DK158530B

DK158530B - Fremgangsmaade til fremstilling af hoejudbyttemasse

Info

Publication number: DK158530B
Application number: DK406385A
Authority: DK
Inventors: Jonas Arne Ingvar Lindahl
Original assignee: Mo Och Domsjoe Ab
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1985-09-06
Publication date: 1990-05-28
Also published as: FI81132C; FI853440A0; JPS6170090A; DK406385A; NO162976C; ES546803A0; NO162976B; SE444825B; SE8404521D0; EP0175991B1; NO853521L; DK158530C; CA1266152A; EP0175991A1; ATE33687T1; FI853440L; DK406385D0; AU577886B2; AU4680885A; ES8605603A1

Description

i

DK 158530B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af en forbedret højudbyttemasse ud fra ved i form af stokke, grene, stammer eller flis, spåner, træstumper eet. Ved højudbyttemasse forstås her slibemasse, termomekanisk masse og kemimekaniske masser af for-5 skellige arter, fremstillet med et udbytte på over 60%, samt returpapirmasse.

Slibemasse fremstilles ved at man bringer stokke eller grene eller vedflis i kontakt med en roterende sli-besten, og den vundne fibersuspension behandles sædvanligvis i en grovsi for at fjerne grovere partikler mens accepteret masse føres til et sigteri.

Ved fremstilling af kemimekanisk masse imprægneres flisen først med kemikalier og opvarmes til høj temperatur, såkaldt forkogning, hvorved man udvinder et udbytte, regnet 15 på indgående vedvægt, på mellem ca. 65% og ca. 95%. Efter opvarmningen defibreres flisen i en skiveraffinør. Det er sædvanligt at behandle fibrene i en anden skiveraffi-nør til yderligere defibrering og bearbejdning, såkaldt 2Q raffinering. Den således vundne masse er imidlertid ikke fuldstændig defibreret men indeholder fiberknipper og såkaldte splinter (spetor) hvilket sidstnævnte materiale som regel defineres som materiale der ved sining i en laboratories! ikke passerer en siplade med en slidsvidde på 0,15 mm. For at fraskille splinter fra massens fibre fortyndes den under behandlingen med store mængder vand. Massekoncentrationen i den vundne suspension andrager som. regel 0,5-3% og denne (injektet) føres som regel til en anden type si, fx en centrifugalsi, hvor fibersuspen-^ sionen opdeles i to strømme. Den ene delstrøm, acceptet, har lavere splintindhold end injektet, mens den anden delstrøm er beriget med hensyn til splinter og benævnes rejekt. Acceptet føres til en hvirvelrenser til yderligere rensning. Rejektet fra centrifugalsien og hvirvelren-serne føres til en skiveraffinør for defibrering og oparbejdning til. en massefibre, der somregel føres tilbage til centrifugalsien. Acceptet fra centrifugalsien og hvirvelrenserne føres efter blegning til en optagning- eller 2

DK 158530 B

papirmaskine. Ved fremstilling af termomekanisk masse defibreres på lignende måde forvarmet flis som ikke er behandlet med kemikalier.

Returpapirmasse fremstilles ved oplukning af aviser, kartoner og lignende, og sining og sværtefjernelse fra den vundne masse som suspension samt eventuelt blegning deraf.

— - - Højudbyttemasse kan anvendes af alle slags produkter, hvor massefibre indgår som en væsentlig bestanddel. Store produktområder er blandt andet såkaldt fluffmasse til til- 10 virkning af absorptionsprodukter samt masse til karton, avispapir og andre typer trykpapir og blødpapir. Ved fremstilling af trykpapir stilles der høje krav til lav splintenhed og fordres at massen giver et papir med lav overflade ruhed og høj opacitet. Et stort problem ved frem-15 stilling af højudbyttemasse af kemimekanisk type er de vundne produkters høje overfladeråhed og deres forholdsvis lave opacitet. En variant af kemimekanisk masse hvortil nævnte problem knytter sig er kemitermomekanisk masse (CTMP), der normalt opnås i et udbytte på 92-95%. Ved fremstilling af 20 CTMP til trykpapir sker der et højt forbrug af elektrisk energi således kan ^elektricitetsforbruget andrage 2-2,5 MWh til fremstilling af en ton masse med en drænerings- evne, målt som freenes, på ca. 100 ml Canadian Standard

Freeness (CSF). Trods en stor indsats af elektrisk energi 25 ved massens raffinering i en eller flere skiveraffinører

opnås der i et sådant papir ringere overfladelag med CTMP

end med kemisk masse og slibemasse.

Slibemasse anvendes som. regel til avispapir, andre typer trykpapir og til fremstilling af blødpapir, for 30 hvilke kvaliteter der stilles høje krav til lavt splintindhold. Høj splintindhold forårsager banebrud ved papirtilvirkningen, giver papiret høj overfladeruhed og medfører forstyrrelser ved trykning af papiret. Et stort problem ved fremstilling af slibemasse er derfor at brin-35 ge splintindholdet ned til et lavt niveau. Den masse som anvendes til de nævnte produkter er derfor slebet til en forholdsvis lav freeness, dvs 70-200 ml CSF.

DK 158530B

3

Slibemassen kan også anvendes ved fremstillingen af karton og også her er det ønskeligt med lav splintindhold, men slibemasse som bruges til karton bør samtidig have relativ høj freeness, dvs 250-400 ml CSF.

En ulempe ved slibning med høj freeness er imidlertid 5 at splintindholdet bliver højt og massen forholdsvis svag. En anden ulempe som knytter sig til slibemasse der anvendes til karton er dens høje indhold af ekstraktivstof fer (harpiks), der bevirker lugt- og smagsproblemer blandt andet for levnesmiddelindustrien.

1 g I de senere år er der udviklet en kemimekanisk masse med meget høj freeness, dvs. 400-700 ml CSF og desuden lavt splintindhold, en masse som er meget velegnet til fremstilling af absorptionsprodukter. Med nutidens teknik i et sliberi til stenslibemasse er det ikke muligt at 15 fremstille en til absorptionsprodukter anvendelig masse med freeness over 500 ml CSF fordi en slibemasse med så høj freeness har for højt indhold af ekstraktiv-stoffer og for lav andel af frilagte fibre, og i høj grad består af splinter og småpinde.

20

Det ville være meget ønskeligt at kunne forbedre ovennævte højudbyttemassers egenskaber med henblik på at udvide deres anvendelseområde.

Ved den foreliggende opfindelse er det netop beskrevne problem løst, og opfindelsen angår en fremgangs-25 måde til fremstilling af en forbedret højudbyttemasse.

Det er ejendommelige ved opfindelsen er at massen efter blegning og fortynding til lav massekoncentration i kombination med kraftig omrøring således at de tilstedeværende ___ fibreflokke (fiberplokker) opsplittes, opdeles i en frak-30 tioneringsanordnmg i 2 massestrømme med uens gennemsnitlig fiberlængde - en langfiberfraktion og en finfi-berfraktion - hvorved freeness ifølge SCAN-21:65 for langfiberfraktionens vedkommende bringes til at overstige freeness-værdien for finfiberfraktionen med 150— 600 ml. Andelen af finfiberfraktion bringes derved til at udgøre 35-70 vægt% af den efter blegningen vundre massemængde.

35

DK 158530B

4

Ved den således foreslåede fremgangsmåde opnåedes der med lavt energiforbrug en praktisk talt splintfri og lys højudbyttemasse som egner sig til fremstilling af fx LWC-papir (LWC=light weight coated) og til indblanding i andre slags trykpapir af høj kvalitet. Den særskilte udtagne langfiberfraktion, der fremstilles _____ ________med meget lavt forbrug af elektrisk energi, har lavt------------------ - indhold af ekstraktivt stof (harpiks), høj freeness (200-700 ml CSF) og er meget egnet til alene eller i blandingen med anden masse at Denyttes til absorptionsproduk-i η ter med høj renhed, høj rumvægt (bulk), god absorptions-hastighed og stor absorptionskapacitet. En langfiberfraktion med en freeness på 300-500 ml CSF er særdeles velegnet til fremstilling af karton. Ved blanding af den ene fraktion med den anden kan desuden fremstilles masse 15 som er egnet til blødpapir.

Ved blanding af ikke- opdelt masse med vedkommende massefraktion opnås der yderligere en mulighed for styre massens egenskaber. Det er således muligt at fremstille masser hvis egenskaber ligger på et overordentligt jævnt 20 niveau.

Tilsvarende fordel opnås ved behandling af returpapirmasse i overensstemmelse med opfindelsen.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal i det følgende belyses nærmere under henvisning til tegningen, der viser forskellige anlæg til udøvelse af fremgangsmåden. På tegnignen viser fig. 1 som principdiagram et blokskema for fremstilling af blegede højudbyttemasse i henhold til kendt teknik, dækkende såvel slibemasse som kemimekanisk masse, 30 fig. 2 som princip et blokdiagram af samme art under udnyttelse af opfindelsen, fig. 3 mere udførligt fremstilling af kemimekanisk masse i henhold til kendt teknik fig. 4 viser tillempning af denne fremstilling i overens-35 stemmelse med opfindelsens principper.

5

DK 158530 B

Ved den kendte teknik til fremstilling af højudbytte-masse, der er belyst i fig. 1, opsamles fibersuspensionen i en beholder 1 inden splinter fraskilles i et sigteri 3 til hvilke de føres gennem en ledning 2.

Dette system gælder for alle kendte højudbyttemasser 5 og det har ingen betydning om massen fremstilles direkte fra stokke ved stenslibning eller om massen fremstilles af flis som er defibreret i en skiveraffinør. Efter siningen fortykkes massesuspensionen som regel til en massekoncentration (mk) på 3-50% i en afvandingsanordning 5, 10 . .

til hvilken den føres gennem en ledning 4. Hvis massen skal bleges med fx hydrogenperoxyd fortykkes massesuspensionen som regel til mindst 10% mk. I nyere blegerier kan massekoncentrationen enddog være så høj som 40%.

Ved blegning med reducerende blegemidler, fx natrium-1 5 eller zinkditionit, foretrækkes en massekoncentration på 3-6%. Fra afvandingsanordningen føres massen ved blegning gennem et ledning 6 til en blandingsanordning (mixer) 7 hvor der tilblandes blegningskemikalier, hvorpå massen med blegekemikalier føres gennem en ledning 8 til et 20 o blegetårn 9. Bleges massen ved en massekoncentration over ca. 8% fortyndes den til en massekoncentration på 3-5% i bunden af blegetårnet. Som: regel føres massen derefter gennem en ledning 10 til et mellemlager 11 inden den gennem en ledning 12 pumpes til en optagnings- eller 25 * papirmaskine 13. Overskud af væske fra optagningsmaskinen tilbageføres i hovedsagen til blegetårnet gennem en ledning 14.

Ved fremstilling af højudbyttemasse, dvs slibemasse, termomekanisk og kemimekanisk masse ifølge opfindelsen, 30 der skematisk er belyst i fig. 2, opsamles den efter tilvirkningen vundne massesuspension i en beholder 1 inden dens splinter og andre forureninger fraskilles i sigteriet 3. Kravet til fraskillelsegrad i sigteriet er ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen mindre end ved rensning af massen i henhold til kendt teknik. Således kan massen efter at have passeret sigteriet indeholde 50-500% flere splinter end masse fremstillet ved 6

DK 158530 B

kendt teknik, dvs. 0,05-0,30 vægt%.

Efter sining fortyndes massesuspensionen til en massekoncentration på 3-50% i afvandingsanordningen 5.

I blandingsanordningen 7 blandes massen med blegekemi-kalier hvorefter den dannede blanding føres gennem led- 5 ningen 8 til blegetårnet 9.

Massen føres ved hjælp af fx transportsskruer fra blegetårnet gennem en ledning 10 til opsamlingskarret II og blandes der med varmt procesvand som tilføres gennem en ledning 12. Dette procesvand opnåes fra af- 10 vandingen af kortfiberfraktionen på optagningsmaskinen 13. Dele af samme processvand anvendes til fortynding af massen i blegetårnets bundzone og tilføres gennem en ledningerne 14 og 15. Til karret tilføres der også varmt procesvand gennem ledninger 16 og 17. Dele af 15 dette procesvand føres efter behov til blegetårnets bundzone og føres gennem ledningerne 18 og 15. Dette procesvand opnås ved afvandingen af langfiberfraktionen fra en fraktioneringsanordning 19 i en afvandingsanordning 21. Temperaturen på processvandet skal hol-20 des inden for området 40-99°C. Indholdet af finmaterialet skal desuden ligger under 300 mg/1 således at der ikke føres alt for meget af sådant finmateriale tilbage til fraktioneringsanordningen 19. I karret 11 udsættes massesuspensionen for en kraftig gennemblanding ved hjælp 25 af en omrøringsorgan så at tilstedeværende fiberflokke og fiberknibber opløses. For at opnå optimalt resultat ved den kommende opdeling af massen i to kvaliteter er det af største vigtighed at alle fiberbunder og fiberflokke behandles her. Den mekaniske behandling har vist 30 sig at være mest effektivt ved en massekoncentration på 3-7%. Det foretrækkes således først at behandle fibersuspensionen ved massekoncentrationen 3-7% og derefter fortynde med procesvand fra ledninger 22 og 25 straks før massen via en ledning 23 føres til fraktionerings-35 apparaturet 19. Ifølge opfindelsen skal massekoncentrationen lige ved fraktioneringstrinnet i anordningen 19 ligge på 0,3-4%. Fraktioneringsapparaturet 19 udgøres

DK 158530B

7 af en buesi, en centrifugalsi eller et filter af passende type. ifølge opfindelsen udtages der af den indgående massemængde mindst 35 vægt% som finfiberfraktion, der udtages gennem ledning 24. Preeness af denne finfiber- fraktion skal holdes inden for området 40-175 ml CSF.

5

Splintindholdet i henhold til Sommerville (slidsbredde 0,15 mm) skal ligge indenfor området 0-0,07%. Finfiber-fraktionen føres gennem ledningen 24 til optagningeller papirmaskinen 13. Den indeholder mindst 30% fibre, der ifølge Bauer McNett passerer en sigte med 59 masker/ 10 cm (150 mesh). En finfiberfraktion med en sadan en fibersammensætning giver et trykpapir med lav overfladeruhed, hvilket fører til jævn farveoptagelse og høj opacitet i sammenligning med tilsvarende papir fremstillet af kendte højudbyttemasser. Langfiberfraktionen føres gen-15 nem ledningen 20 til optagningsmaskinen 21 og derfra afgående vand bortledes gennem ledningen 18. Langfiberfraktionen kan også føres til en skiveraffinør eller til en skruedefibrør til mild mekanisk bearbejdning af massefibrene. Langfiberfraktionen i ledningen 20 har 20 høj freeness (200-750 ml CSF) og lavt harpiks indhold, under 0,3% DKM, og består fra 85-100%s vedkommende af fibre som tilbageholdes på en si ifølge Bauer McNett med 59 masker/cm (150 mesh). Den har overordentlige gode egenskaber til fremstilling af absorptionsprodukter og giver høj bulk (lav rumvægt), god absorptionshastighed og meget god absorptionskapacitet. Med den ifølge opfindelsen foreslåede fremgangsmåde kan man således i stedet for at producere en enkelt bleget højudbyttemasse fremstille mindst to produkter hver for sig med særdeles gode 30 egenskaber og dette med lavere energiforbrug eftersom det totale energiforbrug for langfiberfraktionen i ledningen 20 ifølge opfindelsen er 100-600 kWh/ton tør masse, mens elektricitetsforbruget fx til kemimekanisk masse type CTMP er ca. 1000 kWh/ton tør masse. Ved fremstilling 35 af finfiberfraktion i ledningen 24 er energiforbruget 1800-2000- kWh/ton tør masse, mens tilsvarende tal fx CTMP af tilsvarende kvalitet er ca. 2300 kWh/ton tør 8

DK 158530B

masse. Den ifølge opfindelsen fremstillede langfiber-fraktion er meget velegnet til indblanding i andre masser såsom sulfitmasse og sulfatmasse. Den er desuden meget velegnet til fremstilling af karton og til tilvirkning __________af absorptionsprodukter. I langfiberfraktionen kan der også indblandes andre fibermaterialer såsom returfibre, tørvefibre og syntetiske fibre.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal nu belyses ved de følgende udførelseseksempler.

10

Eksempel 1

Eksemplet viser anvendelse af opfindelsen ved CTMP-fremstilling i et pilotanlæg, dels i henhold til kendt teknik (se fig. 3) dels ifølge opfindelsen (se fig. 4).

15 Blokdiagrammet i fig. 3 stemmer således overens med principskemaet i fig. 1, men er mere detaljeret. Det samme gælder fig. 4 i forhold til fig. 2. Der fremstilledes 10 ton kemimekanisk granmasse og den transporteredes til en fabrik til sining, blegning og fraktionering.

2o Granvedflis med længden 30-50 mm, en bredde på 10- 20 mm og en tykkelse på 1-2 mm transporteredes via en skruetransportør til et imprægneringskammer 26 (se fig.

3). Dette var fyldt med en sulfitopløsning hvis pH-værdi var 7,2. Ved imprægneringen absorberede flisen gennem-25 snitlig 1,1 liter sulfitoplø’sning pr. kilo tør flis.

Indholdet af SC>2 blev således 1,1 x 5 = 5,5 g/kg flis eller 0,55%. Temperaturen i imprægneringskamret 26 holdtes på 130°C og flisens samlede opholdstid deri var ca.

2 minutter. I løbet af denne opholdstid skete der en 30 svag sulfonering af vedmaterialet. Den imprægnerede flis • førtes til en beholder 28 (kogerdel) gennem en ledning 27, og der tilførtes mættet vanddamp på en sådan måde at der opnåedes en temperatur på 130°C. Flisens opholdstid i kogerdelen var 5 minutter. Tilsammen med opholds-35 tiden i imprægneringskamret 26 blev den samlede sulfoneringstid således 7 minutter. Fra bunden af kogerdelen 28 førtes flisen gennem en ledning 29, en transportskruer 30 og en ledning 31 til en skiveraffinør 32, hvor

DK 158530B

9 den defibredes og raffineredes til færdig masse. Energianvendelsen ved defibreringen måltes til 1900 kWh pr. ton produceret masse (beregnet som tør masse). Den de-fibrerede masse blæstes gennem en ledning 33 til en cyklon (ikke vist) til fraskillelse af overskudsdamp fra massefibrene. Massefibrene opsamledes i vogne der tømtes i lastbiler og disse transporterede derefter massen til en fabrik til en videre oparbejdning. Ved ankomsten til fabrikken tømtes massen ud i det med en omrører udstyrede kar 1, en massepulper, hvor den fortyndedes med vand på en sådan 10 måde at massekoncentrationen blev 1,2%. Måling viste at massens freeness var 160 ml CSF. Den vundne fibersuspension førtes gennem ledningen 2 til tryksien 3, forsynet med fast cylindisk sikurv til hvis indre kappeoverflade fibersuspensionen førtes under overtryk. Sien var for-15 synet med en indvendig roterende og pulserende afskrap-ningsanordning. Hullerne i tryksiens perforerede siplader havde en diameter på 2,1 mm. Strømningen af fibersus-pension til tryksien reguleredes på en sådan måde at 16 vægt% af den tilførte fibersuspensions fiberindhold 20 blev tilbage på sipladen og førtes videre som rejekt-masse gennem en ledning 34, en ventil 35 og videre gennem en ledning 36 til en skiveraffinør 37 til videre-behandling.

Den i skiveraffinøren behandlede masse førtes gen-25 nem en ledning 38 tilbage til pulperen 1. Acceptet fra tryksien 3, der havde en massekoncentration på 0,95%, blev udtaget gennem en ledning 39 og rensedes yderligere i en hvirvelrenser 40. Acceptmassen fra hvirvelrenseren førtes gennem ledningen 4 til afvandingsanordningen 5. Re-30 jektet fra hvirvelrenserne 40, der androg 10% af den ind- ----------- gående masse, rensedes i yderligere hvirvelrensere (ikke vist), hvorved uønskede forureninger såsom sand og nåle fraskiltes og førtes gennem en ledning 41 til et fra- skillelsesorgan 42 fra hvilket forureningerne udstødtes 35 gennem ledning 43. Renset rejektmasse fra hvirvelrenserne førte gennem en ledning 44 til rejektraffinøren 37.

10

DK 158530B

Fortykket masse fra afvandingsorganet 5 førtes gennem ledningen 6 til en mixer 7 til iblanding af 3% H202, 5% natriumsilikat og 2% NaOH. Før afvanderen 5 var der til massen sat 0,2% kompleksdanner i form af diætylen-triaminpentaeddikesyre (DTPA). Massen førtes gennem ledningen 8 til blegetårnet 9. Efter ca. 2 timers blege-tid fortyndedes massen i tårnet fra 30% mk til 4% mk.

Som fortyndingsvæske, der tilførtes gennem en ledning 14, udnyttedes overskudsvand fra optagningsmaskinen 13. Massen blev udtaget fra blegetårnets bund gennem ledning 10 og førtes til opsamlingskaret 11, hvorfra den gennem ledningen 12 overførtes til optagningsmaskinen 13. Af den blegede masse blev der udtaget en prøve der fik betegnelsen Prøve A, til bestemmelse af blandt andet free- ness, fibersammensætning, papiregenskaber og egenskaber 15 i absorptionsprodukter.

I overensstemmelse med opfindelsen modificeredes derefter fremstilling af CTMP på en måde som er belyst i fig. 4. Enhederne 26-32 på fig. 3 er udeladt på fig.

4 og massen kommer direkte ind i beholderen 1. Ved modificeringen reduceredes energianvendelsen i skiveraffi-nøren 32 (fig. 3) fra 1900 kWh/ton masse til blot 950 kWh/ton. Resultatet heraf blev en grov masse med en freeness på 580 ml CSF. Massen førtes med lastbiler til en fabrik til videre bearbejdning i henhold til opfindelsen og 25 indførtes i beholderen 1, en pulper (fig. 4). For masse-pulperen 1 førtes massesuspensionen, med en massekoncentration på 0,95%, gennem ledningen 2 til tryksien 3. Rejektmassen førtes via ledningen 34 til skiveraffinøren ^g 37 og den raffinerede masse førtes gennem ledningen 38 . tilbage til pulperen. Acceptmasse opnået i tryksien 3 førtes gennem ledningen 39 til hvirvélrenserne 40. Acceptmassens massekoncentration i ledningen 4 var på 0,7 0 %. Accepteret masse førtes gennem ledningen 4 til afvandings-^ anordningen 5 hvori der opnåede en mk på 30%. Fortykket masse førtes gennem ledningen 6 til en mixer 7 til en i-blanding af 3% H202, 5% natriumsilikat, 0,05% MgSO^ og 2% NaOH. Før afvandingsordningen tilsattes der 0,2% kom-

DK 158530B

11 pleksdannere (DTPS). Massen førtes gennem ledningen 8 til blegetårnet 9. Efter ca. 2 timer opholdstid i tårnet nedsattes massekoncentrationen i tårnets bundzone fra 28% til 5% mk ved hjælp af vand fra optagningsmaskinen 21, tilført gennem ledningen 18. Efter fortyn- 5 . · dingen førtes massesuspensionen gennem ledningen 10 til karet 11 hvor massen udsattes for kraftig mekanisk behandling af en omrører ved temperatur på 72°C. Energianvendelsen målte til 12 kWh/ton. Efter ca. 3 minutters behandling pumpedes massesuspensionen gennem ledningen 10 23 til buesien 19, der var forsynet med slidser med en bredde på 2,0 mm. For at opnå den bedst mulige adskillelsesvirkning over buesien fortyndedes massesuspensionen direkte efter karret til 1,1% mk med processvand fra ledningerne 14 og 16. Ved passagen gennem buesilen pas 15 serede 40 vægt% gennem buesiens slidser. Massesuspensionen opsamledes på optagningsmaskinen 13. Denne fraktion betegnes i det følgende finfiber fraktionen. Resten af massen dvs. 60% af den indgående massemængde, afvandedes på optagningsmaskinen 21 til tørstof indhold på 48%. Denne 20 masse betegnes i det følgende som langfiberfraktionen.

Af den respektive masse blev der udtaget prøver, og herved benævnes finfiberfrationen prøve B og langfiberfrak-tionen prøve C.

Der udførtes yderligere forsøg med CTMP-masse frem-25 stillet i henhold til den kendte teknik som beskrevet foran. Denne masse førtes direkte efter blegning og for- tyndning til 3% mk gennem ledningen 23 til buesien 19 (fig. 4). Mængden af finfiber fraktion måltes herved til blot 27% af den indgående massemængde. Finfiberfraktionen 30 blev analyseret og prøver heraf betegnes prøve D.Lang- fiberfraktionen i ledningen 20 analyseredes ligeledes, og prøver heraf betegnes prøve E.

Resultaterne af forskellige udførte forsøg er vist i tabellerne 1-3.

35

DK 158530B

Tabel 1 12

Prøve litra A B C D E

--------------- ------------Udgangsmassens freeness CSF, ml^ 130 580 580 160 160 ......

Prøvens freeness CSF, ml 130 100 635 35 300 ^ Prøvens andel af udgangsmassen, vægt% 100 40 60 27 72

Splintindhold, Sommerville, % 0,06 0,01 0,25 0,01 0,08

Fibersammensætning ifølge Bauer McNett^ 10 + 7masker/cm % (+20 mesh) 40,1 21,0 60,1 7,5 50,1 + 59 masker/cm (+ 150:+nesh) % 33,1 42,5 30,3 13,8 39,9 - 59 masker/cm (-150 mesh) % 26,8 36,5 9,6 78,7 10,0

Lyshed, IS03) 77,1 77,8 75,2 77,0 76,8 1) Ifølge SCAN-C 21:65 15 2) Ifølge SCAN-M 6:69 3) Ifølge SCAN-C 11:75

Som det fremgår af tabellen er det muligt ifølge 20 opfindelsen (Prøverne B og C) at fremstille blegemassen med forskellige egenskaber ved at opdele en forholdsvis grov og bleget masse i to strømme. Det er særligt overraskende at det har været muligt fra en masse med høj freeness (580 ml CSF) at opnå hele 40 vægt% af finfiber-25 fraktion. Dette skal sammenlignes med de 27 vægt% der opnåedes ved fraktionering af massen med lav freeness (130 ml CSF). I betragtning af at lav- freenessmassen indeholdt betydeligt flere fibre som passerede den fineste sigtedug ved Bauer McNett-fraktionering burde for-30 holdet have været det omvendte. Sandsynligvis beror resultatet på at der ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnåedes en effektiv og fuldstændig opsplitning af fiberbundter, fiberknibber og fiberflokke før opdeling af massen.

35 Prøverne A, B, D og E testedes med hensyn til papir tekniske egenskaber, og resultaterne heraf er sammenstillet i tabel 2.

Tabel 2 13

DK 158530B

Prøve litra A B D E

. Freeness CSF, ml ..... 130" 100 25 300

Trækindex, Nm/g 37,1 40,7 X 29,5 5 2

Riveindex, mNm/g 7,2 - 5,8 X 8,3 2

Lysspredningskoefficient, m /g 42,2 59,0 X 38,9

Opacitet, % 82,3 89,2 X 80,3

Overfladeruhed, Bendtsen, ml/min 340 205 X 610 10 X = ikke målelig da det ikke var muligt at fremstille prøveark.

Som det fremgår af tabel 2 var det ikke muligt at 15 fremstille prøveark af finfiberfraktionen (prøve D) vundet af masse fremstillet ifølge for store deles vedkommende kendte teknik. Den derved vundne langfiberfraktions (prøve E) samtlige egenskaber med undtagelse af riveindex er forringet i sammenligning med udgangsmassens (prøve A).

20

Den ifølge opfindelsen fremstillede masse (prøve B) har som det fremgår af tabel 2 meget interessante egenskaber med hensyn til tilvirkning af trykpapir. Særlig fordelagtig er massens høje spredningskoefficient og opacitet. Papirets lave overfladeruhed er en anden 25 egenskab som er særdeles værdifuld for tilvirkning af trykpapir med høj kvalitet.

Af prøverne C og E udtogs der masser som tørredes til en tørstofindhold på 92,1%. Der blev desuden udtaget prøver af udgangsmasserne for de respektive prøver (prøve 30 C/U og prøve E/U) . Den tørrede masse di.sintegredes i en skiveraffinør til fluffmasse til fremstilling af bleer. Prøvens egenskaber med hensyn til rumvægt og absorptionsegenskaber afprøvedes i henhold til SCAN-C 33:80, og resultaterne fremgår af tabel 3.

35

Tabel 3 Fluffet masses egenskaber

DK 158530B

14

Prøve litra C/U C E/u E

3

Rumvægt, cm /g 18,2 21,3 14,3 16,0

Absorptionskapacitet, g H00/g 10,4 10,9 9,7 9,9 5 ^

Absorptionshastighed, sekunder 8,1 8,7 8,2 8,2

Som det ses er der ved fremstilling af fluffmasse ifølge opfindelsen (prøve C) opnået overlegne egenskaber.

10 Særlig fordelagtigt er den høje rumvægt som er den højeste der nogen sinde er målt på laboratoriet.

Eksempel 2 15 Dette eksempel viser udnyttelse af opfindelsen ved fremstilling af slibemasse. I henhold til kendt teknik fremstilledes der trykslibemasse af granved. Massesuspensionen førtes til en vibrationssi til frasortering af vedrester. Acceptet fra vibrasionssien transporteredes 20 til det i eksempel 1 beskrevne anlæg (se fig. 4). Således førtes massesuspensionen til karret 1. Fra karret pumpedes massen gennem ledningen 2 til centrifugalsien 3.

Rejektet fra sien 3 førtes gennem ledningen 34 til skive-raffinøren 37, hvor rejektmassens splinter bearbejdes 25 til frie fibre. Acceptet fra centrifugalsien 3 pumpedes gennem ledningen 39 til hvirvelrenserne 40. Rejektmassen førtes gennem ledningen 41 til et andet trin hvirvelrensere - ikke vist på figuren. Rejektet fra dette andet hvirvelrensertrin førtes bort fra anlægget gennem lednin-30 gen 43 mens acceptmassen førtes til rejektraffinøren 37.

__________________Acceptmassen fra første trins hvirveLrenser havde— —------ en freeness på 305 ml CSF og førtes gennem ledningen 4 til afvandingsorganet 5. Derved fortykkedes massesus-35 pensionen i til et tørstofindhold på 26%. Den fortykkede masse førtes til blandingsorganet 7 til indblanding af blegekemikalier. Massen med blegekamikalier førtes gen-

DK 158530 B

15 nem ledningen 8 til blegetårnet 9. Efter ca. 2 timers ophold i tårnet fortyndedes massen fra 26% tørstofindhold til 5% tørstofindhold i tårnets bundzone med procesvand der tilførtes gennem ledningen 18. Den blegede og fortyndede masse førtes til karret 11, hvor den ud-5 sattes for en kraftig mekanisk behandling fra en omrører ved en temperatur på 69°C. Energianvendelsen herved måltes til 10 kWh/ton. Efter ca. 3 minutters behandling pumpedes massesuspensionen gennem ledningen 23 til buesien 19 som var forsynet med slidser med en bredde på 10 2,0 mm. For at opnå den bedst mulige adskillelsesvirkning over buesien fortyndedes massesuspensionen straks efter karret til 1,1% mk med processvand fra ledningerne 14 og 16. Ved passagen gennem buesien passerede 45 vægt% gennem buesiens slidser. Massesuspensionen opsam- 15 ledes på optagningsmaskinen 13. Denne fraktion betegnes i det følgende som finfiberfraktionen. Resten af massen, dvs 55% af den indgående massemængde, afvandedes på optagningsmaskinen 21 til et tørstofindhold på 48%. Denne masse betegnes i det følgende som langfiberfraktionen.

20

Af de respektive masser udtoges der prøver, idet fin-fiberfraktionen benævnes prøve F og langfiberfraktionen benævnes prøve G.

Der udførtes yderligere forsøg med slibemasse fremstillet i henhold til kendt teknik. Denne masse førtes 25 ved forsøget direkte efter blegning og fortyndning til 3% mk gennem ledningen 23 til buesien 19. Mængden af finfibermasse måltes herved til kun 26% af den indgående massemængde. Finfiberfraktionen analyseredes og prøven deraf betegnes prøve H. Langfiberfraktionen analyseredes 30 ligeledes og en prøve deraf betegnes prøve K.

Resultater af de udførte forsøg fremgår af nedenstående tabel 4.

35

Tabel 4 16 DK 1585306

Prøve litra F G Η K

Udgangsmassens freeness CSFf ml 305 305 320 320

Prøvens freeness CSF, ml 80 590 40 480 5

Prøvens andel af udgangsmassens vægt, % 45 55 26 74

Splintindhold, Sommerville, % 0,01 0,28 0,01 0,29

Fibersammensætning i henhold til Bauer McNett !Q + 7,9 masker/cm (+ 20 mesh), % 11,1 29,0 8,1 31,2 + 59 masker/cm (+ 150 mesh), % 54,2 61,2 29,4 58,7 - 59 masker/cm, % 34,7 9,8 62,5 10,1

Lyshed, ISO, % 80,3 79,7 80,2 80,0 15

Det fremgår af resultaterne at det er muligt i henhold til opfindelsen (prøverne F og G) af slibemasse at fremstille en masse med højt indhold af lange fibre og samtidig et overraskende lavt indhold af finmateriale 2q (-59 masker/cm). Det er særligt overraskende at det har været muligt ud fra en masse med høj freeness (305 ml CSF) at opnå hele 45 vægt% finfiberfraktion. Dette skal sammenlignes med de 26 vægt% som opnås ved fraktionering af massen direkte efter blegningen (prøve H 25 og K). Sandsynligvis beror resultaterne på at der ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen opnås en effektiv og fuldstændig opsplitning af fiberbundter, fiberknibber og fiberflokke før opdelingen af massen.

Prøverne F og H afprøvedes med hensyn til papir-2Q tekniske egenskaber og resultaterne er sammenstillet i nedenstående tabel 5.

35

DK 158530B

17

Tabel 5

Prøve litra F H

Freeness CSF, ml 80 40

Trækindex Nm/g 40,1 34,2 — —-----------------5 Ri ve index, mN m^/g ..... “ 4,7 3,0' 2

Lysspredningskoefficient, m /g 66,3 66,5

Opacitet, % 92,5 92,3

Overfladeruhed, Bendtsen, ml/min 195 205 10

Den i henhold til opfindelsen fremstillede masse (prøve F) har som det fremgår af tabel 5 meget interessante egenskaber med hensyn til fremstilling af trykpapir. Særlig fordel-ig agtige er massens høje lysspredningskoefficient og opacitet. Papirets lave overfladeruhed og høje riveindex er andre egenskaber som er særdeles værdifulde til tilvirkning af trykpapir af høj kvalitet.

Af prøverne G og K tørredes masse som derefter dis-2q integreredes i en skiveraffinør i tør tilstand til tilvirkning af fluffmasse til fremstilling af bleer. Til sammenligning udtoges masse efter blegning fra karret (prøve L). Prøverne testedes med hensyn til rumvægt og absorptionsegenskaber og resultaterne er angivet i neden-stående tabel 6.

Zo.

Tabel 6 Fluffet masses egenskaber

Prøvelitra G K L

3

Rumvægt cm /g 20,0 19,2 14,7

Absorptionstid, sekunder 7,3 7,8 7,2

Absorptionskapacitet, g H20/g 11,1 10,4 9,9

Resultaterne viser tydeligt at den langfiberfrak- tion som vindes ved fraktioneringen i henhold til opfin-35 delsen (prøve G) er en udmærket råvare til fremstilling af absorptionsprodukter. Som det fremgår af tabellen har udgangsmassen væsentlig ringere egenskaber end lang-fiberfraktionen .

18

Eksempel 3

DK 15853QB

Fra en fabrik til fremstilling af returpapir transporteredes det afsværtede papir til en anlæg i overensstemmelse med figur 4. Massesuspensionen indfyldtes såle-5 des i karret 1. Derfra pumpedes massen gennem ledningen 2 til centrifugalsien 3. Rejektet derfra førtes gennem ledningen 34 til skiveraffinøren hvor rejektmassens rester af papirstumper desintegreredes til fibre. Acceptet fra centrifugalsien pumpedes gennem ledningen 39 til 10 hvirvelrenserne 40. Rejektmassen førtes derfra gennem ledningen 41 til et andet trin hvirvelrensere (ikke vist på figuren). Rejektet fra dette andet hvirvelrensertrin førtes bort gennem fraskilleren 42 fra anlægget gennem ledningen 43, og mens acceptmassen førtes til rejekt-15 raffinøren gennem ledningen 44. Acceptmassen fra hvirvel- renserne 40 havde en freeness på 100 ml CSF og førtes gennem ledningen 4 til afvandingsorganet 5. Der ved fortykkedes massesuspensionen til et tørstofindhold på 26% mk. Den fortykkede masse førtes gennem ledningen 6 til 20 et organ til indblanding af blegekemikalier 7. Massen med blegekemikalier førtes gennem ledningen 8 til blege-tårnet 9. Efter ca. 2 timers opholdstid i tårnet fortyndedes massen fra 26% tørstofindhold til 5% tørstofindhold i tårnets bundzone med procesvand som tilførtes 25 gennem en ledning 18. Den blegede og fortyndede masse førtes gennem ledningen 10 til karret 11. I karret 11 udsattes massesuspensionen for en kraftig mekanisk behandling ved hjælp af en omrører og ved en temperatur på 73°C. Energianvendelsen måltes til 9 kWh/ton. Efter 50 ca. 3 minutters behandling pumpedes massesuspensionen gennem ledningen 23 til en buesi 19 som var forsynet med slidser med en bredde på 2,0 mm. For at opnå den bedst mulige afskillelsesvirkning over buesien fortyndedes massesuspensionen direkte efter karret til 0,9% 55 mk med procesvand fra ledningerne 14 og 16. Ved passagen gennem, buesien passerede 58 vægt% gennem buesiens slidser. Massesuspensionen opsamledes via ledningen 24

DK 158530 B

19 på en optagningsmaskine 13. Denne fraktion betegnes i det følgende som finfiberfraktionen. Resten af massen, dvs. 42% af den indgående massemængde, førtes gennem ledningen 20 til en optagningsmaskine 21 og afvandedes til et tørstofindhold på 47%. Denne masse betegnes i ........--- -- det følgende som langfiberfraktionen. Af de respektive ------------------- masser blev der udtaget prøver, og finfiberfraktionen benævnes prøve M og langfiberfraktionen benævnes prøve O. Testresultaterne fremgår af tabel 7.

10

Tabel 7

Prøve litra M O

Udgangsmassens freeness CSF, ml 100 100

Prøvens freeness CSF, ml 60 295 ^5 Prøvens andel af udgangsmassen, vægt% 58 42

Splintindhold, Sommerville, %.. 0 0,08 .

Fibersammensætning i henhold til Bauer McNett 4- 7,9 masker/cm (+ 20 mesh), % 4,3 15,8 20 + 59 masker/cm (+ 150 mesh)., % 51,3 70,0 - 59 masker/cm, % 44,4 14,2

Lyshed, ISO, % 80,3 79,7

Resulterne viser at det er muligt ud fra returpapirmasse at fremstille massen med højt indhold af lange fibre og samtidig overraskende lavt indhold af finmateriale (- 59 masker/cm). Det er særligt overraskende at det har været muligt ud fra en masse med lav freeness ^ (100 ml CSF) at opnå hele 42 vægt% langfiberfraktion.

Prøverne M og O testedes med hensyn til papirtekniske egenskaber og resultaterne fremgår af nedenstående tabel 8.

35 20

Tabel 8

DK 158530B

Prøve, litra M O

Freeness,CSF, ml 60 295

Trækindex, Nm/g 33,1 30,0 5 2

Riveindex, mN m /g 3,1 4,3 2

Lysspredningskoefficient, m /g 62,4 59,7

Opacitet, % 91,1 90,0

Overfladeruhed, Bendtsen, ml/min 190 210 10

De i henhold til opfindelsen fremstillede masser har som det fremgår af tabel 8 meget interessante egenskaber med henblik på tilvirkningen af trykpapir, blød-papir og kartoner- Særlig fordelagtige er massernes høje lysspredningskoefficient og opacitet. Papirets lave overfladeruhed og høje riveindex er andre egenskaber som er særdeles værdifulde til fremstilling af trykpapir og karton af høj kvalitet.

20 25 ------------3D-------------------“ 35

Claims

1. Fremgangsmåde til fremstilling af en forbedret høj- udbyttemasse ved hvilken massen sis, afvandes og bleges, kendetegnet ved at massen efter blegning og 5 fortyndning til lav massekoncentration udsættes fra kraf- tig omrøring således at tilstedeværende fiberknipper opløses ...... og i et fraktioneringsorgan opdeles i to massestrømme med uens gennemsnitlig fiberlængde - en langfiberfrak-tion og en finfiberfraktion - på en sådan måde at lang- 10 fiberfraktionens freeness ifølge SCAN—21:65 overstiger finfiberfraktionens freeness med 150-600 ml, og at finfi-berfraktionen bringes til at andrage 35-70 vægt% af den efter blegning vundne massemængde.

^ 2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved at den siede masse bringes til at indeholde større mængde splinter end normalt, dvs. mere end 0,05-0,30 vægt%.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1-2, kendetegnet ved at omrøringen sker ved >en massekoncentration 20 pa 3-7% og at massen derefter fortyndes med procesvand før fraktionering til en koncentration på 0,3-4%.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved at fortyndingen foretages med procesvand stammende fra afvanding af den fra fraktioneringsorganet afgående finfiberfraktion, og at denne indeholder højst 300 mg/liter finfiber.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1-4, kendetegnet ved at finfiberfraktionens freeness holdes indenfor området 40-175 ml CSF og bringes til at indeholde 30 mindst 30 vægt% fibre som i en si i henhold til Bauer McNett passerer en sigte med 59 masker/cm (150 mesh).

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1-5, kendetegnet ved at langfiberfraktionens freeness holdes inden- ^ for området 200-750 ml CSF, at den har et harpiksindhold på under 0,3% DKM og at den for 85-100 vægt%s vedkommende består af fibre som tilbageholdes på en si i henhold til Bauer McNett med 59 masker/cm (150 mesh).