DE4493391C1 - Mischer, insbesondere Hochleistungsmischer zur Verfeinerung von vorzerkleinerten Faserstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mischer, insbesondere Hochleistungsmischer, zur Verfeinerung von vorzerkleinerten Faserstoffen und Vermischen mit Behandlungsstoffen und/oder Zusätzen, insbesondere Bleichchemikalien, mit einer ringförmigen Misch- und Verfeinerungszone, die zwischen einem Scheibenrotor und einem ringförmigen Stator ausgebildet ist, und einem zentralen Stoffzufuhrkanal, wobei im Stoffzufuhrkanal zur Förderung ein Zwangsförderer vorgesehen ist.

Es sind z. B. in der AT-PS 388 193 Mischer beschrieben, die einen Stoffzufuhrkanal in Form eines vertikalen Fallschachts aufweisen, wobei dementsprechend die ringförmige Misch- und Verfeinerungszone in einer horizontalen Ebene liegt und der behandelte Stoff seitlich abgeführt wird. Diese Mischer sind bezüglich ihrer Durchsatzmenge durch die nicht beliebig wählbaren Durchmesser des Fallschachts beschränkt.

Weiters ist in der CH-PS 485 479, die der DE-AS 17 82 456 entspricht, eine Vorrichtung zur Herstellung von Dispersionen oder Lösungen aus einer flüssigen Komponente und einer festen oder pastösen Komponente unter Verwendung eines Mischwerks beschrieben. Dazu wird die feste oder pastöse Komponente über eine unmittelbar vor dem Rotor des Mischwerks endende Förderschnecke diesem zugeführt, wobei andererseits die flüssige Komponente am Ende der Förderschnecke aus einer Zuführungsleitung austritt. Bei Verwendung dieser Ausgestaltung für das Vermischen von Faserstoffen mit Behandlungsstoffen, wie z. B. Bleichchemikalien, würde einerseits eine ungenügende Förderung auftreten, da das Material die Schnecke nicht füllt und andererseits auch eine ungleichmäßige Durchdringung der Faserstoffe erfolgen.

Den Anmeldungsgegenständen liegt die Aufgabe zugrunde, den Faserstoffring am Umfang des Stoffzufuhrkanals besonders gut zu führen und die Behandlungsstoffe, insbesondere Bleichchemikalien, in flüssiger Form einerseits und in gasförmigem Zustand andererseits, nahe an der Misch- und Verfeinerungszone gleichmäßig einzubringen.

Erfindungsgemäß werden zur Lösung dieser Aufgabe die in den Ansprüchen 1 und 5 enthaltenen Merkmale vorgeschlagen.

Mit dieser Ausführung ergibt sich auch die Möglichkeit einer Anlage mit horizontalem Stoffzufuhrkanal und dementsprechend vertikal ausgerichteter Misch- und Verfeinerungszone, bei der Rotor und Stator im rechten Winkel zur Horizontalen ausgerichtet sind. Auch eine Schräganordnung wird somit möglich. Unter einer Bandschnecke hat man ein wendelförmiges Band zu verstehen, das im Ab­ stand von der Welle verläuft.

Bei den bekannten Mischerausführungen werden Zusätze, insbesondere Bleichchemikalien, beispielsweise in den Fallschacht eindosiert, wobei Probleme bezüglich der gleichmäßigen Verteilung der Zusätze im Faserstoff auftreten können, insbesondere wenn flüssige Zusätze angewendet werden. Bei Zellstoff ist bekannt, daß sich flüssige Zusätze infolge der hohen Adsorptionsfähigkeit des Stoffs nur schwer verteilen lassen, wenn nicht eine Tränkung des Stoffs durchgeführt wird. Weiterhin besteht das Problem einer ungleichmäßigen Verweilzeit und eines ungleichmäßigen Reaktionsablaufs, da angestrebt wird, daß die Zusätze (nur) im Bereich der Misch- und Verfeinerungszone voll wirksam sind.

Durch die Anordnung eines Zwangsförderers im Zufuhrkanal ergibt sich nunmehr die Möglichkeit, die Behandlungsstoffe bzw. Zusätze zentral über den Zwangsförderer selbst zuzuführen und es wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Zwangsförderer zur Zuführung von Behandlungsstoffen und/oder Zusätzen vorgesehen ist, insbesondere eine axiale Hohlwelle aufweist, über die Behandlungsstoffe und/oder Zusätze zudosierbar sind.

Dabei kann z. B. die Hohlwelle des Zwangsförderers auf ihrer ganzen Länge oder in ausgewählten Bereichen davon Abgabeöffnungen aufweisen, vorzugsweise vor allem an ihren der Misch- und Verfeinerungsvorrichtung zugewandten Ende, also möglichst nahe am Scheibenrotor.

Die Hohlwelle kann zur Zuführung verschiedener Zusätze dienen, z. B. zur Zuführung von Gas über deren ganze Länge und/oder zur Zuführung von Flüssigkeit über deren Ende, wofür in der Hohlwelle mindestens ein gesondertes Rohr zur Zufuhr von Behandlungsstoffen und/oder Zusätzen vorgesehen sein kann. Ein solches Rohr ist leicht auswechselbar und kann zum Reinigen herausgenommen werden. Diese Reinigungsmöglichkeit ist z. B. dann wesentlich, wenn im Rahmen einer Perioxidbleiche Silikat zugegeben wird.

Um eine gute Verteilung der am Ende des Zwangsförderers abgegebenen Zusätze vor ihrem Kontakt mit dem Stoff zu erzielen sowie den Kontakt erst möglichst nahe an der Misch- und Verfeinerungszone herzustellen, wird vorgeschlagen, daß an der der Misch- und Verfeinerungszone zugewandten Seite des Stoffabweisers die mindestens eine Abgabeöffnung vorgesehen ist.

Weiterhin wird zu diesem Zweck erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die mindestens eine Abgabeöffnung eine Abgaberichtung aufweist, die zumindest im wesentlichen parallel zur Wand des Abweisers verläuft. Damit werden die Behandlungsstoffe und/oder Zusätze in Richtung der Misch- und Verfeinerungszone geführt. Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Mischers besteht darin, daß der Zwangsförderer in einem Zufuhrkanal mit Doppelmantel vorgesehen ist, dessen Zwischenraum zur Zufuhr von Gasen und/oder Dämpfen zur Misch- und Verfeinerungszone dient.

Dabei kann der Doppelmantel an seinem der Misch- und Verfeinerungszone benachbarten Ende einen Umlenkrand aufweisen, der Gase und oder Dämpfe zur Misch- und Verfeinerungszone hin umlenkt. Der Zwischenraum kann auch an seinem der Misch- und Verfeinerungszone zugewandten Ende eine Erweiterung aufweisen.

Mit dem erfindungsgemäßen Mischer ist eine optimale Verteilung der Behandlungsstoffe und/oder Zusätze im Stoff sowie ein Kontakt erzielbar, der möglichst nahe an der Misch- und Verfeinerungszone gebildet wird. Eine Reinigung des Zwangsförderers ist einfach möglich.

Der erfindungsgemäße. Mischer ist vor allem zur Behandlung von Fasermaterialien vorgesehen. Beispielsweise wird das Ausgangsmaterial, wie Holzschliff, TMP oder CTMP, über eine Siebbandpresse, üblicherweise eine Doppelsiebbandpresse, vorentwässert, in einem Feinzerfaserer zerkleinert und gelangt dann über eine Förderschnecke zum Mischereinlauf. Nach Passieren des Mischers gelangt der Stoff (Zellstoff) in einen Bleichturm und wird von dort als gebleichter Stoff abgeführt.

Mit dem erfindungsgemäßen Mischer wird eine vorzerfaserte (Zell-)Stoffbahn weitgehend in einzelne Fasern zerlegt. Durch die große Faseroberfläche penetriert das Bleichmittel, das als Lösung oder gasförmig, z. B. Ozon, eingesetzt werden kann, rasch und gleichmäßig in die Fasern. Der Mischvorgang verursacht dabei keine Veränderung der Faserfraktion. Durch die Chemikalienzugabe direkt vor den Rotor findet die Einwirkung der Chemikalien auf die Fasern erst dort statt, wo diese praktisch einzeln vorliegen und erhöht somit wesentlich den Wirkungsgrad des (Bleich-)Prozesses. Dadurch kann die Verweilzeit des (Zell-)Stoffes sowohl im Mischer als auch im nachfolgenden Bleichturm herabgesetzt werden, wodurch ein höherer Durchsatz möglich wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Mischers unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen aufweisen und in der Fig. 1 ausschnittsweise einen Mischer mit Chemikalienzufuhr über die Hohlwelle des Zwangsförderers und Fig. 2 ausschnittsweise einen Mischer mit Chemikalienzufuhr über den Doppelmantel des Stoffzufuhrkanals zeigt.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Mischer, wobei der zu verfeinernde und zu bleichende Zellstoff über den Eintrag 1 eingebracht und mittels einer Bandschnecke 2 im Stoffzufuhrkanal 17 zwangsgefördert wird. Die Schneckengänge der Bandschnecke 2 sind mittels Streben 3 an einer Hohlwelle 4 befestigt. Der Zellstoff wird durch die Bandschnecke 2 zentral dem Rotor 7 zugeführt und zwischen die statorseitigen Mahlplatten 5 und die rotorseitigen Mahlplatten 6 eingebracht. Durch die Rotation der Rotorwelle 8 werden die Zellstoffasern zwischen den Platten 5, 6 gemischt und verfeinert und geben den zugeführten Bleichchemikalien die Möglichkeit, den Zellstoff vollständig zu durchdringen und somit vollständig zu bleichen. Der Zellstoff wird dann bei 9 wieder ausgetragen und einer weiteren Behandlung zugeführt bzw. die Bleichreaktion wird in einem anschließenden Bleichturm vollständig durchgeführt.

Das Bleichmittel wird über die Hohlwelle 4 der Bandschnecke 2 dem Rotor 7 zugeführt. Es wird z. B. Peroxid durch den Innenraum 13 der Hohlwelle 4 einer Abgabeeinrichtung 11 zugeführt, die das Ende der Hohlwelle 4 abschließt und Öffnungen, vorzugsweise Bohrungen 12, aufweist. Diese Abgabeeinrichtung 11 ist in Förderrichtung hinter einem kegelmantelförmigen Stoffabweiser 10 angebracht. Der Kegelstumpf öffnet sich dabei in Richtung auf den Rotor 7 hin. Durch die Rotation der Hohlwelle 4 werden die Bleichchemikalien durch die Zentrifugalkraft an die Innenseite des Stoffabweisers 10 geleitet, was durch die Ausrichtung der Achsen der Bohrungen 12 in Richtung der Erzeugenden des Kegelmantels unterstützt wird. An dem Rotor 7 zugewandten Ende des Stoffabweisers 10 werden die Chemikalien dann gleichmäßig über den Umfang verteilt und somit nahe an die Misch- und Verfeinerungszonen zwischen den Platten 5, 6 herangebracht.

Fig. 2 stellt eine Variante für gasförmige Bleichchemikalien dar, bei der die Chemikalien, z. B. Ozon, durch eine Zufuhrleitung 14 einem Ringspalt 15 zugeführt werden, der durch einen Doppelmantel des Stoffzufuhrkanals 17 gebildet wird. An seinem dem Rotor 7 zugewandten Ende befindet sich eine Erweiterung bzw. ein Umlenkrad 16, sodaß die Chemikalien möglichst gleichmäßig und nahe an die Misch- und Verfeinerungszone 5, 6 herangeführt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungen beschränkt, insbesondere sind anders ausgeführte Verteileinrichtungen, z. B. in Spiralform, denkbar und die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Merkmale können auch in Kombination verwirklicht sein.

Claims (7)

1. Hochleistungsmischer zur Verfeinerung von vorzerkleinerten Faserstoffen und Vermischen mit Behandlungsstoffen und/oder Zusätzen, insbesondere Bleichchemikalien, mit einer ringförmigen Misch- und Verfeinerungszone, die zwischen einem Scheibenrotor und einem ringförmigen Stator ausgebildet ist, und mit einem zentralen Stoffzufuhrkanal, wobei im Stoffzufuhr­ kanal zur Förderung ein Zwangsförderer für die vorzerkleinerten Faserstoffe zur Misch- und Verfeinerungszone, vorgesehen ist, der Zwangsförderer als Bandschnecke (2, 3, 4) ausgebildet und an dem der Misch- und Verfeinerungszone benachbarten Ende der Bandschnecke ein mit der Welle der Bandschnecke fest verbundener, ins­ besondere kegelmantelförmiger, Stoffabweiser (10) vorgesehen ist, der die Feststoffe zur Peripherie des Stoffzufuhrkanals (17) hin umlenkt, wobei die Bandschnecke eine axiale Hohlwelle (4) aufweist, über die Behandlungsstoffe und/oder Zusätze zudosierbar sind und die Hohlwelle an dem der Misch- und Verfeinerungszone zugewandten Ende mindestens eine Abgabeöffnung (12) für die Behandlungsstoffe und/oder Zusätze zur Zuführung direkt vor den Rotor aufweist.

2. Hochleistungsmischer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hohlwelle mindestens ein gesondertes Rohr (13) zur Zufuhr der Behandlungsstoffe und/oder Zusätze vorgesehen ist.

3. Hochleistungsmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Misch- und Verfeinerungszone zugewandten Seite des Stoffabweisers (10) die mindestens eine Abgabeöffnung (12) vorgesehen ist.

4. Hochleistungsmischer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Abgabeöffnung (12) eine Abgaberichtung aufweist, die zumindest im wesentlichen parallel zur Wand des Abweisers (10) verläuft.

5. Hochleistungsmischer zur Verfeinerung von vorzerkleinerten Faserstoffen und Vermischen mit Behandlungsstoffen und/oder Zusätzen, insbesondere Bleichchemikalien, mit einer ringförmigen Misch- und Verfeinerungszone, die zwischen einem Scheibenrotor und einem ringförmigen Stator ausgebildet ist, und einem zentralen Stoffzufuhrkanal, wobei im Stoffzufuhr­ kanal zur Förderung ein Zwangsförderer für die vorzerkleinerten Faserstoffe zur Misch- und Verfeinerungszone, vorgesehen ist, der Zwangsförderer als Bandschnecke ausgebildet und der Stoffzufuhrkanal (17) einen Doppelmantel aufweist, dessen Zwischenraum (15) zur Zufuhr von Gasen und/oder Dämpfen zur Misch- und Verfeinerungszone dient und direkt vor dem Rotor mündet.

6. Hochleistungsmischer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelmantel an seinem der Misch- und Verfeinerungszone benachbarten Ende einen Umlenkrand (16) aufweist, der Gase und oder Dämpfe zur Misch- und Verfeinerungszone hin umlenkt.

7. Hochleistungsmischer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandschnecke in einem horizontalen Stoffzufuhrkanal vorgesehen ist.