DE3726602A1 - Verfahren zur verringerung des energieverbrauchs beim mahlen von fasermaterial - Google Patents
Verfahren zur verringerung des energieverbrauchs beim mahlen von fasermaterialInfo
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
- D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
- D21D1/20—Methods of refining
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- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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- D21D1/22—Jordans
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- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
Description
Das Patent . . . (Patentanmeldung P 37 01 315.7-23) betrifft
ein Verfahren zur Verringerung des Energieverbrauchs beim
Mahlen einer Fasermaterialmischung oder Fasermaterialsuspen
sion, z. B. von feuchten Holzschnitzeln, in einer Stoffmühle
mit einem Einlaß und einem Auslaß für das Fasermaterial,
in welcher das Material einen Mahlspalt zwischen sich rela
tiv zueinander bewegenden Mahlflächen durchsetzt, wobei die
Mahlfrequenz von einem normalen Wert drastisch verringert
wird, indem die Schneidelemente von einer normalen Anzahl
drastisch verringert werden, wobei die normale Drehzahl auf
rechterhalten wird, wobei ferner die Verweilzeit des Faser
materials in dem Mahlspalt erhöht wird, um die aufgrund der
herabgesetzten Frequenz verringerte Mahlimpulsanzahl zu kom
pensieren, und zwar teils dadurch, daß die Mahlflächen konisch
oder zylindrisch ausgebildet werden, so daß ein größeres Volu
men im Mahlraum erhalten wird, ohne daß der Durchmesser der Mahl
elemente vergrößert wird, und teils dadurch, daß während des
Betriebes aus dem Mahlspalt kontinuierlich in radialer Rich
tung Dampf abgelassen wird, der durch die Energieumwandlung
aus der im Fasermaterial folgenden Flüssigkeit erzeugt wird,
so daß der aus dem Mahlspalt ausgelassene Dampf zuerst in der
Stoffmühle von im wesentlichen allem dem Dampf folgenden Faser
material gereinigt wird und darauf durch wenigstens einen vom
Fasermaterialauslaß getrennten Dampfauslaß ausgelassen wird.
In erster Linie ist an das Mahlen von zerkleinertem Faser
material gedacht, z. B. an das Mahlen von Schnitzeln zu Pulpe
oder sogenannter mechanischer Pulpe. Genauer gesagt, handelt
es sich um eine Kombination aus Maßnahmen zur Verringerung
des Energieverbrauchs während eines solchen Mahlvorganges.
Die Energieumwandlung bei den bekannten Verfahren ist sehr
hoch und erreicht pro Mahlstufe eine Größe von annähernd 1000 kWh
pro Tonne Pulpe, das ist bei einer Mahlung in zwei Stufen
ein Gesamtverbrauch von annähernd 2000 kWh pro Tonne erzeug
ter Pulpe. Nur ein kleiner Teil dieser Energiemenge wird
für die Zerfaserungsarbeit als solche verwendet, während der
überwiegende Teil für die Umwandlung der Feuchtigkeit in dem
Fasermaterial und einer möglicherweise zugesetzten Flüssig
keit in Dampf verbraucht wird. Der in dem Mahlraum erzeugte
Dampf nimmt ein Volumen ein, das als solches nicht erwünscht
ist, da der Dampf bei dem in dem Mahlraum herrschenden Druck
den natürlichen Durchgang des Fasermaterials durch den Mahl
raum erschwert und auch die Verweilzeit des Fasermaterials
in der Mahlzone herabsetzt.
Ziel der Erfindung ist eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens
nach Patent . . . (Patentanmeldung P 37 01 315.7-23).
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.
Eine erste Energie einsparende Maßnahme besteht in einer
drastischen Verringerung der Mahlfrequenz, wobei der rotierende
Teil auf im wesentlichen der gleichen Umdrehungszahl pro Minu
te wie vorher gehalten wird, wobei aber die Anzahl der Schneid
elemente auf dem Rotor und dem Stator drastisch verringert
wird.
Als zweite Maßnahme, um die geringere Mahlfrequenz teilweise
zu kompensieren, wird gleichzeitig das Volumen, d. h. die
Verweilzeit zwischen den Mahlelementen, vergrößert bzw. ver
längert. 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.
Als dritte Maßnahme, und zwar auch um die niedrigere Mahl
frequenz teilweise zu kompensieren, und zwar mit dem Ziel,
den Energieverbrauch herabzusetzen, wird der im Mahlraum
erzeugte Dampf soweit wie möglich 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.
Bezüglich der Ausbildung der Mahlorgane selbst, die in modernen
Maschinen allgemein auswechselbar sind, da sie starker Bean
spruchung und Abnutzung ausgesetzt sind, ist in großem Umfange
Forschungsarbeit und Entwicklungsarbeit aufgewendet worden.
In dem kanadischen Patent CA 9 01 857 sind Beispiele scheiben
förmige und auch konische Mahlsegmente mit verschiedenen
Mustern, wie Nuten oder Stangen gezeigt, um eine möglichst
wirksame Mahlung zu erhalten. Ein anderes Muster ist in der
US-PS 38 15 834 gezeigt, und zwar für eine Scheibenmühle, aus
der deutlich ersichtbar ist, daß die Nuten bei dem kleineren
Scheibendurchmesser in einem verhältnismäßig großen Abstand
angeordnet sind, und daß der Abstand weiter außen in Richtung
auf den Umfang der Scheibe immer kleiner wird. Mit Mahlfrequenz
ist die Umdrehungszahl des Rotors in Umdrehungen pro Sekunde,
multipliziert mit der Anzahl der Nuten am Umfang der Mahl
flächen gemeint. Rotor-Umdrehungszahlen in der Größenordnung
von 1000 bis 1800 U/min können als normal angesehen werden,
die zu Frequenzen in der Größenordnung von 6000 bis 20 000
Hz führen. Gemäß der Erfindung hat man festgestellt, daß der
Energieverbrauch beträchtlich verringert werden kann, und
zwar in günstigen Fällen auf weniger als die Hälfte, wenn
die Frequenz auf etwa 200 bis 2000 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 60 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 Mahlraum erzeugten 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 zur Verringerung des Energieverbrauchs beim
Mahlen einer Fasermaterialmischung oder Fasermaterialsuspen
sion, z. B. von feuchten Holzschnitzeln, in einer Stoffmühle
mit einem Einlaß und einem Auslaß für das Fasermaterial, in
welcher das Material einen Mahlspalt zwischen sich rela
tiv zueinander bewegenden Mahlflächen durchsetzt, wobei die
Mahlfrequenz von einem normalen Wert drastisch verringert wird,
indem die Schneidelemente von einer normalen Anzahl drastisch
verringert werden, wobei die normale Drehzahl aufrechterhalten
wird, wobei ferner die Verweilzeit des Fasermaterials in dem
Mahlspalt erhöht wird, um die aufgrund der herabgesetzten Fre
quenz verringerte Mahlimpulsanzahl zu kompensieren, und zwar teils
dadurch, daß die Mahlflächen konisch oder zylindrisch ausgebil
det werden, so daß ein größeres Volumen im Mahlraum erhalten
wird, ohne daß der Durchmesser der Mahlelemente vergrößert
wird, und teils dadurch, daß während des Betriebes aus dem Mahl
spalt kontinuierlich in radialer Richtung Dampf abgelassen wird,
der durch die Energieumwandlung aus der im Fasermaterial fol
genden Flüssigkeit erzeugt wird, so daß der aus dem Mahlspalt
ausgelassene Dampf zuerst in der Stoffmühle von im wesent
lichen allem dem Dampf folgenden Fasermaterial gereinigt wird
und darauf durch wenigstens einen vom Fasermaterialauslaß ge
trennten Dampfauslaß ausgelassen wird, nach Patent . . . . . . . . .
(Patentanmeldung P 37 01 315.7-23, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mahlfrequenz von typisch etwa 6000 bis 20 000 Hz auf
etwa 200 bis 2000 Hz bei einer Rotordrehzahl von etwa 1000 bis
1800 U/min herabgesetzt wird, indem die Anzahl der Schneid
elemente auf den Mahlflächen von typisch etwa 400 bis 600 auf
etwa 20 bis 60 verringert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mahlfrequenz auf etwa 200 bis 300 Hz herabgesetzt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mahlfrequenz auf etwa 800 bis 2000 U/min herabgesetzt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Anzahl der Schneidelemente auf 30 bis 60 ver
ringert wird.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8600582A SE463821B (sv) | 1986-02-11 | 1986-02-11 | Foerfarande foer att saenka energifoerbrukningen vid raffinering av en blandning eller suspension av fibermaterial |
DE19873701315 DE3701315A1 (de) | 1986-02-11 | 1987-01-17 | Verfahren zur verringerung des energieverbrauchs beim mahlen von fasermaterial |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3726602A1 true DE3726602A1 (de) | 1989-02-23 |
DE3726602C2 DE3726602C2 (de) | 1989-08-17 |
Family
ID=25851650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873726602 Granted DE3726602A1 (de) | 1986-02-11 | 1987-08-10 | Verfahren zur verringerung des energieverbrauchs beim mahlen von fasermaterial |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3726602A1 (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA901857A (en) * | 1972-06-06 | Pilao Acos E Refinadores Limitada | Method for producing and recovering conic refiners for wood pulps in the paper industry |
-
1987
- 1987-08-10 DE DE19873726602 patent/DE3726602A1/de active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA901857A (en) * | 1972-06-06 | Pilao Acos E Refinadores Limitada | Method for producing and recovering conic refiners for wood pulps in the paper industry |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3726602C2 (de) | 1989-08-17 |
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