FI126094B - A method for treating a fibrous material - Google Patents
A method for treating a fibrous material Download PDFInfo
- Publication number
- FI126094B FI126094B FI20126308A FI20126308A FI126094B FI 126094 B FI126094 B FI 126094B FI 20126308 A FI20126308 A FI 20126308A FI 20126308 A FI20126308 A FI 20126308A FI 126094 B FI126094 B FI 126094B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- fibrous material
- milling
- fiber
- pulp
- compression
- Prior art date
Links
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 title claims description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 38
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 37
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 27
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 27
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 15
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 claims 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 10
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 7
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 7
- 206010061592 cardiac fibrillation Diseases 0.000 description 6
- 230000002600 fibrillogenic effect Effects 0.000 description 6
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 6
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 5
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 3
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 2
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L dithionite(2-) Chemical compound [O-]S(=O)S([O-])=O GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N methyl-cyclopentane Natural products CC1CCCC1 GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000001724 microfibril Anatomy 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
- B02C19/16—Mills provided with vibrators
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
- D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
- D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
- D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
- D21B1/30—Defibrating by other means
- D21B1/303—Defibrating by other means using vibrating devices
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
- D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
- D21D1/20—Methods of refining
- D21D1/34—Other mills or refiners
- D21D1/36—Other 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)
- Crushing And Grinding (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
Description
MENETELMÄ KUITUMATERIAALIN KÄSITTELEMISEKSI Tekniikan alaMETHOD FOR HANDLING FIBER MATERIALS TECHNICAL FIELD
Hakemus kohdistuu yleisesti menetelmään kuitumateriaalin käsittelemiseksi. TaustaThe application relates generally to a method for treating fibrous material. Background
Kuitumassaa ja -haketta jauhetaan perinteisesti teräjauhimilla kuitujen erottamiseksi sekä kuitujen muokkaamiseksi niistä valmistettavan tuotteen sekä tuotantoprosessin kannalta optimaaliseksi. Jauhatus on erittäin olennainen osa kuitutuotteiden valmistusprosessia. Jauhatukselle on ominaista korkea energiankulutus sekä kuitujen ja niistä valmistettujen tuotteiden tiettyjen ominaisuuksien huononeminen, kuten kuitupituuden lasku sekä vedenpoiston, repäisylu-juuden ja paperin paksuuden pieneneminen. Nykytekniikalla tehtävä jauhatus on vielä kaukana teoreettisesta optimista energiankulutuksen ja laatuominaisuuksien suhteen.Fiber pulp and chips are traditionally milled with blade refiners to separate the fibers and to optimize the fibers for the product and the production process. Grinding is a very important part of the manufacturing process of fiber products. Grinding is characterized by high energy consumption and a reduction in certain properties of the fibers and their products, such as a decrease in fiber length and a reduction in dewatering, tear and paper thickness. The state of the art refining is still far from the theoretical optimum in terms of energy consumption and quality characteristics.
Kuitumateriaaliin sovellettavaa puristusjauhatusta on tutkittu aiemmin paljon kemiallisen massan jauhatukseen liittyen ja tutkimuksiin liittyviä koelaitteita on rakennettu, mutta koelaitteet eivät sovellu tuotantoprosessissa käytettäväksi. Puristelukäsittelyn soveltamista mekaanisen massaan on esitelty esimerkiksi patenteissa US 5,540,392 ja US7,758,720 B2, mutta niissä käytetään ruuvipu-ristustyyppisiä laitteistoja.Compound milling for fiber has been the subject of much research in the past for chemical pulp milling, and research facilities have been built, but the test equipment is not suitable for use in the production process. The application of extrusion treatment to mechanical pulp is disclosed, for example, in U.S. Patents 5,540,392 and US7,758,720 B2, but employing screw extrusion-type equipment.
YhteenvetoSummary
Keksinnön eräänä tavoitteena on parantaa kuitumateriaalin käsittelyä siten että kuiduttamiseen ja kuitujen muokkaamiseen tarvittavan energian kulutus pienenee ja kuitujen ominaisuudet paranevat.It is an object of the invention to improve the handling of the fibrous material so that the energy required for defibration and fiber modification is reduced and the properties of the fibers are improved.
Keksinnön eräs tavoite saavutetaan vaatimuksen 1 menetelmällä, vaatimuksen 4 tärymurskaimella ja vaatimuksen 5 tärymurskaimen käytöllä.An object of the invention is achieved by the method of claim 1, the vibrator crusher of claim 4 and the use of the vibrator crusher of claim 5.
Erään suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä kuitumateriaalin käsittelemiseksi jauhetaan kuitutuotteen valmistuksessa käytettävä ja kuituja sisältävä kuitumateriaali sen kuituuntumisen ja/tai kemiallisen käsittelyn edistämiseksi. Menetelmässä kuitumateriaalin jauhatus toteutetaan puristus-jauhatuksena, jonka suorittamiseen käytetään tärymurskainta.In a method of treating the fibrous material according to one embodiment, the fibrous material used in the manufacture of the fibrous product and containing the fibrous material is ground to promote its fiberification and / or chemical treatment. In the method, the milling of the fibrous material is carried out by compression milling, which is performed using a vibratory crusher.
Termillä “kuitumateriaali” viitataan esimerkiksi paperin- ja/tai kartongin valmistuksessa raaka-aineena käytettävään hakkeeseen ja/tai orgaanisesta kuitumateriaalista valmistettuun mekaaniseen, kemimekaaniseen tai kemialliseen (sel-lu)massaan. Kuitumateriaali käsittää puuperäistä materiaalia ja/tai ei-puuperäistä esimerkiksi kaislamaista tai korsimaista materiaalia, esimerkiksi bambua ja/tai puuvillaa.The term "fibrous material" refers to, for example, chips used as a raw material in the manufacture of paper and / or board and / or mechanical, chemical or chemical (cellulose) pulp made from organic fibrous material. The fibrous material comprises a wood-based material and / or a non-wood material such as ridge or stalk material such as bamboo and / or cotton.
Termillä ”kuitutuote” viitataan esimerkiksi paperiin, kartonkiin sekä mikro- ja/tai nanoselluloosaa sisältävään komposiittimateriaaliin. Kuitutuotteella voidaan viitata myös lignoselluloosapohjaisesta materiaalista valmistettavaan biopolttoaineeseen.The term "fiber product" refers to, for example, paper, board and composite material containing micro- and / or nanocellulose. The fiber product may also refer to biofuel made from lignocellulosic material.
Termillä ”kuituuntuminen” viitataan esimerkiksi kuitumateriaalin hajoamiseen toisissaan kiinni olevista kuiduista koostuviksi kuitukimpuiksi ja/tai yksittäisiksi kuiduiksi.The term "fiberization" refers, for example, to the disintegration of a fibrous material into bundles of adhering fibers and / or single fibers.
Termillä ”kemiallinen käsittely” viitataan esimerkiksi materiaalin delignifiointiin tähtääviin kemikaalikäsittelyihin, esimerkiksi sulfaatti- ja/tai sulfiittikeittoon, happivalkaisuun ja puolikemiallisten massojen valmistuksessa käytettäviin happamiin tai emäksisiin käsittelyihin. Lisäksi kemiallisella käsittelyllä viitataan esimerkiksi kuitumateriaalin valkaisuun tähtääviin kemiallisiin käsittelyihin, esimerkiksi peroksidi-, ditioniitti-, ja/tai klooripohjaisiin kemikaaleihin perustuvaan valkaisuun. Lisäksi viitataan esimerkiksi kemiallisiin käsittelyihin, esimerkiksi TEMPO- ja entsyymikäsittelyt, joita käytetään mikro- tai nanoselluloosan valmistuksessa.The term "chemical treatment" refers, for example, to chemical treatments for the delignification of a material, such as sulphate and / or sulphite cooking, oxygen bleaching, and acidic or basic treatments used in the production of semi-chemical pulps. In addition, chemical treatment refers to chemical treatments for bleaching fiber material, for example, bleaching based on peroxide, dithionite, and / or chlorine-based chemicals. Reference is also made, for example, to chemical treatments, such as TEMPO and enzyme treatments, used in the preparation of microcellulose or nanocellulose.
Termillä “puristusjauhatus” viitataan esimerkiksi hakkeen ja/tai kuitujen käsittelyyn siten että kuitumateriaalia puristetaan, jolloin kuitumateriaali kuituuntuu helpommin ja/tai kuitujen sisäinen fibrillaatio ja muokkautuvuus lisääntyy.The term "compression milling" refers, for example, to the processing of chips and / or fibers by compressing the fibrous material, whereby the fibrous material is more readily fibrous and / or the internal fibrillation and ductility of the fibers is increased.
Termillä “tärymurskain” viitataan esimerkiksi tärymurskaimeen tai täryjauhi-meen, jossa murskauskammiossa (-vyöhykkeessä) olevan murskauskartion avulla murskataan puristamalla perinteisesti esimerkiksi kiviainesta. Kiviaineksen murskauksessa kiviaines syötetään murskauskammioon, jossa se joutuu murskauskartion ja murskauskammion seinämän väliin siten että murskattava kiviaines jauhautuu pienemmäksi, soraksi tai kivituhkaksi.The term "vibratory crusher" refers to, for example, a vibratory crusher or vibratory grinding machine, in which a crushing cone in a crushing chamber (s) is conventionally crushed, for example, by rock. In crushing aggregate, the aggregate is fed to a crushing chamber where it enters between the crushing cone and the crushing chamber wall so that the aggregate to be crushed is reduced to smaller, gravel or rock ash.
Erään suoritusmuodon mukaisessa kuitumateriaalin käsittelyyn tarkoitetussa tärymurskaimessa on murskauskammio, joka käsittää ainakin yhden syöttöau- kon käsittävät syöttövälineet, ainakin yhden poistoaukon käsittävät poistoväli-neet ja murskauskammioon asennetun ainakin yhden murskauskartion eli murskaimen, joka on sovitettu puristamaan kuitumateriaali murskauskammion ainakin yhtä sisäpintaa vasten, jotka syöttövälineet ovat sovitettu puristusjau-hettavan kuitumateriaalin syöttämiseen murskauskammioon ja jotka poistoväli-neet ovat sovitettu puristusjauhetun kuitumateriaalin poistamiseen murskaus-kammiosta. Tärymurskain on sovitettu jauhamaan kuitutuotteen valmistuksessa käytettävä ja kuituja sisältävä kuitumateriaali puristamalla sen kuituuntumi-sen ja/tai kemiallisen käsittelyn edistämiseksi.In one embodiment, the vibratory crusher for treating fibrous material has a crushing chamber comprising feed means comprising at least one inlet, outlet means comprising at least one outlet, and at least one crushing cone mounted on the crushing chamber, adapted for supplying compression-milled fibrous material to a crushing chamber, and means for discharging adapted to remove compression-milled fibrous material from the crushing chamber. The vibratory crusher is adapted to grind the fibrous material used in the manufacture of the fibrous product and to compress the fibrous material in order to promote fiber disintegration and / or chemical treatment.
Erään suoritusmuodon mukaisessa kuitumateriaalin käsittelemiseen tarkoitetussa tärymurskaimen käytössä tärymurskaimella jauhetaan kuitutuotteen valmistuksessa käytettävä ja kuituja sisältävä kuitumateriaali puristamalla sen kui-tuuntumisen ja/tai kemiallisen käsittelyn edistämiseksi. Tärymurskaimessa on murskauskammio, joka käsittää ainakin yhden syöttöaukon käsittävät syöttövälineet, ainakin yhden poistoaukon käsittävät poistovälineet ja murskauskammioon asennetun ainakin yhden murskauskartion (murskain), joka on sovitettu puristamaan kuitumateriaali murskauskammion ainakin yhtä sisäpintaa vasten, jotka syöttövälineet ovat sovitettu puristusjauhettavan kuitumateriaalin syöttämiseen murskauskammioon ja jotka poistovälineet ovat sovitettu puristusjauhetun kuitumateriaalin poistamiseen murskauskammiosta.In one embodiment of a vibratory crusher for treating a fibrous material, a vibratory crusher is used to grind the fibrous material used in the manufacture of the fibrous product and containing the fibers to promote its fiberification and / or chemical treatment. The vibrator crusher has a crushing chamber comprising feed means comprising at least one inlet opening, outlet means comprising at least one outlet opening and at least one crushing cone (crusher) mounted in the crushing chamber adapted to compress the fibrous material against the adapted for removing compression-milled fibrous material from the crushing chamber.
Muita suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä vaatimuksissa.Other embodiments are set forth in the dependent claims.
Suoritusmuotojen mukaisen kuitumateriaalin esikäsittelyyn tarkoitetun menetelmän avulla kuitumateriaali jauhautuu nopeammin, jauhatuksen kokonaisenergian kulutuksessa säästetään ja/tai kuitujen paperiteknisiä ominaisuuksia voidaan parantaa ja säätää laajemmin verrattuna teräjauhatukseen ilman esikäsittelyä. Joissain tapauksissa pelkkä puristusjauhatus ilman teräjauhatusta voi olla riittävä käsittely.The method of treating the fibrous material according to the embodiments results in a faster milling of the fibrous material, saving on the total energy consumption of the milling and / or improving and adjusting the paper properties of the fibers more extensively compared to the milling without pre-treatment. In some cases, simple compression milling without blade milling may be sufficient.
Suoritusmuotojen mukaisella menetelmällä saavutettava säästö energiankulutuksessa on merkittävä, koska puristusjauhatuksessa kuitumateriaalin saamien iskujen määrä on pienempi, mutta yksittäisten iskujen voima huomattavasti suurempi, verrattuna perinteiseen teräjauhatukseen. Tällöin esimerkiksi plastisten muodonmuutosten määrä suhteessa elastisiin kasvaa, jolloin muokkaamiseen tarvittavan energian määrä vähenee. Lisäksi jauhettavan materiaalin kulkeutuminen tärymurskaimen läpi vaatii hyvin vähän energiaa ja voi tapahtua esimerkiksi painovoiman vaikutuksesta. Tämä tuo paperi- ja/tai massatehtaan tuotantomäärillä huomattavan energiansäästön pumppauskustannuksissa.The energy savings achieved by the method according to the embodiments are significant because the number of shocks received by the fiber material in compression milling is smaller, but the power of the individual shocks is significantly greater compared to conventional blade milling. Thus, for example, the amount of plastic deformation relative to elastic increases, thereby reducing the amount of energy required for shaping. In addition, very little energy is required to pass the material to be ground through the vibratory crusher and may, for example, be caused by gravity. This results in significant energy savings in pumping costs at the paper and / or pulp mill production volumes.
Kuvien lyhyt selitysBrief description of the pictures
Kuvien yksityiskohtaisessa selityksessä kerrotaan keksinnön esimerkinomaisia suoritusmuotoja tarkemmin viitaten oheisiin kuviin, joissa kuva 1 esittää vuokaavion kuitumateriaalin käsittelymenetelmästä, kuvat 2a-2d esittävät puristusjauhatuksen periaatteen ja sen vaikutusta kuitumateriaalin ominaisuuksiin, ja kuva 3 esittää menetelmän toteuttavan tärymurskaimen toiminnallisia yksikköjä.In the detailed description of the drawings, exemplary embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a flowchart of a fiber material treatment method, Figures 2a-2d show the principle of compression milling and its effect on fiber properties.
Kuvien yksityiskohtainen selitysDetailed explanation of the pictures
Kuvassa 1 esitetään menetelmä 100 kuitutuotteen, esimerkiksi paperin tai kartongin, valmistuksessa käytettävän ja kuituja, esimerkiksi puukuituja, sisältävän kuitumateriaalin, esimerkiksi puuhakkeen tai puukuitumassan eli sellu-massan, käsittelemiseksi siten että kuitumateriaali jauhetaan sen kuituuntumi-sen ja/tai kemiallisen käsittelyn edistämiseksi.Figure 1 illustrates a process 100 for treating a fibrous material, such as wood chips or pulp containing pulp, for use in the manufacture of a fiber product, e.g. paper or cardboard, such that wood chips or pulp are pulverized to promote its fiberification and / or chemical treatment.
Aloitusvaiheessa 102 hankitaan raaka-aine puukuitumassalle, käynnistetään puukuitumassan valmistukseen, käsittelyyn ja siirtämiseen tarvittavat koneet ja laitteistot. Käyttäen raaka-aineena esimerkiksi koivua, kuusta tai mäntyä valmistetaan vaiheessa 110 puuhake tai puukuitumassa, joka käsittää yksittäisiä tai toisissaan kiinni olevia puukuituja.In the initial step 102, the raw material for the pulp is procured, and the machinery and equipment necessary for the manufacture, treatment and transfer of the pulp are started up. Using as a raw material, for example, birch, spruce or pine, wood chips or pulp of wood comprising single or adherent wood fibers are produced in step 110.
Mikäli valmistettu puukuitumassa on niin sanottua kuivaamatonta putkimassaa, se siirretään pumppaamalla vaiheessa 120 esimerkiksi tarkoitusta varten käytettävää putkistoa pitkin paperi- ja/tai kartonkitehtaalle suoraan jauhimen säiliöön odottamaan jauhatusta. Vaihtoehtoisesti, mikäli valmistettu puukuitumassa kuivatetaan siirtämisen ja/tai varastoinnin takia paalimassaksi, niin kuivatettu paalimassa kuljetetaan paperi- ja kartonkitehtaalle, jossa puukuitupaalit hajotetaan veden avulla pulpperilla tasakoosteiseksi massasulpuksi, jota voidaan pumpata tehtaan putkistoja pitkin jauhimen säiliöön.If the pulp produced is a so-called undried pulp, it is transferred by pumping at step 120, for example, through a dedicated pipeline to a paper and / or board mill directly into the refiner container to wait for refining. Alternatively, if the prepared wood fiber pulp is dried for transfer and / or storage to a bale pulp, then the dried bale pulp is transported to a paper and board mill, whereby the pulp is pulverized with water to a uniform bulk pulp that can be pumped through mill piping.
Vaiheessa 130 puukuitumassa jauhatus toteutetaan puristusjauhatuksena, jonka suorittamiseen käytetään tarkoitukseen soveltuvaa ainakin yhtä täry-murskainta, joka on kytketty osaksi tehtaan massankäsittelylinjaa.In step 130, the pulp milling is performed by compression milling, which is accomplished by using at least one suitable vibratory crusher which is connected to a pulp processing line of the mill.
Kuvissa 2a ja 2b esitetään puristusjauhatuksen, jota voidaan käyttää ainoana jauhatuksena kuitumateriaalille tai se voidaan vaihtoehtoisesti suorittaa esikäsittelynä ennen perinteistä teräjauhatusta, periaate. Puristusjauhatuksessa kuitumateriaali 250 puristetaan kuvan 2a mukaisesti kahden lieriöpinnan välissä tarkoitukseen soveltuvalla tärymurskaimella 200, jossa syöttöaukon 210 kautta tuleva kuitumateriaali puristuu murskauskammion 220 sisäseinien 222a, 222b ja murskauskammiossa 220 liikkuvan murskauskartion eli murskaimen 230 väliin, jolloin kuitumateriaalina käytettäviin puukuituihin 250 kohdistuu kuvan 2b vasemman ja keskimmäisen kuidun poikkileikkauksessa olevien nuolten mukaisesti etupäässä puristavia voimia. Kuvassa 2b oleva keskimmäisen kuidun 250 kohdasta B otetusta pitkittäisestä näkymästä 260 oikealla käy ilmi kuidun rakenne, jossa hemiselluloosa 262 sijaitsee soluseinässä mikrofibrillien 264 välissä ja vahvistaa rakennetta liiman tavoin fibrillien 264 välissä. Puristuskäsit-telyllä on kuidun muokkauksessa tarkoitus nimenomaan rikkoa hemiselluloo-san 262 muodostamia ristikkäissidoksia 266. Puristuskäsitelty kuitumateriaali poistuu murskauskammiosta 220 poistoaukkoja 240a, 240b pitkin.Figures 2a and 2b show the principle of compression milling, which can be used as the sole milling for the fibrous material, or alternatively may be carried out as a pretreatment prior to conventional blade milling. In compression milling, the fibrous material 250 is compressed between two cylindrical surfaces as shown in FIG. according to the arrows in the cross section, predominantly compressive forces. Fig. 2b is a longitudinal view 260 of the middle fiber 250, taken from position B, showing the structure of the fiber, with hemicellulose 262 located in the cell wall between microfibrils 264 and reinforcing the structure like fibrils 264. The compression treatment is specifically intended to break the cross-links 266 formed by the hemicellulose 262 in fiber shaping. The compression-treated fibrous material leaves the crushing chamber 220 via the outlets 240a, 240b.
Puristuskäsittelyn tarkoituksena on kuidun muokkauksen osalta lisätä kuitujen sisäistä fibrillaatiota ja muokkautuvuutta, jolloin kuidut pystyvät muun muassa ottamaan paremmin vastaan teräjauhatuksen mekaanisen rasituksen. Perinteisessä teräjauhatuksessa tapahtuu useita eri ilmiöitä kuten kuitujen suoristuminen, kuidun sisäinen ja ulkoinen fibrillaatio, kuitujen katkeilu sekä hienoaineen muodostuminen. Näihin ilmiöihin voidaan vain rajatussa määrin vaikuttaa jauhatusolosuhteita muuttamalla. Puristusjauhatuksessa tapahtuu myös edellä mainittuja ilmiötä, mutta eri suhteessa siten että sisäinen fibrillaatio on dominoiva. Sisäisen fibrillaation on oletettu monessa tapauksessa olevan erittäin edullinen ilmiö kuitumateriaalin, esimerkiksi puukuitumassan, laatuominaisuuksien, pääasiassa lujuuden kehittymisen kannalta. Lisäksi puristuskäsitelty kuitu, esimerkiksi puukuitu, on taipuisampi ja siten teräjauhatusvaiheessa kuitu voi käyttäytyä eri tavalla, esimerkiksi puukuitujen katkeilu ja hienoaineen muodostus voivat vähentyä.The purpose of the compression treatment with respect to fiber modification is to increase the internal fibrillation and ductility of the fibers, whereby, among other things, the fibers are better able to withstand the mechanical stress of blade grinding. Conventional blade milling has a variety of phenomena such as fiber straightening, internal and external fiber fibrillation, fiber breakage, and fines formation. To a limited extent, these phenomena can be influenced by changing the grinding conditions. Compression milling also has the aforementioned phenomena, but in different proportions such that internal fibrillation is dominant. Internal fibrillation has in many cases been assumed to be a very favorable phenomenon in terms of the development of the quality properties of the fibrous material, for example wood pulp, mainly strength. In addition, the press-processed fiber, for example wood fiber, is more flexible and thus the fiber may behave differently during the milling step, for example, the breaking of wood fibers and the formation of fines may be reduced.
Kuvassa 2c esitetään esikäsittelynä tehdyn puristuskäsittelyn vaikutus kemiallisesta puukuitumassasta valmistetun paperin vetolujuuteen massan eri suo- tautumisasteilla (Schopper-Riegler- eli SR-luku). Kuvasta havaitaan, että sopivalla esikäsittelyllä voidaan saavuttaa huomattavasti korkeampi vetolujuus suotautumisasteen ollessa vakio.Figure 2c shows the effect of pretreatment press treatment on the tensile strength of chemical pulp paper at various degrees of desalting (Schopper-Riegler or SR number). From the figure it can be seen that a suitable pre-treatment can achieve a significantly higher tensile strength with a constant drainage rate.
Kuvassa 2d esitetään puristuskäsittelyn vaikutus puukuidun leveyteen, joka kuvastaa sisäisestä fibrillaatiosta aiheutuvaa puukuidun turpoamista. Puristus-jauhatuksella voidaan myös edistää prosessikemikaalien tunkeutumista kuitumateriaaliin.Figure 2d shows the effect of compression treatment on the width of the wood fiber, which reflects the swelling of the wood fiber due to internal fibrillation. Compression milling can also promote the penetration of process chemicals into the fibrous material.
Mikäli täryjauhatetulle puukuitumassalle halutaan vaiheessa 132 toistaa täry-murskainkäsittely, palataan takaisin puristusjauhatusvaiheeseen 130. Mikäli puristusjauhatuksen määrä on riittävä, edetään vaiheeseen 138.If it is desired to repeat the vibratory crusher treatment of the pulverized pulp pulp in step 132, it returns to compression milling step 130. If sufficient amount of compression milling is achieved, proceed to step 138.
Jos vaiheessa 138 puristusjauhatetulle puukuitumassalle halutaan tehdä jatkokäsittely, niin sille voidaan suorittaa vielä teräjauhatus ja/tai kemiallinen käsittely vaiheessa 140, jolloin puristusjauhatus toimii teräjauhatuksen ja/tai kemiallisen käsittelyn esikäsittelynä. Puukuitumassan kemiallinen käsittely on myös vaihtoehtoisesti mahdollista suorittaa puristusjauhatuksen yhteydessä.If further processing of the pulp pulp is desired at step 138, it may further be subjected to a grinding and / or chemical treatment at step 140, whereby the milling serves as a pre-treatment of the milling and / or chemical treatment. Alternatively, chemical treatment of the wood fiber pulp may also be carried out in connection with compression milling.
Jos puukuitumassan jauhatus käsittää pelkästään tärymurskainjauhatuksen, siirrytään suoraan vaiheeseen 150.If the pulping of the pulp consists solely of vibratory crusher milling, the process proceeds directly to step 150.
Vaiheessa 150 teräjauhatuksen tai vaihtoehtoisesti puristusjauhatuksen jälkeen jauhettu puukuitumassa siirretään pumppaamalla tarkoitukseen sopivia putkistoja pitkin tai kuivattuna paperi- tai kartonkikoneelle, jossa siitä valmistetaan paperia, kartonkia tai muita kuitutuotteita.In step 150, after the milling of the blade or alternatively, the milled pulp is transferred by pumping it through suitable pipelines or dried to a paper or board machine to make paper, board or other fibrous products.
Vaiheessa 152 menetelmä puukuitumassan käsittelemiseksi päättyy.In step 152, the method for treating the pulp is terminated.
Kuvassa 3 esitetään mineraalien murskaukseen käytetyn ja kuitumateriaalin puristuskäsittelyyn soveltuvan KID 300K-tärymurskaimen 300 poikkileikkaus. KID-laitteella 300 voidaan jauhaa kuitumateriaalia ja sillä saadaan aikaiseksi jauhautumista kuten kuitumateriaalille tarkoitetuilla teräjauhimilla. Kokeissa havaittiin, että tällä laitteella 300 tehtyä kuitumateriaalin jauhatusta voidaan eri ominaisuuksien saavuttamiseksi täydentää perinteisillä kuitumateriaalin jauha-tuslaitteilla. Lopputuloksena voidaan saavuttaa toisaalta kuitumateriaalin parantunut laatutaso ja toisaalta pienentynyt jauhatusenergiankulutus. Tärymurskain 300 käsittää esimerkiksi säätörenkaan 302, murskauskammion (puristusvyöhyke) 320 ja sen sisäseinämä 322, murskauskartion (murskain) 330, tärygeneraattorin 304, ajokappaleen 306, kehystuen 308, 342, kartiotuen 312, tukirenkaan 314, pallotuen 316, kehyksen 318, iskunvaimentimen 324, kupin 326, suojuksen 328, syöttöaukon (vastaanottoaukko, syöttövyöhyke) käsittävän syöttövälineet 310, suojuksen 332, laakeroinnin 334, yhden tai useamman kiinnityspultin 336, sovittimen voitelunsyötölle 338, yhden tai useamman sovittimen tyhjennykselle 342a, 342b ja poistoaukon käsittävän poistovä-lineet 340.Figure 3 is a cross-sectional view of a KID 300K vibratory crusher 300 used for crushing minerals and suitable for compression of fibrous material. The KID device 300 is capable of grinding and milling the fibrous material, as with the blade grinders for the fibrous material. It has been found in experiments that the milling of the fibrous material made with this device 300 can be supplemented with conventional fiber milling machines to achieve various properties. As a result, on the one hand, an improved quality level of the fiber material and, on the other hand, a reduced energy consumption of refining can be achieved. The vibrator crusher 300 comprises, for example, an adjusting ring 302, a crushing chamber (compression zone) 320 and an inner wall 322, a crushing cone (crusher) 330, a vibrator generator 304, a drive member 306, a frame support 308, 342, a conical support 312, a support ring 314, a 326, a shroud 328, an inlet means (inlet, inlet zone) for inlet means 310, a shroud 332, a bearing 334, one or more mounting bolts 336, an adapter for lubricating feed 338, one or more adapters for discharge 342a, 342b and an outlet 340.
Kuitumateriaali syötetään laitteeseen syöttöaukon 310 kautta ja se kulkee laitteen 300 läpi painovoiman tai paine-eron vaikutuksesta samalla jauhautuen. Kuitumateriaali puristuu murskauskartion 330 ja seinämän 322 välissä ja poistuu laitteen 300 alaosasta poistovälineen 340 avulla. Käsiteltävän kuitumateriaalin sakeus säädetään halutulle tasolle ennen käsittelyä. Lisäksi kuitumateriaaliin kohdistuvien iskujen määrään ja voimaan sekä kuitumateriaalin kulkeutumiseen puristusvyöhykkeen läpi (=tuotantonopeus) voidaan vaikuttaa ainakin yhdellä seuraavista tekijöistä: murskauskartion 330 värähtelytaajuus, kartion 330 ja murskauskammion seinämän 322 välys, epäkeskopainon epäsymmetri-syys, jauhatusvyöhykkeen leveys, kartion 330 halkaisija ja käsittelykertojen määrä.The fibrous material is fed into the device through the inlet 310 and passes through the device 300 under gravity or pressure differential while milling. The fibrous material is compressed between the crushing cone 330 and the wall 322 and exits the lower portion of the device 300 by a discharge means 340. The consistency of the fibrous material to be treated is adjusted to the desired level before treatment. In addition, the amount and force of impact of the fibrous material and the passage of the fibrous material through the compression zone (= production rate) may be influenced by at least one of the following factors: vibration frequency of crushing cone 330,
Edellä mainitut tekijät sakeus mukaan lukien tulee optimoida erikseen eri tapauksiin haluttujen kuituominaisuuksien, energiankulutustason sekä tuotantomäärän saavuttamiseksi.The above factors, including consistency, should be optimized separately for different cases to achieve the desired fiber properties, energy consumption and production rate.
Kartio-osan 310, 320, 322, eli syöttö- ja puristusvyöhykkeen, toteutuksessa voi olla eri vaihtoehtoja. Vaihtoehtoinen toteutusmuoto voi olla toteutettu siten että varsinaista kartiomaista osaa 310, 320, 322 ei ole ja/tai varsinkin puristus-vyöhyke 320, 322 on toteutettu lieriömäisenä. Tällöin puristusvyöhykkeen 320, 322 leveyttä voitaisiin säätää tärymurskainta 300 käytettäessä (on-line) vaikka välyksen säätäminen muodostuisi hieman hankalammaksi. Vaihtoehtoisesti puristusvyöhyke 320, 322 voi olla myös erittäin loivasti kartiomainen, jolloin puristusvyöhykkeen 320, 322 kaventaminen johtaisi myös välyksen kasvamiseen. Kartioiden 310, 320, 322 pintamateriaalin karheudella ja/tai muotoilulla, esimerkiksi aaltomaisella muotoilulla, voidaan myös vaikuttaa laitteen 300 toimintaan.The implementation of the conical section 310, 320, 322, i.e. the feed and compression zone, may have different alternatives. An alternative embodiment may be implemented such that the actual conical portion 310, 320, 322 does not exist and / or, in particular, the compression zone 320, 322 is cylindrical. Hereby, the width of the compression zone 320, 322 could be adjusted (on-line) with the vibratory crusher 300, even though the adjustment of the play would be slightly more difficult. Alternatively, the compression zone 320, 322 may also be very slightly conical, whereby narrowing the compression zone 320, 322 would also result in an increase in play. The roughness and / or the shaping of the surface material of the cones 310, 320, 322 may also affect the operation of the device 300, e.g.
Edellä on esitetty vain eräitä keksinnön esimerkinomaisia suoritusmuotoja. Keksinnön mukaista periaatetta voidaan luonnollisesti muunnella vaatimusten määrittelemän suoja-alueen puitteissa esimerkiksi toteutuksen yksityiskohtien sekä käyttöalueiden osalta.Only some exemplary embodiments of the invention are described above. The principle of the invention can, of course, be modified within the scope of the claims, for example with respect to details of implementation and areas of use.
Claims (6)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20126308A FI126094B (en) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | A method for treating a fibrous material |
| RU2015127756A RU2654391C2 (en) | 2012-12-14 | 2013-12-13 | Method for processing fibre material |
| PCT/FI2013/051164 WO2014091084A1 (en) | 2012-12-14 | 2013-12-13 | Method for processing fibre material |
| EP13861974.7A EP2935691A4 (en) | 2012-12-14 | 2013-12-13 | Method for processing fibre material |
| CN201380064145.1A CN105008618A (en) | 2012-12-14 | 2013-12-13 | Method for processing fibre material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20126308A FI126094B (en) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | A method for treating a fibrous material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20126308A FI20126308A (en) | 2014-06-15 |
| FI126094B true FI126094B (en) | 2016-06-30 |
Family
ID=50933806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20126308A FI126094B (en) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | A method for treating a fibrous material |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2935691A4 (en) |
| CN (1) | CN105008618A (en) |
| FI (1) | FI126094B (en) |
| RU (1) | RU2654391C2 (en) |
| WO (1) | WO2014091084A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692624C1 (en) * | 2018-09-03 | 2019-06-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Device and method of processing technogenic fibrous materials for producing fibrous fillers (versions) |
| SE545734C2 (en) * | 2022-04-12 | 2023-12-27 | Stora Enso Oyj | Highly refined cellulose pulp composition with compression refined cellulose pulp |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2922588A (en) * | 1955-02-17 | 1960-01-26 | Hoesch Robert | Vibratory material comminutor |
| DE2103079A1 (en) * | 1971-01-23 | 1972-07-27 | VEB Papiermaschinenwerke Freiberg, χ 9200 Freiberg | Strong stretchable paper from mechanically - modified fibres |
| SU1044700A1 (en) * | 1979-11-11 | 1983-09-30 | Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности | Method of processing wooden material |
| JPH02502741A (en) * | 1987-12-28 | 1990-08-30 | フセソユズニ ナウチノ‐イススレドバテルスキ イ プロエクトニ インスティテュト メハニチェスコイ オブラボトキ ポレズニフ イスコパエミフ“メハーノブル” | Method and equipment for crushing fibrous materials |
| FR2641478A1 (en) | 1989-01-09 | 1990-07-13 | Inst Mekh Obrabotk | Method for shredding fibrous materials and device for implementing it |
| JPH0610286A (en) * | 1992-06-24 | 1994-01-18 | New Oji Paper Co Ltd | Production of fine fibrous cellulose |
| US5540392A (en) | 1995-05-31 | 1996-07-30 | Noranda, Inc. | Optimal energy refining process for the mechanical treatment of wood fibres |
| WO2000050462A1 (en) * | 1999-02-24 | 2000-08-31 | Sca Hygiene Products Gmbh | Oxidized cellulose-containing fibrous materials and products made therefrom |
| CA2458273C (en) | 2002-07-19 | 2008-10-07 | Andritz Inc. | High defiberization chip pretreatment |
| DE102004037571A1 (en) * | 2004-08-03 | 2006-03-16 | Voith Paper Patent Gmbh | Refiner for paper fibers suspended in water, for papermaking, adds vibration forces to the mechanical forces acting on the fibers to give them the required characteristics |
-
2012
- 2012-12-14 FI FI20126308A patent/FI126094B/en active IP Right Grant
-
2013
- 2013-12-13 CN CN201380064145.1A patent/CN105008618A/en active Pending
- 2013-12-13 WO PCT/FI2013/051164 patent/WO2014091084A1/en active Application Filing
- 2013-12-13 RU RU2015127756A patent/RU2654391C2/en active
- 2013-12-13 EP EP13861974.7A patent/EP2935691A4/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015127756A (en) | 2017-01-23 |
| EP2935691A1 (en) | 2015-10-28 |
| EP2935691A4 (en) | 2016-09-07 |
| RU2654391C2 (en) | 2018-05-17 |
| WO2014091084A1 (en) | 2014-06-19 |
| FI20126308A (en) | 2014-06-15 |
| CN105008618A (en) | 2015-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11390995B2 (en) | Cannabis fiber, absorbent cellulosic structures containing cannabis fiber and methods of making the same | |
| FI127682B (en) | A method of producing microfibrillated cellulose | |
| FI124734B (en) | Chip processing method | |
| CA2806600C (en) | Method for producing a high-freeness pulp | |
| Gorski et al. | Reduction of energy consumption in TMP refining through mechanical pre-treatment of wood chips | |
| US8752776B2 (en) | Apparatus and method for the processing of cellulose fibres | |
| Bajpai et al. | Use of enzymes for reduction in refining energy-laboratory studies | |
| US20200283953A1 (en) | Processes and systems for the pulping of lignocellulosic materials | |
| CZ20033405A3 (en) | Process for producing bleached thermomechanical pulp (TMP) or bleached chemithermomechanical pulp (CTMP) | |
| FI126094B (en) | A method for treating a fibrous material | |
| Liang et al. | The use of twin screw extruder instead of model screw device during bamboo chemo-mechanical pulping | |
| FI125948B (en) | Papermaking procedure | |
| Pelletier et al. | Improved Fiber Separation and Energy Reduction in Thermomechanical Pulp Refining Using Enzyme-Pretreated Wood. | |
| CA2792058C (en) | Method for producing and processing wood chips | |
| Lee et al. | Effect of Plate Patterns on TMP Refining Performance | |
| AT410683B (en) | Pulping, for paper and card, involves steam disintegration, and dry-grinds fibers with a specified initial dryness | |
| JP2023532750A (en) | High-yield cooking method | |
| Hong et al. | Action mechanism of high-shear fiber kneader treatment on the aspen BCTMP fiber morphology | |
| Kekäläinen et al. | Effect of peroxide treatment on energy consumption of refining and quality |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 126094 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |