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Verfahren und Vorrichtung zum Aufschließen von zellstoffhaltigem Fasergut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufschließen von zellstoffhaltigem
Fasergut durch Kochen in .einer unter hydrostatischem Druck stehenden Aufschlußflüssigkeit.
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Zum Behandeln zellstoffhaltigen Fasergutes hat man bereits vorgeschlagen,
entweder die Kochflüssigkeit allein oder eine Mischung des Kochgutes und der Kochflüssigkeit
durch einen Kocher umlaufen zu lassen.
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Die Erfindung verbessert diesen bekannten Vorschlag und ist dadurch
gekennzeichnet, daß ein Teil des aus Kochgut und Kochflüssigkeit bestehenden Kocherinhalts
vom Boden des Kochers entnommen und durch Umlaufleitungen in den Oberteil wieder
zurückgeführt wird, während die Konzentration der Kochflüssigkeit nahezu konstant
gehalten und gleichmäßige Einwirkung der Kochflüssigkeit auf jeden Teil des Kochgutes
dadurch gesichert wird, daß das Kondensat eines verdampften Teils der Kochflüssigkeit
zurückgeführt wird, der aus dem Oberteil des Kochers abgezogen und durch eine Umlaufleitung
dem Boden des Kochers entgegengesetzt zur Richtung des Umlaufs der Mischung aus
Kochgut und Kochflüssigkeit wieder zugeleitet wird.
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Mit Rücksicht auf die Tatsache, daß nach der Erfindung die Mischung
aus Kochgut und Kochflüssigkeit in einer Richtung umgekehrt zu der der Kochflüssigkeit
allein strömt, wird eine erhöhte Mischwirkung erzielt, so daß ein außerordentlich
gleichmäßiges Gut .erzeugt wird. Weiter wird dadurch die Konzentration der Kochflüssigkeit
im Kocher konstant gehalten, während gleichzeitig ein konstanter hydrostatischer
Druck im Kocher gesichert ist.
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Zur Durchführung des Verfahrens wird vorzugsweise ein Kocher. benutzt,
in dem
die Abflußleitung für das Gemisch in zwei Leitungen gegabelt
ist, die mit dem Oberteil des Kochers in Verbindung stehen.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsformen einer Vorrichtung nach der
Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt.
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Fig. i zeigt die gesamte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Fig.2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform.
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Fig.3 ist die Teilansicht einer weiteren Ausführungsform der Regelvorrichtung.
Das Verfahren und die Vorrichtung besitzen ein weitgehendes Verwendungsgebiet. Sie
sind anwendbar zur Herstellung von Papierbrei und Cellulose nicht nur aus Holzschnitzeln,
sondern auch aus sonstigen Faserstoffen.
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In den Zeichnungen stellt i einen Einweichbehälter dar, dessen Wände
2 von einem `i'ärmeisaliermantel ; umgeben sind. In ihm wird der Rohstoff zunächst
mit Wasser oder einer Kochflüssigkeit gesättigt und die Mischung durch Dampfschlangen
4. erhitzt, die durch ein thermostatisches Venti12a gesteuert werden. Ein Verdichter
5 fängt aus dem Behälter i aufsteigende Dämpfe auf und führt sie ihm verdichtet
wieder zu. Eine Kreiselpumpe 7, die durch Leitung 6 mit dem Boden des Behälters
in Verbindung steht, führt das entzogene Gemisch von Rohstoff und Flüssigkeit durch
eine Leitung 6<< in die Höhe und durch eine seitliche Auslaßleitung 8 mit
Ab-
sperrventil 9 oben wieder in den Behälter i zurück. So wird das Gemisch
aus Rohstoff und Tränkflüssigkeit durch die Pumpe 7 in einen Kreislauf versetzt,
so dal3 eine vollständige Sättigung jedes Teiles bei abgekürzter Vorbereitungszeit
gewährleistet ist. Nach gründlicher Sättigung und Durchtränkung mit Flüssigkeit
wird das Ventil 9 geschlossen und ein Ventil 12 in einer Leitung io geöffnet, die
mit dem Oberteil eines Kochers i i in Verbindung steht, so daß das unten aus dem
Ein Weichbehälter i kommende Gemisch durch die Pumpe 7 über die Leitung io in den
Behälter i i gelangen kann, der mit der Abflußleitung 13 und einer Kreiselpumpe
14 in Verbindung steht. Eine nach oben führende Leitung i Y ist gegabelt.
Ein Teil iah führt an einer der Leitung io etwa gegenüberliegenden Stelle in den
Kocher i i. Der andere Zweig führt durch die Leitung i o gleichfalls in den Behälter
i i. Die Leitung io hat ein Absperrventil 15 und die Umlaufleitung 131, ein
Absperrventil 15a.
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Ist der Kocher i i mit vorbereitetem Ge# misch gefüllt, so wird das
Ventil 12 geschlossen und nach Ingangsetzen der Pumpe 74 ein Gemisch von Brei und
Kochflüssigkeit unten aus dem Kocher entnommen, durch die Umlaufleitungen 13r= und
13h aufwärts und oben in den Kocher in sich schneidenden Strömen zurückgeführt,
die in dem Kocher eine Bewegung erzeugen, so daß sein Inhalt der Einwirkung der
erhitzten Kochflüssigkeit gleichmäßig ausgesetzt ist.
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Ein schirmartiges Sieb 16 hält dabei die breiigen Stoffe zurück und
gestattet der Kochflüssigkeit ein Ansteigen über die Oberkante des Kochers in die
Leitung 17 hinein, in der ein Druckregler 18 sitzt, durch den der Inhalt des Auslaugers
unter hydrostatischem Druck gehalten wird. Der Flüssigkeitsstand wird oberhalb der
Oberkante des Behälters gehalten, so daß sich kein Raum bildet, in den Gase oder
Dämpfe aus der Flüssigkeit aufsteigen können. Es werden aber von der Flüssigkeit
Gase und Dämpfe mitgerissen, sie gelangen durch die Leitung 17 über den Druckregler
in einen Niederdruckbehälter i9, der so liegt, daß er eine Flüssigkeitsmenge aufzunehmen
vermag, in welche die Leitung 17 mit Flüssigkeitsverschluß eintaucht. In dem Kocher
i i findet keine Gasbildung statt. Von der Flüssigkeit mitgerissene Gase und Dämpfe;
die unter Druck teilweise noch flüssig sind, werden in dem Niederdruckbehälter flüchtig,
in dem eine Platte 2o heftige Bewegung verhindert. Die dabei aufsteigen- ! den Dämpfe
und Gase werden durch eine Kühlschlange 2 i verdichtet, das Kondensat wird in den
Flüssigkeitssammler zurückgeführt. Dadurch wird erzielt, daß die ursprüngliche Konzentration
erhalten bleibt. 5 Aus dem Behälter i 9 wird durch eine Leitung 22 die wiedergewonnene
Flüssigkeit durch die Druckpumpe 23 über eine mit ihr und dem Boden des Kochers
i i verbundene Leitung 24 diesem wieder zugeführt, wobei in einem Erhitzer 25 Aufheizung
erfolgen kann. Ein Rückschlagventil 26 in der Leitung 24 hält den Druck im Behälter
aufrecht. So wird eine Umlaufbewegung der Flüssigkeit durch den Kocher i i in entgegengesetzter
Richtung zu Kochgut und Kochflüssigkeit erzielt.
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An Stelle des Erhitzers 25 kann auch Frischdampf durch eine Leitung
27 in die Saugleitung 22 eingeführt oder auch unmittelbar dem Kocher i i zugeführt
werden.
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Im Behälter 19 nicht kondensierter Dampf kann durch ein Lüftungsrohr
29 entweichen, das ein Absperrventil 30 trägt und durch einen Verdichter
31 einem Vorratsbottich 32 zugeführt werden. Innerhalb des Vorratsbottichs kann
die Flüssigkeit durch Heizschlangen 33 aufgewärmt werden, dabei aufsteigende Dämpfe
werden durch einen oben im Vorratsbottich angebrachten Verdichter 34 1 kondensiert
und der Flüssigkeitsmenge wieder zugeführt.
Durch eine mit einer
Kreiselpumpe 36 verbundene Leitung 35 wird dem Oberteil des Vorrats- oder Einweichbehälters
i durch die Leitung 37 Flüssigkeit zugeführt. Durch Absperren des Ventils 39 kann
die Flüssigkeit durch Leitung 38 dem Kocher i i zugeführt werden.
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Um bei Stillstand der Pumpe 36 dem Kocher i i immer einen genügenden
Vorrat an Kochflüssigkeit zuführen zu können, ist ein Ausgl:eichgefäß 4o vorgesehen,
in dem ein überschuß an Kochflüssigkeit angesammelt werden kann. Ein beschwerter
Kolben 42 treibt die Flüssigkeit unter Druck in den Kocher i i, um dort den gewünschten
hydrostatischen Druck aufrechtzuerhalten. überschußflüssigkeit kann dem Kocher vor
Ablassen seines Inhalts durch eine Leitung 43 entzogen werden, die ein Absperrvexiti144
besitzt und in den Vorratsbottich 3a führt.
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Nach Beendigung des Kochens werden die Ventile 15 und 15a geschlossen,
ein Ventil 44' in der Leitung 45 wird geöffnet und gekochte Masse unten aus dem
Behälter i i durch die Pumpe-i4 abgezogen und durch eine Leitung 45 in einen Vorrats-
oder Waschbottich geführt, der an sich keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet
und nicht mit dargestellt ist.
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Wie in Fig. i dargestellt ist, können Einweichvorbereitung und Kochbehandlung
des Rohstoffes gleichzeitig durchgeführt werden. Folgen aber beide Behandlungen
einander, so wird die Vorrichtung dadurch vereinfacht, und es kann eine beiden Zwecken
dienende Pumpe, wie in Fig. z dargestellt, - verwendet werden. Nach Fig. z ist die
Pumpe 7a dem Einweich- und dem Kochbehälter gemeinsam, ihre Ausstoßleitung 6a steht
mit beiden Behältern in-Verbindung, so daß es möglich ist, beiden teilweise behandelte
Masse entnehmen und ihnen wieder zuführen zu können oder unten aus dem Einweichbehälter
i abgezogene Masse durch entsprechende Regelung des Steuerventils ,oben in den Kocher
i r einführen zu können.
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Ist die Behandlungsdauer für ordnungsmäßiges Kochen einmal festgelegt,
so kann der zeitweilige Umlauf entweder durch einen Zeitmesser oder durch Bemessung
des Durchflusses und entsprechendes Anhalten und Ingangsetzen der Pumpen in bestimmten
Zwischenräumen selbsttätig geregelt werden, was durch eine Uhrwerksteuerungerreicht
werden kann.
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Das vorliegende Verfahren erleichtert die Abscheidung von Gerbsäure
aus den in dem Einweichbehälter mit reichlichem Wasservorrat zusammengebrachten
Holzschnitzeln, die durch die Dampfheizschlangen 4 auf hohe Temperatur gebracht
werden. Wenn Rohstoff und Flüssigkeit im Kocher von unten nach oben laufend dargestellt
wurden, so kann die Stromrichtung auch umgekehrt sein.