FI105112B - Menetelmä ja laite kuitupitoisen materiaalin kuiduttamiseksi - Google Patents

Menetelmä ja laite kuitupitoisen materiaalin kuiduttamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI105112B
FI105112B FI970591A FI970591A FI105112B FI 105112 B FI105112 B FI 105112B FI 970591 A FI970591 A FI 970591A FI 970591 A FI970591 A FI 970591A FI 105112 B FI105112 B FI 105112B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
rotor
housing
fibrous material
mill
pulp
Prior art date
Application number
FI970591A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI970591A (fi
FI970591A0 (fi
Inventor
Hannu Virtanen
Original Assignee
Megatrex Oy
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
Priority claimed from FI970049A external-priority patent/FI970049A0/fi
Application filed by Megatrex Oy filed Critical Megatrex Oy
Priority to FI970591A priority Critical patent/FI105112B/fi
Publication of FI970591A0 publication Critical patent/FI970591A0/fi
Priority to EP97947042A priority patent/EP0960234A1/en
Priority to PCT/FI1997/000755 priority patent/WO1998029596A1/en
Priority to US09/331,772 priority patent/US6202946B1/en
Priority to AU52229/98A priority patent/AU5222998A/en
Priority to CA002276073A priority patent/CA2276073C/en
Publication of FI970591A publication Critical patent/FI970591A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI105112B publication Critical patent/FI105112B/fi

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21BFIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/30Defibrating by other means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/20Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with two or more co-operating rotors
    • B02C13/205Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with two or more co-operating rotors arranged concentrically
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21DTREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
    • D21D1/20Methods of refining
    • D21D1/34Other mills or refiners
    • D21D1/36Other mills or refiners with vertical shaft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Description

105112
MENETELMÄ JA LAITE KUITUPITOISEN MATERIAALIN JOUDUTTAMISEKSI
Esillä oleva keksintö kohdistuu jäljempänä esitettyjen itsenäisten patenttivaatimusten johdanto-osien mukaiseen menetelmään ja laitteeseen kuitupitoisen materiaalin kui-duttautiseksi. Keksintö kohdistuu myös monikehäisen vastais-5 kumyllyn käyttöön kuitupitoisen materiaalin kuiduttamisek-si.
Käsite "kuitupitoinen materiaali" on jäljempänä ymmärrettävä laajana käsitteenä, joka kattaa puuhakkeita, ruohoja ja muita kasviskunnasta lähtöisin olevia kuitupitoisia materi-10 aaleja, jotka on hienonnettu sopivankokoisiksi paloiksi, jotta ne voidaan syöttää vastaiskumyllyyn.
Käsite "kuidutus" kattaa jäljempänä kuitujen irrottamisen toisistaan; puusta tai muusta kasvikunnan raaka-aineesta; tai muista komponenteista. Tässä tekstissä käsite kattaa 15 myös erillisten kuitujen fibrilloitumisen.
Mekaanista massaa valmistetaan periaatteessa kahdella tavalla, eli hiomalla puupöllejä hiomakiveä vasten hiokkeeksi tai kuiduttamalla puuhakkeita levyjauhimessa eli . kuiduttimessa, jolloin saatua massaa kutsutaan hierteeksi.
20 Kumpikin prosessi voidaan suorittaa joko atmosfääripäinees-sa tai paineistettuna. Jälkimmäisessä tapauksessa puhutaan painehiokkeesta vast, kuumahierteestä (TMP, thermo-mechanical pulp). Molempien prosessien periaatteena on irrottaa puun kuidut toisistaan mekaanisesti ja työstön 25 yhteydessä syntyneen lämmön avulla. Kuitumateriaaliin kohdistettu mekaaninen energia muuttuu lämmöksi, joka pehmittää kuitujen välilamellia (joka on ligniiniä) siten, että tämä edesauttaa kuituun tiimi s ta. Paineistamalla prosessit edesautetaan välilamellin pehmittämistä.
30 Sekä hionta- että kuidutusteknologiat pakottavat kuitumateriaalista irrotetut kuituniput hydraulisten voimien alai 105112 2 siksi. Lisäksi kuidut joutuvat kulkemaan pienen poistoraon läpi ulos kuiduttimesta. Näiden tunnettujen menetelmien haittoina voidaan mainita seuraavaas - tehonkulutus on suuri, koska kuitujen irrottaminen tapah-5 tuu suureksi osaksi lämmön avulla; - pieni rajoitettu kapasiteetti; - kuiduttimen läpivirtausta täytyy lisäksi edesauttaa paineistetulla pakkosyötöllä; - kuidutusratkaisussa haittapuolena on lisäksi, että kui-10 tuuntumista ja fibrillointia edistävät poikkiterät ratkaisevasti alentavat tuotantoa.
Käytettäessä kuituja erikoistuotteissa kuten sementti- tai kipsipohjäisissä levytuotteissa siihen tarvittavat kuidut dispergoidaan (kun sellusta on kysymys) esim. kuulamyl-15 lyissä kuivatusta korkealaatuisesta sellusta arkkimuodossa, mikä on kallista. Joskus käytetään myös jätepaperia.
Jätepaperikuidun puhdistuksessa (de-inking -prosessissa) dispergointiprosessi on suhteellisen tehoton, kun se tehdään isoissa säiliöissä ja nopeasti pyörivien terien avul-20 la. Terien iskukohdassa tapahtuu dispergointi ja painomus-tepigmenttihiukkasten irtoaminen, mutta tämä "valmis tuote" kiertää ja kuormittaa koko prosessia kunnes kaikki kuidut ovat erillään toisistaan ja viimeisetkin pigmenttipartikke-lit ovat irronneet kuiduista (mihin koskaan tuskin pääs-25 täänkään). Tässä ylipitkässä prosessissa valmiit tuotteet joutuvat yhä uudestaan ja aivan turhaan käymään saman prosessin läpi, jolloin kuidut edelleen pätkiintyvät aivan turhaan.
On siis ollut ilmeinen tarve kehittää uusi ja tehokas 30 menetelmä ja laite kuitupitoisen materiaalin käsittelemiseksi .
3 105112
Nyt esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tällainen uusi ja tehokas menetelmä ja laite kuitupitoisen materiaalin kuiduttamiseksi.
Tämä tarkoitusperä saavutetaan keksinnön mukaisella mene-5 telmällä ja laitteella, joille on tunnusomaista se mitä on esitetty jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten tunnus-merkkiosassa.
Vastaiskumyllyperiaatteella toimivat laitteet ovat ennestään tunnettuja esimerkiksi tanskalaisesta patenttijul-10 kaisusta DK 104778, suomalaisista patenttihakemuksista FI 945945, FI 946048 ja FI 955474. Tunnusomaista näille laitteille on se, että koteloon on sovitettu kaksi samankeskistä törmäyspinnoilla varustettua roottoria, jotka on sovitettu sisäkkäin koteloon ja järjestetty pyörimään siinä 15 vastakkaisiin suuntiin. Toisen vaihtoehdon mukaan koteloon on sovitettu törmäyspinnoilla varustettu roottori ja törmäyspinnoilla varustetun roottorin kanssa samankeskinen staattori.
Kotelon päätyyn on järjestetty roottoreiden tai roottorin 20 ja staattorin keskiöön avautuva syöttöaukko, ja kotelon seinämään on järjestetty uloimman roottorin tai staattorin :m kehälle avautuva poistoaukko.
Kuitupitoinen materiaali johdetaan syöttöaukosta koteloon 25 ja saatetaan siinä virtaamaan suspension aikaansaavan ilman tai lisätyn nesteen kanssa sisäkkäin sovitettujen roottorien tai sisäkkäin sovitetun roottorin ja staattorin törmäyspintojen kautta poistoaukkoon ja siitä poistovir-tauksena ulos kotelosta.
30 Kuidutus voidaan suorittaa joko ilman nestelisäystä tai lisäämällä nestettä. Neste on sopivasti vesi tai vesiliuos.
Kuidutusprosessia voidaan edesauttaa monilla tavoin. Kuitupitoinen materiaali (hake) voidaan esikäsitellä vesiliuok- 4 105112 sella, joka sisältää peroksidia, natriumkarbonaattia tai natriumhydroksidia. Käyttämällä peroksidia voidaan aikaansaada kuitumateriaalin valkaisu samanaikaisesti. Vaihtoehtoisesti käsittely apuaineilla voidaan suorittaa yksinomaan 5 vastaiskumyllyssä, tai yhdistää mainittuja käsittelytapoja.
Kuidutuksen edistämiseksi voidaan haluttaessa myös esikäsi-tellä kuitupitoinen materiaali noin 130 °C:n vesihöyryllä ennen kuin se johdetaan vastaiskumyllyyn. Vaihtoehtoisesti tai tämän esikäsittelyn lisäksi voidaan suorittaa vastais-10 kumyllyssä tapahtuva kuidutus paineistetuissa olosuhteissa, edullisesti sellaisessa ylipaineessa (noin 1,7 bar), että saadaan noin 130 °C:n höyryn kyllästymislämpötila.
Erään suoritusmuodon mukaan aikaansaatu kuitususpensio kierrätetään kokonaisuudessaan tai osittain takaisin vas-15 taiskumyllyyn yhden tai useamman kerran.
Keksinnön mukainen menetelmä sopii varsin hyvin erilaisten ruohojen kuiduttamiseen. Ruohojen kuiduttaminen nykyisillä prosesseilla on ongelmallista, koska ruohojen seinämässä on runsaasti silikaattimineraaleja, jotka aiheuttavat liu-20 kenemattomia kerrostumia prosessilaitteistoon. Ruohojen prosessoinnissa sulfaattiselluloosamenetelmän avulla ei voida tehokkaasti ottaa mustaa lipeää talteen tämän ongelman takia. Käsittelemällä tällaista ruohomateriaalia vastaiskumyllyssä saadaan silikaattimineraalit vapautetuiksi, 25 jonka jälkeen ne voidaan erottaa kuitumateriaalista. Saatu kuitumateriaali voidaan käyttää sellaisenaan mekaanisena massana tai prosessoida edelleen selluloosakeitossa.
Keksinnön mukainen menetelmä sopii varsin hyvin jätepaperin käsittelyyn, jolloin siinä olevat kuidut erotetaan paino-30 mustepigmenteistä. Jätepaperin jälleenkäytössä (siistaus, de-inking) kuitujen dispergointi ja mustepigmentin irrotus tapahtuu hyvin lyhyessä hetkessä verrattuna vanhoihin menetelmiin ja saadaan jokainen "yksikkö" aivan samanlai- 105112 5 seen käsittelyyn ja "first time right" ilman turhia haitallisia toistoja.
Erään sovellutuksen mukaan voidaan syöttää yksi tai useampia mineraalikomponentteja yhdessä kuitupitoisen materiaa-5 Iin kanssa vastaiskumyllyyn.
Jos esimerkiksi kuitupitoinen materiaali on hake tai paperinvalmistukseen soveltuva mekaaninen, puolikemiallinen tai kemiallinen massa, voi tämä mineraalikomponentti olla paperinvalmistukseen soveltuva täyteaine, kuten esimerkiksi 10 titaanidioksidi tai vastaava. Titaanidioksidin ongelmana tunnetuissa prosesseissa on heikko retentio, josta taas seuraavat käyttöhäiriöt, ympäristön kuormitus ja epäedullinen tuotantotalous. Käsittelemällä kuitupitoinen materiaali vastaiskumyllyssä yhdessä mineraalikomponentin kanssa 15 saadaan hyvä kontakti kuidun ja mineraalipartikkelin välille, jolloin äsken mainitut ongelmat poistuvat tai vähenevät ratkaisevasti. Kun kuitumateriaali käsitellään yhdessä mineraalipartikkelien kanssa vastaiskumyllyssä, tapahtuu myös kuidun fibriHoituminen. Näin ollen vastaiskumyllyssä 20 voidaan myös suorittaa kuitumateriaalin jauhatus.
Erään sovellutuksen mukaan mineraalikomponentti voi olla sementti, hiekka tai molempia. Keksinnön mukaista tekniikkaa soveltaen sementti-, kipsi- tai polymeeripohjäiset 25 tuotteet voidaan tehdä suoraan materiaalista prosessoimalla yhtaikaa vastaiskumyllyssä sideaineet ja kuitupitoinen materiaali (esimerkisi hake).
Keksintöä on selostettu lähemmin oheisissa kuvioissa, joissa 30 Kuvio 1 esittää pystyleikkauksena keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettyä monikehäistä vastaiskumyl-lyä,
Kuvio 2 esittää kuvion 1 tyyppistä laitetta vaakatasossa leikattuna, 6 105112
Kuvio 3 esittää laitteistoa hakkeen kuiduttamiseksi keksinnön mukaisella menetelmällä,
Kuvio 4 esittää toista laitteistoa, jossa keksinnön mukaista laitetta on käytetty hakkeen kuiduttami-5 seen, ja
Kuvio 5 esittää keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetun mekaanisen massan kuitupituuden jakauman.
Kuviossa 1 nähdään pystyleikkauksena keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetty vastaiskumylly 20, joka käsittää 10 kotelon 10, jonka sisään on sovitettu roottori 11, joka on varustettu törmäyspinnoilla la,Ib..., 3a,3b... jne (yksittäiset törmäyspinnat näkyvät tarkemmin kuviossa 2). Kotelon sisään on myös sovitettu toinen roottori 12, joka on samankeskinen ensimmäisen roottorin 11 kanssa. Toinen roottori 15 12 on myös varustettu törmäyspinnoilla 2a,2b..., 4a,4b...
jne. Ensimmäisen roottorin 11 ja toisen roottorin 12 törmäyspinnat la,Ib..., 2a,2b..., 3a,3b... on järjestetty samankeskisiin kehiin 1, 2, 3... siten, että ensimmäisen roottorin 11 kehät 1, 3, 5 ja toisen roottorin 12 kehät 2, 20 4 on sijoitettu lomittain. Tällöin roottorit 11 ja 12 törmäyspintoineen voivat vapaasti pyöriä eri suuntiin.
Kotelon päätyyn on järjestetty roottoreiden 11 ja 12 keski-öön avautuva aukko 14, joka toimii kuitupitoisen materiaalin syöttöaukkona. Kotelon seinämään on järjestetty uloim-25 malle törmäyspintakehälle avautuva aukko 15, joka toimii poistoaukkona.
Toinen roottori 12 voi myös olla korvattu törmäyspinnoilla . varustetulla staattorilla, mutta ratkaisu, jossa on kaksi roottoria on suositeltava. Vastakkaisiin suuntiin pyörivät 30 roottorit aikaansaavat voimakkaat keskipakoisvoimat, jotka tehokkaasti pitävät läpivirtaukset liikkeellä, mihin staat-tori-roottori -systeemi ei pysty.
Kuviossa 2, joka esittää kuvion 1 tyyppistä laitetta vaaka-35 tason leikkauksena (tosiaan muunneltuna niin, että kummal- 7 105112 lakin roottorilla 11, 12 on yksi kehä enemmän kuin kuvion 1 laite), on näytetty roottorien pyörimissuunnat. Kumpikin roottori voi luonnollisesti myös pyöriä vastakkaiseen suuntaan.
5 Kuvion 2 ratkaisun mukaan kehien 1, 2, 3... välinen vaakasuora etäisyys L on noin 3 mm ja sama kaikkien kehien välillä. Edullisen suoritusmuodon mukaan, jota ei ole näytetty kuviossa, rakennetaan tai säädetään laite niin, että vierekkäisten kehien välinen etäisyys L pienenee 10 laitteen uloimpaa kehää 7 kohti. Uloimpien kehien 6 ja 7 välinen etäisyys L on sopivasti noin 0,2 mm.
Edullisen suoritusmuodon mukaan rakennetaan laite siten, että uloimpien kehien törmäyspintojen välinen etäisyys S on pienempi kuin sisempien kehien törmäyspintojen välinen 15 etäisyys.
Äsken mainituilla toimenpiteillä voidaan varmistaa, että laitteeseen voidaan syöttää myös karkeampaa kuitupitoista materiaalia (karkeata haketta), mutta siitä huolimatta aikaansaada tarpeeksi hyvin kuidutettua massaa. Olennainen 20 etu on siinä, että roottorikehien törmäyspintojen lukumäärä ja kehien väliset etäisyydet (tiukkuus) valitaan tarpeen ; mukaan. Kehien välinen etäisyys samoin kuin kehässä sijait sevien törmäyspintojen välinen etäisyys voidaan järjestää pieneneviksi ulkokehää kohti. Tällöin hajoavat hakepalaset 25 joutuvat yhä tuikkeneviin tiloihin ennen kuin saatu suspensio poistuu laitteesta.
Vastaiskumyllyn kotelon kehäseinämän ei tarvitse olla roottoriparin (vast, roottorin/staattorin) välittömässä läheisyydessä, vaan se voi olla kauempana sieltä, jolloin 30 kotelo voi olla hyvinkin väljä. Kotelon tehtävä on silloin lähinnä toimia massasuspension keräilyastiana.
• Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukainen vastaiskumylly 20, jossa on syöttöaukko 14, ja poistoaukko 15. Poistoaukko 3 105112 15 on yhdistetty sekoitussäiliöön 21, josta muodostettu kuitususpensio johdetaan tarvittaessa kierrätyspumpulla 22 ja kierrätysputken 23 kautta uudelleen vastaiskumyllyyn 20 sen sisääntuloaukon 14 kautta. Valmis suspensio poistetaan 5 poistoputken 24 kautta. Haketta johdetaan hakesuppilosta 25 hihna-annostelijalla 26 syöttöaukon 14 kautta vastaiskumyllyyn 20. Lisäksi syöttöaukkoon 14 voidaan johtaa nestettä (vettä tai vesiliuosta) syöttöpumpulla 27 nesteensyöttö-putkistosta 28. Venttiilit on merkitty viitenumerolla 29.
10 Laitteisto voi toimia siten, että kuitumateriaali syötetään hihnasyöttimellä 26 vastaiskumyllyyn 20. Samanaikaisesti vastaiskumyllyyn 20 syötetään tarvittava määrä nestettä (vettä tai vesihöyryä), edullisesti kuumana. Kuiva materiaali ja neste jauhautuvat ja dispergoituvat (kuiduttuvat) 15 laitteessa ja "lentävät" keskipakoisvoimasta jälkisekoitti-meen eli sekoitussäiliöön 21, jossa ne joutuvat jatkuvan sekoituksen alaisiksi, jotta kiintoaine ei laskeudu. Se-koittimesta osa muodostetusta kuitususpensiosta, kuitumas-sasta, voidaan pumpata takaisin vastaiskumyllyyn ja osa 20 voidaan johtaa eteenpäin prosessin seuraavaan vaiheeseen. Kuitususpensio voidaan haluttaessa myös kierrättää kokonaisuudessaan .
: Vastaiskumyllyn roottorit pyörivät nopeuksilla 1500-3000 min’1, edullisesti n. 2000 min"1.
25 Kuviossa 4 on esitetty toinen laitteisto, jossa kuidutettu kuitumateriaali ja neste johdetaan vastaiskumyllystä sykloniin 30, josta hieno aines johdetaan eteenpäin prosessis-. sa ja karkea aine kierrätetään takaisin vastaiskumyllyyn 20. Vastaiskumyllyjä voi olla useampia sarjassa tai niitä 30 voidaan yhdistää sarjaan tai peräjälkeen tavanomaisten jauhimien tai muiden laitteiden kanssa.
Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen etuina voidaan lisäksi mainita: 9 105112 - hake voidaan haluttaessa syöttää keksinnön mukaiseen laitteeseen atmosfääripaineessa ja syöttö tapahtuu tällöin kokonaan uudistetussa vastaisku/sekoituslaitteessa aivan vapaasti väljään syöttöaukkoon (kun vastaavissa muissa 5 laitteissa syötön on tapahduttava paineistettuna akselin läpi); - uudessa käsittelymenetelmässä hakekappaleet joutuvat koostaan riippumatta välittömästi toistuvien suuntaa muuttavien voimakkaiden iskujen, leikkausvoimien ja turbulens- 10 sin kohteeksi; - tämä käsittely antaa kuitunipuille syklisiä paine-ali-paineshokkeja, mitä edullisesti edesauttaa kuitujen irtoaminen toisistaan samalla, kun ne pysyvät erillään toisistaan lyhyen käsittelyäjän aikana; 15 - tuotevirtauksen ei välttämättä tarvitse mennä yhden ainoan tiukan kapasiteettia rajaavan raon läpi, vaan laite voi olla hyvin avoin, jolloin vanhojen menetelmien haitat muuntuvat eduiksi; - uudella menetelmällä irronneet kuidut pysyvät irrallaan 20 toisistaan kunnes ne linkoutuvat ulos laitteesta.
KOETULOKSIA
Keksinnön mukaisella menetelmällä kuidutettiin vastaisku-myllyssä kuusihaketta, analysoitiin saatu massa ja aksep-tiosasta tehtiin koearkkeja, joista mitattiin lujuusominai-25 suudet.
Raaka-aineet, koelaite ja -osuhteet
Hake oli Rauman paperitehtaalta saatua mäntyhaketta, joka toimittajan mukaan oli laadultaan erittäin heikkotasoista. Hakkeen dimensiot olivat seuraavat: leveys 30...40 mm, 30 pituus 30...40 mm ja paksuus 6...10 mm.
10
Kokeessa käytettiin noin 20 kg ilmakuivaa haketta ja noin 250 1 vettä ja koe suoritettiin lämpötilassa 40 °C.
105172
Hake syötettiin kuvion 3 mukaiseen vastaiskumyllyyn 20 hih-nasyöttimellä 26 ja vesi lisättiin syöttöpumpulla 27 (1500 5 1/h). Haketta syötettiin niin paljon, että massan lopulli nen sakeus oli 7 %. Vastaiskumyllyn jälkeiseen sekoitussäi-liöön 21 otettiin talteen noin 250 kg massaa. Säiliöön 21 kertynyt massa kierrätettiin kokonaisuudessaan takaisin vastaiskumyllyyn kierrätysputken 23 kautta nopeudella 4500 10 kg/h (75 kg/min). Kierrätystä jatkettiin noin 10 minuuttia, jolloin kierrätetty massamäärä oli 750 kg. Näin ollen massa meni kolme kertaa vastaiskumyllyn läpi.
Kokeessa käytetyn vastaiskumyllyn alemman roottorin halkaisija oli 0,54 m ja ylemmän roottorin halkaisija 0,60 m.
15 Molempien roottoreiden pyörimisnopeus oli 2000 min'1, jolloin alemman roottorin kehänopeus oli 56 m/s ja ylemmän roottorin kehänopeus 63 m/s. Kehien välykset olivat kauttaaltaan 2 mm.
Energiankulutus 20 Hakkeen murskaamiseksi, eli hakkeen ensimmäiseen ajoon vastaiskumyllyn läpi, roottoreiden tarvitsema sähköenergia oli 0,9 kWh, eli 3,9 kWh tonnia massasuspensiota kohti.
Koska massassa oli 20 kg ilmakuivaa puuainesta, voidaan päätyä siihen, että energiankulutus ilmakuivaa massatonnia 25 kohti on 45 kWh.
Saadun karkean massan kierrätysvaiheeseen kului 6 kWh, eli 8 kWh tonnia massasuspensiota kohti. Laskettuna per tonnia ilmakuivaa massaa saadaan tämän vaiheen energiankulutukseksi 114 kWh/t.
30 Kuten jäljempänä ilmenee, 40 % kierrätetystä massasta oli heti käyttökelpoista (freeness-luku 130) ja 60 % oli tikkuja. Kierrätysvaiheen energiankulutus laskettuna per tonnia U 105112 ilmakuivaa käyttökelpoista massaa oli näin ollen 285 kwh/t. Jos tähän lisätään myös ensimmäisen vaiheen eli hakkeen ensimmäisen vaiheen käsittelyyn kulutettu energia (45 kWh/t), saadaan lopputuloksena 330 kWh per tonni kelvollis-5 ta ilmakuivaa massaa. Ottaen huomioon, että tavanomaisen hiokeprosessin energiankulutus on suuruusluokkaa 1,4 MWh/t ja kuumahierre- eli TMP-prosessin vastaava luku on jopa 2,5 MWh/t voidaan todeta, että yllä esitetyllä keksinnön mukaisella menetelmällä aikaansaadaan hyvin ratkaiseva ener-10 giasäästö.
Massan- ja paperinkoetus
Saadun massan rejekti- eli tikkupitoisuus (Valmet) oli 60,2 %. Tämä rejekti poistettiin ja jäljellä olevan massan eli akseptin ominaisuudet olivat seuraavat: 15 Freeness (CFS) 130 ml
Kuitupituus (Kajaani FS-100) 0,59 mm
Kuitulajittelu (Bauer NcNett): - jäännös viiralla 30 26,31 % - välifraktio 30...50 20,21 % 20 - välifraktio 50...100 13,40 % - välifraktio 100...200 8,34 % . - läpi viiran 200 31,74 %
Kuitulajittelun tuloksista voidaan todeta, että ensimmäinen fraktio (jäännös viiralla 30) on selvästi suurempi kuin 25 hiokemassan vastaava fraktio. Välifraktiot 50...100 ja 100...200 ovat taas selvästi pienempiä kuin hiokemassan vastaavat fraktiot.
Kuviossa 5 nähdään kuitupituuden jakauma kahden eri kokeen mukaan suoritettuna.
Akseptimassasta valmistettiin koearkkeja standardimenetel män mukaan ja saatiin seuraavat tulokset: 12 705772
Pintapaino 61,49 g/m2
Tiheys 255,6 kg/m3 5 Repäisyindeksi 3,74 NmVkg
Vetoindeksi 10,8 Nm/g ISO-vaaleus 54,4 %
Opasiteetti 95,96 %
Vetoindeksi on tässä kokeessa selvästi alempi kuin hioke-10 massoilla. On kuitenkin huomioitavaa, että tämä on vasta ensimmäinen koe, jossa ajo-olosuhteita ei ole millään tavoin lopullisesti optimoitu. Poikkeuksellisen alhainen energiankulutus sekä lupaavat massan ja paperin koetulokset antavat selvän kuvan prosessin kehityskelpoisuudesta.
... 15 Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellutusmuodot voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (12)

13 705 7 72
1. Menetelmä puuhakkeista, ruohosta tai paperinvalmistukseen soveltuvasta mekaanisesta, puolikemiallisesta tai kemiallisesta massasta koostuvan kuitupitoisen materiaalin kuiduttamiseksi, jolloin kuitupitoinen materiaali ja mah-5 dollisesti myös neste johdetaan monikehäisen vastaiskumyl-lyn periaatteella toimivaan laitteeseen (vastaiskumyllyyn (20)), joka käsittää - kotelon (10), - koteloon sovitetun törmäyspinnoilla (la,Ib... 3a,3b...) 10 varustetun ensimmäisen roottorin (11), - koteloon sovitetun ensimmäisen roottorin kanssa samankeskisen, törmäyspinnoilla (2a,2b... 4a,4b...) varustetun toisen roottorin (12), joka on järjestetty pyörimään vastakkaiseen suuntaan ensimmäiseen roottoriin nähden, jolloin 15 törmäyspinnat (la,Ib..., 2a,2b..., 3a,3b...) on järjestetty samankeskisiin kehiin (1, 2, 3...) siten, että ensimmäisen roottorin (11) kehät (1, 3, 5...) ja toisen roottorin kehät (2, 4...) on sijoitettu lomittain, - kotelon seinämään uloimman roottorin kehälle avautuvan 20 poistoaukon (15), sekä - syöttöaukon (14), ja jossa - kuitupitoinen materiaali johdetaan syöttöaukosta (14) koteloon ja saatetaan siinä virtaamaan suspension aikaan- 25 saavan ilman tai nesteen kanssa sisäkkäin sovitettujen roottoreiden (11, 12) törmäyspintojen kautta poistoaukkoon (15) ja siitä poistovirtauksena ulos kotelosta, tunnettu siitä, että syöttöaukko (14) avautuu kotelon päätyyn root-. toreiden (11, 12) keskiöön.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitupitoinen materiaali ja neste, joka on vesi tai vesiliuos, johdetaan vastaiskumyllyyn (20).
. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitupitoiseen materiaaliin lisätään kuidutusta 14 1°S 77 2 edesauttavaa apuainetta ennen tai samanaikaisesti kuin kuitupitoinen materiaali johdetaan vastaiskumyllyyn.
4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 5. kuitupitoinen materiaali esikäsitellään noin 130 °C:n vesihöyryllä ennen kuin se johdetaan vastaiskumyllyyn, ja/tai - vastaiskumyllyssä tapahtuva kuidutus suoritetaan paineistetuissa olosuhteissa, edullisesti sellaisessa ylipainees-10 sa, että saadaan noin 130 °C:n höyryn kyllästymislämpötila.
5. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johdetaan mineraalikomponentti yhdessä kuitupitoisen materiaalin kanssa vastaiskumyllyyn.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että mineraalikomponentti on sementti, hiekka tai molempia.
7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitupitoinen materiaali on hake tai paperival-mistukseen soveltuva mekaaninen, puolikemiallinen tai 20 kemiallinen massa ja että mineraali on täyteainetta, kuten titaanidioksidia tai vastaavaa. • · I
8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitupitoinen materiaali on ruohoa, ja että prosessin aikana vapautettu silikaatti erotetaan kuitumas- 25 sasta.
• 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että poistovirtauksena saatu suspensio kierrätetään kokonaisuudessaan tai osittain takaisin vastaiskumyllyyn (20) yhden tai useamman kerran.
10. Puuhakkeista, ruohosta tai paperinvalmistukseen sovel tuvasta mekaanisesta, puolikemiallisesta tai kemiallisesta 15 705 7 72 massasta koostuvan kuitupitoisen materiaalin kuiduttamiseen soveltuva laite (20), joka käsittää - kotelon (10), - koteloon sovitetun törmäyspinnoilla (la,1b... 3a,3b...) 5 varustetun ensimmäisen roottorin (11), - koteloon sovitetun ensimmäisen roottorin kanssa samankeskisen, törmäyspinnoilla (2a,2b... 4a,4b...) varustetun toisen roottorin (12), joka on järjestetty pyörimään vastakkaiseen suuntaan ensimmäiseen roottoriin nähden, jolloin 10 törmäyspinnat (la,Ib..., 2a,2b..., 3a,3b...) on järjestetty samankeskisiin kehiin (1, 2, 3...) siten, että ensimmäisen roottorin (11) kehät (1, 3, 5...) ja toisen roottorin kehät (2, 4...) on sijoitettu lomittain, - syöttöaukon (14), ja 15. kotelon seinämään uloimman roottorin kehälle avautuvan poistoaukon (15), kuitususpension poistamiseksi kotelosta, tunnettu siitä, että syöttöaukko (14) avautuu kotelon päätyyn roottoreiden (11, 12) keskiöön.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, 20 että vierekkäisten kehien välinen etäisyys (L) pienenee laitteen uloimpaa kehää kohti.
12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että uloimpien kehien törmäyspintojen välinen etäi- • · · syys (S) on pienempi kuin sisempien kehien törmäyspintojen 25 välinen etäisyys. ’057,2
FI970591A 1997-01-03 1997-02-12 Menetelmä ja laite kuitupitoisen materiaalin kuiduttamiseksi FI105112B (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI970591A FI105112B (fi) 1997-01-03 1997-02-12 Menetelmä ja laite kuitupitoisen materiaalin kuiduttamiseksi
EP97947042A EP0960234A1 (en) 1997-01-03 1997-12-04 Method and apparatus of defibrating a fibre-containing material
PCT/FI1997/000755 WO1998029596A1 (en) 1997-01-03 1997-12-04 Method and apparatus of defibrating a fibre-containing material
US09/331,772 US6202946B1 (en) 1997-01-03 1997-12-04 Method and apparatus of defibrating a fibre-containing material
AU52229/98A AU5222998A (en) 1997-01-03 1997-12-04 Method and apparatus of defibrating a fibre-containing material
CA002276073A CA2276073C (en) 1997-01-03 1997-12-04 Method and apparatus of defibrating a fibre-containing material

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI970049 1997-01-03
FI970049A FI970049A0 (fi) 1997-01-03 1997-01-03 Foerfarande och anordning foer fibrering av fiberhaltigt material
FI970591 1997-02-12
FI970591A FI105112B (fi) 1997-01-03 1997-02-12 Menetelmä ja laite kuitupitoisen materiaalin kuiduttamiseksi

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI970591A0 FI970591A0 (fi) 1997-02-12
FI970591A FI970591A (fi) 1998-07-04
FI105112B true FI105112B (fi) 2000-06-15

Family

ID=26160294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI970591A FI105112B (fi) 1997-01-03 1997-02-12 Menetelmä ja laite kuitupitoisen materiaalin kuiduttamiseksi

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6202946B1 (fi)
EP (1) EP0960234A1 (fi)
AU (1) AU5222998A (fi)
CA (1) CA2276073C (fi)
FI (1) FI105112B (fi)
WO (1) WO1998029596A1 (fi)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006040391A1 (en) 2004-10-13 2006-04-20 Fractivator Oy Method and apparatus for treating materials or mixtures of material
WO2010055199A1 (en) 2008-11-14 2010-05-20 Fractivator Oy Method and apparatus for the preparation of finely divided calcium hydroxide
WO2010081933A1 (en) * 2009-01-14 2010-07-22 Fractivator Oy Pressurized impact mill
US9739011B2 (en) 2011-11-14 2017-08-22 Upm-Kymmene Corporation Method for producing nanofibrillar cellulose
WO2018229337A1 (en) 2017-06-13 2018-12-20 Upm-Kymmene Corporation Method for increasing the tensile strength of pulp
WO2019158814A1 (en) 2018-02-16 2019-08-22 Upm-Kymmene Corporation A method for the treatment of calcium-containing solid side stream material

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI108779B (fi) 1999-11-24 2002-03-28 Megatrex Oy Menetelmä paperi- tai kartonkitehtaan täyteainepitoisten rejektivirtojen käsittelemiseksi ja laitteen käyttö
FI112805B (fi) * 2001-10-10 2004-01-15 Megatrex Oy Menetelmä väriaineiden, erityisesti painovärin irrottamiseksi kierrätyskuitumateriaalista
FI117094B (fi) * 2003-01-15 2006-06-15 Fractivator Oy Menetelmä orgaanisen jätteen hajottamiseksi
FI120463B (fi) * 2003-07-15 2009-10-30 Upm Kymmene Corp Menetelmä paperin valmistamiseksi ja paperi
FI119563B (fi) 2003-07-15 2008-12-31 Fp Pigments Oy Menetelmä ja laite paperin-, kartongin- tai muun vastaavan valmistuksessa käytettävän kuitumateriaalin esikäsittelemiseksi
US7923039B2 (en) * 2005-01-05 2011-04-12 Yulex Corporation Biopolymer extraction from plant materials
FI119467B (fi) 2007-04-10 2008-11-28 Fractivator Oy Parannettu vastaiskumylly
DK2808440T3 (da) 2009-03-30 2019-09-30 Fiberlean Tech Ltd Fremgangsmåde til fremstilling af nanofibrillære cellulosesuspensioner
ES2650373T3 (es) 2009-03-30 2018-01-18 Fiberlean Technologies Limited Procedimiento para la producción de geles de celulosa nanofibrilares
GB0908401D0 (en) 2009-05-15 2009-06-24 Imerys Minerals Ltd Paper filler composition
FI20105383A (fi) 2010-04-14 2011-10-15 Chemec Ab Oy Menetelmä puulastuja käsittävän levyn valmistamiseksi
SI2386682T1 (sl) 2010-04-27 2014-07-31 Omya International Ag Postopek za izdelavo strukturiranih materialov z uporabo nanofibriliranih celuloznih gelov
DK2386683T3 (da) 2010-04-27 2014-06-23 Omya Int Ag Fremgangsmåde til fremstilling af gel-baserede kompositmaterialer
TWI500837B (zh) * 2010-05-17 2015-09-21 Imerys Minerals Ltd 水性懸浮劑及其製備方法和用途、造紙組成物、紙製品及其製程、紙類塗佈組成物、紙板、整合性紙製品之製程、部份乾的紙製品以及實質上全乾的紙製品
GB201019288D0 (en) * 2010-11-15 2010-12-29 Imerys Minerals Ltd Compositions
GB201304717D0 (en) * 2013-03-15 2013-05-01 Imerys Minerals Ltd Paper composition
JP6513037B2 (ja) * 2013-03-15 2019-05-15 ファイバーリーン テクノロジーズ リミテッド マイクロフィブリル化セルロースを処理する方法
FI128835B (fi) * 2013-05-14 2021-01-15 Upm Kymmene Corp Menetelmä ja laitteisto nanofibrilliselluloosan tuottamiseksi
FI126042B (fi) 2014-03-31 2016-06-15 Upm Kymmene Corp Menetelmä nanofibrilliselluloosan valmistamiseksi sekä nanofibrilliseluloosatuote
FI127716B (fi) 2014-03-31 2018-12-31 Upm Kymmene Corp Menetelmä fibrilloidun selluloosan valmistamiseksi
FI126688B (fi) 2014-06-30 2017-03-31 Upm Kymmene Corp Menetelmä ja laite nanofibrilliselluloosan laadun tarkkailemiseksi
EP3362508B1 (en) 2015-10-14 2019-06-26 FiberLean Technologies Limited 3d-formable sheet material
PT3187195T (pt) 2015-12-31 2019-01-23 Upm Kymmene Corp Produto médico multicamada compreendendo celulose nanofibrilar e um método para a sua preparação
US11846072B2 (en) 2016-04-05 2023-12-19 Fiberlean Technologies Limited Process of making paper and paperboard products
CN109072551B (zh) 2016-04-05 2020-02-04 菲博林科技有限公司 纸和纸板产品
DK3228329T3 (da) 2016-04-06 2022-08-29 Upm Kymmene Corp Fremgangsmåde til fremkomst af et lægemiddel, omfattende nanofibrillar cellulose og et lægemiddel
EP4056741A1 (en) 2016-04-22 2022-09-14 FiberLean Technologies Limited A method for preparing an aqueous suspension comprising microfibrillated cellulose
EP3335696B1 (en) 2016-12-15 2019-12-18 UPM-Kymmene Corporation A method for drying cell-free tissue extract in a hydrogel comprising nanofibrillar cellulose and a dried hydrogel comprising nanofibrillar cellulose and cell-free tissue extract
DK3335695T3 (da) 2016-12-15 2020-04-20 Upm Kymmene Corp Fremgangsmåde til frysetørring af hydrogel omfattende nanofibrillær cellulose, frysetørret medicinsk hydrogel omfattende nanofibrillær cellulose og hydrogel omfattende nanofibrillær cellulose
EP3335740B1 (en) 2016-12-15 2024-07-24 UPM-Kymmene Corporation Medical hydrogel
EP3453798A1 (en) 2017-09-07 2019-03-13 Borregaard AS Inline dilution of microfibrillated cellulose
RU2697616C2 (ru) * 2018-02-05 2019-08-15 Общество с ограниченной ответственностью "Экотехника" Способ механического получения волокнистой массы и устройство для его осуществления
DK3533458T3 (en) 2018-03-02 2023-06-26 Upm Kymmene Corp A medical product comprising a bioactive molecule immobilized to nanofibrillar cellulose, and a method for preparing thereof
EP3572434B1 (en) 2018-05-25 2022-08-17 UPM-Kymmene Corporation Nanofibrillar cellulose hydrogel
EP3581591A1 (en) 2018-06-13 2019-12-18 UPM-Kymmene Corporation A nanofibrillar cellulose product and a method for manufacturing thereof
EP3581590A1 (en) 2018-06-13 2019-12-18 UPM-Kymmene Corporation A fibrillar cellulose product and a method for manufacturing thereof
EP3616730A1 (en) 2018-08-28 2020-03-04 UPM-Kymmene Corporation Composition or matrix for storage of bacteriophages comprising nanofibrillar cellulose
CN109999973B (zh) * 2019-04-29 2024-03-26 佛山科学技术学院 一种纤维爆破离心机
CN113966347B (zh) 2019-05-06 2023-06-27 诺力昂化学品国际有限公司 结构化剂
CN113939543A (zh) 2019-05-06 2022-01-14 诺力昂化学品国际有限公司 包含纤维化纤维素和非离子纤维素醚的组合物
EP4083112A1 (en) 2021-04-30 2022-11-02 UPM-Kymmene Corporation A method for freeze-drying a hydrogel composition and a freeze-dried hydrogel composition

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH372537A (de) 1957-11-21 1963-10-15 Forsch Inst Professor Ing Chem Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung von festen, flüssigen und/oder gasförmigen Medien
DE1761297C3 (de) 1968-04-30 1973-01-04 Escher Wyss Gmbh, 7980 Ravensburg Vorrichtung zum Naßaufschließen von Papier- oder ähnlichen Faserstoffen
AT375417B (de) 1980-11-25 1984-08-10 Escher Wyss Gmbh Dispergiervorrichtung fuer die aufbereitung von altpapierstoff
DE19541892C1 (de) * 1995-11-10 1996-11-21 Voith Sulzer Stoffaufbereitung Vorrichtung zur mechanischen Behandlung von hochkonsistentem Faserstoff
DE19541891A1 (de) * 1995-11-10 1997-05-22 Voith Sulzer Stoffaufbereitung Vorrichtung zur Behandlung von hochkonsistentem Faserstoff
FI98052C (fi) * 1995-11-14 1997-04-10 Megatrex Oy Menetelmä ja laite kaasun tai nesteen puhdistamiseksi

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006040391A1 (en) 2004-10-13 2006-04-20 Fractivator Oy Method and apparatus for treating materials or mixtures of material
WO2010055199A1 (en) 2008-11-14 2010-05-20 Fractivator Oy Method and apparatus for the preparation of finely divided calcium hydroxide
WO2010081933A1 (en) * 2009-01-14 2010-07-22 Fractivator Oy Pressurized impact mill
US9739011B2 (en) 2011-11-14 2017-08-22 Upm-Kymmene Corporation Method for producing nanofibrillar cellulose
WO2018229337A1 (en) 2017-06-13 2018-12-20 Upm-Kymmene Corporation Method for increasing the tensile strength of pulp
WO2018229336A1 (en) 2017-06-13 2018-12-20 Upm-Kymmene Corporation Method for increasing the tensile strength of pulp
WO2019158814A1 (en) 2018-02-16 2019-08-22 Upm-Kymmene Corporation A method for the treatment of calcium-containing solid side stream material

Also Published As

Publication number Publication date
CA2276073A1 (en) 1998-07-09
AU5222998A (en) 1998-07-31
US6202946B1 (en) 2001-03-20
EP0960234A1 (en) 1999-12-01
CA2276073C (en) 2005-03-15
FI970591A (fi) 1998-07-04
FI970591A0 (fi) 1997-02-12
WO1998029596A1 (en) 1998-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI105112B (fi) Menetelmä ja laite kuitupitoisen materiaalin kuiduttamiseksi
CA2507322C (en) Energy efficient tmp refining of destructured chips
FI124734B (fi) Hakkeen käsittelymenetelmä
EP1002154B1 (en) Method of pretreating lignocellulose fiber-containing material for the pulp making process
FI81132B (fi) Foerfarande foer framstaellning av hoegutbytesmassa.
FI76602C (fi) Foerfarande foer framstaellning av foerbaettrad hoegutbytesmassa.
DK2788544T3 (en) Procedure for processing old paper.
DE60208034T2 (de) Verfahren zur herstellung eines gebleichten tmp- oder ctmp zellstoffs
JP2000504072A (ja) 繊維質原料の処理方法および処理装置
WO2006128950A1 (en) Process for producing mechanical pulp suitable for paper or cardboard making
CA1110480A (en) Process for the preparation of groundwood pulp
US20230407562A1 (en) High brightness non-wood pulp
CA3197380A1 (en) High porosity non-wood pulp
CA3197585A1 (en) Dispersible non-wood pulp
WO2004050983A1 (en) Method and system for treatment of wood chips
Höglund Mechanical pulping
Hart et al. Selective enzyme impregnation of chips to reduce specific refining energy in alkaline peroxide mechanical pulping
US5227021A (en) Method for producing pulp using medium consistency mixer for defiberizing pulp
KR101517426B1 (ko) 펄프에서 유래한 노트의 섬유화방법, 섬유화된 노트 및 이를 이용한 종이 제품
AT410683B (de) Verfahren und anlage zur herstellung von holzstoff für die papier- und kartonerzeugung
FI57278C (fi) Process foer framstaellning av pappersmassa ur cellulosahaltigt material

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired