DE69517226T3

DE69517226T3 - Verfahren zum De-Inken von Papierzellstoff und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE69517226T3
Application number: DE1995617226
Authority: DE
Inventors: Alain Serres
Original assignee: E&M Lamort Fils SA
Current assignee: Kadant Lamort SAS
Priority date: 1994-03-11
Filing date: 1995-03-08
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2015-03-09
Also published as: DE69517226D1; EP0674040A1; US5650044A; JPH0849181A; ES2150536T3; CA2144025C; FR2717192B1; CA2144025A1; EP0674040B2; FI951124A; ATE193568T1; EP0674040B1; JP3819948B2; FI117561B; FR2717192A1; NO950917D0; DE69517226T2; NO307575B1; FI951124A0; US5979665A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Deinken von Papierbrei und auf Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Deinken des Papierbreis, der aus Altpapier stammt, das wiederverwendet werden soll.
Wenn man Altpapier wiederverwenden möchte, muß es zunächst mittels einer allgemein als Pulper bezeichneten Vorrichtung in den Zustand eines Breis versetzt werden, und dieser Brei wird anschließend von seinen verschiedenen Fremdkörpern befreit, die als Verunreinigungen bezeichnet werden, indem man ihn durch Siebe hindurchlaufen läßt. Nach dieser Beseitigung der Verunreinigungen enthält der Brei jedoch noch Tinteteilchen, die man entfernen muß, wenn man aus diesem Brei hochwertiges Papier herstellen möchte.
Es ist bekannt, zu diesem Zweck mittels Injektoren Luft in den Brei einzublasen, um Blasen zu erzeugen; sodann ist auf der Masse aus Papierbrei die Bildung eines Schaumes zu beobachten, der aus Tausenden von Blasen besteht, an deren Wänden sich die Tinteteilchen anlagern.
Zahlreiche Luftinjektionsvorrichtungen zum Realisieren eines solchen Deinkens wurden beschrieben, insbesondere in der Patentanmeldung EP 0 305 251 im Namen der Anmelderin und im deutschen Patent DE 35 24 071 .
Im Europäischen Patent EP 0 122 747 ist eine Deinking-Vorrichtung beschrieben, bei der man Luft in ein Kanalsystem einbläst, das von einem Breifluß durchströmt wird und anschließend in den Boden eines Behälters so einmündet, daß die Blasen durch die Breimasse nach oben steigen, um an der Oberfläche des Breis einen Schaumteppich zu bilden, wobei dieser Schaum anschließend abgesaugt wird.
Im deutschen Patent DE 35 24 071 ist eine Vorrichtung zum Deinken beschrieben, die aus einem Raum besteht, an dessen oberem Niveau man den zu deinkenden Papierbrei einbringt, wobei dieser Papierbrei im Raum von oben nach unten spiralenförmig umläuft und ein Teil dieser Masse aus Papierbrei aus dem Raum entnommen, dann mit Luft versetzt und am Boden sowie in der Mitte des Raumes wieder eingeblasen wird.
Die Arbeiten der Anmelderin führten zu der Erkenntnis, daß die Wirksamkeit des Deinkens eines Breis mittels Luftblasen merklich verbessert wurde, wenn man die Wahrscheinlichkeit einer Kollision der Blasen mit den Tinteteilchen und die Dauer ihres Durchlaufs durch den Brei erhöht.
Die weiter oben beschriebenen Vorrichtungen sind in dieser Hinsicht jedoch nicht zufriedenstellend, da sie so ausgelegt sind, daß die Wahrscheinlichkeit eines Zusammenstoßens der Blasen mit Tinteteilchen und ihre Durchlaufdauer durch den Brei unzureichend sind.
Das Verfahren zum Deinken von Papierbrei gemäß der Erfindung ist gemäß Anspruch 1 definiert.
Dieses Verfahren kann vorteilhafterweise noch die folgenden Merkmale aufweisen:

– Blasen werden in einem auf sich selbst zurückgeführten Kreislauf erzeugt, der unterhalb der untersten Rückführungsetage liegt;
– man führt in den auf sich selbst zurückgeführten und unter der untersten Rückführungsetage gelegenen Kreislauf die Wassermenge ein, die zum Ausgleich des mit dem Schaum abgezogenen Wassers nötig ist;
– man sieht eine Vielzahl voneinander verschiedener Rückführungskreisläufe vor, wobei jeder Rückführungskreislauf einen Einlaß in den Raum, einen diesem entsprechenden Auslaß und eine Umlaufpumpe umfaßt, wobei die Einlässe, ausgehend vom oberen Bereich des Raumes, übereinander angeordnet sind und jeder Einlaß in den Raum eines Rückführungskreislaufs auf einem Niveau erfolgt, das unter dem des Einlasses des vorhergehenden Kreislaufs liegt;
– die Blasen werden in einem auf sich selbst zurückgeführten Kreislauf erzeugt, der sich am Boden der Masse aus zu deinkendem Papierbrei befindet, wobei die anderen Rückführungen des Breis wahlweise mit oder ohne Einführung von Luft erfolgen;
– Blasen werden am Boden der Masse aus zu deinkendem Papierbrei durch Einblasen von Druckluft erzeugt;
– man führt die Flüssigkeitsmenge zum Ausgleichen des mit dem Schaum abgezogenen Wassers auf einem Niveau ein, das oberhalb des Bereiches liegt, in dem die Luft eingeblasen wird;
– der zusätzlich eingeführten Flüssigkeit wird ein chemisches Additiv zugesetzt, das die Blasenbildung und das Anhaften der Tinteteilchen an den Hüllen der Blasen begünstigt;
– die Blasen werden in Form eines Schaums über eine unterhalb des Papierbreis gelegene Öffnung eingeführt, wobei die unterschiedlichen Schritte der Rückführung des Breis gegebenenfalls ohne Einführung von Luft erfolgen und der Schaum gegebenenfalls chemische Produkte umfaßt, welche die Schaumbildung und das Anhaften der Tinteteilchen an den Hüllen der Schaumblasen begünstigen, und
– der zu deinkende Papierbrei wird mit einem chemischen Additiv versetzt, das die Beseitigung der Tinteteilchen begünstigt.

Die Erfindung bezieht sich auch noch auf eine gemäß Anspruch 11 oder 12 definierte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Diese Vorrichtung kann auch noch die folgenden Merkmale aufweisen:

– sie umfaßt einen Raum, der mit einer Vielzahl von Einlaßöffnungen, einer Vielzahl von Auslaßöffnungen, die den Einlaßöffnungen entsprechen, sowie mit einer Vielzahl von Rückführungskreisläufen versehen ist, deren jeder eine Pumpe aufweist, wobei keiner dieser Rückführungskreisläufe einen Luftinjektor umfaßt, die ganz oben gelegene Öffnung diejenige ist, durch die der zu behandelnde Brei einströmt, und die ganz unten liegende Auslaßöffnung diejenige ist, durch die der Brei aus dem Raum abgezogen wird, und wobei jede Auslaßöffnung der aufeinanderfolgenden Rückführungsetagen über Leitungen mit der Einlaßöffnung verbunden ist, die unmittelbar unterhalb der vorhergehenden Einlaßöffnung liegt, wobei ferner der Raum zudem an seinem Boden mit einem geeigneten Wasser- oder Flüssigkeits-Rückführkreislauf versehen ist, der einen Auslaß umfaßt, der über eine mit einem Luftinjektor versehene Leitung mit einer Einlaßöffnung verbunden ist, die auf einem Niveau unterhalb des untersten der Kreisläufe zur Rückführung des Breis und oberhalb des Auslasses dieses Rückführkreislaufs so angeordnet ist, daß die Blasen nur in dem Rückführungskreislauf erzeugt werden, der unterhalb des Kreislaufs (oder der Kreisläufe) zur Rückführung des Breis liegt;
– der untere Kreislauf zur Rückführung von Flüssigkeit, in dem die Blasen erzeugt werden, ist durch eine Öffnung ersetzt, über die der Schaum direkt eingeführt wird;
– der untere Flüssigkeits-Rückführungskreislauf ist durch eine Öffnung ersetzt, über die Druckluft eingeführt wird, wobei der Raum ein Gitter umfaßt, das oberhalb dieser Öffnung so angeordnet ist, daß Blasen gebildet werden, die sich in der gesamten Masse aus Papierbrei verteilen;
– sie weist eine Wasserzuführleitung auf, die in den Raum auf einer Höhe oberhalb des Gitters zur Verteilung der Blasen einmündet;
– zwischen den Einlässen für den Brei und den entsprechenden Breiauslässen sind Deflektoren angebracht;
– jeder Deflektor umfaßt ein vertikales, zylindrisches Teil, das der Einlaßöffnung gegenüberliegt, und ein schräges, konisch zulaufendes Teil, das zur entsprechenden Auslaßöffnung führt, derart, daß der von der einen Öffnung zur anderen strömende Fluß ansteigt, um über das vertikale Teil hinweg zu fließen, und danach zur Auslaßöffnung hin abfällt, wobei die Blasen von einer Etage zur anderen in dem Raum strömen, der zwischen den vertikalen Teilen der Deflektoren und der Innenwand des Raumes ausgebildet ist;
– in dem Raum, der zwischen der vertikalen Wand der Deflektoren und der Innenwand des Raumes liegt, sind Schikanen angeordnet;
– die Schikanen bestehen aus einer ebenen Wand, die senkrecht zur vertikalen Achse des Raumes und spiralenförmig zwischen der Innenwand des Raumes und der vertikalen Wand des entsprechenden Deflektors verläuft, wobei diese Wand vom unteren Teil jeder Einlaßöffnung bis zu deren oberem Teil in mehreren etagenförmig angeordneten Abschnitten ansteigt und diese Abschnitte in der Höhe so versetzt sind, daß sie Schlitze ausbilden, durch die die Blasen hindurchtreten;
– der Raum ist zylinderförmig ausgebildet, die Deflektoren werden von ringförmigen Einrichtungen gebildet, die eine vertikale, zylindrische Wand und einen Boden aufweisen, durch den ein zentraler, rohrförmiger Schaft verläuft;
– die ringförmigen Einrichtungen sind mit einem konisch zulaufenden, trichterförmigen Boden versehen, mit Ausnahme der unteren ringförmigen Einrichtung, die einen flachen Boden aufweist;
– an der Basis des Bodens jeder ringförmigen Einrichtung ist ein Fenster angeordnet, das in dem zentralen Schaft ausgebildet ist und in Verbindung mit einem Abzugsrohr steht, das im Inneren des Schaftes angebracht ist;
– jedes Abzugsfenster ist mit einer konisch zulaufenden Haube bedeckt, die mit Öffnungen versehen ist, und
– die Rohre, durch die der Brei aus dem Raum abgezogen wird, um zurückgeführt zu werden, sind im Inneren des zentralen Schaftes angeordnet.

Die Masse aus Papierbrei wird vorzugsweise so in Umlauf gebracht, daß sie sich vertikal von oben nach unten bewegt, während die Luftblasen in den unteren Teil der Breimasse eingeführt werden, damit sie diesen von unten nach oben durchströmen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens, bei denen diese beiden Zirkulationen in Gegenrichtung mit Rückführungseinrichtungen durchgeführt werden.
Als nicht einschränkendes Beispiel zeigen in der beigefügten Zeichnung:
1 eine Ansicht, die eine erste Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch darstellt;
2 eine Ansicht, die eine zweite Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch darstellt;
3 eine Ansicht, die eine dritte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch darstellt;
4 eine Ansicht, die eine Ausführungsform der Deflektoren einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt längs C-C in den 5 und 6 schematisch darstellt;
5 eine Draufsicht im Schnitt entlang A-A in 4;
6 eine Draufsicht im Schnitt entlang B-B in 4;
7 eine schematische, abgewickelte Darstellung, welche die Schikane aus 5 zeigt, und
8 eine schematische, abgewickelte Darstellung der Schikane aus 6 im Aufriß.
Die 1 bis 3 sind schematische Darstellungen. In diesen Figuren ist der Raum 1 als ein Parallelepiped mit rechteckigem Querschnitt dargestellt, das mit einer Vielzahl von Deflektoren D, im dargestellten Beispiel sind es vier (D₁, D₂, D₃, D₄), versehen ist, sowie einen vertikalen und einen horizontalen Teil aufweist. Diese schematische Darstellung dient zum besseren Verständnis des Funktionsprinzips der Erfindung; wie jedoch in den 4, 5, 6 und 7 gezeigt, handelt es sich bei dem Raum 1 vorzugsweise um einen Drehzylinder, bei den vertikalen Wänden der Deflektoren ebenfalls um Drehzylinder und bei den schrägen Wänden um konische Flächen.
Betrachtet man 1, so ist ersichtlich, daß die Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform aus einem vertikal angeordneten Raum 1 besteht, der von oben nach unten vier Einlaßöffnungen E mit den Bezugszeichen E₁, E₂, E₃, E₄ sowie vier Auslaßöffnungen S mit den Bezugszeichen S₁, S₂, S₃ und S₄ aufweist.
Die Einlaßöffnung E₁, die am höchsten Niveau liegt, ist diejenige, durch die der zu deinkende Brei zugeführt wird.
Jeder Einlaßöffnung, wie z. B. E₁, entspricht eine Auslaßöffnung S₁, so daß der Hauptteil (oder sogar die Gesamtheit) des bei E₁ in den Raum eintretenden Stromes über S₁ wieder aus diesem ausströmt. Der Auslaß S₁ ist mit dem Einlaß E₂ verbunden, der sich unterhalb des Niveaus der Öffnung E₁ befindet, damit das Produkt auf diese Weise auf einem niedrigeren Niveau zurückgeführt wird.
Bei den dargestellten Beispielen befinden sich die Auslaßöffnungen S₁, S₂, S₃, S₄ auf einem Niveau, das niedriger als das der Einlaßöffnung E₁, E₂, E₃, E₄ ist, denen sie entsprechen; dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
Bei diesen Beispielen ist die zweite Einlaßöffnung E₂ etwas niedriger als die erste Auslaßöffnung S₁ angeordnet; die dritte Einlaßöffnung E₃ befindet sich etwas weiter unten als die zweite Auslaßöffnung S₂; die vierte Einlaßöffnung E₄ ist etwas unterhalb der dritten Auslaßöffnung S₃ angeordnet; die vierte Auslaßöffnung S₄ liegt im unteren Teil des Raumes 1.
Die Öffnung S₄ ist diejenige, durch die der von seiner Tinte befreite Brei abgezogen wird.
An seinem oberen Teil weist der Raum 1 eine oder mehrere zum Abziehen des Schaumes bestimmte Öffnung(en) M auf.
Die Auslaßöffnung S₁ ist mittels einer Leitung 2, an der eine Pumpe P₁ angeordnet ist, mit der Einlaßöffnung E₂ verbunden. Analog dazu sind die Auslaßöffnung S₂ unter Zwischenschaltung einer Pumpe P₂ über eine Leitung 3 mit der Öffnung E₃ und die Öffnung S₃ über eine Pumpe P₃ mit der Öffnung E₄ verbunden.
Im folgenden sei nun die Arbeitsweise beschrieben.
Der Brei wird durch E₁ (über eine geeignete Einrichtung) dem Raum 1 zugeführt, der bis zum Niveau N gefüllt wird, das sich oberhalb der Öffnung E₁ und unterhalb der Leitung M zum Abziehen des Schaumes befindet.
Wenn dieses Niveau erreicht ist, werden die Rückführungspumpen P₁, P₂ und P₃ in Gang gesetzt.
Der über E₁ zugeführte Brei wird ganz oder teilweise durch die Öffnung S₁ abgezogen, und die Leitung 2 gestattet es, den Brei durch die Öffnung E₂ wieder in den Raum einzuführen.
Der durch E₂ wiedereingeführte Brei wird ganz oder teilweise durch die Öffnung S₂ abgezogen und bei E₃ wiedereingeführt; dann tritt er von E₃ durch S₃ aus, um bei E₄ wiedereingeführt zu werden; von E₄ wiederum strömt er zum Auslaß S₄, wo er über die Leitung 7 abgezogen wird.
Bevorzugt wird der Pumpe P₃, also der, durch die der Brei am untersten Punkt des Raumes 1 umgewälzt wird, ein Luftinjektor I₃ zugeordnet, der über einen Luftkanal 6 versorgt wird. Dies führt dazu, daß der Breistrom, der bei E₄, der untersten Einlaßöffnung des Raumes, eintritt, mit Luftblasen beladen ist. Diese Luftblasen steigen wieder auf, so daß der bei S₃, S₂ und S₁ rezyklierte Brei wieder mit den Blasen vermischt wird, und daß die Blasen, die letztlich zum Niveau M gelangen, dem Brei zugemischt und im Brei mit mehreren Wiederholungen verrührt werden, und daß die Wahrscheinlichkeit von Zusammenstößen zwischen ihnen und den Tinteteilchen erhöht wird.
Man kann zusätzliche Luftinjektoren I₂ und I₁ vorsehen, in Zuordnung zu den Pumpen P₂ und P₁, was die Menge der Blasen, die durch die absteigende Masse aus Brei wieder aufsteigen, erhöht.
Bei dem dargestellten Beispiel sind drei Rückführungskreisläufe S₁-E₂, S₂-E₃, S₃-E₄ vorhanden, doch die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diesen speziellen Fall beschränkt.
Es kann ebenso gut nur einen wie auch mehr als drei derselben geben.
Man kann im Inneren des Raumes 1 auch Führungsmittel für die Rückführungsströme vorsehen.
Wie in 1 zu sehen ist, kann man zwischen jedem Einlaß E und jedem Auslaß S einen Deflektor D anordnen, so einen Deflektor D₁ zwischen E₁ und S₁, D₂ zwischen E₂ und S₂, D₃ zwischen E₃ und S₃, sowie D₄ zwischen E₄ und S₄, wobei sich jede Auslaßöffnung S₁, S₂, S₃, S₄ auf einem niedrigeren Niveau als die jeweilige Einlaßöffnung E₁, E₂, E₃, E₄ befindet.
Wie gezeigt, weist jeder Deflektor D vorzugsweise eine vertikale Wand, die der Einlaßöffnung E gegenüberliegt, und eine geneigte Wand auf, die zur Auslaßöffnung S hin ausgerichtet ist.
Ferner sind zwischen dem vertikalen Teil des Deflektors D und der Innenwand des Raumes 1 Schikanen C angeordnet, die dazu dienen, die Blasen nach oben strömen zu lassen, ohne den Brei nach unten fließen zu lassen.
Auf diese Weise kann der Strom, der durch jede Einlaßöffnung E eintritt, nicht oder nur sehr schwer über die Schikanen C strömen und muß um das durch den vertikalen Teil von D gebildete Hindernis herumfließen und entlang der geneigten Wand bis zur entsprechenden Auslaßöffnung wieder nach unten strömen.
Durch diese Deflektoren fließt die Masse aus Brei nur schrittweise, durch aufeinanderfolgende Rückführungen, vom oberen zum unteren Teil des Raumes 1.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei der identische Bestandteile mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen rührt daher, daß es hier nur einen einzigen Luftinjektor I₄ gibt, der einem bestimmten Rückführkreislauf 5 zugeordnet ist, welcher eine Pumpe P₄ aufweist.
Die Besonderheit dieses Kreislaufs 5 besteht darin, daß er nur zum Rückführen von Wasser vorgesehen ist. Dieses Wasser wird bei Bedarf über eine Leitung 5a zugeführt.
Tatsächlich wird eine bestimmte Wassermenge unvermeidbar mit dem Schaum mitgenommen, so daß es erforderlich ist, wieder ein wenig Wasser zuzugeben. Zudem ist es beim Start erforderlich, den Boden des Raumes 1 mit Wasser zu füllen: dieses Wasser wird dann bei Bedarf eingeführt. Es tritt durch eine zusätzliche Öffnung E₅, die unterhalb von E₄ liegt, in den Raum 1 ein und strömt durch eine unterhalb von S₄ angeordnete Auslaßöffnung S₅ wieder heraus. Dieses Wasser zirkuliert somit im geschlossenen Kreislauf S₅, 5, P₅, 5, I₅ und E₅, praktisch ohne sich mit dem Brei zu vermischen. Es erhält mittels des Injektors I₅ eine Lufteinblasung, und die Blasen steigen in dem zwischen den vertikalen Wänden der Deflektoren D und der Innenwand des Raumes 1 ausgebildeten Durchlaß vertikal auf.
Es ist auch möglich, das den Injektor I₅ durchströmende Wasser mit einem chemischen Additiv zu versetzen, das die Bildung der Blasen und das Anhaften der Tinteteilchen an ihren Wänden begünstigen soll. An Stelle von Wasser kann man auch jede andere geeignete Flüssigkeit einsetzen, in der man Blasen erzeugt, die in den darüber befindlichen Brei aufsteigen. Gemäß einer nicht gezeigten Variante kann man sogar einen Schaum bei E₅ einführen, ohne daß der Einsatz einer Flüssigkeit, in der man die Blasen erzeugt, erforderlich wäre.
Da in diesem Fall die Luftinjektion nur in einem Wasserkreislauf erfolgt, wird somit die Gefahr eines Verstopfens der Injektoren beseitigt; man kann daher Luftinjektionsdüsen mit kleinerem Durchmesser einsetzen, und die Einführung des Breis in den Raum 1 erfolgt in einfacherer Weise ohne Injektor.
Da sich die Konzentration des Breis zudem nicht mehr auf die Bildung der Blasen auswirkt, erhält man eine größere Blasenmenge für dasselbe Volumen, und man kann daher kleinere Deinkingräume verwenden.
Es ist auch möglich, dem Brei ein anderes chemisches Additiv beizugeben, um eine Beseitigung der Tinteteilchen zu erreichen.
3 zeigt eine Ausführungsvariante zu 2. Bei dieser Variante weisen die Rückführungskreisläufe 2, 3, 4 (mit den Pumpen P₁, P₂, P₃) keinerlei Luftinjektionseinrichtung auf, wie dies bei der Vorrichtung aus 2 der Fall ist, und die Luft wird nur am Boden des Raumes 1 zugeführt. Bei 3 ist jedoch am Boden des Raumes kein Wasserrückführkreislauf mit Luftzufuhr vorhanden. In diesem Fall wird die durch die Leitung 6 zugeführte Luft durch die Öffnung E₅ direkt am Boden des Raumes 1 eingeblasen.
Um eine bessere Verteilung der Blasen zu erzielen, bringt man ferner auf einem Niveau oberhalb dessen der Luftzufuhr E₅ ein mit einer Vielzahl von Öffnungen versehenes Gitter G an.
Das zum Ausgleichen der mit dem Schaum abgezogenen Wassermenge erforderliche Wasser wird durch die Öffnung E1 eingeführt, die oberhalb des Gitters G liegt.
Selbstverständlich kann man diesem Wasser, wie im Falle der 2, auch ein chemisches Produkt zugeben, das die Bildung der Blasen begünstigt.
Die 1 bis 3 sind schematische Darstellungen, während die 4 bis 8 sich auf eine Ausführungsform der Erfindung beziehen.
Betrachtet man nun diese Figuren, so ist ersichtlich, daß die Vorrichtung aus einem zylindrischen Raum 10 mit einem rohrförmigen, zentralen Schaft 11 besteht, in dessen Innerem einerseits ein Zentralrohr 12 und andererseits vier Rohre 13, 14, 15, 16 angeordnet sind. Über den beiden Rohren 11 und 12, die konzentrisch verlaufen, ist ein Kegel 17 angebracht, dessen oberer Teil mit einem Kranz von Löchern oder Durchgängen 18 versehen ist.
Um den zentralen Schaft 11 herum sind vier ringförmige Vorrichtungen 19, 20, 21 und 22 übereinander angeordnet, die den Deflektoren D aus den 1 bis 3 entsprechen.
Diese ringförmigen Vorrichtungen weisen vorzugsweise eine vertikale Wand 19a, 20a, 21a, 22a und einen konischen Boden 19b, 20b, 21b auf, wobei der Boden 22b der untersten Vorrichtung flach ausgebildet und am Boden des Raumes 1 angeordnet ist.
Jeder ringförmigen Vorrichtung 19 bis 22 entspricht eine Einlaßöffnung 23 bis 26.
Der zentrale Schaft 11 ist an der Basis jeder ringförmigen Vorrichtung mit einem Fenster 13a, 14a, 15a, 16a durchsetzt, deren jedes mit einem der Rohre 13, 14, 15, 16 in Verbindung steht.
Um 4 zu vereinfachen, sind nur zwei Fenster 13a und 16a dargestellt, und das Rohr 13 ist nur teilweise gezeigt.
Die Einlaßöffnungen 23 bis 26 entsprechen den Einlässen E₁ bis E₄ aus den 1 bis 3; die Fenster 13a bis 16a entsprechen den Auslässen S₁ bis S₄; die Rückführungskreisläufe mit ihren Pumpen sind nicht gezeigt.
In 4 ist zu sehen, daß die Basis der konischen Teile 19b, 20b und 21b mit einer Haube 19c, 20c und 21c bedeckt ist, die eine unregelmäßige konische Form aufweist.
Betrachtet man nun die 5 und 6, so ist ersichtlich, daß jede der konischen Hauben 19c, 20c und 21c relativ zur Achse des zentralen Schaftes 11 dezentriert ist, und zwar derart, daß ihr breitester Teil sich oberhalb des entsprechenden Fensters 13a, 14a oder 15a befindet. An ihrer Basis weist jede Haube 19c, 20c, 21c Öffnungen 19d, 20d, 21d auf, um den Brei bis zum Fenster 13a, 14a oder 15a durchfließen zu lassen.
Jeder der kreisförmigen Einlässe 23 bis 26 ist einem flachen Kasten 27 bis 30 mit rechteckigem Querschnitt zugeordnet. Dieser Kasten weist eine derartige Breite auf, daß er den gesamten Raum einnimmt, der die Wand des Raumes von der vertikalen Wand 19a, 20a, 21a der entsprechenden ringförmigen Vorrichtung 19, 20, 21 trennt. Nach jedem dieser Kästen 27 bis 30 wird dieser Raum von einer Vorrichtung mit Schikanen 31 bis 34 eingenommen, die den Schikanen C der 1 bis 3 entspricht.
Die 5 und 7 zeigen die Schikanen-Vorrichtung 31, die auf den dem Einlaß 27 zugeordneten Kasten 27 folgt. Diese spiralförmige Vorrichtung ist in 5 kreisförmig dargestellt, während 7 eine abgewickelte Ansicht ist, in der diese Vorrichtung daher geradlinig dargestellt ist. Andererseits ist ihre Länge dergestalt, daß sie in 7 in drei Stücke geschnitten ist.
Wie in dieser Figur gezeigt, besteht die Vorrichtung 31 aus einem ebenen Blech, das sich um 360° um die ringförmige Vorrichtung 19 rollt und dabei den gesamten zwischen dieser ringförmigen Vorrichtung und der Innenwand des Raumes 1 eingeschlossenen Raum einnimmt, wobei es von der Unterseite des Auslasses des Kastens 27 aus (bis zu seiner Oberseite) fortschreitend ansteigt. Das ebene Blech der Vorrichtung 31 ist in 9 Stücke 31a bis 31i geschnitten, die sich teilweise überdecken, wobei sie zwischen sich einen Raum 35 lassen. Die Blasen, die von der inneren Rückführungs-Etage ankommen, durchströmen die Räume 35.
Die 6 und 8 zeigen in derselben Weise die Vorrichtung mit Schikanen 33, analog zur Vorrichtung 31, wobei nahezu der einzige Unterschied darin besteht, daß sie nur aus 3 Stücken 33a bis 33c gebildet ist.
Der zu deinkende Brei, der bei 23 eingeführt wird, wird durch das Fenster 13a abgezogen, fließt durch das Rohr 13 nach unten, um bei 24 wieder eingeführt zu werden, wird durch das Fenster 14a abgezogen, fließt durch das Rohr 14 nach unten, um bei 25 wieder eingeführt zu werden, wird durch das Fenster 15a abgezogen, fließt durch das Rohr 15 nach unten, wird bei 26 wieder eingeführt, um durch das Fenster 16a und das Rohr 16 abgezogen zu werden, und wird wieder eingeführt.
Die Rückführungskreisläufe, die bei 24, 25 und 26 einmünden, können alle mit Luftinjektionsmitteln versehen sein, wie dies in 1 gezeigt ist, oder die Luft wird nur im unteren Kreislauf am Einlaß 26 eingeblasen, wie dies in 2 dargestellt ist.
Somit liegt einerseits eine Bewegung des zu deinkenden Breis von oben nach unten mit aufeinanderfolgenden Rückführungen und eine mehrstufige Bewegung der Blasen von unten nach oben durch den umgewälzten Brei vor, wobei die Blasen von einer Stufe zur nächsten durch die Schikanen 35 strömen.
Jede ringförmige Vorrichtung 31 bis 34 bewirkt einerseits, daß die von der unteren Stufe kommenden Blasen durch die Schikanen 35 strömen, und bringen den Brei andererseits aber auch dazu, entlang der Wände 19a, 20a, 21a nach oben zu fließen, um anschließend wieder in das trichterförmige Element 19b, 20b, 21b abzufließen, an dessen Boden sich das Abziehfenster 13a, 14a, 15a befindet.
Der so gebildete Schaum steigt bis zum oberen Teil des Raumes 1, strömt anschließend durch die Löcher 18 in den Trichter 17 und fließt durch das Mittelrohr 12, durch das er abgezogen wird, nach unten.

Claims

Verfahren zum Deinken von Papierbrei, bei dem die Masse aus zu deinkendem Papierbrei in einem Raum (1) so in Umlauf gebracht wird, daß sie sich von oben nach unten bewegt und dabei von Luftblasen durchströmt wird, die zumindest im unteren Teil des Raumes (1) eingeführt werden und sich von unten nach oben bewegen, wobei a) die Masse aus Papierbrei mittels eines Rückführkreislaufs (2, 3, 4) nacheinander mindestens zwei Deinking-Etagen (E₁, E₂, E₃, E₄), und zwar beginnend bei der obersten Etage und endend an der untersten Etage, durchläuft, b) die Luftblasen mindestens an der untersten Etage eingeführt werden, c) die Einführungen von Brei in die Etagen mit oder ohne Luftzufuhr erfolgen, d) jede Etage einen Trennbereich zwischen den Blasen und dem Brei umfaßt, in dem sich der Brei nach unten bewegt, wobei dieser Bereich einen Breiauslaß (S₁ S₂, S₃, S₄) und einen Deflektor umfaßt, der die Blasen daran hindert, diesen Bereich zu durchströmen, wenn Blasen unterhalb dieser Etage eingeführt werden, e) Mittel (C) zwischen zwei Etagen vorgesehen sind, die es zulassen, daß die in der untersten Etage von dem Brei getrennten Blasen in die darüberliegende Etage einströmen, um wieder mit dem Brei vermischt zu werden, und gleichzeitig verhindern, daß der sich in dieser darüberliegenden Etage befindende Brei sich mit dem Brei mischt, der sich darunter befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Blasen in einem auf sich selbst zurückgeführten Kreislauf erzeugt werden, der unterhalb der untersten Rückführungsetage liegt.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem man in den auf sich selbst zurückgeführten und unter der untersten Rückführungsetage gelegenen Kreislauf die Wassermenge einführt, die zum Ausgleich des mit dem Schaum abgezogenen Wassers nötig ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man eine Vielzahl voneinander verschiedener Rückführungskreisläufe (2, 3, 4) vorsieht, wobei jeder Rückführungskreislauf (2, 3, 4) einen Einlaß (E) in den Raum (1), einen diesem entsprechenden Auslaß (S) und eine Umlaufpumpe (P) umfaßt, wobei die Einlässe (E), ausgehend vom oberen Bereich des Raumes (1), übereinander angeordnet sind und jeder Einlaß in den Raum eines Rückführungskreislaufs auf einem Niveau erfolgt, das unter dem des Einlasses des vorhergehenden Kreislaufs liegt.
Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 4, bei dem die Blasen in einem auf sich selbst zurückgeführten Kreislauf erzeugt werden, der sich am Boden der Masse aus zu deinkendem Papierbrei befindet, wobei die anderen Rückführungen des Breis wahlweise mit oder ohne Einführung von Luft erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Blasen am Boden der Masse aus zu deinkendem Papierbrei durch Einblasen von Druckluft erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem man die Flüssigkeitsmenge zum Ausgleichen des mit dem Schaum abgezogenen Wassers auf einem Niveau einführt, das oberhalb des Bereiches liegt, in dem die Luft eingeblasen wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 7, bei dem der zusätzlich eingeführten Flüssigkeit ein chemisches Additiv zugesetzt wird, das die Blasenbildung und das Anhaften der Tinteteilchen an den Hüllen der Blasen begünstigt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Blasen in Form eines Schaums über eine unterhalb des Papierbreis gelegene Öffnung eingeführt werden, die unterschiedlichen Schritte der Rückführung des Breis gegebenenfalls ohne Einführung von Luft erfolgen und der Schaum gegebenenfalls chemische Produkte umfaßt, welche die Schaumbildung und das Anhaften der Tinteteilchen an den Hüllen der Schaumblasen begünstigen.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, bei dem der zu deinkende Papierbrei mit einem chemischen Additiv versetzt wird, das die Beseitigung der Tinteteilchen begünstigt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, die folgendes umfaßt: einen Raum (1), der mit einer Vielzahl von Einlaßöffnungen (E₁ E₂, E₃, E₄ usw...), einer Vielzahl von den Einlaßöffnungen entsprechenden Auslaßöffnungen (S₁, S₂, S₃, S₄ usw...) sowie mit einer Vielzahl von Rückführungskreisläufen (2, 3, 4) ausgestattet ist, deren jeder eine Pumpe (P₁, P₂, P₃) aufweist, wobei mindestens einer dieser Kreisläufe einen Luftinjektor (I₃) umfaßt und außerdem die oberste Einlaßöffnung (E₁) diejenige ist, durch welche der zu behandelnde Brei zugeführt wird, während die unterste Auslaßöffnung (S₄) diejenige ist, durch welche der Brei aus dem Raum (1) abgezogen wird, und wobei jede Auslaßöffnung der aufeinanderfolgenden Rückführungsetagen mit der Einlaßöffnung verbunden ist, die unterhalb der vorhergehenden Einlaßöffnung angebracht ist, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie zwischen zwei Etagen Mittel (C) umfaßt, die es zulassen, daß die in der untersten Etage von dem Brei getrennten Blasen in die darüberliegende Etage einströmen, um wieder mit dem Brei vermischt zu werden, und die verhindern, daß der sich in dieser darüberliegenden Etage befindende Brei sich mit dem Brei vermischt, der sich darunter befindet.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, die einen Raum (1) umfaßt, der mit einer Vielzahl von Einlaßöffnungen (E₁, E₂, E₃, E₄ usw...), einer Vielzahl von Auslaßöffnungen (S₁, S₂, S₃, S₄ usw...), die den Einlaßöffnungen entsprechen, sowie mit einer Vielzahl von Rückführungskreisläufen (2, 3, 4...) versehen ist, deren jeder eine Pumpe (P₁, P₂, P₃...) aufweist, wobei die ganz oben gelegene Öffnung (E₁) diejenige ist, durch die der zu behandelnde Brei einströmt, und die ganz unten liegende Auslaßöffnung (S₄) diejenige ist, durch die der Brei aus dem Raum abgezogen wird, und wobei jede Auslaßöffnung der aufeinanderfolgenden Rückführungsetagen über Leitungen (2, 3, 4...) mit der Einlaßöffnung verbunden ist, die unmittelbar unterhalb der vorhergehenden Einlaßöffnung liegt, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß keiner dieser Rückführungskreisläufe einen Luftinjektor umfaßt, wobei der Raum (1) zudem an seinem Boden mit einem geeigneten Wasser- oder Flüssigkeits-Rückführkreislauf versehen ist, der einen Auslaß (S₅) umfaßt, der über eine mit einem Luftinjektor (I₅) versehene Leitung (5) mit einer Einlaßöffnung (E₅) verbunden ist, die auf einem Niveau unterhalb des untersten (E₄) der Kreisläufe zur Rückführung des Breis und oberhalb (S₅) so angeordnet ist, daß die Blasen nur in dem Rückführungskreislauf erzeugt werden, der unterhalb des Kreislaufs (oder der Kreisläufe) zur Rückführung des Breis liegt, und daß sie zwischen zwei Etagen Mittel (C) umfaßt, die es zulassen, daß die in der untersten Etage von dem Brei getrennten Blasen in die darüberliegende Etage einströmen, um wieder mit dem Brei vermischt zu werden, und die verhindern, daß der sich in dieser darüberliegenden Etage befindende Brei sich mit dem Brei vermischt, der sich darunter befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der der untere Kreislauf zur Rückführung von Flüssigkeit, in dem die Blasen erzeugt werden, durch eine Öffnung (E₅) ersetzt ist, über die der Schaum direkt eingeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der der untere Flüssigkeits-Rückführungskreislauf durch eine Öffnung (E₅) ersetzt ist, über die Druckluft eingeführt wird, wobei der Raum (1) ein Gitter (G) umfaßt, das oberhalb der Öffnung (E₅) so angeordnet ist, daß Blasen gebildet werden, die sich in der gesamten Masse aus Papierbrei verteilen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, mit einer Wasserzuführleitung (E1), die in den Raum (1) auf einem Niveau einmündet, das oberhalb des Gitters (G) zur Verteilung der Blasen liegt.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Einlässen für den Brei (E₁, E₂, E₃, E₄...) und den entsprechenden Breiauslässen (S₁, S₂, S₃, S₄...) Deflektoren (D₁, D₂, D₃, D₄...) angebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der jeder Deflektor (D) ein vertikales, zylindrisches Teil, das der Einlaßöffnung (E) gegenüberliegt, und ein schräges, konisch zulaufendes Teil umfaßt, das zur entsprechenden Auslaßöffnung (S) führt, derart, daß der von der einen Öffnung zur anderen strömende Fluß ansteigt, um über das vertikale Teil hinweg zu fließen, und danach zur Auslaßöffnung hin abfällt, wobei die Blasen von einer Etage zur anderen in dem Raum strömen, der zwischen den vertikalen Teilen der Deflektoren (D) und der Innenwand des Raumes (A) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, bei der Schikanen (C) in dem Raum angeordnet sind, der zwischen der vertikalen Wand der Deflektoren (D) und der Innenwand des Raumes (1) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Schikanen (C) aus einer ebenen Wand bestehen, die senkrecht zur vertikalen Achse des Raumes und spiralenförmig zwischen der Innenwand des Raumes (1) und der vertikalen Wand des entsprechenden Deflektors (D) verläuft, wobei diese Wand vom unteren Teil jeder Einlaßöffnung (E) bis zu deren oberem Teil in mehreren etagenförmig angeordneten Abschnitten ansteigt und diese Abschnitte in der Höhe so versetzt sind, daß sie Schlitze (35) ausbilden, durch die die Blasen hindurchtreten.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 19, bei der der Raum (1) zylinderförmig ausgebildet ist, die Deflektoren D von ringförmigen Einrichtungen (19, 20, 21, 22) gebildet werden, die eine vertikale, zylindrische Wand (19a, 20a, 21a, 22a) und einen Boden (19b, 20b, 21b, 22b) umfassen, durch den ein zentraler, rohrförmiger Schaft (11) verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der, mit Ausnahme der unteren ringförmigen Einrichtung (22), die einen flachen Boden (22b) aufweist, die anderen ringförmigen Einrichtungen mit einem konisch zulaufenden, trichterförmigen Boden (19b, 20b, 21b) versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der an der Basis des Bodens jeder ringförmigen Einrichtung (19, 20, 21, 22) ein Fenster (13a, 14a, 15a, 16a) angeordnet ist, das in dem zentralen Schaft (11) ausgebildet ist und in Verbindung mit einem Abzugsrohr (13, 14, 15, 16) steht, das im Inneren des Schaftes angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der jedes Abzugsfenster (13a, 14a, 15a, 16a) mit einer konisch zulaufenden Haube (19c, 20c, 21c, 22c) bedeckt ist, die mit Öffnungen (19d, 20d, 21d, 22d) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, bei der die Rohre (13, 14, 15, 16), durch die der Brei aus dem Raum (1) abgezogen wird, um zurückgeführt zu werden, im Inneren des zentralen Schaftes (11) angeordnet sind.