EP0327469B1 - Procédé de défibrage d'une matière lignocellulosique - Google Patents

Procédé de défibrage d'une matière lignocellulosique Download PDF

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EP0327469B1
EP0327469B1 EP89400319A EP89400319A EP0327469B1 EP 0327469 B1 EP0327469 B1 EP 0327469B1 EP 89400319 A EP89400319 A EP 89400319A EP 89400319 A EP89400319 A EP 89400319A EP 0327469 B1 EP0327469 B1 EP 0327469B1
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EP
European Patent Office
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machine
hammer mill
fibers
grading
defibration
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Expired - Lifetime
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EP89400319A
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German (de)
English (en)
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EP0327469A1 (fr
Inventor
Jean Paul Delaroche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beghin Say SA
Original Assignee
Beghin Say SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Beghin Say SA filed Critical Beghin Say SA
Priority to AT89400319T priority Critical patent/ATE74980T1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/20—Methods of refining
    • D21D1/32—Hammer mills
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/02—Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means
    • D21B1/021—Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means by chemical means
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/14—Disintegrating in mills

Definitions

  • the invention relates to a process for defibrating a cellulosic material which has undergone an impregnation pretreatment aimed at softening the lignin, with a view to obtaining a paper pulp.
  • the wood can be disaggregated purely mechanically by means of grinders. This produces high-performance mechanical pulps because most of the constituents of wood are found.
  • This separation can also be obtained by elimination of lignin, which ensures the adhesion of the fibers to each other, by means of chemical reagents.
  • the shavings By subjecting the shavings to cooking for a certain period of time in apparatuses called digesters - with a continuous or discontinuous principle - in the presence of an appropriate reagent, the lignin and other soluble constituents are completely dissolved so as to retain only the cellulose whose fibers are perfectly insulated, the disintegration of chemical pulp is obtained by simple blowing.
  • the platelets are softened by the action of a chemical reagent or water vapor at high temperature, and so-called mechanical chemical, thermo-mechanical or chemico-thermo-mechanical pastes are obtained. .
  • Mechanical processing is generally carried out by disc refiners or the like which are used to individualize the fibers. Depending on the operating conditions, the disc refiners also allow the release of fibrils which will improve the mechanical resistance of the paper obtained.
  • the invention relates to a method for mechanically treating fibrous materials resulting from an impregnation pretreatment, in particular with a chemical agent, promoting the softening of lignin.
  • a process for preparing a paper pulp from wood chips consisting in pretreating said wood chips in a machine of the twin-screw type where they are subjected to a succession of compressions / releases with injection of one or more solutions of at least one chemical agent and then to defibrate the material from the machine by mechanical means, characterized in that after defibering the material is subjected to a classification operation, and in that the classification rejections are subjected to defibration in an apparatus of the hammer mill type.
  • the crusher advantageously replaces the disc refiners, for example, commonly used in this case.
  • FIG. 1 schematically represents part of an installation for producing high-yield cardboard pulp.
  • the arrows in bold line indicate the material flows.
  • It includes a machine of the twin-screw type (1) supplied with wooden chips by a hopper (3) whose capacity is determined to guarantee a satisfactory supply, even in the event of a short-term interruption of the chain for handling the machine.
  • the recovery of the plates under the hopper is carried out by a twin-screw extractor (5) whose speed of rotation is controlled by that of the twin-screw machine to provide it with a supply suitable for all operating modes.
  • the machine rotors are themselves driven by a motor (7).
  • Holes (9) are provided along the envelope of the twin-screw machine to allow the injection of a chemical reagent - which in this case is a solution of neutral sulfite of sodium hydroxide - inside the different treatment pregnant.
  • orifices (11) are provided for injecting the quantity of water necessary for controlling the dryness of the material being treated. Downstream, the machine opens into an outlet chute (13) whose shape allows the distribution of the material flow towards the inlet of two hammer mills (20).
  • the defibration operation in hammer mills requires a supply of water at (22) to reduce the dryness of the material.
  • the raw pulp from the crushers falls into a vat (30) where it is stirred and taken up by a pump (32) to be directed to a battery of binders, two in this case (40,42), arranged in series.
  • the classification rejects are subjected to grinding in a third hammer mill (50) of the same type as the previous ones, also supplied with make-up water in (52) for the control of the dryness of the material which after grinding is recycled to the raw dough tank (30) through the conduit (56).
  • the accepted dough leaves the classification in (44) towards the suction of dough pumps to undergo various subsequent treatments before being accepted in the stock of pulp of the cardboard machine. It is thus, in a manner known per se, purified, for example by passage through cyclone depurator groups arranged in cascade, then directed onto thickeners making it possible to adjust its dryness to the value required for its passage through the cardboard machine.
  • FIG. 2 illustrates a model of hammer mills capable of being used in the process according to the invention.
  • Each rotor consists of parallel discs (210) separated by spacers (only one disc per rotor is visible in the figure). They are connected at their periphery by pins (214) parallel to the shaft.
  • One spindle in two carries a row of parallelepiped hammers (216) oriented radially along their major axis (only one per row is visible in the figure). The hammers have a certain degree of freedom of rotation around their support axis.
  • each rotor is thus provided with four rows of hammers.
  • each rotor On either side of the vertical plane passing through the shaft of each rotor are disposed a central harrow (220) and a lateral harrow (222) whose teeth are interposed between the planes of rotation of the hammers, and extend substantially to the periphery of the discs.
  • a grid (230) in the form of a half cylinder longitudinally covers part of the lower half of each rotor (200) at a short distance from the surface swept by the free ends of the hammers. In this way the hammers cooperate with the peripheral grid to break and defibrate the material remaining in the device.
  • Each grid is pierced with calibrated orifices (holes or slits) so as to allow the passage of individualized fibers while retaining the maximum of logs. The fibers having passed through the grid are entrained towards the outlet opening (208).
  • the calibration of these orifices is decisive for obtaining the expected result. It is desirable that the diameter of the holes be between 1 and 5 mm, or when it is a slot that their width is between 0.4 and 2 mm. When the shape of the orifices is not cylindrical, these values apply to their smallest transverse dimension.
  • Nozzles (240) for injecting water are disposed across the intake opening (206).
  • Sheets (250) extend the cylindrical grids (230) to confine the enclosure swept by the rotor and limit projections. They are articulated around a longitudinal axis to give access to the rotor when maintenance is required.
  • the plates are prepared before their admission into the hopper (3) they are sieved so that only those which have the appropriate dimensions are accepted, washed and free of all foreign matter.
  • This machine consists, in accordance with the teaching of patent FR 2,418,295, of two parallel screws whose threads are identical and which are driven in the same direction of rotation inside a sheath.
  • the threads consist of successive zones with different pitches.
  • the threading is first of all direct pitch for driving the material downstream, then the pitch is reversed to brake the material until it forms a plug.
  • the material passes in a second section to the other through calibrated windows, formed in the thread immediately downstream of the plug area, undergoing relaxation.
  • the size of the windows is chosen so as not to reduce the length of the fibers but to simply split the plates.
  • the machine thus comprises a certain number of sections which follow one another from upstream to downstream.
  • the material goes through a series of alternating phases of pressure build-ups followed by pressure drops which allow the material to be impregnated with the desired reagent.
  • the excess liquid released during the compression phases can possibly be eliminated by filters placed in suitable places.
  • Controlled quantities of water are introduced inside the different sections so that the advancement of the material occurs under optimal conditions.
  • the product produced by the machine comes out with a dryness of 25 to 30%.
  • the material is only partially defibrated. Under the operating conditions of the exemplary embodiment presently illustrated, the rate of sticks is 55%.
  • the material Upon entering the mill, the material is sprayed with water by means of the nozzles so that at the outlet its dryness is reduced to a value between 2 and 20%.
  • the adjustment of the dryness allows an adjustment of the treatment in relation to the rate of sticks and to the classification BAUER MAC NETT.
  • long fibers is meant the proportion of fibers which are collected through a 28 MESH sieve. This result should be compared to that of a mechanical grinding wheel pulp for which the proportion of fibers collected through a 28 MESH sieve is 22%.
  • Another advantage of using a hammer mill under these conditions is the significant gain in energy achieved compared to defibering carried out in conventional refiners which, moreover, at an equivalent degree of refining, do not allow the conservation of such a high proportion of long fibers.
  • the same amount of wood was subjected to four different treatments, the first treatment A corresponding to that of the invention where the wafers were impregnated with neutral sulfite of sodium in a twin-screw machine then defibrated in a grinder of the type described above, the grid of which is pierced with holes of 2.5 mm in diameter.
  • a second treatment B the same raw paste leaving a twin-screw pretreatment is passed through two refiners in series of the DEFIBRATOR and BAUER 411 type to obtain a paste having the same degree of drainage.
  • a chip paste is passed through the same refiners.
  • the treatment recommended by the invention produces a pulp whose proportion of long fibers collected in the T28 sieve is 54.4%, that is to say more than 10% greater than that obtained in conventional refiners with a proportion of fines less than 20%, this for equivalent degrees of drainage.
  • the raw dough from the crusher whose dryness fell for example to 2%, only has a rate of sticks of the around 15%.
  • the dough is collected in a vat room with classification rejects where it undergoes continuous brewing. At the exit of the vat, the dough is pumped towards the battery of binders which will eliminate the sticks.
  • the dough accepted by the classification contains only about 0.6% of sticks and can be subjected to conventional operations of purification and thickening before delivery to the stock machine.
  • the classification rejects are subjected to grinding in a hammer mill (50) similar to the first two (20), an addition of water (32) reduces the dryness of the dough which is returned to the vat (30).
  • the process which has just been described has the advantage of producing a high-yield pulp whose fiber length is kept to the maximum with a reduced energy expenditure. It is obvious that the hammer mills can be fed with other raw doughs than those resulting from a pretreatment with a twin-screw machine as long as this dough has sufficient impregnation to the core for optimal use in the shredders.
  • the installation may include a combination of conventional refiners and hammer mills if necessary.

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Description

  • L'invention se rapporte à un procédé pour défibrer une matière cellulosique ayant subi un prétraitement d'imprégnation visant à ramollir la lignine, en vue de l'obtention d'une pâte à papier.
  • Les divers procédés de fabrication de pâte à papier, notamment à partir de plaquettes ou de copeaux de bois, consistent, en premier lieu, à réduire ces derniers à l'état de fibres.
  • Pour obtenir cette séparation des fibres, on peut désagréger le bois par voie purement mécanique au moyen de défibreurs à meules. On obtient ainsi des pâtes mécaniques à haut rendement parce qu'on retrouve la majorité des constituants du bois.
  • On peut également obtenir cette séparation par élimination de la lignine, qui assure l'adhérence des fibres entre elles, au moyen de réactifs chimiques.
  • En soumettant les copeaux à une cuisson pendant un certain temps dans des appareils appelés lessiveurs - à principe continu ou discontinu - en présence d'un réactif approprié, on dissout complètement la lignine et d'autres constituants solubles pour ne conserver que la cellulose dont les fibres sont parfaitement isolées, la désintégration des pâtes chimiques s'obtient par simple soufflage.
  • Entre ces deux procédés extrêmes, on connaît des procédés faisant intervenir à la fois le travail mécanique et le travail chimique à des degrés divers en combinaison, le cas échéant, avec l'action de la chaleur qui a pour but de ramollir la lignine de liaison.
  • Ainsi, avant le traitement mécanique de défibrage, on ramollit les plaquettes par action d'un réactif chimique ou de vapeur d'eau à température élevée et l'on obtient des pâtes dites mécano-chimiques, thermo-mécaniques ou chimico-thermo-mécaniques.
  • Le traitement mécanique est assuré en général par des raffineurs à disques ou équivalents qui ont pour but d'individualiser les fibres. Selon les conditions opératoires, les raffineurs à disques permettent également la libération de fibrilles qui va améliorer la résistance mécanique du papier obtenu.
  • L'invention se rapporte à un procédé permettant de traiter mécaniquement les matières fibreuses issues d'un prétraitement d'imprégnation, notamment par un agent chimique, favorisant le ramollissement de la lignine.
  • En particulier elle vise un procédé de préparation d'une pâte à papier à partir de plaquettes de bois consistant à prétraiter lesdites plaquettes de bois dans une machine du type bi-vis où ils sont soumis à une succession de compressions/relâchements avec injection d'une ou plusieurs solutions d'au moins un agent chimique puis à défibrer la matière issue de la machine par un moyen mécanique, caractérisé en ce qu'après défibrage la matière est soumise à une opération de classement, et en ce que les rejets de classement sont soumis à un défibrage dans un appareil du type broyeur à marteaux.
  • Les broyeurs à marteaux sont des appareils déjà connus en soi. Ainsi le brevet GB 752 534 décrit un tel broyeur susceptible d'être utilisé pour le défibrage d'une pâte grossière préalablement imprégnée.
  • Le broyeur vient avantageusement remplacer les raffineurs à disques, par exemple, utilisés usuellement dans ce cas.
  • Ceci pour deux raisons importantes :
    • Par son principe de fonctionnement, les fibres soumises au traitement mécanique sont uniquement celles qui forment des agglomérats qu'il s'agit d'individualiser, alors que les fibres déjà défaites passent rapidement au travers de la grille sans avoir aucun traitement mécanique. Ce phénomène est de ce fait favorable à la conservation d'un maximum de fibres longues. En outre, le taux de bûchettes de la pâte acceptée par le classement est réduit à une faible valeur.
    • La deuxième raison est liée à une consommation d'énergie plus faible que dans les raffineurs à disques classiques, toutes conditions étant égales par ailleurs. Cela peut s'expliquer éventuellement par le fait que pour le traitement d'une même quantité initiale de matière, les fibres individualisées dès le début de l'opération ne sont pas soumises à l'action répétée des marteaux car elles sont rapidement évacuées. Il s'ensuit que l'énergie mécanique n'est effectivement dépensée que sur une quantité plus faible de matière. En outre, on travaille la pâte à basse concentration, il n'est pas nécessaire de concentrer les rejets de classement.
  • Le prétraitement auquel sont soumises les plaquettes avant leur défibrage dans le broyeur à marteaux est ainsi effectué à l'intérieur d'une machine bi-vis selon l'enseignement du brevet FR 2.418.295. Il apparaît, en effet, que par l'imprégnation de courte durée qui se produit à l'intérieur de la machine, conduisant à un ramollissement des liaisons interfibres, les conditions optimales sont réunies pour une bonne exploitation d'un appareil à marteaux qui a tendance à ouvrir les fibres très vite et assez facilement.
  • D'autres détails et avantages du procédé apparaîtront à la lecture qui suit de la description d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple et illustré par les dessins annexés où :
    • la figure 1 est une représentation schématique partielle d'une installation de fabrication de pâte à papier à partir de plaquettes de bois :
    • la figure 2 est une vue de face, en coupe transversale, d'un broyeur à marteaux susceptible d'être employé dans le cadre de l'invention.
  • La figure 1 représente schématiquement une partie d'une installation de production de pâte à carton à haut rendement. Les flèches en trait gras indiquent les flux de matières.
  • Elle comprend une machine du type bi-vis(1) alimentée en plaquettes de bois par une trémie(3) dont la capacité est déterminée pour garantir une alimentation satisfaisante, même en cas d'interruption de courte durée de la chaîne de manutention de la machine.
  • La reprise des plaquettes sous la trémie est effectuée par un extracteur à double vis(5) dont la vitesse de rotation est asservie à celle de la machine bi-vis pour lui assurer une alimentation convenable à tous les régimes de fonctionnement. Les rotors de la machine sont eux-mêmes entrainés par un moteur(7).
  • Des orifices(9) sont ménagés le long de l'enveloppe de la machine bi-vis pour permettre l'injection d'un réactif chimique - qui dans le cas présent est une solution de sulfite neutre de soude - à l'intérieur des différentes enceintes de traitement. De même, sont prévus des orifices(11) pour l'injection de la quantité d'eau nécessaire au contrôle de la siccité de la matière en traitement.
    A l'aval, la machine débouche dans une goulotte de sortie(13) dont la forme permet la répartition du flux de matière vers l'entrée de deux broyeurs à marteaux (20). Une description détaillée de ces appareils est donnée plus loin. L'exemple d'installation illustré par le schéma se réfère à deux broyeurs en parallèle, mais ce nombre n'est pas limitatif. Un seul broyeur peu suffire le cas échéant.
  • L'opération de défibrage dans les broyeurs à marteaux nécessite un apport d'eau en (22) pour diminuer la siccité de la matière. La pâte brute issue des broyeurs tombe dans un cuvier(30) où elle est agitée et reprise par une pompe(32) pour être dirigée vers une batterie de classeurs, deux dans le cas présent(40,42), disposés en série.
  • Les rejets de classement sont soumis à un broyage dans un troisième broyeur à marteaux(50) du même type que les précédents, alimenté également en eau d'appoint en (52) pour le contrôle de la siccité de la matière qui après broyage est recyclée vers le cuvier de pâte brute(30) par le conduit(56).
  • La pâte acceptée sort du classement en (44) vers l'aspiration de pompes à pâte pour y subir divers traitements ultérieurs avant d'être admise dans le stock de pâte de la machine à carton. Elle est ainsi, de façon connue en soi, épurée, par exemple par passage dans des groupes dépurateurs cyclones disposés en cascade, puis dirigée sur des épaississeurs permettant de régler sa siccité à la valeur requise pour son passage dans la machine à carton.
  • La figure 2 illustre un modèle de broyeurs à marteaux susceptible d'être employé dans le procédé conforme à l'invention.
  • Il comprend deux rotors(200) montés sur deux arbres(202) horizontaux à l'intérieur d'un bâti(204) ouvert à la fois dans sa partie supérieure en (206) pour l'admission de la pâte à défibrer et dans sa partie inférieure(208) pour l'évacuation de cette dernière après traitement. Chaque rotor est constitué de disques parallèles(210) séparés par des entretoises (un seul disque par rotor est visible sur la figure). Ils sont reliés à leur périphérie par des broches(214) parallèles à l'arbre. Une broche sur deux porte une rangée de marteaux(216) parallélépipèdiques orientés radialement selon leur grand axe (un seul par rangée est visible sur la figure). Les marteaux possèdent un certain degré de liberté de rotation autour de leur axe support.
  • Dans l'exemple représenté, chaque rotor est ainsi pourvu de quatre rangées de marteaux.
  • De part et d'autre du plan vertical passant par l'arbre de chaque rotor sont disposées une herse centrale(220) et une herse latérale(222) dont les dents sont intercalées entre les plans de rotation des marteaux, et s'étendent sensiblement jusqu'à la périphérie des disques.
  • Une grille(230) en forme de demi cylindre recouvre longitudinalement une partie de la moitié inférieure de chaque rotor(200) à une faible distance de la surface balayée par les extrêmités libres des marteaux. De la sorte les marteaux coopèrent avec la grille périphérique pour briser et défibrer le matériau séjournant dans l'appareil. Chaque grille est percée d'orifices calibrés (trous ou fentes) de manière à permettre le passage des fibres individualisées tout en retenant le maximum de bûchettes. Les fibres ayant traversé la grille sont entrainées vers l'ouverture de sortie(208).
  • Le calibrage de ces orifices (trous ou fentes) est déterminant pour l'obtention du résultat escompté. Il est souhaitable que le diamètre des trous soit compris entre 1 et 5 mm, ou bien lorqu'il s'agit de fentes que leur largeur soit comprise entre 0,4 et 2 mm. Lorsque la forme des orifices n'est pas cylindrique, ces valeurs s'appliquent à leur plus petite dimension transversale.
  • Des buses(240) pour l'injection d'eau sont disposées en travers de l'ouverture d'admission(206).
  • Des tôles(250) prolongent les grilles cylindriques(230) pour confiner l'enceinte balayée par le rotor et limiter les projections. Elles sont articulées autour d'un axe longitudinal pour donner l'accès au rotor quand on doit en assurer la maintenance.
  • L'installation décrite ci-dessus permet notamment l'obtention de pâtes à carton à haut rendement, de l'ordre de 92 %, à partir par exemple d'épicéa frais.
  • Le fonctionnement est le suivant :
  • Les plaquettes sont préparées avant leur admission dans la trémie(3) elles sont tamisées pour que ne soient acceptées que celles qui ont les dimensions appropriées, lavées et débarrassées de toute matière étrangère.
  • Elles passent de la trémie à l'entrée de la machine bi-vis par les extracteurs.
  • Cette machine est constituée, conformément à l'enseignement du brevet FR 2.418.295, de deux vis parallèles dont les filetages sont identiques et qui sont entrainés dans le même sens de rotation à l'intérieur d'un fourreau.
  • Les filetages sont constitués de zones successives à pas différents. Dans une première section, le filetage est d'abord à pas direct pour l'entrainement de la matière vers l'aval, puis le pas est inversé pour freiner la matière jusqu'à former un bouchon.
  • La matière passe dans une deuxième section à l'autre à travers des fenêtres calibrées, ménagées dans le filetage immédiatement en aval de la zone de bouchon, en subissant une détente. La dimension des fenêtres est choisie de façon à ne pas entraîner de diminution de la longueur des fibres mais un simple fractionnement des plaquettes.
  • Dans la deuxième section le filetage est à nouveau à pas direct, puis inversé pour former un deuxième bouchon. La machine comprend ainsi un certain nombre de sections qui se succèdent d'amont vers l'aval.
  • A l'intérieur de chaque section, la matière passe par une série de phases alternées de montées en pression suivies de baisses de pression qui permettent une imprégnation à coeur de la matière par le réactif souhaité.
  • En effet, à cause de la rotation des vis dans le même sens, la progression de la matière de l'amont vers l'aval, s'accompagne d'une alternance de compressions/relâchements au moment où celle-ci passe d'une vis à l'autre.
  • Pendant chaque phase de compression - qui se produit à l'intérieur des filets d'une vis précédant la portion où ils s'engrènent avec les filets de l'autre vis - la matière a tendance à expulser le liquide prisonnier entre les fibres. Au cours de l'expansion qui suit - quand elle est passée entre les filets de l'autre vis - le liquide vient à nouveau remplir les espaces interfibres.
  • L'excès de liquide libéré au cours des phases de compression peut éventuellement être éliminé par des filtres placés à des endroits convenables.
  • Cette trituration de la matière à l'intérieur de chaque section, mais aussi d'une section à l'autre, est ainsi favorable à son imprégnation à coeur par le liquide réactif.
  • Par un choix approprié des caractéristiques de la machine et de son fonctionnement pas : des filets, vitesse de rotation des vis, longueur de la zone de freinage, calibre des fenêtres, etc..., on peut élever la pression à l'intérieur de la machine jusqu'à des valeurs élevées, de l'ordre 100 bars, et obtenir une température appropriée de la matière comprise entre 60 et 100°. De la sorte on réalise une imprégnation à coeur des plaquettes sans endommager les fibres.
  • On introduit des quantités contrôlées d'eau à l'intérieur des différentes sections pour que l'avancement de la matière se produise dans des conditions optimales.
  • Ainsi, alors que les plaquettes, à leur introduction, ont une humidité de 35 à 50 %, le produit élaboré par la machine en sort avec une siccité de 25 à 30 %. Après un tel traitement, la matière n'est que partiellement défibrée. Dans les conditions opératoires de l'exemple de réalisation présentement illustré, le taux des bûchettes est de 55 %. Afin de parfaire l'individualisation des fibres en leur conservant au maximum leur qualité de longueur, on les traite mécaniquement par le moyen de l'invention. La matière est ainsi acheminée vers les broyeurs, où les paquets de fibres prétraités sont soumis, conformément à l'invention, à un traitement mécanique de séparation dans le broyeur par l'action des marteaux coopérant avec les herses et la grille cylindrique.
  • A son entrée dans le broyeur, la matière est arrosée d'eau au moyen des buses de façon qu'à la sortie sa siccité soit réduite à une valeur comprise entre 2 et 20 %.
  • L'ajustement de la siccité permet un réglage du traitement par rapport au taux de bûchettes et à la classification BAUER MAC NETT.
  • Par l'action des marteaux balayant la grille, les fibres non encore ouvertes sont facilement défaites alors que les fibres déjà individualisées passent rapidement dans les orifices calibrés sans avoir eu le temps de subir de contraintes mécaniques susceptibles de les couper. La production d'une pâte avec préservation de la longueur des fibres est un des avantages important du procédé car ne sont soumis à l'action du broyeur que les amas de fibres à traiter. Ceci est bien sûr une estimation statistique. Mais les résultats montrent que, globalement, la proportion de fibres longues issues du traitement peut dans le cas présent être aussi élevée que 54 %.
  • Par fibres longues on entend la proportion de fibres qui sont recueillies au tamis de 28 MESH. Ce résultat est à comparer à celui d'une pâte mécanique de meule pour laquelle la proportion de fibres recueillies au tamis de 28 MESH est de 22 %.
  • Un autre avantage de l'utilisation d'un broyeur à marteaux dans ces conditions est le gain important en énergie réalisé par rapport à un défibrage effectué dans les raffineurs classiques qui en outre, à degré de raffinage équivalent, ne permettent pas la conservation d'une proportion de fibres longues aussi élevée.
  • Pour illustrer l'intérêt de l'emploi d'un broyeur à marteaux, on a fait subir à une même quantité de bois quatre traitements différents, le premier traitement A correspondant à celui de l'invention où les plaquettes ont été imprégnées au sulfite neutre de sodium dans une machine bi-vis puis défibrées dans un broyeur du type décrit ci-dessus dont la grille est percée de trous de 2,5 mm de diamètre.
  • Dans un deuxième traitement B, la même pâte brute sortant d'un prétraitement bi-vis est passée au travers de deux raffineurs en série du type DEFIBRATOR et BAUER 411 pour obtenir une pâte ayant le même degré d'égouttage.
  • Dans un troisième traitement C, on fait passer dans les mêmes raffineurs une pâte de copeaux.
  • Enfin dans un quatrième traitement D, on a réalisé une pâte de meule.
  • Les caractéristiques de BAUER MAC NETT sont mentionnées ci-dessous pour chacune des pâtes.
    Figure imgb0001
  • On constate que le traitement préconisé par l'invention produit une pâte dont la proportion de fibres longues recueillies au tamis T28 est de 54,4 %, soit plus de 10 % supérieure à celle obtenue dans des raffineurs classiques avec une proportion de fines inférieure de 20 %, ceci pour des degrés d'égouttage équivalents.
  • Si nous revenons à la description du traitement de la matière dans l'installation illustrée à la figure 1, la pâte brute issue du broyeur dont la siccité est tombée par exemple à 2 %, ne présente plus qu'un taux de bûchettes de l'ordre de 15 %. La pâte est recueillie dans un cuvier avec les rejets de classement où elle subit un brassage continu. A la sortie du cuvier, la pâte est pompée vers la batterie de classeurs qui va éliminer les bûchettes. Ainsi la pâte acceptée par le classement ne contient plus que 0,6 % de bûchettes environ et peut être soumise aux opérations conventionnelles d'épuration et d'épaississement avant délivrance au stock machine.
  • Les rejets de classement sont soumis à un broyage dans un broyeur à marteaux(50) semblable aux deux premiers(20), un appoint d'eau(32) réduit la siccité de la pâte qui est retournée au cuvier(30).
  • Le procédé qui vient d'être décrit présente l'avantage de produire une pâte à haut rendement dont la longueur des fibres est conservée au maximum avec une dépense en énergie diminuée. Il est évident que les broyeurs à marteaux peuvent être alimentés par d'autres pâtes brutes que celles issues d'un prétraitement à la machine bi-vis du moment que cette pâte présente une imprégnation à coeur suffisante pour une exploitation optimale dans les broyeurs.
  • Enfin l'installation peut comporter une combinaison de raffineurs classiques et de broyeurs à marteaux si cela s'avère nécessaire.

Claims (6)

1. Procédé de préparation d'une pâte à papier à partir de plaquettes de bois consistant à prétraiter lesdites plaquettes de bois dans une machine du type bi-vis (1) où ils sont soumis à une succession de compressions/relâchements avec injection d'une ou plusieurs solutions d'au moins un agent chimique puis à défibrer la matière issue de la machine par un moyen mécanique, caractérisé en ce qu'après défibrage la matière est soumise à une opération de classement, et en ce que les rejets de classement sont soumis à un défibrage dans un appareil (50) du type broyeur à marteaux.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'humidité des rejets de classement soumis au défibrage est contrôlée par injection d'eau dans le broyeur à marteaux de manière qu'à la sortie dudit broyeur la siccité de la machine soit comprise entre 2 et 20 %.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'après passage dans le broyeur à marteaux les rejets de classement sont recyclés en amont des appareils de classage (40,42).
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le défibrage de la matière issue de la machine du type bi-vis (1) est réalisé en milieu humide dans un appareil (20) du type broyeur à marteaux, la siccité de la matière en sortie de l'appareil étant comprise entre 2 et 20 %.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les orifices de la grille du broyeur à marteaux sont des trous de diamètre compris entre 1 et 5 mm.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les orifices de la grille du broyeur à marteaux sont des fentes de largeur comprise entre 0,4 et 2 mm.
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