EP1759059A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung einer faserstoffsuspension - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung einer faserstoffsuspension

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Publication number
EP1759059A1
EP1759059A1 EP05751729A EP05751729A EP1759059A1 EP 1759059 A1 EP1759059 A1 EP 1759059A1 EP 05751729 A EP05751729 A EP 05751729A EP 05751729 A EP05751729 A EP 05751729A EP 1759059 A1 EP1759059 A1 EP 1759059A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
suspension
fibrous
paper
fiber
carbon dioxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05751729A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Doelle
Niggl Volker
Bernd Gueldenberg
Holger Humberg
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.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1759059A1 publication Critical patent/EP1759059A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
    • D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
    • D21H11/20—Chemically or biochemically modified fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
    • D21C9/001—Modification of pulp properties
    • D21C9/002—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives
    • D21C9/004—Modification of pulp properties by chemical means; preparation of dewatered pulp, e.g. in sheet or bulk form, containing special additives inorganic compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/63—Inorganic compounds
    • D21H17/70—Inorganic compounds forming new compounds in situ, e.g. within the pulp or paper, by chemical reaction with other substances added separately

Definitions

  • the invention relates to SC paper which is produced using a fibrous suspension containing fibers partially loaded with ash.
  • this object is achieved in the case of newsprint of the type mentioned at the outset in that the ash content in the fibrous web of the newsprint produced from the fibrous suspension is higher than 15%, preferably higher than 19%.
  • this object is achieved in the case of wood-free paper of the type mentioned at the outset in that the ash content in the fibrous web of wood-free, uncoated paper produced from the fiber suspension is higher than 15%, preferably higher than 19%.
  • the invention allows the ash content in a paper to be maximized, which has economic and qualitative advantages. Ash is less expensive than fiber and at the same time advantageous in terms of the optical properties of whiteness and opacity.
  • this object is also achieved with the papers listed above by a process with the following process steps: introduction of calcium hydroxide in liquid or dry form or of cal ciumoxide in the fiber suspension,
  • the filler material used in other manufacturing processes is replaced by the filler material produced with the fiber loading process technology.
  • the field of application of the filler produced with the fiber loading process technology extends to paper production and to the fields of application of all types of paper, including packaging papers, which have a filler content between 1 and 60% or which have a white top layer with a filler content between 1 and 60% ,
  • the field of application of the invention is not restricted to the use of these fillers in paper-producing processes; the invention can be used in any paper making or auxiliary process including pulping. If a fiber suspension is treated with fiber loading technology in papermaking, a completely new product results which has new and improved properties compared to the products known on the market.
  • the process described below makes it possible to precipitate filler (calcium carbonate) directly during stock preparation in a paper mill, which is exclusively evenly distributed and deposited on and in the fibrous material, in particular the paper fiber.
  • a combination or a single application of the embodiments of the invention described below ensures that only fibrous material loaded with precipitated calcium carbonate is produced, the calcium carbonate being attached to or in the fibers;
  • the formation of free precipitated calcium carbonate (PCC) is prevented: by using an additional washing process before a grinding process and / or after the grinding process and / or before the crystallization process in a crystallizer and / or in front of the headbox or before the feed to the paper machine or by returning the press filtrate to a feed chest or other storage arrangement on the input side, it is achieved that a constant content of calcium hydroxide is set or regulated in the feed system of the fiber loading device.
  • the calcium hydroxide can be fed directly into a pulp dissolver.
  • the press filtrate can be returned to the pulping system. Calcium hydroxide that does not attach to or in the fibers is returned to the upstream processes.
  • the invention comprises a method according to which the fiber suspension is introduced into a press arrangement for pressing out a filtrate.
  • the filtrate is then at least partially returned to an arrangement for dissolving the pulp suspension, i.e. that is, in an input-side storage vessel, for example in a storage container.
  • the calcium hydroxide is at least partially added to the pulp dissolver assembly.
  • a pH between 7 and 12, especially between 9 and 12 is maintained.
  • aqueous fibrous pulp can be used as the starting material.
  • use material especially aqueous paper stock, from 0.1 to 20% consistency, preferably between 2 and 8%.
  • Calcium hydroxide in aqueous or in dry form or calcium oxide is mixed into the aqueous paper pulp in a range between 0.01 and 60% of the solid content present.
  • a static mixer, feed hopper or pulping system is used for the mixing process; a pH in the range between 7 and 12, preferably between 9 and 12, is used here.
  • the reactivity of the calcium hydroxide is between 0.01 seconds and 10 minutes, preferably between 1 second and 3 minutes.
  • Dilution water is mixed in according to the specified reaction parameters.
  • Carbon dioxide is mixed in according to the reaction parameters in a moist paper material dimension. Calcium carbonate precipitates in the carbon dioxide atmosphere.
  • the high mechanical strengths achieved by the high degree of grinding The end product has a positive effect on the production of all types of paper, because the process-related mechanical loads in the different sections of the paper machine, such as in the press section, the dryer section or in the area in which the paper web is rolled up, mean that the intermediate product and the product to be produced End product is subjected to high mechanical loads through the use of rewinding, winding, rewinding and converting machines.
  • the pretreatment of the fiber suspension according to the invention also creates the prerequisite for better drying, by means of which the efficiency in the production of all types of paper is increased. Residual moisture in the range between 1 and 20% is an advantage.
  • the invention also achieves higher degrees of whiteness and / or higher optical values with up to 15 brightness points better brightness in the production of all types of paper, cardboard or in various forms of use of cardboard, including the white top layer on a cardboard layer.
  • the energy input during the grinding process i.e. H. the amount of heat and the resulting heating is controlled. Crystals of various shapes can be produced according to the control.
  • the invention relates to a method in which a static mixer, a refiner, a disperger and / or a fluffer-FLPCC reactor is used as the reactor, the fiber content, in particular the paper content, in the case of a static mixer between 0.01 and 15%; is between 2 and 40% for a refiner and a disperser, in particular between 2 and 8% for an LC grinding and between 20 and 35% for an HC grinding, and between 15 and 60% for a Fluffer-FLPCC reactor ,
  • the invention also relates to a method according to which an energy expenditure of between 0.3 and 8 kWh / t, in particular between 0.5 and 4 kWh / t, is used for the precipitation reaction, in particular if no grinding process is used comes.
  • the process temperature is preferably between ⁇ 15 and 120 ° C., in particular between 20 and 90 ° C.
  • Rhombohedral, scalalenohedral and spherical crystals are preferably produced, the crystals having dimensions between 0.05 and 5 ⁇ m, in particular between 0.3 and 2.5 ⁇ m.
  • Static and / or movable, in particular rotating, mixing elements are used to produce a fibrous stock suspension loaded with calcium carbonate.
  • the process is preferably carried out in a pressure range between 0 and 15 bar, in particular between 0 and 6 bar.
  • the method is also advantageously carried out at a pH between 6 and 10, in particular between 6.5 and 9.0.
  • the reaction time here is between 0.01 seconds and 1 minute, in particular between 0.05 and 10 seconds.
  • Another advantage of using the technology according to the invention in the paper types listed above is that they can also be processed further in a calender. Due to the fact that when using fiber loading technology, fiber loading particles are deposited in, around and on the fibers, the blackening, i. H. Black satin, avoided.
  • the fibrous material produced with the fiber loading combination process technology according to the invention has a higher drainage capacity than conventionally produced fibrous material, which is in the range between 5 and 100 ml CSF or from 0.2 to 15 ° SR and is dependent on the required degree of grinding and filler content.
  • This pulp has a lower water retention of about 2 to 25%, depending on the raw material used for papermaking. Compared to conventional fiber, the water can be removed from the fiber suspension more quickly, and the fiber dries correspondingly faster. This also has a positive impact on the rewetting processing, which is therefore lower in the paper manufacturing process, and on the printability of the paper types produced.
  • the invention also relates to an apparatus for performing one of the methods described above.
  • the device is characterized in that it has a static mixer, a preparation device for introducing calcium oxide or calcium hydroxide, a press or dewatering screw, a compensating reactor or a leveling screw, a vessel serving as a crystallizer, a further static mixer, a carbon dioxide storage container or comprises an additional device for the recovery of carbon dioxide.
  • An embodiment is advantageous in which a high-consistency cleaner and / or a carbon dioxide heater and / or a storage container for press water or for water extracted in the dewatering screw are provided.
  • the filtrate of the fibrous suspension obtained in the dewatering screw is returned via a line to a feed tank or another upstream device for processing the fibrous suspension.
  • FIG. 1 shows a diagram of the preparation of a fiber suspension for use in a machine for producing a fiber web
  • FIG. 1 A pipeline system 1 (FIG. 1) is provided for a fiber suspension and is equipped with control valves 2, 3.
  • the control valve 2 is arranged in a line 4, via which the piping system 1 is connected to a static mixer 5.
  • Dilution water is fed into the mixer 5 via a valve 6.
  • a mixer 7 or a container for storing the fiber suspension is arranged downstream of the mixer 5 in the flow direction of the fiber suspension.
  • the pulp suspension is pumped from the chest 7 to a further static mixer 9 by a pump 8.
  • Dilution water is also supplied to the mixer 9 via a valve 10.
  • the inflow of a suspension of calcium hydroxide is controlled via a valve 11, which is attached in a line 12.
  • a preparation device 13 in which solid calcium oxide or calcium hydroxide is introduced into water.
  • the preparation device 13 is supplied with water via a line 14 with a valve 15.
  • the suspension generated in the preparation device 13 is introduced into the line 12 via a pump 16.
  • a pulp suspension mixed with calcium hydroxide thus flows from the mixer 9 into a line 17 with a valve 18 to a dewatering screw 19 in which water is withdrawn from the pulp suspension, which water is returned, for example via a line 20, to the mixer 5 as dilution water.
  • the water extracted in the dewatering screw 19 can also be passed to a storage container 21 for the fiber suspension, or it is returned to the mixer 9.
  • the pH value in the units upstream of the dewatering screw 19 can be increased and regulated by the reflux of water containing calcium hydroxide.
  • the fiber suspension passes through a line 22 to a leveling screw 23 in order to even out the fiber suspension.
  • This is a vessel 25 in the flow direction via a line 24 Subordinate (crystallizer).
  • This is connected to a carbon dioxide reservoir 30 via a line 29 equipped with valves 26, 27 and a pump 28 for supplying carbon dioxide. From this, carbon dioxide is introduced into the crystallizer 25 in order to produce the desired precipitation reaction of calcium hydroxide and carbon dioxide to form calcium carbonate as a filler in the fibers of the fibrous material.
  • the carbon dioxide storage container 30 is additionally connected to the leveling screw 23 via a further line 31 branching off from line 29 and equipped with a valve 32. As a result, carbon dioxide can also be introduced into this in order to at least partially carry out the precipitation reaction there.
  • Line 29 is also connected to a static mixer 34 via a further valve 33. This serves to add further carbon dioxide to the fibrous material suspension flowing out of the crystallizer 25 via a line 36 provided with a valve 35.
  • the fiber suspension flows out of the mixer 34 into a mixing container 37.
  • a storage container 38 can be arranged, which also serves as a filtration device.
  • calcium carbonate-enriched filtrate is returned to the storage tank 7 or to another upstream unit for the treatment of the dilution water or the fiber suspension.
  • the mixing container 37 is equipped with a rotor 39 for mixing the fiber suspension.
  • the fiber suspension either flows directly from the mixer 34 to a headbox of a paper machine or is subjected to a further mechanical treatment, for example in a refiner feed chest.
  • the mixer 34 can also be fed from the pipeline system 1 via the valve 3 and a line 40 in which it is attached, fiber suspension which has not yet been subjected to calcium hydroxide. It is further provided that from the machine for producing the fibrous web, in particular the paper machine, white water or process water, which has been recovered, for example, in the screen area of the paper machine, or, as already described above, fibrous suspension from the dewatering screw 19 is fed to the container 21 , Dilution water is supplied to this, for example, via a line 41 with a valve 42.
  • Dilution water mixed with process water flows from the container 21 via a line 43, a pump 44 and a valve 45 to the crystallizer 25.
  • a high-consistency refiner 46 is advantageously arranged within line 4.
  • a heater 47 for the carbon dioxide supplied from the storage container 30 is also optional. The heater 47 works with superheated steam, which is fed in via an inlet 48 and discharged again via an outlet 49.
  • the machine comprises a twin-wire former 50, a press section 51 with two press nips arranged one behind the other, a single-row dryer section 52, calender 53 with a plurality of soft and hard rolls, and a winding device 54.
  • a machine for the production of newsprint, which comprises a twin-wire former 55, a press section 56 with two press nips arranged one behind the other, a single-row dryer section 57 and two calenders 58, 59 each comprising a soft and a hard roller.
  • the paper web is wound up by a winding device 60.
  • a machine (FIG. 4) for producing WFU paper comprises a twin-wire former 61, a press section 62 with two press nips arranged one behind the other, a single-row dryer section 63, within which an application device 64 is arranged, a two-row dryer section 65, two, each a pair of calenders 66, 67 and a winding device 68.

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung einer Faserstoffsuspension Zusammenfassung SC-Papier, das unter Einsatz einer teilweise mit Asche beladene Fasern enthaltenden Faserstoffsuspension hergestellt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aschegehalt in der aus der Faserstoffsuspension erzeugten Faserstoffbahn des SC-Papiers höher als 35 %, vorzugsweise höher als 39 %, liegt. Zeitungspapier, das unter Einsatz einer teilweise mit Asche beladene Fasern enthaltenden Faserstoffsuspension hergestellt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aschegehalt in der aus der Faserstoffsuspension erzeugten Faserstoffbahn des Zeitungspapiers höher als 15 %, vorzugsweise höher als 19 %, liegt. Holzfreies ungestrichenes Papier, das unter Einsatz einer teilweise mit Asche beladene Fasern enthaltenden Faserstoffsuspension hergestellt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aschegehalt in der aus der Faserstoffsuspension erzeugten Faserstoffbahn des holzfreien, ungestrichenen Papiers höher als 15 %, vorzugsweise höher als 19 %, liegt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung einer Faserstoffsuspension
Die Erfindung bezieht sich auf SC-Papier, das unter Einsatz einer teilweise mit Asche beladene Fasern enthaltenden Faserstoffsuspension hergestellt ist. Ebenso bezieht sich die Erfindung auch auf Zeitungspapier und auf holzfreies ungestrichenes Papier (WFU-(=woodfree uncoated)-Papier), die ebenfalls unter Einsatz einer teilweise mit Asche beladene Fasern enthaltenden Faserstoffsuspension hergestellt sind.
Bei nach dem Stand der Technik hergestellten Papieren wird festgestellt, dass die Ascheretention in der Siebpartie mit steigendem Aschegehalt deutlich abfällt. Da- durch entsteht eine unerwünschte Verschmutzung der Wasserkreisläufe innerhalb der Maschine, und der Retentionsmittelbedarf steigt, was Auswirkungen auf die Formation des Papiers hat. Ferner sinkt die initiale Nassfestigkeit mit steigendem Aschegehalt, was die Geschwindigkeit limitiert, mit der die Faserstoffbahn hergestellt werden kann.
Ein weiterer nachteiliger Aspekt ist das Stauben von Papier im Offset- oder Laserdruck, insbesondere bei ungestrichenen Papieren (SC-Papier, Zeitungs- (Newsprint-)-Papier, WFU-Papier). Dies führt zu einer Verschmutzung der Druckwerke. Dadurch werden regelmäßige Reinigungen und Stillstandszeiten der Druckmaschine bzw. der Kopiermaschine erforderlich.
Aus der DE 101 13 998 A1 und der DE 102 04 254 A1 sind Verfahren zur Behandlung einer Faserstoffsuspension nach der Fiber-Loading-Technologie bekannt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, den Aschegehalt bei den oben genannten Papieren zu erhöhen, ohne dass die oben beschriebenen nachteiligen Eigenschaften des Papiers entstehen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem SC-Papier der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Aschegehalt in der aus der Faserstoffsuspension erzeugten Faserstoffbahn des SC-Papiers höher als 35 %, vorzugsweise höher als 39 %, liegt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Zeitungspapier der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Aschegehalt in der aus der Faserstoffsuspension erzeugten Faserstoffbahn des Zeitungspapiers höher als 15 %, vorzugs- weise höher als 19 %, liegt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem holzfreien Papier der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Aschegehalt in der aus der Faserstoffsuspension erzeugten Faserstoffbahn des holzfreien, ungestrichenen Papiers höher als 15 %, vorzugsweise höher als 19 %, liegt.
Durch die Erfindung lässt sich der Aschegehalt in einem Papier maximieren, was wirtschaftliche und qualitative Vorzüge hat. Asche ist nämlich kostengünstiger als Faserstoff und gleichzeitig vorteilhaft bei den optischen Eigenschaften Weiße und Opazität.
Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Ascheretention durch die bessere Anbin- dung der Asche an die Fasern bei gleichen Retentionsmitteldosierungen um bis zu zwanzig Prozentpunkte höher ist als nach dem Stand der Technik. Ebenso wird auch die initiale Nassfestigkeit bei gleichem Aschegehalt um bis zu 20 % gesteigert. Die Staubneigung des Papiers wird um mehr als die Hälfte gesenkt. Hierdurch wird es möglich, den Aschegehalt im Papier deutlich zu erhöhen. Alternativ kann ein gleichwertiges Papier mit geringerem Flächengewicht hergestellt werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei den oben aufgeführten Papieren auch durch ein Verfahren mit den folgenden Verfahrensschritten gelöst: - Einbringen von Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form oder von Cal- ciumoxid in die Faserstoffsuspension,
- Einbringen von gasförmigem Kohlendioxid in die Faserstoffsuspension,
- Ausfällen von Calciumcarbonat durch das Kohlendioxid,
- Mahlen der Faserstoffsuspension während des Beladungsvorgangs und - Waschen der Faserstoffsuspension vor dem Kristallisationsprozess und/oder dem Mahlprozess und/oder während des Mahlprozesses und/oder nach dem Mahlprozess.
Alternativ wird diese Aufgabe auch durch ein Verfahren mit den folgenden Ver- fahrensschritten gelöst:
- Einbringen von Calciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form oder von Cal- ciumoxid in die Faserstoffsuspension,
- Einbringen von gasförmigem Kohlendioxid in die Faserstoffsuspension,
- Ausfällen von Calciumcarbonat durch das Kohlendioxid und - Waschen der Faserstoffsuspension vor dem Einbringen der Faserstoffsuspension in eine in Flussrichtung der Faserstoffsuspension nachgeordnete Stoffauflaufbütte und/oder in eine Maschine zur weiteren Verarbeitung der Faserstoffsuspension. Je nach den Anforderungen, die an das Endprodukt gestellt werden, wird die Fiber-Loading-Technologie vor oder nach dem Mahlprozess ein- gesetzt.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren beschrieben, um gefälltes, mit Faserstoff beladenes Calciumcarbonat (FLPCC = fiber loaded precipitate calcium carbonate) herzustellen, insbesondere für die Zellstoffherstellung oder für die Zellstoffver- wendung bei der Papierherstellung. Der zu beladende Faserrohstoff wird beispielsweise aus Recycling-Papier, aus DIP (= Deinked Paper), aus Sekundärfaserstoff, gebleichtem oder ungebleichtem Zellstoff, Holzstoff jeglicher Art, jeglichem Papierrohzellstoff, gebleichtem oder ungebleichtem Sulfatzellstoff, Fertig- stoffausschuss, Leinen-, Baumwoll- und/oder Hanffasern (vorwiegend für Ziga- rettenpapier eingesetzt) und/oder jeglichem anderen Papierrohstoff hergestellt, der in einer Papiermaschine Verwendung findet. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich unabhängig davon einsetzen, ob das Endprodukt Füllstoff enthält, der durch einen Fällungsprozess in einem Batchreaktor oder durch einen Mahlprozess (GCC = ground calcium carbonate) hergestellt wurde, oder bei dem Talk, Silicium, Titandioxid (TiO2) zum Einsatz kommen.
Bei dem nachfolgend beschriebenen FLPCC-Prozess wird das bei anderen Herstellungsverfahren eingesetzte Füllstoffmaterial durch das mit der Fiber-Loading- Prozesstechnologie hergestellte Füllstoffmaterial ersetzt. Das Anwendungsgebiet des mit der Fiber-Loading-Prozesstechnologie hergestellten Füllstoffs erstreckt sich auf die Papierherstellung und auf die Anwendungsgebiete aller Papiersorten, einschließlich Verpackungspapieren, die einen Füllstoffgehalt zwischen 1 und 60 % besitzen oder die eine weiße Deckschicht mit einem Füllstoffgehalt zwischen 1 und 60 % aufweisen.
Das Einsatzgebiet der Erfindung ist nicht auf die Verwendung dieser Füllstoffe in papiererzeugenden Prozessen beschränkt; die Erfindung kann in jedem papiererzeugenden Prozess oder Hilfsprozess einschließlich der Zellstoffherstellung verwendet werden. Wird eine Faserstoffsuspension bei der Papierherstellung mit der Fiber-Loading-Technologie behandelt, resultiert ein vollkommen neues Produkt, das neue und verbesserte Eigenschaften gegenüber den auf dem Markt bekannten Produkten hat. Der nachfolgend beschriebene Prozess erlaubt es, direkt bei der Stoffaufbereitung in einer Papierfabrik Füllstoff (Calciumcarbonat) auszufällen, der ausschließlich an und in dem Faserstoff, insbesondere der Papierfaser, gleichmäßig verteilt und angelagert ist.
Durch eine Kombination oder eine Einzelanwendung der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird erreicht, dass ausschließlich mit gefälltem Calciumcarbonat beladener Faserstoff hergestellt wird, wobei das Calciumcarbonat an oder in den Fasern angelagert bzw. in ihnen eingelagert ist; hierbei wird die Ausbildung von freiem gefällten Calciumcarbonat (PCC) unterbunden: Durch den Einsatz eines zusätzlichen Waschvorgangs vor einem Mahlprozess und/oder nach dem Mahlprozess und/oder vor dem Kristallisationsvorgang in einem Kristallisator und/oder vor der Stoffauflaufbütte oder vor der Zuführung zur Papiermaschine oder durch die Rückführung des Pressenfiltrates zu einer Vorlagebütte oder einer anderen eingangsseitigen Speicheranordnung wird erreicht, dass ein konstanter Gehalt an Caiciumhydroxid im Zuführsystem der Fiber- Loading-Einrichtung eingestellt oder eingeregelt wird. Das Caiciumhydroxid kann unmittelbar in einem Faserstoffauflöser zugeführt werden. Das Pressenfiltrat lässt sich in das Stoff auflösesystem zurückführen. Caiciumhydroxid, das sich nicht an oder in den Fasern anlagert, wird den vorgeschalteten Prozessen wieder zugeführt.
Nur der Füllstoff, der nicht an oder in den Fasern abgelagert ist, d. h. freies gefälltes Calciumcarbonat, wird ausgewaschen. Die Fasern selber, die innen und außen mit Füllstoff versehen sind, verlieren diesen durch den Waschvorgang und die Rückführung des Pressenfiltrates nicht, so dass die positiven Effekte der Fiber- Loading-Technologie bestehen bleiben.
In Ergänzung zu den nachstehend näher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung wird auf die in der US 6 413 365, der DE 101 07 448 A1 und der DE 101 13 998 A1 näher beschriebenen Ausführungsbeispiele verwiesen, mit denen sich die erfindungsgemäßen Verfahren ebenfalls ausführen lassen.
Insbesondere umfasst die Erfindung ein Verfahren, gemäß dem die Faserstoffsuspension in eine Pressenanordnung zum Auspressen eines Filtrates eingebracht wird. Anschließend wird das Filtrat wenigstens teilweise in eine Anordnung zum Auflösen der Faserstoffsuspension zurückgeführt, d. h., in ein eingangssei- tiges Speichergefäß, beispielsweise in eine Vorlagebütte. Das Caiciumhydroxid wird wenigstens teilweise in der Anordnung zum Auflösen des Faserstoffs zugefügt. Im kompletten Stoffauflösesystem, d. h., in der Anordnung zum Auflösen des Faserstoffs, wird ein pH-Wert zwischen 7 und 12, insbesondere zwischen 9 und 12, aufrechterhalten.
Gemäß der Erfindung lässt sich als Ausgangsmaterial wässriges Faserstoffma- terial, insbesondere wässriger Papierstoff, von 0,1 bis 20 % Konsistenz, vorzugsweise zwischen 2 und 8 %, einsetzen.
Caiciumhydroxid in wässriger oder in trockener Form oder Calciumoxid wird in einem Bereich zwischen 0,01 und 60 % des vorhandenen Feststoffanteils in den wässrigen Papierfaserstoff eingemischt. Für den Mischvorgang wird ein statischer Mischer, eine Vorlagebütte oder ein Stoffauflösesystem eingesetzt; hierbei wird ein pH-Wert im Bereich zwischen 7 und 12, vorzugsweise zwischen 9 und 12, eingesetzt. Die Reaktivität des Calciumhydroxids liegt zwischen 0,01 Sekunden und 10 Minuten, vorzugsweise zwischen 1 Sekunde und 3 Minuten. Gemäß vorgegebenen Reaktionsparametern wird Verdünnngswasser eingemischt.
Kohlendioxid wird entsprechend den Reaktionsparametern in einer feuchten Pa- pierstoffdimension eingemischt. Dabei fällt Calciumcarbonat in der Kohlendioxid- Atmosphäre aus.
Gleichzeitig wird Mahlenergie im Bereich zwischen 0,1 und 300 kWh je Tonne Papiertrockenstoff eingebracht. Gegenüber herkömmlichen Prozessen zur Herstellung einer Faserstoffsuspension kann erfindungsgemäß ein höherer Mahlgrad energiegünstig erreicht werden; gemäß der Erfindung können bis zu 50 % der Mahlenergie eingespart werden. Dies wirkt sich insbesondere auf alle Papiersorten aus, die einen Mahlprozess bei ihrer Herstellung durchlaufen, und vor allem bei solchen, die einen hohen oder sehr hohen Mahlgrad haben, wie beispielsweise FL-Zigarettenpapiere (FL = Fiber Loading), FL-B&P-Papiere, FL-Sackkraftpapiere und FL-Filterpapier. Bei diesen Papieren, die keine Füllstoffe benötigen, kann freier Füllstoff, der nicht an oder in den Fasern abgelagert ist, nach dem Mahlprozess oder vor dem Einbringen der Faserstoffsuspension in die Stoffauflaufbütte oder vor der Zuführung zur Papiermaschine entfernt werden. Die Fasern selber sind jedoch innen und außen mit Füllstoff versehen, so dass die positiven Effekte der Fiber-Loading-Technologie bestehen bleiben.
Die durch den hohen Mahlgrad erreichten hohen mechanischen Festigkeiten des Endproduktes wirken sich positiv auf die Herstellung aller Papiersorten aus, da durch prozessbedingte mechanische Belastungen in den verschiedenen Sektionen der Papiermaschine, wie in der Pressenpartie, der Trockenpartie oder in dem Bereich, in dem die Papierbahn aufgerollt wird, das hergestellte Zwischen- produkt und das herzustellende Endprodukt durch die Verwendung von Aufroll-, Wickel-, Umroll- und Konvertierungsmaschinen mechanisch hoch belastet wird.
Durch die erfindungsgemäße Vorbehandlung der Faserstoffsuspension wird auch die Voraussetzung für eine bessere Trocknung geschaffen, durch die die Effizienz bei der Herstellung aller Papiersorten erhöht wird. Von Vorteil sind Restfeuchtigkeiten im Bereich zwischen 1 und 20 %.
Durch die Erfindung werden auch höhere Weißgrade und/oder höhere optische Werte mit einer um bis zu 15 Helligkeitspunkte besseren Helligkeit bei der Her- Stellung aller Arten von Papier, Pappe oder bei verschiedenen Einsatzformen von Pappe, einschließlich der weißen Decklage auf einer Pappschicht, erreicht.
Die Energieeinbringung beim Mahlprozess, d. h. die Wärmemenge und die daraus resultierende Aufheizung, wird gesteuert. Entsprechend der Steuerung lassen sich Kristalle verschiedenster Form herstellen.
Die Erfindung bezieht sich in einer weiteren Ausgestaltung auf ein Verfahren, bei dem als Reaktor ein statischer Mischer, ein Refiner, ein Disperger und/oder ein Fluffer-FLPCC-Reaktor zum Einsatz kommt, wobei der Faserstoffgehalt, insbe- sondere der Papiergehalt, bei einem statischen Mischer zwischen 0,01 und 15 %; bei einem Refiner und bei einem Disperger zwischen 2 und 40 %, insbesondere bei einer LC-Mahlung zwischen 2 und 8 % und bei einer HC-Mahlung zwischen 20 und 35 %, sowie bei einem Fluffer-FLPCC-Reaktor zwischen 15 und 60 % beträgt.
Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren, gemäß dem für die Fällungsreaktion ein Energieaufwand zwischen 0,3 und 8 kWh/t, insbesondere zwischen 0,5 und 4 kWh/t, verwendet wird, insbesondere, wenn kein Mahlprozess zum Einsatz kommt.
Vorzugsweise liegt die Prozesstemperatur zwischen - 15 und 120 °C, insbesondere zwischen 20 und 90 °C. Vorzugsweise werden rhomboedrische, skaleno- hedrische und kugelförmige Kristalle erzeugt, wobei die Kristalle Abmessungen zwischen 0,05 und 5 μm, insbesondere zwischen 0,3 und 2,5 μm, haben.
Zur Herstellung einer mit Calciumcarbonat beladenen Faserstoffsuspension werden statische und/oder bewegliche, insbesondere rotierende, Mischelemente ein- gesetzt.
Das Verfahren wird vorzugsweise in einem Druckbereich zwischen 0 und 15 bar, insbesondere zwischen 0 und 6 bar, durchgeführt. Ebenso wird das Verfahren mit Vorteil bei einem pH-Wert zwischen 6 und 10, insbesondere zwischen 6,5 und 9,0, durchgeführt. Hierbei liegt die Reaktionszeit zwischen 0,01 Sekunden und 1 Minute, insbesondere zwischen 0,05 und 10 Sekunden.
Ein weiterer Vorteil beim Einsatz der erfindungsgemäßen Technologie bei den oben aufgeführten Papiersorten besteht darin, dass diese auch in einem Kalander weiter verarbeitet werden können. Dadurch, dass beim Einsatz der Fiber-Loading- Technologie Fiber-Loading-Partikel in, um und an den Fasern angelagert werden, wird das Blackening, d. h. Schwarzsatinage, vermieden.
Der mit der erfindungsgemäßen Fiber-Loading-Kombinationsprozess-Technologie hergestellte Faserstoff hat gegenüber herkömmlich hergestelltem Faserstoff eine höhere Entwässerungsfähigkeit, die im Bereich zwischen 5 und 100 ml CSF oder von 0,2 bis 15 °SR liegt und vom geforderten Mahlgrad und Füllstoffgehalt abhängig ist. Dieser Faserstoff besitzt ein niedrigeres Wasserrückhaltevermögen von etwa 2 bis 25 %, das von dem Rohstoff abhängt, der für die Papierherstellung verwendet wird. Gegenüber herkömmlichem Faserstoff lässt sich das Wasser aus der Faserstoffsuspension schneller entfernen, und entsprechend schneller trocknet der Faserstoff. Dies hat auch einen positiven Einfluss auf die Rückbefeuch- tung, die dadurch im Papierherstellungsprozess geringer ist, und auf die Bedruck- barkeit der hergestellten Papiersorten.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines der oben beschriebenen Verfahren.
Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass sie einen statischen Mischer, eine Zubereitungsvorrichtung zum Einbringen von Calciumoxid oder Caiciumhydroxid, eine Presse oder Entwässerungsschnecke, einen Aus- gleichsreaktor oder eine Egalisierschnecke, ein als Kristallisator dienendes Gefäß, einen weiteren statischen Mischer, einen Kohlendioxid-Vorratsbehälter oder eine zusätzliche Einrichtung zur Wiedergewinnung von Kohlendioxid umfasst.
Von Vorteil ist eine Ausgestaltung, bei der ein High-Consistency-Reiniger und/oder ein Kohlendioxid-Erhitzer und/oder ein Vorratsbehälter für Presswasser oder für in der Entwässerungsschnecke entzogenes Wasser vorgesehen sind.
Von Vorteil ist es ebenfalls, wenn in der Entwässerungsschnecke gewonnenes Filtrat der Faserstoffsuspension über eine Leitung zu einer Vorlagebütte oder eine andere vorgelagerte Einrichtung zur Aufbereitung der Faserstoffsuspension zurückgeführt wird.
Auch der Einsatz einer nach dem Kristallisator eingesetzten, zusätzlichen Wascheinrichtung zur Reinigung der Faserstoffsuspension ist vorteilhaft.
Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema die Aufbereitung einer Faserstoffsuspension zum Ein- satz in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn und
Fig. 2 - 4 Ausgestaltungen von Papiermaschinen zur Herstellung von SC-Papier, Zeitungspapier bzw. holzfreiem ungestrichenen Papier. Für eine Faserstoffsuspension ist ein Rohrleitungssystem 1 (Fig. 1) vorgesehen, das mit Steuerventilen 2, 3 ausgestattet ist. Das Steuerventil 2 ist in einer Leitung 4 angeordnet, über die das Rohrleitungssystem 1 mit einem statischen Mischer 5 verbunden ist. In den Mischer 5 wird über ein Ventil 6 Verdünnungswasser zugeführt. Dem Mischer 5 ist in Fließrichtung der Faserstoffsuspension eine Bütte 7 oder ein Behälter zur Bevorratung der Faserstoffsuspension nachgeordnet. Aus der Bütte 7 wird die Faserstoffsuspension über eine Pumpe 8 zu einem weiteren statischen Mischer 9 gepumpt. Auch dem Mischer 9 wird über ein Ventil 10 Ver- dünnungswasser zugeführt. Ebenso wird über ein Ventil 11 , das in einer Leitung 12 angebracht ist, der Zufluss einer Suspension von Caiciumhydroxid gesteuert.
Dieses wird von einer Zubereitungsvorrichtung 13 zur Verfügung gestellt, in der festes Calciumoxid oder Caiciumhydroxid in Wasser eingebracht wird. Hierzu wird der Zubereitungsvorrichtung 13 über eine Leitung 14 mit einem Ventil 15 Wasser zugeleitet. Die in der Zubereitungsvorrichtung 13 erzeugte Suspension wird über eine Pumpe 16 in die Leitung 12 eingeleitet.
Aus dem Mischer 9 strömt somit eine mit Caiciumhydroxid versetzte Faserstoff- Suspension in eine Leitung 17 mit einem Ventil 18 zu einer Entwässerungsschnecke 19, in der der Faserstoffsuspension Wasser entzogen wird, das beispielsweise über eine Leitung 20 zu dem Mischer 5 als Verdünnungswasser zurückgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich kann das in der Entwässerungsschnecke 19 entzogene Wasser auch zu einem Vorratsbehälter 21 für die Faser- stoffsuspension geleitet werden, oder es wird zu dem Mischer 9 zurückgeleitet. In allen Fällen lässt sich in den der Entwässerungsschnecke 19 vorgelagerten Aggregaten der pH-Wert durch den Rückfluss an Calciumhydroxid-haltigem Wasser erhöhen und einregeln.
Aus der Entwässerungsschnecke 19 gelangt die Faserstoffsuspension über eine Leitung 22 zu einer Egalisierschnecke 23, um die Faserstoffsuspension zu vergleichmäßigen. Dieser ist in Flußrichtung über eine Leitung 24 ein Gefäß 25 (Kristallisator) nachgeordnet. Dieses ist über eine mit Ventilen 26, 27 und einer Pumpe 28 ausgestattete Leitung 29 zur Zuführung von Kohlendioxid mit einem Kohlendioxid-Vorratsbehälter 30 verbunden. Aus diesem wird Kohlendioxid in den Kristallisator 25 eingeleitet, um die gewünschte Fällungsreaktion von Calcium- hydroxid und Kohlendioxid zur Bildung von Calciumcarbonat als Füllstoff in den Fasern des Faserstoffs zu erzeugen.
Über eine von der Leitung 29 abzweigende weitere Leitung 31 , die mit einem Ventil 32 ausgestattet ist, ist der Kohlendioxid-Vorratsbehälter 30 zusätzlich mit der Egalisierschnecke 23 verbunden. Dadurch lässt sich auch in diese Kohlendioxid einleiten, um bereits dort wenigstens teilweise die Fällungsreaktion auszuführen.
Ebenso ist die Leitung 29 über ein weiteres Ventil 33 mit einem statischen Mischer 34 verbunden. Dieser dient dazu, der über eine mit einem Ventil 35 versehene Leitung 36 aus dem Kristallisator 25 herausströmende Faserstoffsuspension weiteres Kohlendioxid zuzusetzen.
Aus dem Mischer 34 strömt die Faserstoffsuspension in einen Mischbehälter 37. Zwischen dem Mischer 34 und dem Mischbehälter 37 kann ein Vorratsbehälter 38 angeordnet sein, der zusätzlich als Filtrationsvorrichtung dient. Von dem Vorratsbehälter 38 aus wird mit Calciumcarbonat angereichertes Filtrat in die Vorlagebütte 7 oder in ein anderes vorgelagertes Aggregat zur Aufbereitung des Verdünnungswassers oder der Faserstoffsuspension zurückgeführt. Der Mischbehälter 37 ist mit einem Rotor 39 zum Durchmischen der Faserstoffsuspension ausgestattet. Aus dem Mischer 34 fließt die Faserstoffsuspension entweder unmittelbar zu einem Stoffauflauf einer Papiermaschine oder wird einer weiteren mechanischen Behandlung unterzogen, beispielsweise in einem Refiner Feed Chest.
Dem Mischer 34 kann von dem Rohrleitungssystem 1 über das Ventil 3 und eine Leitung 40, in der dieses angebracht ist, ebenfalls Faserstoffsuspension zugeführt werden, die noch nicht Caiciumhydroxid beaufschlagt ist. Ferner ist vorgesehen, dass aus der Maschine zur Herstellung der Faserstoffbahn, insbesondere der Papiermaschine, Weißwasser oder Prozesswasser, das beispielsweise im Siebbereich der Papiermaschine zurückgewonnen wurde, oder, wie oben bereits dargestellt, Faserstoffsuspension aus der Entwässerungs- Schnecke 19, dem Behälter 21 zugeführt wird. Diesem wird beispielsweise über eine Leitung 41 mit einem Ventil 42 Verdünnungswasser zugeleitet.
Aus dem Behälter 21 strömt mit Prozesswasser vermischtes Verdünnungswasser über eine Leitung 43, eine Pumpe 44 sowie ein Ventil 45 zu dem Kristallisator 25. Es ergibt sich somit gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau einer Anordnung zum Beladen der Faserstoffsuspension mit Füllstoff, insbesondere mit Calciumcarbonat, eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Zusammensetzung der zu erzeugenden Faserstoffsuspension in verschiedenen Stadien der Herstellung zu beeinflussen.
Mit Vorteil ist innerhalb der Leitung 4 ein High-Consistency-Refiner 46 angeordnet. Optional ist auch ein Erhitzer 47 für das von dem Vorratsbehälter 30 zugeführte Kohlendioxid. Der Erhitzer 47 arbeitet mit Heißdampf, der über einen Einlass 48 zu- und über einen Auslass 49 wieder abgeführt wird.
Zur Herstellung einer Bahn von SC-Papier (SC = super calendered) oder Magazinpapier ist eine Maschine geeignet, die in Fig. 2 dargestellt ist. Die Maschine umfasst einen Doppelsiebformer 50, eine Pressenpartie 51 mit zwei hintereinander angeordneten Pressnips, eine einreihige Trockenpartie 52, Kalander 53 mit einer Mehrzahl von weichen und harten Walzen sowie eine Wickeleinrichtung 54.
Zur Produktion von Zeitungspapier ist eine Maschine (Fig. 3) vorgesehen, die einen Doppelsiebformer 55, eine Pressenpartie 56 mit zwei hintereinander angeordneten Pressnips, eine einreihige Trockenpartie 57 und zwei, jeweils eine weiche und eine harte Walze umfassenden Kalander 58, 59 umfasst. Die Papierbahn wird durch eine Wickeleinrichtung 60 aufgewickelt. Eine Maschine (Fig. 4) zur Herstellung von WFU-Papier umfasst einen Doppelsiebformer 61 , eine Pressenpartie 62 mit zwei hintereinander angeordneten Pressnips, eine einreihige Trockenpartie 63, innerhalb deren eine Auftrageinrich- tung 64 angeordnet ist, eine zweireihige Trockenpartie 65, zwei, jeweils ein Wal- zenpaar aufweisende Kalander 66, 67 und eine Wickeleinrichtung 68.
Bezuqszeichenliste
1 Rohrleitungssystem 2 Steuerventil 3 Steuerventil 4 Leitung 5 Statischer Mischer 6 Ventil 7 Bütte
10 8 Pumpe 9 Statischer Mischer 10 Ventil 11 Ventil 12 Leitung
15 13 Zubereitungsvorrichtung 14 Leitung 15 Ventil 16 Pumpe 17 Leitung
20 18 Ventil 19 Entwässerungsschnecke 20 Leitung 21 Vorratsbehälter 22 Leitung
25 23 Egalisierschnecke 24 Leitung 25 Gefäß 26 Ventil 27 Ventil
30 28 Pumpe 29 Leitung 30 Kohlendioxid-Vorratsbehälter 31 Leitung 32 Ventil 33 Ventil 34 Statischer Mischer 35 Ventil 36 Leitung 37 Mischbehälter 38 Vorratsbehälter
10 39 Rotor 40 Leitung 41 Leitung 42 Ventil 43 Leitung
15 44 Pumpe 45 Ventil 46 High-Consistency-Refiner 47 Erhitzer 48 Einlass
20 49 Auslass 50 Doppelsiebformer 51 Pressenpartie 52 Trockenpartie 53 Kalander
25 54 Wickeleinrichtung 55 Doppelsiebformer 56 Pressenpartie 57 Trockenpartie 58 Kalander
30 59 Kalander 60 Wickeleinrichtung 61 Doppelsiebformer 62 Pressenpartie 63 Einreihige Trockenpartie 64 Auftrageinrichtung 65 Zweireihige Trockenpartie 66 Kalander 67 Kalander 68 Wickeleinrichtung
10

Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung einer Faserstoffsuspension Patentansprüche
1. SC-Papier, das unter Einsatz einer teilweise mit Asche beladene Fasern enthaltenden Faserstoffsuspension hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aschegehalt in der aus der Faserstoffsuspension erzeugten Faserstoffbahn des SC-Papiers höher als 35 %, vorzugsweise höher als 39 %, liegt.
2. Zeitungspapier, das unter Einsatz einer teilweise mit Asche beladene Fasern enthaltenden Faserstoffsuspension hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aschegehalt in der aus der Faserstoffsuspension erzeugten Faserstoffbahn des Zeitungspapiers höher als 15 %, vorzugsweise höher als 19 %, liegt.
3. Holzfreies ungestrichenes Papier, das unter Einsatz einer teilweise mit Asche beladene Fasern enthaltenden Faserstoffsuspension hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aschegehalt in der aus der Faserstoffsuspension erzeugten Faser- Stoffbahn des holzfreien, ungestrichenen Papiers höher als 15 %, vorzugsweise höher als 19 %, liegt.
4. Verfahren zum Herstellen einer Faserstoffbahn aus Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 3 unter Einsatz einer mit Calciumcarbonat beladene Zellu- losefasern enthaltenden Faserstoffsuspension mit den folgenden Verfahrensschritten: - Einbringen von Caiciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form oder von Calciumoxid in die Faserstoffsuspension, - Einbringen von gasförmigem Kohlendioxid in die Faserstoffsuspension, - Ausfällen von Calciumcarbonat durch das Kohlendioxid, - Mahlen der Faserstoffsuspension während des Beladungsvorgangs und - Waschen der Faserstoffsuspension vor dem Kristallisationsprozess und/oder vor dem Mahlprozess und/oder während des Mahlprozesses und/oder nach dem Mahlprozess.
5. Verfahren zum Herstellen einer Faserstoffbahn aus Papier nach einem der Ansprüche 1 bis 3 unter Einsatz einer mit Calciumcarbonat beladene Zellu- losefasern enthaltenden Faserstoffsuspension, insbesondere nach Anspruch 4, mit den folgenden Verfahrensschritten: - Einbringen von Caiciumhydroxid in flüssiger oder trockener Form oder von Calciumoxid in die Faserstoffsuspension, - Einbringen von gasförmigem Kohlendioxid in die Faserstoffsuspension, - Ausfällen von Calciumcarbonat durch das Kohlendioxid und - Waschen der Faserstoffsuspension vor dem Einbringen der Faserstoffsuspension in eine in Flussrichtung der Faserstoffsuspension nachgeordnete Stoffauflaufbütte und/oder in eine Maschine zur weiteren Verarbeitung der Faserstoffsuspension.
6. Verfahren zum Beladen einer Faserstoffsuspension mit Calciumcarbonat nach Anspruch 4 oder 5 mit den folgenden Verfahrensschritten: - Einbringen in eine Pressenanordnung (19) zum Auspressen eines Filtrates der Faserstoffsuspension und - wenigstens teilweises Rückführen des Filtrates in eine Anordnung zum Auflösen der Faserstoffsuspension.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrat in ein eingangsseitiges Speichergefäß, insbesondere in eine Vorlagebütte (7), zurückgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Caiciumhydroxid wenigstens teilweise in der Anordnung zum Auflösen des Faserstoffs zugefügt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens in der Anordnung zum Auflösen des Faserstoffs ein pH- Wert zwischen 7 und 12, insbesondere zwischen 9 und 12, aufrechterhalten wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial wässriges Faserstoffmaterial, insbesondere wässriger Papierstoff, von 0,1 bis 20 % Konsistenz, vorzugsweise zwischen 2 und 8 %, eingesetzt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Caiciumhydroxid in das wässrige Faserstoffmaterial, insbesondere den Papierfaserstoff, eingemischt wird, wobei dieses einen Feststoffanteil zwischen 0,01 und 60 % hat.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Caiciumhydroxid durch einen statischen Mischer (5, 9) oder durch eine Vorlagebütte eingemischt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Caiciumhydroxid im Bereich zwischen 0,01 Sekunden und 10 Minuten, insbesondere zwischen 1 Sekunde und 3 Minuten, reagiert.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Verdünnungswasser in die Faserstoffsuspension eingemischt wird, insbesondere vor, während oder nach der Zugabe von Kohlendioxid und/oder Caiciumhydroxid oder Calciumoxid.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kohlendioxid in eine feuchte Faserstoffsuspension eingemischt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mahlenergie im Bereich zwischen 0,1 und 300 kWh je Tonne Papiertrockenstoff eingebracht wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringung von Energie durch den Mahlprozess gesteuert wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Reaktor ein statischer Mischer, ein Refiner, ein Disperger und/oder ein Fluffer-FLPCC-Reaktor zum Einsatz kommt, wobei der Faserstoffgehalt, insbesondere der Papiergehalt, bei einem statischen Mischer zwischen 0,01 und 15 %; bei einem Refiner und bei einem Disperger zwischen 2 und 40 %, insbesondere bei einer LC-Mahlung zwischen 2 und 8 % und bei einer HC- Mahlung zwischen 20 und 35 %, sowie bei einem Fluffer-FLPCC-Reaktor zwischen 15 und 60 % beträgt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fällungsreaktion ein Energieaufwand zwischen 0,3 und 8 kWh/t, insbesondere zwischen 0,5 und 4 kWh/t, verwendet wird, insbesondere, wenn kein Mahlprozess zum Einsatz kommt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesstemperatur zwischen - 15 und 120° C, insbesondere zwischen 20 und 90° C, beträgt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass rhomboedrische, skalenohedrische und kugelförmige Kristalle erzeugt werden.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kristalle Abmessungen zwischen 0,05 und 5 μm, insbesondere zwischen 0,3 und 2,5 μm, haben.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass statische und/oder bewegliche, insbesondere rotierende, Mischelemente eingesetzt werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Druckbereich zwischen 0 und 15 bar, insbesondere zwischen 0 und 6 bar, durchgeführt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass es bei einem pH-Wert zwischen 6 und 10, insbesondere zwischen 6,5 und 9,0, durchgeführt wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionszeit zwischen 0,01 Sekunden und 1 Minute liegt, insbesondere zwischen 0,05 und 10 Sekunden.
27. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 4 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen statischen Mischer (5, 9), eine Zubereitungsvorrichtung (13) zum Einbringen von Calciumoxid oder Caiciumhydroxid, eine Presse oder Entwässerungsschnecke (19), einen Ausgleichsreaktor oder eine Egalisier- Schnecke (23), ein als Kristallisator dienendes Gefäß (25), einen weiteren statischen Mischer (34), einen Kohlendioxid-Vorratsbehälter (30) oder eine zusätzliche Einrichtung zur Wiedergewinnung von Kohlendioxid umfasst.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen High-Consistency-Reiniger (46) und/oder einen Kohlendioxid- Erhitzer (47) und/oder einen Vorratsbehälter (21) für Presswasser oder für in der Entwässerungsschnecke (19) entzogene Wasser umfasst.
29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entwässerungsschnecke (19) gewonnenes Filtrat der Faserstoffsuspension über eine Leitung (20) zu einer Vorlagebütte (7) oder eine andere vorgelagerte Einrichtung zur Aufbereitung der Faserstoffsuspension zurückführbar ist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem als Kristallisator dienenden Gefäß (25) eine zusätzliche Wascheinrichtung zur Reinigung der Faserstoffsuspension angeordnet ist.
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Inventor name: GUELDENBERG, BERND

Inventor name: HUMBERG, HOLGER

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