FI121629B

FI121629B - Process for the preparation of mechanical pulp

Info

Publication number: FI121629B
Application number: FI20085810A
Authority: FI
Inventors: Jouko Aalto; Timo Koskinen; Jouko Hautala; Veli Seppaenen; Esko Haerkoenen; Kari Edelmann
Original assignee: Upm Kymmene Corp
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2011-02-15
Also published as: FI20085810A0; WO2010023363A1; FI20085810A

Description

Menetelmä mekaanisen massan valmistamiseksiProcess for the preparation of mechanical pulp

Keksintö kohdistuu menetelmään mekaanisen massan valmistamiseksi, jossa kuituraaka-aineen partikkeleita muokataan kuitujen irrottamiseksi siten, että 5 kuituraaka-ainetta puristetaan kokoon samalla kun sitä hierretään kuitujen pääasiallisesta suunnasta poikkeavassa suunnassa.The invention relates to a process for the production of a mechanical pulp, in which the particles of the fibrous raw material are shaped to loosen the fibers by compressing the fibrous raw materials while being rubbed in a direction other than the principal direction of the fibers.

Mekaanista massaa valmistetaan teollisesti hiomalla tai hiertämällä puuraaka-aineesta. Hionnassa kokonaisia puita painetaan pyörivää lieriöpintaa vasten, 10 jonka pintarakenne on muodostettu sellaiseksi, että se irrottaa kuituja puusta. Saatu massa poistuu jauhimesta suihkuvesien mukana lajitteluun, ja rejekti jauhetaan levyjauhimen avulla. Tällä menetelmällä tuotetaan lyhytkuituista, valoa hyvin sirottavaa massaa. Tyypillisenä esimerkkinä hiontaprosessista voidaan mainita US-patentti 4381217. Hierteen valmistuksessa lähtöaineena on puu-15 hake, joka ohjataan levyjauhimen keskustaan, josta se keskipakovoiman ja höy-ryvirtauksen vaikutuksesta kulkeutuu levyn pinnassa olevien terien pienentämänä jauhimen kehälle. Tyypillisesti tässä prosessissa tarvitaan useampi-vaiheinen jauhatus valmiin massan saamiseksi. Prosessissa erottunut karkea jae voidaan ohjata ns. rejektijauhatukseen. Edellä kuvattuun hiokkeeseen ver-20 rattuna menetelmällä saadaan pitkäkuituisempaa massaa. Hiertoprosesseja on esitetty mm. julkaisuissa WO-9850623, US-4421595 ja US-7237733The mechanical pulp is manufactured industrially by grinding or grinding wood raw material. During grinding, whole wood is pressed against a rotating cylindrical surface 10 whose surface structure is formed to release fibers from the wood. The resulting pulp leaves the refiner with the jets to sort and the reject is ground using a disk refiner. This method produces a short fiber, light scattering pulp. As a typical example of a grinding process, U.S. Patent No. 4,381,217 may be mentioned. The starting material for the manufacture of the pulp is wood-15 chips, which are guided to the center of the disc refiner and passed by the centrifugal force and steam flow to the periphery of the refiner. Typically, this process requires multi-stage refining to obtain a finished pulp. The coarse fraction separated in the process can be controlled by a so-called. the reject refining. When applied to the abovementioned groundwood ver-20, the process yields a longer fiber mass. Circulation processes have been presented e.g. WO-9850623, US-4421595 and US-7237733

Molemmille mekaanisen massan valmistusmenetelmille on ominaista korkea energiankulutus. Esimerkiksi hiokkeen valmistuksessa energiankulutus LWC-25 paperin massaa varten on noin 2 MWh/tonni, minkä lisäksi lyhytkuituisuudesta ^ johtuen tarvitaan vielä rakennetta lujittavaa kemiallista kuitua paperiradan riittä- vän ajettavuuden saavuttamiseksi. Hierteen valmistuksessa tyypillinen ener- C\| 7 giankulutus on LWC-paperimassalle noin 3 MWh/tonni. Tällä menetelmällä saadun tuotteen pitkäkuituisuudesta johtuen paperin rakenteen lujittamiseen ei g 30 välttämättä tarvita kemiallista massaa.Both mechanical pulping processes are characterized by high energy consumption. For example, in the manufacture of pulp, the energy consumption for pulp of LWC-25 paper is about 2 MWh / ton, and due to the short fiber, a further structural strengthening chemical fiber is required to achieve sufficient runnability of the paper web. Typical energy C \ | 7 g / l of LWC pulp is about 3 MWh / tonne. Due to the long fiber nature of the product obtained by this process, chemical pulping may not be required to reinforce the structure of the paper.

CLCL

Oo

m Maissa, joissa on vahva metsäteollisuus, voi mekaanisen massan valmistus m § muodostaa merkittävän osan teollisuuden kokonaisenergiatarpeesta, ja se voi ™ vaikuttaa jopa maan energiapoliittisiin ratkaisuihin. Kuidutusprosessin ener- 35 giaintensiivisyydestä johtuen keinot, joilla vähennetään tuotetonnia kohti tarvit- 2 tavaa energiaa vaikka vain muutamalla prosentilla saattavat johtaa huomattaviin säästöihin tuotantokustannuksista.m In countries with a strong forest industry, the production of mechanical pulp may constitute a significant part of the total industrial energy demand and may even ™ influence the country's energy policy choices. Due to the energy intensity of the defibration process, means of reducing the energy required per tonne of product, even by only a few percent, can lead to significant savings in production costs.

Tämä keksintö kohdistuu juuri hierteen valmistusprosessin, jossa prosessiin 5 syötettävä kuituraaka-aine on partikkelimuodossa, esimerkiksi puuhaketta tai vastaavaa, ja sitä jauhetaan saattamalla se teräväliin, jossa liikkuvien pintojen muokkaustyö hienontaa sitä ja irrottaa siitä kuituja. On havaittu, että perinteisen hiertämisen suuri energiankulutus johtuu elastisen työn suuresta osuudesta ja paksuseinäisten kuitujen ohentamistarpeesta ja taipuisuuden lisäämistarpeesta. 10 Elastisen työn suuri osuus juontaa juurensa puumateriaalin kokoonpuristuvuudesta ja siitä, ettei esimerkiksi levyjauhimessa kuituihin voida kohdistaa tarpeeksi suurta puristusta terien kontaktivaaran takia. Tyypillisesti teräväli on tällaisessa jauhatuksessa alimmillaan noin 0,2 mm, mikä vastaa 5-10 kuidun paksuutta.This invention is specifically directed to a pulping process in which the fiber feedstock to process 5 is in particulate form, for example wood chips or the like, and is ground by a sharp gap where it is comminuted and removed by moving surfaces. It has been found that the high energy consumption of conventional abrasion is due to the high proportion of elastic work and the need for thinning and thickening of thick-walled fibers. 10 The high proportion of elastic work stems from the compressibility of the wood material and the fact that, for example in a disk refiner, the fibers cannot be sufficiently compressed due to the risk of blade contact. Typically, the blade gap at such a mill is at its lowest about 0.2 mm, which corresponds to a thickness of 5 to 10 fibers.

1515

Lisäksi nykyisin käytössä olevissa levyjauhimissa kuitujen viipymä jauhatus-vyöhykkeellä jää liian lyhyeksi jauhimen suuren keskipakovoiman ja kehittyvän höyryn ansiosta, minkä johdosta massaa joudutaan lajittelemaan ja jälkijauha-maan kaksivaiheisenkin jauhatuksen jälkeen riittävien laatuominaisuuksien ta-20 kaamiseksi.Furthermore, in presently used disc refiners, the fiber retention in the refining zone is too short due to the high centrifugal force of the refiner and the evolving steam, which necessitates sorting and post-refining of the pulp to provide sufficient quality properties.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa em. epäkohdat ja esittää menetelmä ja laitteisto, joilla saavutetaan energiasäästöjä hierteen valmistuksessa samat massan laatuominaisuudet säilyttäen, ja samaan paperin sileyteen voidaan 25 päästä 25 % alemmalla energiankulutuksella, jopa alhaisempaankin energian-° kulutukseen jos olosuhteet optimoidaan.It is an object of the invention to eliminate the above drawbacks and to provide a method and apparatus for achieving energy savings in pulp production while maintaining the same pulp quality properties, and the same paper smoothness with 25% lower energy consumption, even lower energy consumption if conditions are optimized.

(M(M

C\] v Näiden tavoitteiden toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pää- asiallisesti tunnusomaista se, että puristuskohtaan syötettävien kuituraaka-£ 30 ainepartikkelien paksuus puristussuunnassa on 2-6 mm.To achieve these objects, the method according to the invention is essentially characterized in that the thickness of the fibrous material particles fed to the press point in the direction of pressing is 2-6 mm.

CLCL

Oo

ro Kun kuitumateriaalia olevaan kappaleeseen, esimerkiksi puukappaleeseen, LT) § kohdistetaan kokoonpuristuksen kanssa samanaikaisesti hiertoa kuituihin näh- ° den poikittain saadaan jauhimen terävälin suorittama työ tehokkaammaksi kui- 35 tuja irrottavaksi ja litistäväksi työksi, eikä työtä tuhlaudu kuitumateriaalin elasti-sesti palautuvaan muodonmuutokseen. Tämä käsittely suoritetaan jossakin vai- 3 heessa partikkelien käsittelyä, kun hakkeesta tai vastaavasta valmistetaan massaa paperinvalmistusta varten. Tähän prosessiin voidaan syöttää sopivan-kokoisia kuitumateriaalin partikkeleita, jotka on mahdollisesti pienennetty suurempikokoisesta raaka-aineesta, esimerkiksi teollisuushakkeesta, mekaanisella 5 menetelmällä, joka ei vie paljon energiaa. Samoin em. ’’puristushiertoprosessin” jälkeen voidaan hierretylle materiaalille suorittaa lopuksi korkeasakeusjauhatus sopivaan freeness-tasoon pääsemiseksi. Kaikkien mahdollisten käsittelyvaiheiden yhteenlaskettu energiankulutus valmista massatonnia kohti on kuitenkin pienempi kuin perinteisellä samankokoista lähtöraaka-ainetta (haketta) käyttä-10 väliä hiertomenetelmällä.ro When a piece of fibrous material, such as a piece of wood, is subjected to simultaneous compression of the pulverulent fibers transverse to the fibers, the work performed by the blade gap is effected for more effective fiber removal and flattening work and does not waste work on elastically resiliently fibrous material. This treatment is carried out at some point during the particle treatment, when pulp from chips or the like is made for papermaking. To this process, particles of suitable size fibrous material, possibly reduced from a larger raw material, such as industrial chips, can be fed by a mechanical method that does not require a great deal of energy. Similarly, after the aforementioned '' compression rolling process '', the rubbed material can finally be subjected to high consistency grinding to achieve a suitable freeness level. However, the total energy consumption per tonne finished pulp of all possible processing steps is less than the conventional trituration process using the same raw material (chips).

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 15 kuva 1 esittää keksinnön periaatetta kuitumateriaalia muokkaavia pintoja vastaan kohtisuorassa suunnassa, kuva 2 esittää samaa pintojen suunnassa, ja kuva 3 esittää laitteistoa, jolla keksinnön edut on voitu todentaa.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 illustrates the principle of the invention in a direction perpendicular to the fiber-forming surfaces, Figure 2 shows the same in the direction of the surfaces, and Figure 3 illustrates apparatus for verifying the advantages of the invention.

20 Tässä selityksessä terävälillä tarkoitetaan kahden vastapäisen, toisiinsa nähden liikkuvan pinnan muodostamaa kitaa. Tällaiset terävälit toistuvat sopivimmin useita kertoja kuitumateriaalin kulkeutumissuunnassa, jolloin sama materiaali joutuu toistuvasti terävälissä tapahtuvaan muokkaukseen. Kuitumateriaalin kul-keutumissuunta on likimain sama kuin kuitujen suunta Tässä muokkauksessa 25 kuitumateraaliin kohdistuu terävälissä samanaikaisesti sekä kokoonpuristavaa ^ voimaa että likimain kuidun kulkusuuntaa ja kokoonpuristavaa voimaa vastaan ^ kohtisuorassa olevaa leikkausvoimaa (hiertoa).20 In this specification, "blade gap" means a friction formed by two surfaces facing each other which move in relation to one another. Such blades are preferably repeated several times in the direction of travel of the fibrous material, whereby the same material is repeatedly subjected to blade-forming. The direction of travel of the fibrous material is approximately the same as the direction of the fibers In this modification, the fibrous material is simultaneously subjected to a shear force (shear) perpendicular to the direction of compression and the direction of direction and compression of the fiber.

C\l ^ Kuvassa 1 on esitetty muokkaukseen menevä kuitumateriaalin partikkeli 1, joka g 30 voi olla puusta peräisin oleva hakepala, tikku tai vastaava kappale, jossa kuidutFig. 1 shows a particle 1 of fibrous material to be processed, which in g 30 may be wood chips, sticks or the like with fibers

CLCL

ovat yhdessä ja jossa on havaittavissa tietty kuitusuunta. Partikkeli johdetaan ro kitaan 2, joka muodostuu pinnasta 3 ja pinnasta 4. Liikkuvan pinnan 4 liike-are together and show a certain fiber direction. The particle is guided to a seal 2 consisting of surface 3 and surface 4.

LOLO

§ suuntaa on merkitty kirjaimella S. Syöttösuunta vastaa kuvan tapauksessa par- ^ tikkelin 1 kuitusuuntaa. Käytännössä pintojen 3 ja 4 muodostamaan teräväliin 35 menee samanaikaisesti useampia partikkeleita. Samalla kun partikkeli kiilautuu teräväliin ja puristuu kokoon, siihen kohdistuu hiertoa partikkelien syöttösuuntaa 4 ja kokoonpuristussuuntaa vastaan kohtisuorassa suunnassa H. Käytännössä tämä saadaan aikaan liikesuunnasta S poikkeavalla toisen pinnan liikekom-ponentilla terävälissä. Liikkuva pinta 4 liikesuunta on kidan 2 avautumissuun-taan, jolloin kuitumateriaalin partikkeli 1 kiilautuu vähitellen kapeammaksi käy-5 vään kitaan ja puristuu kokoon. Kun puhutaan pintojen liikkeestä, on huomattava että molempien pintojen ei tarvitse välttämättä liikkua, vaan sama ilmiö voidaan saada aikaan pintojen suhteellisella liikkeellä.The direction is indicated by the letter S. The feed direction corresponds to the fiber direction of part 1 in the case of the image. In practice, a plurality of particles enter the blade gap 35 formed by surfaces 3 and 4 simultaneously. As the particle wedges and compresses, it is subjected to traction in the direction perpendicular to the particle feed direction 4 and the compression direction H. In practice, this is accomplished by a motion component of the second surface which is different from the motion direction S. The movable surface 4 is in the direction of movement of the mandrel 2, whereby the particle 1 of the fibrous material gradually wedges into the narrowing friction and is compressed. When talking about the movement of surfaces, it should be noted that both surfaces do not necessarily have to move, but the same phenomenon can be achieved by the relative movement of the surfaces.

Kuvassa 1 on kaavamaisesti havainnollistettu, kuinka terävälissä tapahtuva liike 10 levittää kuituja tai kuitukimppuja irralleen partikkelista 1 samalla kun partikkeli menee syvemmälle kitaan 2. Kun partikkeli poistuu kidasta, on se paksuus-suunnassaan litistynyt ja kuidut tai kuitukimput ovat erottuneet siitä hiertosuun-nassa, ollen joko kiinni partikkelissa tai kokonaan irrallaan siitä.Fig. 1 schematically illustrates how the blade motion 10 spreads the fibers or bundles of fibers away from the particle 1 while the particle goes deeper into the friction 2. When the particle exits the filament, it is flattened in thickness and the fibers or bundles are separated from attached to or completely detached from the particle.

15 Kuvassa 2 on esitetty vastaava tilanne syöttösuuntaa vastaan kohtisuorassa suunnassa ja terävälin pintojen suunnassa nähtynä. Partikkeli 1 kiilautuu syöt-tösuunnassaan teräväliin (kitaan 2) litistyen samalla. Kuituja erilleen levittävän ja/tai irrottavan hierron aikaansaava liikekomponentti H on kohtisuorassa kuvan tasoa vastaan. Oleellista on, että menetelmässä ei käytetä leikkaavia särmiä, 20 jotka katkoisivat kuituja, vaan partikkelit 1 pääsevät kokonaisina teräväliin ja vasta sen toisiaan lähenevien pintojen ja toisen pinnan hiertävän liikkeen (liike-komponentin H) vaikutuksesta kappaleessa tapahtuu muodonmuutosta ja kuitujen erkaantumista toisistaan.Figure 2 shows a similar situation seen in the direction perpendicular to the feed direction and in the direction of the blade gap surfaces. Particle 1 is wedged in its feed direction into the blade gap (pin 2) while flattening. The motion component H, which causes the fiber to spread and / or detach, is perpendicular to the plane of the image. It is essential that the method does not use cutting edges 20 which would break the fibers, but rather that the particles 1 are completely interspersed and only due to the converging surfaces and the abrasive motion of the other surface (motion component H) in the body deformation and separation of fibers.

25 Kuvassa 2 kapeneva kita muodostuu liikkuvan pinnan 4 kahdesta kulmassa 2 tosiinsa olevasta taso-osiosta. Kapeneva kita voi muodostua myös kaarevasta ^ pinnasta, jota on havainnollistettu katkoviivalla.In Fig. 2, the tapered jaw is made up of two planar portions of the moving surface 4 at angles 2. The tapered gyrus may also consist of a curved ^ surface illustrated by a dotted line.

(M(M

^ Teräväli on kapeimmillaan tyypillisesti 0,1 - 0,5 mm, tarkoittaen partikkelin 1 g 30 kokoonpuristumista vastaavaan paksuuteen. Terävälin mitoitus riippuu muo-The blade spacing is typically 0.1 to 0.5 mm at its narrowest, meaning that a particle of 1 g 30 has a compression thickness. The blade dimension depends on the shape

CLCL

kattavien kuitumateriaalipartikkelien 1 paksuudesta ja halutusta puristussuh- oö teestä (paksuus litistymisen jälkeen/alkuperäinen paksuus samassa suunnas- m g sa). Väli on n. 2 -20 % partikkelin alkuperäisestä paksuudesta, edullisesti 3-15 ° %, eli ’’puristussuhde” on 2 - 20 %, edullisesti 3-15 %.the thickness of the comprehensive fibrous material particles 1 and the desired compression ratio (thickness after flattening / original thickness in the same direction). The spacing is about 2 to 20% of the original particle thickness, preferably 3 to 15%, i.e. the "compression ratio" is 2 to 20%, preferably 3 to 15%.

35 535 5

Kuvassa 3 on esitetty laitteisto, jolla keksinnön teho on voitu todentaa. Suuntaan S pyörivä tasomainen pöytä 3 muodostaa puristushiertovälin ensimmäisen pinnan ja sen suhteen nopeammin samaan suuntaan pyörivä tela 4 puristushiertovälin toisen pinnan. Pöydän pinnan kehänopeus riippuu etäisyydestä sen 5 pyörimisakseliin, ja telojen kartiomuodolla kompensoidaan tätä eroa niin, että telan kehän tangentiaalinopeuden suhde pöydän pinnan tangentiaalinopeuteen pysyy samana eri kohdilla pöydän sädettä R. Pöydän ja telan tangentiaali-nopeuksien ero on n. 30 %. Tela on sijoitettu terävälin tai kidan aikaansaavalle välykselle pöydän pinnalle, jolloin pöydän suoran pinnan ja telan pinnan väliin 10 muodostuu geometrian johdosta viivamainen puristusnippi. Telan pyörimisakseli A ja samalla puristusnippi on kulmassa pöydän säteeseen R nähden, jolloin syntyy em. hiertävä liikekomponentti H. Teloja 4 on useampia pöydän kehällä. Kuvassa 3 on esitetty toisen telan akseli A, joka on kulmassa säteeseen R nähden mutta siten, että liikekomponenti H suuntautuu vastakkaiseen suuntaan 15 kuin edellisen telan 4 kohdalla. Kuvassa 3 ensimmäisen telan 4 akseli on kulmassa niin, että liikekomponentti H suuntautuu ulospäin (pöydän kehälle), ja seuraavan telan akseli on kulmassa vastakkaiseen suuntaan niin, että liikekomponentti H suuntautuu sisäänpäin (pöydän keskustaan). Hiertosuunta H voikin vaihdella peräkkäisissä teräväleissä keksinnön mukaisessa menetelmässä, 20 esimerkiksi vuorotellen, mutta kuitumateriaalia voidaan hiertää myös samaan suuntaan. Nippiviiva voi olla n. 30 asteen kulmassa pöydän säteeseen nähden.Figure 3 shows the apparatus by which the power of the invention can be verified. The planar table 3, which rotates in the direction S, forms the first surface of the compression rolling distance and the second surface of the rolling roll 4 rotating in the same direction faster in the same direction. The peripheral speed of the table surface depends on the distance to its axis of rotation, and the cone shape of the rolls compensates for this difference so that the ratio of the tangential velocity of the roll to the tangential velocity of the table remains the same at the table radius R. The difference between The roll is disposed on a clearance between the table surface and the roll surface 10 to form a linear nip due to the geometry to provide clearance between the blade or the blade. The axis of rotation A of the roll and, at the same time, the clamping nipple are at an angle to the radius R of the table, resulting in the abovementioned rolling component H. There are more rolls 4 around the periphery of the table. Figure 3 shows the axis A of the second roll at an angle to the radius R but with the movement component H facing in the opposite direction 15 to that of the previous roll 4. In Fig. 3, the axis of the first roll 4 is at an angle such that the motion component H is directed outward (at the periphery of the table), and the axis of the next roll is at an angle in the opposite direction so that the movement component H is inward (center of the table). Indeed, the direction of rotation H may vary in successive sharp intervals in the method of the invention, for example alternately, but the fiber material may also be abrasive in the same direction. The nip line can be at an angle of about 30 degrees to the table radius.

Kuvassa 3 on esitetty myös partikkeleita 1 pöydälle 3 syöttävä syöttökuljetin 5, jonka syöttönopeus on hitaampi kuin pöydän liikenopeus. Pöydän nopeampi 25 liike saa partikkelit 1 orientoitumaan pöydän liikesuuntaan S, jolloin niiden kuitu-2 suunta tulee myös liikesuuntaan S, jossa ne syötetään puristushiertoväleihin.Figure 3 also shows an inlet conveyor 5 for feeding the particles 1 to the table 3, which has a slower feed rate than the table movement speed. The faster movement of the table 25 causes the particles 1 to be oriented in the direction S of the table, so that their fiber-2 direction also moves in the direction S of the table, where they are fed into compression slots.

^ Lisäksi syöttö on järjestetty niin, ettei teräväliin joudu partikkeleita päällekkäin.^ In addition, the feed is arranged so that there is no overlap of particles between the blades.

CMCM

Kuvan 3 laitteisto ei ole ainoa mahdollinen keksinnön toteuttamiseksi. Teollisesti; 30 sa toteutuksessa kuituraaka-aineen partikkeleita johdetaan jauhimen roottorinThe apparatus of Figure 3 is not the only possible embodiment of the invention. industrially; In this embodiment, the particles of fibrous raw material are introduced into the rotor of the refiner

CLCL

terien ja staattorin välisiin, roottorin liikesuuntaan avautuviin kitoihin, joissa niitä S samanaikaisesti puristetaan ja hierretään. Tällaisen jauhimen teräväli voi olla m § esimerkiksi kuvassa 2 esitetyn kaltainen. Hierto sivuttaissuunnassa voidaan saada aikaan terävälin vastapäisten pintojen muotoilulla, esimerkiksi staattorin 35 ja/tai roottorin pintojen urituksella, jonka suunta poikkeaa roottorin liikesuun- 6 nasta. Kuvassa 1 on havainnollistettu katkoviivoilla tällaista liikesuunnasta pok-keavaa muotoilua pinnassa 4.blades between the blades and the stator that open in the rotational direction of the rotor, where they are simultaneously compressed and rubbed. Such a refiner may have a m interval such as that shown in Fig. 2. The lateral traction can be achieved by shaping the opposite surfaces of the blade gap, for example by grooving the surfaces of the stator 35 and / or the rotor in a direction different from the direction of motion of the rotor. Figure 1 illustrates with dashed lines such a deflection of the movement direction on surface 4.

Luonnollisesti voidaan menetelmässä käyttää hyväksi hierteen tavallisesta val-5 mistuksesta tunnettuja muuttujia, kuten lämpötilaa ja höyryn painetta, ja mahdollisesti partikkelien tai niiden lähtöaineena toimivan hakkeen kemiallista esikäsittelyä.Naturally, the process can utilize known variables from the usual preparation of the pulp, such as temperature and vapor pressure, and possibly chemical pre-treatment of the particles or their chips as the starting material.

Jos kuitumateriaali on partikkelikooltaan liian suurta, se voidaan pienentää te-10 rillä lohkomalla vähän energiaa vievällä menetelmällä, jossa materiaalia ei hierretä. Partikkelien paksuus (dimensio puristuksen suunnassa) säädetään mieluiten 2-6 mm välille ja leveys (dimensio puristussuuntaa ja kuitujen pääasiallista suuntaa vastaan kohtisuorassa suunnassa) välille 2-6 mm. Lähtöraaka-ai-neen pituus (dimensio kuitujen pääasiallisessa suunnassa) säilytetään ennal-15 laan. Säätämällä paksuus ja leveys sopivalle tasolle puristushierto voidaan kohdistaa kuitumateriaaliin optimaalisesti terävälissä., esimerkiksi kuiduilla on riittävästi tilaa levitä. Lohkominen voidaan suorittaa esimerkiksi veitsimyllyllä, jonne hake syötetään, ja saadusta ’’tikkuhakkeesta” voidaan erottaa kooltaan sopiva fraktio seulalla.If the fibrous material is too large in particle size, it can be reduced by tensile cleavage by a low-energy, non-rubbing method. The particle thickness (dimension in the direction of compression) is preferably adjusted to be between 2 and 6 mm and the width (dimension in the direction perpendicular to the direction of compression and the main direction of the fibers) is between 2 and 6 mm. The length (dimension in the primary direction of the fibers) of the starting material is maintained at pre-15. By adjusting the thickness and width to the appropriate level, the press roll can be optimally aligned with the fibrous material, for example, there is sufficient space for the fibers to spread. The cleavage can be carried out, for example, with a knife mill to which the chips are fed, and a fraction of a suitable size can be separated from the resultant "chip chip" by means of a sieve.

2020

Keksinnön mukainen menetelmä voi olla esivaihe kuitumateriaalin jauhatukselle haluttuun laatuun, esimerkiksi oikeaan Freeness-tasoon pääsemiseksi. Menetelmällä saadulle kuitumassalle voidaan suorittaa lopuksi korkeasakeusjauha-tus, esimerkiksi n. 30 % kuiva-ainepitoisuudessa.The method according to the invention may be a preliminary step for milling the fibrous material to the desired quality, for example to achieve the correct Freeness level. Finally, the pulp obtained by the process can be subjected to high-consistency milling, for example, in a dry matter content of about 30%.

25 ^ Laboratoriojauhimella, jossa terävän oli n. 1 mm, voitiin todeta korkeasakeus- ^ jauhatuksessa 30% kuiva-ainepitoisuudessa huomattava energiansäästö, kun C\| 7 syötteenä oli kuvan 3 mukaisella menetelmällä puristushierretty ’’tikkuhake”, joka oli saatu viemällä 4 mm kokoinen tikkuhake neljän peräkkäisen telanipin i 30 läpi. Puristushierretyn tikkuhakkeen kemikäsittelyllä voitiin energiankulutustaA 25 ^ laboratory refiner with a sharpness of about 1 mm showed significant energy savings in high-consistency refining at 30% solids when C \ | The 7 feeds were the press-rolled 'stick chip' obtained by the method of Figure 3 obtained by passing a 4 mm stick chip through four successive roll nipples i 30. The chemical treatment of press-pulverized stick chips enabled energy consumption

CLCL

edelleen pienentää. Kun tällaisen puristushiertokäsittelyn energiankulutus on S3 vain 100 kWh/t, on kokonaissäästö edelleen huomattava. Jos lähtöaineena onto further reduce. When the energy consumption of such a press rolling treatment is S3 only 100 kWh / t, the overall savings are still considerable. If the starting material is

LOLO

§ suurikokoinen teollisuushake, sen pienentäminen lohkomalla vie energiaa ar- ™ vioita vain 50-100 kWh/t, mikä ei myöskään vaikuta ratkaisevasti kokonaisener- 35 giasäästöön, jos vertailukohtana pidetään suurikokoisen hakkeen käsittelyä samaan Freeness-tasoon perinteisillä menetelmillä. Voidaan osoittaa, että käy- 7 tännössä tikkuhakkeen puristushiertokäsittelyllä ja sitä seuraavalla korkea-sakeusjauhatuksella voidaan päästä yli 30 % kokonaisenergiasäästöön CF-freenessissä 70 ml.§ Large-scale industrial chips, reducing them by cleavage consumes only about 50-100 kWh / t, which also does not have a decisive impact on overall energy savings, if compared to the treatment of large chips at the same Freeness level by conventional methods. It can be shown that, in practice, press-roll treatment of stick chips and subsequent high-consistency grinding can achieve more than 30% total energy savings in CF freeness of 70 ml.

5 o δ5 o δ

(M(M

h-· x enh- · x en

CLCL

Oo

δ m oo o oδ m oo o o

(M(M

Claims

A method of manufacturing mechanical pulp, in which process particles (1) of a fiber blank are treated to release fibers so that the fiber blank is compressed simultaneously when it is torn in a direction (H) that deviates from the main direction of the fibers, characterized of, that the thickness of fiber blank particles measured in the press place is in the press direction 2-6 mm.

Process according to claim 1, characterized in that the same fiber blank is pressed together and is periodically torn in successive steps.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the particles are treated by passing them in compression between two adjacent surfaces, while causing tearing on the surfaces in a direction (H) which deviates from the feeding direction (1) of the particles (1). S).

4. A method according to claim 3, characterized in that in the pressing site the surfaces move at different speeds in the direction of feeding of the particles and their directions of movement deviate from each other. 20

5. A method according to claim 4, characterized in that the particles are guided in a press nip formed by the moving surfaces, in which a press nip deviating sideways (H) deviating from the feed direction is developed on the surfaces. 25

Method according to claim 5, characterized in that the particles are guided in a press nip formed by a substantially straight surface (3) and a rotating member (4), the shaft (A) of the rotating member being arranged at angle C \ | v relative to the movement of the straight surface. hrs-. £ 30

Process according to any of the preceding claims, characterized in that the width of fiber blank particles measured in the press place is S 2-6 mm. LO 00 O cm

Method according to any of the preceding claims, characterized in that the material is pressed into the press box in the thickness of 2-20% of the original thickness, preferably in the thickness of 3-15% of the original thickness.

Method according to any of the preceding claims, characterized in that the fiber blank particles (1) are measured in compression substantially in their longitudinal direction.

Process according to any of the preceding claims, characterized in that fiber raw material particles to be processed are made from larger notches by reducing, preferably by splitting with blades.

Process according to any of the preceding claims, characterized in that fiber material obtained by treating the fiber blank particles is post-treated with grinding, especially with high-consistency grinding.

Method according to any of the preceding claims, characterized in that the particles (1) of the fiber blank are guided in gaps (2) between the rotor blades of the refiner and a stator, which gaps open in the direction of the movement of the rotor and in which the particles are simultaneously pressed ooh tear.

Method according to claim 12, characterized in that the surfaces of the stator and / or rotor are grooved with a design which deviates from the direction of movement of the stator. 25 o δ (M CNJ I '- X cc CL O δ LO 00 o o {M