DE2916754A1

DE2916754A1 - Verfahren und vorrichtung bei der herstellung von faserstoff aus lignozellulosehaltigem ausgangsgut

Info

Publication number: DE2916754A1
Application number: DE19792916754
Authority: DE
Inventors: Knut Ove Danielsson; Carl-Olov Bertil Ranzen
Original assignee: Defibrator AB
Current assignee: Valmet AB
Priority date: 1978-05-03
Filing date: 1979-04-25
Publication date: 1979-11-15
Also published as: SE422089B; JPS54147201A; SE7805133L; CA1104855A; BR7902657A; FI791383A; FI62366C; US4298425A; FI62366B

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung bei der Herstellung von Faserstoff aus lignozellu-1osehalti gern Ausgangsgut in der Form von Holzschnitzeln u.dgl., das einer Zerteilung zwischen Mahlgliedern in Mahlapparaten in mindestens zwei Stufen unterworfen wird. In dem Mahlapparat der ersten Stufe, der auch als Zerfaserer bezeichnet wird, erfährt das Ausgangsgut, wie die Holzschnitzel, eine derartige Zerteilung oder Aufspaltung, dass die einzelnen Fasern in den Schnitzeln in wesentlichen Grad voneinander freigelegt werden. Das Mahlgut hat dann baumwoll- oder watteähnliche Beschaffenheit und wird in dem Mahlapparat der zweiten Stufe, der auch als Raffineur bezeichnet wird, einer weiteren Zerteilung derart unterworfen, dass auch die einzelnen Fasern fibrilliert, d.h. ihre Fibrillen voneinander getrennt werden. Der fertige Faserstoff hat nun geeignete Eigenschaften für die Anfertigung von z.B. Papier, Karton und ähnlichen Erzeugnissen. Der Mahlapparate können vorteilhaft solche der Mahlscheibenbauart sein, wie sie in den DT-PS 1 072 468 und 1 222 768 beschrieben werden.

Die Erfindung betrifft eine Vorbehandlung des Faserguts vor der zweiten Behandlungsstufe, die bewirkt, dass der Stoff bei höherer Konzentration bearbeitet werden kann, als bisher der Fall gewesen ist, um auf diese VJeise die Raffinierung zu niedrigerer Röschheit bringen zu können, ohne dass ein Abscheren von Fasern auftritt. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, dass das nach der ersten Mahlstufe in der Hauptsache voneinander getrennte Fasern aufweisende Mahlgut vor seiner Raffinierung in dem Mahlapparat der zweiten Stufe zum Durchgang durch eine verdichtende Schraubenvorrichtung gebracht wird, in der es eine Zusammenpressung der GrÖssenordnung vom 1- bis 5-Maligen und voi— zugsweise 2- bis 4-Maligen seines Volumens in freiem Zustand erfährt. Diese Verdichtung findet vorzugsweise in einer Gas- oder Dampfatmosphäre unter atmosphärischem Druck statt.

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Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass nach dieser Verdichtung des Stoffs aus diesem hergestelltes Papier eine wesentlich verbesserte Stärke aufweist. Die Beschickung des Raffineurs lässt sich gemäss der Erfindung in bedeutendem Grad bei beibehaltener Produktion erhöhen, was also bedeutet, dass die Stoffasern einer in ihrem Wirkungsgrad verbesserten Aufspaltung in Fibrillen unterzogen werden. Eine für Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist dadurch ausgezeichnet, dass die Schraubenvorrichtung bzw. ein Teil von ihr mit Gewinden geformt ist, die zusammen mit einer umschliessenden Hülle Gewindezwischenräume bilden, die in der Vorschubbewegungsrichtung des Mahlguts im Querschnitt im Verhältnis 1:2 bis 1:5 und am besten 1:3 bis 1:5 abnehmen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung weist die Hülle bei den Gewindezwischenräumen mit zu einem Auslass hin abnehmenden Querschnitt mindestens eine verstellbare Klappe zur Regelung des Verdichtungsgrads auf. Vorteilhaft ist die Verdichtungsschraube eine Doppel schnecke, deren beide Einheiten zum Auslass hin von wenigstens einer, für sie gemeinsamen Klappe umschlossen sind. Zweckmässig hat ein erster Teilabschnitt der Schraube oder Doppel schnecke einen gleichbleibenden äusseren Gewindedurchmesser bei zum Auslass hin abnehmender Ganghöhe.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf eine in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulichte Ausführungsform näher beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Beispiel einer kombinierten Zerfaserungsund Raffinieranlage, bei der die Erfindung besonders gut ei nsetzbar ist,

Fig. 2 einen lotrechten Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 4 durch eine für die Verwirklichung der Erfindung zweckgeeignete Verdichtungsschraubenvorrichtung,

Fig. 3 diese Vorrichtung in Draufsicht und teilweise in waagerechtem Schnitt,

Fig. 4 schliesslich einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2.

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In der Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Förderer, auf dem das Ausgangsgut, wie Holzschnitzel, einem oben offenen, trichterförmigen Behälter, einer sog. Schnitzel lade 12, zugeführt wird. Ein untern an dem Behälter 12.angeschlossener Schneckenförderer 14 führt die Holzschnitzel zu dem Oberteil eines Vorwärmers 16, dessen Unterteil über einen Schneckenförderer 18 mit dem Mahlapparat der ersten Behandlungsstufe oder Scheibenzerfaserer 20 in Verbindung steht. Hier erfolgt eine erste Vermahlung der Holzschnitzel in zu überwiegendem Teil voneinander getrennte Fasern, die durch eine Leitung 22 in einer Dampfatmosphäre in einen Schleuderabscheider 24 geblasen werden.

Sofern die Anlage nach der sog. thermo-mechanischen Methode arbeitet, wie diese z.B. in der DT-AS 19 12 940 erläutert ist, haben die Holzschnitzel beim Eintritt in den Zerfaserer 20 eine verhältnismässig hohe Konzentration oder hohen Trockengehalt und wird zwischen den Mahlscheiben des Zerfaserers Dampf erzeugt, von dem ein Teil durch eine Leitung 26 in den Oberteil des Vorwärmers 16 zurückgeführt werden kann, um eine Vorwärmung oder Dämpfung des Schnitzel zu einer Temperatur bis an TOO⁰C heran zustande zu bringen. Durch Leitungen 28 und 30 kann ausserdem zusätzlicher Dampf dem Vorwärmer oder dem Gehäuse des Zerfaserers zugeführt werden, um im Bedarfsfalle eine erforderliche Dampfzufuhr bzw. einen benötigten Dampfdruch sicherzustellen. Die Temperatur des Mahlguts bzw. des Dampfes im Zerfaserer kann sich bei Anwendung der thermo-mechanischen Methode auf 110-14O⁰C belaufen und einen ihr entsprechenden Dampfdruch erreichen.

Im Schleuderabscheider 24 wird das Mahlgut von dem Dampf getrennt, und dieser entweicht nach oben, während das Mahlgut in eine gemäss der Erfindung ausgeformte, generell mit 32 bezeichnete, verdichtende Förderschraubenvorrichtung hinabfällt, aus der das Mahlgut in seinem verdichteten Zustand in den Mahlapparat 34 der zweiten Stufe, der gewöhnlich als Raffineur bezeichnet wird und einen Auslass 35 für den fertigen Faserstoff hat, eingespeist wird.

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Die generell mit 32 bezeichnete verdichtende Schraubenvorrichtung kann als Doppel schnecke ausgestaltet sein, wie in den Fig. 2-4 dargestellt ist. Die beiden gegeneinander umlaufenden Schnecken 36, 38 sind von einer gemeinsamen Hülle 40 mit einer Einspeiseöffnung 42 für den Faserstoff aus dem Schleuderabscheider und einem zu den Mahlscheiben des Raffineurs führenden Auslass 44 umschlossen. Die beiden Schnecken 36, 38 weisen über den grösseren Teil ihrer Längserstreckung vom Einlass 42 her gesehen ein Gewinde mit gleichbleibendem Aussendurchmesser, aber mit in Richtung zum Auslass hin allmählich abnehmender Ganghöhe auf. Wenn das baumwoll- oder watteähnliche Fasermahlgut durch diesen Teil hindurchgeht, erfährt es eine erste Zusammenpressung oder Verdichtung, die je nach dem Einfüllgrad auf der Einlassseite von der "Öffnung 42 her grosser als 1:1 sein kann. Die beiden Schnecken gehen danach in einen zweckmässig kürzeren Endteil über, in dem ihr Durchmesser zur Auslasseite hin abnimmt. Sie sind hier von einer sich verjüngenden Hülle umgeben, die in ihrem oberen Teil eine Klappe 46 bildet, die an ihrer hinteren Kante angelenkt ist und um diese mittels eines Verstel1giiedes 48 zwecks Änderung des Spalts zwischen der Klappe und den Schnecken und damit des Zusammenpress- und Verdichtungsgrads nachstellbar ist. In diesem Teil der Doppel schnecken erfolgt eine weitere Verdichtung derart, dass der Faserstoff einen Endverdichtungsgrad erreicht, der bis zu 4-5-mal seine Dichte beim Eintritt in die Schraubenvorrichtung und damit Ausfüllen der Gewindezwischenräume am Einlassende erreicht. Im Einlass zu der Schraubenvorrichtung herrscht ebenso wie in dem Raffineur vorzugsweise atmosphärischer Druck.

Die gegeneinander umlaufenden Wellen 50, 52 der Schnecken werden synchron durch einen gemeinsamen, nicht dargestellten Motor angetrieben. Die Wellen werden an ihren Enden von Lagern 54, 56 getragen.

Die Verkleinerung des Volumens der Gewindezwischenräume in der Richtung vom Einlass zum Auslass kann sich auf zwischen 1:3 und 1:5 belaufen. Der Verdichtungsgrad ist,

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wie bereits erwähnt, selbstverständlich von der zugeführten Mahlgutmenge und dem damit zusammenhängenden Füllgrad auf der Einlasseite abhängig. Die vorgenannten Werte setzen voraus, dass die lose flockig aufeinander liegenden Fasern beim Eintreten in die Doppel schnecken die Gewindezwischenräume gerade ausfüllen. Wie schon genannt, wir.d dann gemäss der Erfindung die überrasche Wirkung erzielt, dass die Raffinierung bei einer höheren Konzentration, d.h. einem höheren Trockengehalt des Mahlguts, wie 25-30% gegenüber normal 18%, vorgenommen werden kann, was sich dann dahin auswirkt, dass die Raffinierung zu niedriger Röschheit weitergetrieben werden kann, ohne dass die Fasern dadurch einer nennenswerten Abscherung ausgesetzt wurden. So ist bei Versuchen der Faserstoff zu 120 ml CSF (Canadian Standard Freeness), Nassfestigkeit 80, gegenüber normal 200 ml CSF, Nass festigkeit 60, raffiniert worden. Das somit erheblich verbesserte Vermahlungsergebnis dürfte teilweise darauf zurückzuführen sein, dass das baumwoll- oder watteähnliche Fasergut in der Schraubenvorrichtung 32 in solchem Ausmass zusammengepresst wird, dass der zwischen den Mahlscheiben des Raffineurs gebildete Dampf rückwärts gegenüber der Vorschubrichtung des Mahlguts strömen kann, ohne die gleichförmige Zufuhr des Guts zu dem Raffineur zu beeinträchtigen.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigte und beschriebene Ausführungsform begrenzt, sondern lässt sich in mannigfacher Hinsicht innerhalb des Rahmens des ihr zugrunde liegenden Leitgedankens abwandeln.

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Claims

Patentanwälte Dipl. Ir.g. H. Hauck

Dipl. ing. F. Graalfs Dipl. Ing. W. Wehnert

Defibrator Aktiebolag

Sandhamnsgatan 81

115 28 Stockholm, Schweden _R _™°^zartstraaa 23

Anwaltsakte M-4926 ° ^Munche^c?. April 1979

Verfahren und Vorrichtung bei der Herstellung von Faserstoff aus 1ignozel1uloseha1 ti gem Ausgangsgut.

PATENTANSPRUECHE

( "1 J Verfahren bei der Herstellung von Faserstoff aus 1ignozel1ulosehalti gem Ausgangsgut in der Form von Holzschnitzeln u.dgl.s das einer Zerteilung zwischen Mahlgliedern in Mahlapparaten in mindestens zwei Stufen unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das nach der ersten Behandlungsstufe zur Hauptsache voneinander getrennte Fasern aufweisende Mahlgut vor seiner Raffinierung in dem Mahlapparat der zweiten Behandlungsstufe zum Durchgang durch eine verdichtetende Schraubenvorrichtung gebracht wird, in der es eine Zusammenpressung der Grössenordnung vom 1- bis 5-Maligen und vorzugsweise 2- bis 4-Maligen seines Volumens in freiem Zustand erfährt.
2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, dass die Verdichtung in einer Gas- oder Dampfatmosphäre unter atmosphärischem Druck s tattfi ndet.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer vor der zweiten Zerteilungsstufe - der Raffinierung - angebrachten verdichtetenden Schraubenvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenvorrichtung (32) bzw. ein Teil von ihr mit Gewinden geformt ist_s die zusammen mit einer umschl iessenden Hülle (40) Gewindezwischenräume bilden., die in der Vor~chubbewegungsrichtung des Mahlguts im Querschnitt im Verhältnis 1:1 bis 1:5 und am besten 1:3 bis 1:5 abnehmen.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e kennzei chnet, dass die Hülle (40) bei den Gewindezwischenräumen mit zu einem Auslass (44) hin abnehmenden Querschnitt mindestens eine verstellbare Klappe (46) zur Regelung des Verdichtungsgrads aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, g e k e η η -

ζ e i chnet durch eine Doppel schnecke (36, 38) deren beide Einheiten zum Auslass (44) hin von wenigstens einer, für sie gemeinsamen Klappe (46) umschlossen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 - 5, d a durch gekennzeichnet, dass ein erster Teil der Schraubenvorrichtung (32) oder Doppelschnecke (34, 36) einen gleichbleibenden äusseren Gewindedurchmesser bei zum Auslass (44) hin abnehmender Ganghöhe hat.

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