info

Publication number: DE2365932A1
Application number: DE19732365932
Authority: DE
Inventors: Per Viking Peterson
Original assignee: SCA Projekt AB
Current assignee: SCA Projekt AB
Priority date: 1972-10-23
Filing date: 1973-10-23
Publication date: 1976-12-09
Also published as: FR2203908B1; NO141567C; JPS4972401A; JPS5249301A; JPS5214321B2; DE2365932C3; ATA855373A; FI52600C; DE2353143A1; CA1003675A; BR7308173D0; AT330562B; DE2365932B2; NO141567B; FI52600B; AU6137073A; FR2203908A1; JPS5551078B2

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 2,

PA Dr. Zumstein et al, 8 München 2, Bröuhausstraße A — BRAUHAUSSTRASSE 4

TELEFON: SAMMEL-NR. 22 53 TELEGRAMME: ZUMPAT TELEX 529979

Case 31 61

SCA PROJEKT AKTIEBOLAG, Sundsvall. Schweden Verfahren zum mechanischen Erzeugen einer Raffineurpulpe

Die Erfindung betrifft ein Verfahren " ■ . zum Erzeugen von mechanischer Raffineurpulpe von hoher Qualität aus verschiedenen Arten von faserförmigem Material. Durch dieses Verfahren werden Faserprodukte mit einem minimalen Energieverbrauch erhalten, die sehr gute Qualitätswerte zeigen und zur Herstellung von Pappe- und Papierqualxtaten verwendet werden können, die sehr hohen Qualitätsanforderungen genügen.

Es ist bekannt, daß das Auffasern von faserhaltigen* Material verschiedener Arten in hohem Maße erleichtert wird, wenn das faserhaltige Material vor der mechanischen Behandlung im Raffineur bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur während

6 0 9850/0351

einer gewissen Zeit vorerhitzt wird, wonach das anschließende Auffasern und Aufschlagen beim gleichen Druck und bei der gleichen Temperatur ausgeführt werden, die in der Vorerhitzungszone des Systems herrschen. Die Aufenthaltszeit des faserförmigen Materials in der Vorerhitzungszone ist verhältnismäßig kurz und beträgt im allgemeinen nicht mehr als 1 bis 3 Minuten. Bei bestimmtem faserhaltigern Material können jedoch die Perioden langer sein. Es ist für derartige Systeme charakteristisch, daß der Druck und die entsprechende Temperatur in der Vorerhitzungszone in dem Raum zwischen der Auffaserungseinrichtung des Raffineurs aufrechterhalten werden, unabhängig davon, ob die Systeme aus zwei gegeneinander rotierenden Aufschlagflächen(zweischeibenraffineur) oder aus einer rotierenden und einer stationären Aufschlagfläche (Einscheibenraffineur) bestehen, und daß diese Aufschlagflächen von einem Mahlgehäuse umgeben werden, das ebenfalls unter Druck steht. Es ist ferner für diese Systeme" charakteristisch, daß der Aufschlagvorgang wenigstens in zwei Stufen ausgeführt wird, unabhängig davon, ob er mit einem Zweischeibenraffineur oder einem Einscheibenraffineur ausgeführt wird, und daß die erste Aufschlagstufe unter Druck gefolgt wird von wenigstens einer zusätzlichen Aufschlagstufe . unter atmosphärischem Druck. Diese Systeme sind ferner dadurch gekennzeichnet, daß wegen der Durchführung der ersten Stufe unter vollständigem Abschluß und unter Druck die gesamte beträchtliche Dampfmenge, die sich zum Teil während des Durchgangs zwischen den Aufschlagflächen / und zum Teil aus der Vorerhitzungszone stammen kann, durch den verhältnismäßig schmalen Spalt zwischen diesen Flächen strömen muß. Dies kann in hohem Maß die Möglichkeit für eine Zunahme des Energieverbrauchs in der Druckaufschlagstufe ' begrenzen. Diese Zunahme wird im Bedarfsfall durch Vermindern des Spalts zwischen den Aufschlagflächen bewirkt. Dies vergrößert die Dampfabgabe zwischen diesen Flächen, wobei diese Abgabe leicht kritische Werte erreichen kann. Um ein Verfärben des faserförmigen Materials durch die hohe Temperatur und ein Dunkelwerden während des Transports zu und durch die nachfolgenden Aufschlagstufen zu verhindern, muß das faserhaltige Material nach der Druckauf-

609850/0351

schlagstufe häufig gekühlt werden. Dieses Kühlen ist für gewöhnlich identisch mit einem Verdünnen durch Wasser, was den Energieverbrauch in den folgenden atmosphärischen Aufschlagstufen nachteilig beeinflußt. Zusätze von Bleichmitteln ver-•hindern auch eine Helligkeitsabnahme des faserhaltigen Materials, Dies bringt jedoch höhere Kosten mit sich.

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Systems und Verfahrens zum Erzeugen mechanischer Raffineurpulpen mit einer solchen Qualität, daß sie auch für die Herstellung von Hochqualitätsdruckpapier verwendet werden können, für welches bisher die Verwendung von solchen Raffineurpulpen sehr eingeschränkt war. Die Erfindung hat sich außerdem für bestimmte Arten von Endprodukten als vorteilhaft erwiesen, bei denen sehr hohe Anforderungen an die Festigkeitseigenschaften zu erfüllen, bei denen jedoch die Anforderungen an die Helligkeit des Produkts von geringerer Bedeutung sind.

Erfindungsgemäß wird das Rohmaterial zunächst mit Dampf bis zu einer Temperatur von über 110⁰C und bei einem entsprechenden oberhalb des atmosphärischen Druckes liegenden Druck vorerhitzt. Die Dauer der Vorerhitzung ist relativ kurz und beträgt vorzugsweise eine halbe bis 3 Minuten. Das Material wird dann bei einem Druck in den Raffineur eingeleitet, der den atmosphärischen Druck übersteigt. Dieser Druck wird dadurch gesteuert, daß ein Teil des Dampfes, der sich während des Raffiniervorganges entwickelt, abgeführt wird. Dieser Dampf wird vom mittleren Raum zwischen den Mahlscheiben nach hinten durch die Einfülloffnung des Raffineurs geleitet und vom Material durch eine separate Leitung abgeführt. Der das Material vom Vorerhitzer begleitende Dampf kann ebenfalls durch diese Leitung abgeleitet werden. Dies schließt im Gegensatz zu früheren Systemen eine größere Freiheit beim Aufschlagen mit schmäleren Spalten mit ein, d.h. mit einem größeren Energieaufwand ohne ernste Nachteile für das Verfahren aufgrund der hohen Dampfdurchsätze im Spalt zwischen den Aufschlagflächen. Durch Ablassen des während des Aufschlagens entwickelten Dampfes durch eine geeignete Einrichtung und bis zum gewünschten

6 0 9 8 5 0/0351

Ausmaß ist es möglich, den gewünschten Druck in der Zone zwischen den Aufschlagflächen aufrechtzuerhalten. Durch die Ermöglichung einer freien Wahl des geeigneten Drucks in der Aufschlagzone nach dem Erhitzungsvorgang ist es im Gegensatz zu früheren Systemen raöglich_p das gesamte Auffasern und den Aufschlagvorgang bis zum fertiggestellten Produkt in einer einzigen Stufe auszuführen , d.h. die gesamte erforderliche Energie wird in diesem einzigen Schritt aufgewendet. Darüber hinaus ist es im Gegensatz zu früheren Systemen möglich, das Verfahren in der Weise durchzuführen, daß das die Mahlscheiben umgebende Gehäuse drucklos und offen ist, da der zweckmäßige Druck während des Aufschlagens niemals ein höherer Druck ist, so daß die Differenz zwischen diesem Druck und dem atmosphärischen Druck im Mahlgehäuse als Druckabfall über dem Spalt zwischen den rotierenden Aufschlagflächen aufgefaßt werden kann. Dies ermöglicht die Verwendung von normalen Rafflneuren mit offenen Mahlgehäusen, die somit nicht mit einem besonderen Druckgehäuse versehen werden müssen.

Das Verfahren ermöglicht die Herstellung sehr guter mechanischer Raffineurpulpen mit Qualitätseigenschaften, die in den meisten Fällen für die Papierqualitäten ausreichen, in der die Raffineurpulpe als ein Bestandteil enthalten sein soll. Es gibt jedoch Fälle, z.B. bei der Herstellung von Druckpapier für hochwertige Beschichtung , in denen die Anforderungen an die Reinheit der Raffineurpulpe, d.h. deren Freisein von nichtaufgefaserten Stückchen (Splintern), ,so hoch ist, daß der Aufschlagvorgang in zwei Stufen ausgeführt werden muß. Der für den Vorgang erforderliche Energieverbrauch wird hierdurch auf die beiden Stufen aufgeteilt, so daß die gewünschten Eigenschaften des Endprodukts erzielt werden, und zweckmäßigerweise so, daß der größere Teil der erforderlichen Energiemenge in der ersten Aufschlagstufe unmittelbar nach dem Vorerhitzen der Stückchen verbraucht wird. . Die hierbei in der ersten Stufe verbrauchte Energiemenge ist jedoch sogar beim zweistufigen Aufschlagen in den meisten Fällen

609850/0351

so hoch/ daß der während des Vorgangs entwickelte Dampf das "Auftreten von Betriebsstörungen verursachen kann, falls er wie bei früheren herkömmlichen Systemen gezwungen werden sollte, in seiner Gesamtheit durch den Spalt zwischen den MahlSegmenten herauszuströmen.

Der verbleibende Teil der zum Ausführen des Vorgangs benötigten Energiemenge wird anschließend daran in bis zum fertiggestellten Produkt nachfolgenden Stufen verbraucht. Es werden in beiden Stufen Raffineure mit offenen Mahlgehäusen verwendet.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 und 2 zwei Ansichten einer Ausführungsform;

Fig. 3 und 4 zwei Ansichten einer weiteren Ausführungsform.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 enthält einen Drehflügelzubringer 1, der das faserhaltige Material in einen Vorerhitzungsbehälter 2 fördert. Das faserhaltige Material wird für jeden Fall durch eine nicht gezeigte vor dem Drehflügelzubringer 1 angeordnete Zumeßschnecke oder ein Zumeßband zugeteilt. Das faserhaltige Material wird durch eine Schnecke 3 durch den Behälter 2 mit einer derartigen Geschwindigkeit gefördert,, daß die Äufenthaltszeit in diesem Vorerhitzungsbehälter so lange wie beabsichtigt ist, vgl. oben. Die Schnecke 3 ist zu diesem Zweck mit einem veränderlichen Antrieb versehen. Die Atmosphäre im Behälter, die die gewünschte Erweichung des faserhaltigen Materials vor dessen Eintreten in den Raffineur bewirkt, wird durch Dampfzufuhr durch eine Vielzahl von Leitungen 4j bewirkt, die mit dem Vorerhitzungsbehälter 2 über dessen Länge verbunden sind.

Der Drehflüge!zubringer 1 kann auch durch eine Schnecke ersetzt werden, die das faserhaltige Material als Rundling zuführt. Das

609850/0351

erhitzte faserhaltige Material wird aus dem Vorerhitzungsbehälter 2 mittels eines zweiten Drehflügelzubringers 5 entleert, der mit dem Vorerhitzungsbehälter 2 durch einen auf lokale Bedingungen eingestellten Schacht 6 verbunden ist. Anschließend daran wird das faserhaltige Material über einen zusätzlichen Schacht zu einer auf dem Raffineur angebrachten waagerecht zuführenden Schnecke 8 gefördert. Diese Schnecke 8 ist mit einem veränderlichen Antrieb versehen und fördert das faserhaltige Material durch Ladeöffnungen 13 in einer 11 der rotierenden Mahlscheiben zwischen die Mahlscheiben 11, 12 des Raffineurs, die mit Mahlflächen 9, 10 versehen sind.

\ An der Oberseite des Gehäuses der zuführenden Schnecke 8 ist neben dem Raffineur ein Stutzen 14 vorgesehen, an den eine Leitung 15 mit einem Steuerventil 16 angeschlossen ist.Die Leitung ist in geeigneter Weise an ein nicht dargestelltes Gebläse angeschlossen. Der sich während des Auffaserns und des Aufschlagvorgangs zwischen den rotierenden Aufschlagflächen 9, 10 entwickelnde Dampf kann hierdurch die Aufschlagzone über die öffnungen 13 verlassen und kann über die Leitung 15 abgeführt werden, so. daß nicht der gesamte sich während des Aufschlags entwickelnde Dampf durch den schmalen Spalt zwischen den Aufschlagflächen 9, 10 gefördert werden muß. Hierdurch können durch Einstellen des Steuerventils 16 und durch eine geeignete Musterung der rotierenden Aufschlagflächen für die Verteilung dieses Dampftransports der gewünschte Druck und die gewünschte Temperatur in der Aufschlagzone festgelegt werden. Wenn der Dampfstrom nach hinten zu groß wird, wird das Einleiten des Fasermaterials gestört und wenn der Dampf strom durch den Spalt zwischen den Mahl scheiben zu groß wird, wird das Mahlen zwischen den Raffinierflächen nachteilig beeinflußt. Das Muster auf den Raffinierflächen sowie die Abnutzung dieser Flächen haben natürlich auch einen Einfluß auf den Dampfstrom. Raffinierflächen mit einem feinen.Muster oder mit abgenutzten Oberflächen hemmen den Dampfstrom mehr als Oberflächen mit einem rauhen Muster oder neue Oberflächen. Durch eine Steuerung des Druckes kann ein bestimmter Dampfstrom selbst dann aufrechterhalten werden, wenn die Raffinierflächen abgenutzt sind.

609850/0351

Das bedeutet, daß die Raffinierflächen ohne Austausch langer verwandt werden können. Verglichen mit früheren Systemen, bei denen der gesamte Dampf durch den Spalt zwischen den Aufschlagflächen strömen muß, kann hierdurch das Auffasern und Aufschlagen des faserhaltigen Materials mit wesentlich schmäleren Spalten zwischen den Aufschlagflächen ausgeführt werden. Auf diese Weise können wesentlich größere Energiemengen in das faserhaltige Material gefördert werden, ohne daß dieses durch höhere Dampfdurchsätze im Spalt gestört wird. Hierdurch kann der gesamte Äuffaserungs- und Aufschlagvorgang in einer einzigen Stufe und bei Drücken und Temperaturen ausgeführt werden, die frei und unabhängig von den im Vorerhitzungsbehälter herrschenden Druck- und Temperaturbedingungen gewählt werden. Durch Zufügen von Wasser in üblicher Weise durch Einspritzdüsen 17 kann das Aufschlagen des faserhaltigen Materials bei der gewünschten Faserkonzentration ausgeführt werden.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 ist im Prinzip in der gleichen Weise ausgelegt wie die obengenannte Ausführungsform, jedoch mit dem Unterschied, daß die zuführende Schnecke 8 schräg nach oben geneigt ist. Eine derartige Zuführungsschnecke ist die am häufigsten zur Verfügung stehende gewerbliche Zuführungsvorrichtung bei Zweischeibenraffineuren. Es kann daher das System nach der Erfindung in sehr einfacher Weise bei bereits vorhandenen Raffineuren angewendet werden. Anderenfalls ist die Ladevorrichtung nach der ersten Ausführungsform vorzuziehen, da sie entsprechend dem Vorgang leichter bemessen werden kann.

Bei der Herstellung von Raffineurpulpen mit einer solchen Qualität_fdie für Hochqualitätsdruckpapier verwendbar ist, wird das faserhaltige Material, während einer verhältnismäßig kurzen Zeit (1/2 - 3 Minuten, zweckmäßigerweise 1/2 - 1 1/2 Minuten ) vorbehandelt und wird dann einer Erhitzung bis zu 110 - 140°C, zweckmäßigerweise 125 - 135°C, und einem entsprechend der Temperatur erhöhten Druck unterworfen.

60 9850/0351

Für andere Arten von fertiggestellten Produkten, bei denen sehr hohen Anforderungen bezüglich der Festigkeitseigenschaften der Pulpe genügt werden muß, während die Anforderungen an die Helligkeit des Produkts von geringerer Bedeutung sind, muß das Erhitzen bei höheren Temperaturen ausgeführt werden. Die Temperatur in solchen Fällen liegt über 140°C, vorzugsweise 140-17O⁰C Das Vorerhitzen von Stückchen innerhalb dieses Temperaturbereichs erbringt ein fertiggestelltes Produkt, das dunkler ist, als wenn die Vorerhitzung im Bereich von 110 - 140⁰C ausgeführt worden wäre, das jedoch verbesserte Festigkeitseigenschaften hat. Es wurde in diesen Fällen ferner für geeignet gefunden, die Vorerhitzungszeit für diese Stückchen zu verlängern.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb des Bereichs der Patentansprüche verändert werden. So können z.B. der Raffineur oder die Raffineure von der. Bauart eines Einscheibenraffineurs sein.

60985 0/0351

Claims

Patentansprüche

1.JVerfahren zum mechanischen Erzeugen einer Raffineurpulpe zum ^■«erstellen von Pappe und Papier aus Faserstoffen hoher Konsistenz, bei dem die Faserstoffe zunächst unter einem über dem atmosphärischen Druck liegenden Druck bis auf eine Temperatur über 110⁰G vorerhitzt werden und danach in einem Scheibenraffineur raffiniert werden. dadurch gekennzeichnet, daß der sich während des RaffinJarvorganges entwickelnde Dampf teilweise durch die Einlaßöffnung des Raffineurs nach hinten geleitet und durch eine separate Leitung abgeführt wird und daß das Abführen des Dampfes und dadurch das Entfernen des Druckes am Einlaß des Materials in den Raffineur mittels eines Ventiles gesteuert werden, das in der Leitung angeordnet ist.

2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet . daß der Dampf mit Hilfe einer Gebläseeinrichtung abgeführt wird, die mit der Leitung in Verbindung steht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet» daß der Druck am Einlaß des Materials in den Raffineur niemals über demjenigen Druck liegt, der als Druckabfall über dem Spalt zwischen den Raffinierflächen -entstehen kann.

609850/0351