DE3701315C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mahlen einer Fasermaterial­ mischung oder Faserstoffsuspension, insbesondere von feuchten Holzschnitzeln, in einer Stoffmühle mit einem Einlaß und einem Auslaß für das Fasermaterial, in welcher das Material einen Mahlraum zwischen sich mit einer Normal-Drehzahl von 1000 U/min bis 1500 U/min relativ zueinander bewegenden Mahlflächen durch­ setzt. Bei dem bekannten Verfahren beträgt die Mahlfrequenz 6000 Hz bis 20 000 Hz.

Es ist bekannt (CA 9 01 857), zum Mahlen einer Fasermaterialmischung oder Faserstoffsuspension in einer Stoffmühle scheibenförmige oder konische Mahlsegmente zu verwenden, die mit verschiedenen Schneidelementen versehen sind. Dabei ist man hiervon ausgegangen, daß zur Erzielung einer hohen Zerkleinerungsleistung die An­ zahl der Schneidelemente möglichst groß sein sollte. Da die Drehzahl der sich relativ zueinander bewegenden Mahl­ flächen normaler Weise 1000 bis 1500 U/min beträgt, ergibt sich eine Mahlfrequenz (Drehzahl der sich relativ zueinander bewegenden Mahlflächen pro Sekunde multipliziert mit der Anzahl der Schneidelemente) in der Größenordnung von 6000 bis 20 000 Hz. Es ergibt sich hier ein hoher Energieverbrauch, der pro Mahlstufe 1000 kWh pro Tonne Fasermaterial betragen kann. Dabei wird nur ein kleiner Teil der aufgewendeten Energie auf die Zerfasungsarbeit als solche verwendet, während der über­ wiegende Teil für die Umwandlung der in dem Fasermaterial ent­ haltenen Feuchtigkeit im Dampf benötigt wird.

Dieser im Mahlraum erzeugte Dampf ist nicht erwünscht, da er den Durchsatz des Fasermaterials durch den Mahlraum erschwert und die Verweilzeit des Fasermaterials in der Mahlzone herab­ setzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art zu schaffen, bei dem der spezifische Energie­ verbrauch gegenüber den bestehenden Verfahren deutlich reduziert ist.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch,

• a) eine drastische Reduzierung der Mahlfrequenz, wobei die Drehzahl der Mahlflächen aufrechterhalten wird,
• b) eine Erhöhung der Verweilzeit des Fasermaterials in dem Mahlraum, um die zur Erzielung der Stoffqualität erforder­ liche Mahlimpulszahl zu erhalten,
• c) eine kontinuierliche Dampfabfuhr in radialer Richtung aus den Mahlraum.

Vorzugsweise wird die Mahlfrequenz auf etwa 300-800 Hz reduziert. Zweckmäßig wird der aus dem Mahlraum abgelassene Dampf in der Stoffmühle von im wesentlichen allem dem Dampf folgenden Faser­ material befreit.

Vorteilhaft wird die aus der Stoffmühle abgelassene Dampfmenge in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Dampfaus­ laß und dem Auslaß für das Fasermaterial geregelt.

Durch die Erfindung wird eine beträchtliche Verringerung des Energieverbrauchs beim Mahlen des Fasermaterials erreicht.

Auch wenn es Stoffmühlen gibt, in denen beide Mahlflächen beweglich sind, um eine erwünschte relative Bewegung im Mahlraum zu erhalten, umfaßt das folgende Beispiel nur Stoff­ mühlen mit einem festen Teil, einem sogenannten Stator, und einem benachbarten beweglichen Teil, einem sogenannten Rotor.

Zur Reduzierung der Mahlfrequenz, wobei der rotierende Teil auf im wesentlichen der gleichen Umdrehungszahl von 1000 bis 1500 Umdrehungen pro Minu­ te gehalten wird, wird die Anzahl der Schneid­ elemente auf dem Rotor und dem Stator drastisch verringert.

Zur Erhöhung der Verweilzeit des Fasermaterials im Mahlraum wird das Volumen zwischen den Mahlelementen vergrößert. Da man bei einer Scheibenmühle mit nur in radialer Richtung verlaufendem Mahlraum aufgrund der bei einer be­ stimmten Umdrehungszahl auf das Fasermaterial einwirkenden Zentrifugalkraft bezüglich des Durchmessers der Mahlzone beschränkt ist, ist es demgegenüber aber möglich, das Volumen der Mahlzone zu vergrößern, indem der Mahlraum zylindrisch oder etwas konisch ausgebildet wird. Auf diese Weise kann der Durchmesser innerhalb vernünftiger Grenzen gehalten werden, während gleichzeitig die Länge der Mahlzone vergrößert wird.

Ferner wird der im Mahlraum erzeugte Dampf soweit wie möglich in radialer Richtung ausgelassen, um die Zu­ gänglichkeit der Mahlflächen für das Fasermaterial zu verbessern und dadurch die Verweilzeit des Fasermaterials in der Mahlzone als solcher zu verlängern.

Man hat festgestellt, daß der Energieverbrauch beträchtlich verringert werden kann, und zwar in günstigen Fällen auf weniger als die Hälfte, wenn die Frequenz auf etwa 300 bis 800 Hz verringert wird, während die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors beibehalten wird und beim Rotor und Stator die Anzahl an Schneidelementen von üb­ licherweise 400 bis 600 auf 20 bis 30 verringert wird.

Um die obengenannte verringerte Frequenz zu kompensieren, ist es erforderlich, das Volumen, d. h. die Verweilzeit zwischen den Mahlelementen, zu vergrößern bzw. zu verlängern, und zwar durch zylindrische oder vorzugsweise etwas konische Ausbildung der Stoffmühle. Hierdurch ist es möglich, den Weg des Faser­ materials durch die Mühle, d. h., entlang der konischen Fläche, zu verlängern, und zwar in größerem Maße, als es bei einer Scheibenmühle möglich wäre, da es wie bereits erwähnt, nicht erwünscht ist, den Durchmesser der Mahlzone zu sehr zu ver­ größern.

Um die Verweilzeit in der Mühle zu verlängern, wird nach der Erfindung erzeugter Dampf kontinuierlich und im wesent­ lichen entlang der gesamten Rotorlänge ausgelassen. Hierbei sollte die Dampftrennung so vollständig wie möglich erfolgen, um die Verdichtbarkeit der Schnitzel-Faser-Wasser-Dampf-Mischung zu verringern, die wirksam zur Richtung der Eingangs-Scher­ kräfte auf die Schnitzeln und Fasern beiträgt.

In der Industrie ist eine wirksame Extraktion von Dampf aus der Mahlzone in Mühlen lange Zeit ein Problem gewesen. Es ist aber in der kanadischen Patentschrift CA 10 79 559 ein Beispiel gezeigt, bei dem die Mahlsegmente neben Nuten mit Öffnungen versehen sind, welche den Dampf und das folgende Fasermaterial in geeigneter Weise von dem Mahlraum zur Rück­ seite der Mahlelemente leitet.

Nach der vorliegenden Erfindung wird der größere Teil des im Mahlram ereugten Dampfes von der Mahlzone weggeführt, und es wird dieser Teil des Dampfes zusätzlich von dem Haupt­ teil des dem Fasermaterial möglicherweise folgenden Materials getrennt. Darauf wird der Dampf aus der Mühle getrennt von dem Fasermaterialauslaß durch einen oder mehrere Dampfaus­ lässe ausgelassen. Die Dampfmenge wird ferner dadurch gere­ gelt, daß eine geeignete Druckdifferenz zwischen dem Dampf­ auslaß und dem Fasermaterialauslaß aufrechterhalten wird.

Claims (4)

1. Verfahren zum Mahlen einer Fasermaterialmischung oder Faserstoffsuspension, insbesondere von feuchten Holz­ schnitzeln, in einer Stoffmühle mit einem Einlaß und einem Auslaß für das Fasermaterial, in welcher das Material einen Mahlraum zwischen sich mit einer Normal-Drehzahl von etwa 1000 U/min bis 1500 U/min relativ zueinander bewe­ genden Mahlflächen durchsetzt, gekennzeichnet durch

• a) eine drastische Reduzierung der Mahlfrequenz, wobei die Normaldrehzahl der Mahlflächen aufrechterhalten wird,
• b) eine Erhöhung der Verweilzeit des Fasermaterials in dem Mahlraum, um die zur Erzielung der Stoffqualität erfor­ derliche Mahlimpulszahl zu erhalten, und
• c) eine kontinuierliche Dampfabfuhr in radialer Richtung aus dem Mahlraum.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlfrequenz auf etwa 300 Hz bis 800 Hz reduziert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Mahlraum abgelassene Dampf in der Stoffmühle von im wesentlichen allem dem Dampf folgenden Fasermaterial befreit wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Stoffmühle abgelassene Dampfmenge in Abhän­ gigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Dampfauslaß und dem Auslaß für das Fasermaterial geregelt wird.