FI59630B

FI59630B - SAETT ATT BEHANDLA CELLULOSAFIBRER I EN CELLULOSAMAS MED EN VAETSKA

Info

Publication number: FI59630B
Application number: FI763286A
Authority: FI
Inventors: Torsten Gillberg
Original assignee: Torsten Gillberg
Priority date: 1976-11-16
Filing date: 1976-11-16
Publication date: 1981-05-29
Also published as: FI763286A; FI59630C

Description

Fftl /111 KUULUTUSJULKAISU r q /- 7 Λ ^ UTLÄGGNINGSSKRI FT 5 96 3 0 C (HS) Patentti πyi'nn? fry 10 00 1Γ01 ^ (51) Kv.ik?/int.ci.3 D 21 C 9/00, 9/10, 5/02 SUOMI —FINLAND (21) »’•«•nttIh.k.nHi.-P.ttnt.nriJknIni 703286 (22) H»k*ml»p4lvl — AntBknlngsdtg l6.11.76 ' ' (23) Alkupllvl — Giltlghetsdag l6.ll.76 (41) Tullut JulkUaktl — Bllvlt offantllg 17.05.78Fftl / 111 ADVERTISEMENT r q / - 7 Λ ^ UTLÄGGNINGSSKRI FT 5 96 3 0 C (HS) Patent πyi'nn? fry 10 00 1Γ01 ^ (51) Kv.ik? /int.ci.3 D 21 C 9/00, 9/10, 5/02 ENGLISH —FINLAND (21) »'•« • nttIh.k.nHi.- P.ttnt.nriJknIni 703286 (22) H »k * ml» p4lvl - AntBknlngsdtg l6.11.76 '' (23) Alkupllvl - Giltlghetsdag l6.ll.76 (41) Tullut JulkUaktl - Bllvlt offantllg 17.05.78

Patentti- ja rekisterihallitut ,... ...... .. , , ,,,., _ . . (44) Nlhtlviktlpanon Ja kuul.|ulkt1iun pvm. —Patent and Registry Administrators, ... ...... ..,, ,,,., _. . (44) Date of issue and of the hearing. -

Patent- och registerstyrelsan Anaökan utlagd och utl.ikrlftan publlccnd 29.05.81 (32)(33)(31) Pyydetty atuolkau»—Begird prlorltet (71)(72) Torsten Gillberg, Norralundsgatan 39, S-602 1¾ Norrköping,Patent and registration authorities Anaökan utlagd och utl.ikrlftan publlccnd 29.05.81 (32) (33) (31) Requested atuolkau »—Begird prlorltet (71) (72) Torsten Gillberg, Norralundsgatan 39, S-602 1¾ Norrköping,

Ruotsi-Sverige (SE) (7I) Oy Heinänen Ab (5U) Tapa käsitellä selluloosakin tuja selluloosamassassa nesteellä - Sätt att behandla cellulosafibrer i en cellulosamassa med en vätskaSweden-Sweden (SE) (7I) Oy Heinänen Ab (5U) Method of treating cellulose pulp with liquid

Keksintö tarkoittaa tapaa käsitellä selluloosamassassa olevia selluloosakuituja nesteellä, jolloin massaan ajoittaisesti synnytetään elastisia puristusvoimia.The invention means a method of treating the cellulosic fibers in a cellulosic pulp with a liquid, in which case elastic compressive forces are periodically generated in the pulp.

Eri tyyppisissä selluloosamassan käsittelytavoissa,esimerkiksi kuidutta-misessa, paperin valmistuksessa, värinpoistossa, valkaisussa, eetteröin-nissä, esteröinnissä jne. on erityisen tärkeää, että yksittäiset kuidut ottavat vastaan riittävän määrän nestettä paisumista varten. Selluloosamassalla tarkoitetaan tässä kemiallista, puolikemiallista ja mekaanista massaa sekä revittyä paperijätettä.In various types of cellulosic pulp treatments, for example, defibering, papermaking, decolorization, bleaching, etherification, esterification, etc., it is particularly important that the individual fibers receive a sufficient amount of liquid for swelling. Cellulose pulp here means chemical, semi-chemical and mechanical pulp as well as shredded paper waste.

Kuitusolmuja voi esiintyä, kun raekanista, puolikemiallista ja kemiallista massaa kuivataan ja puristamalla poistetaan vettä yli 15 9^ massakonsentraatioihin, ioiden kuitusolmien vaikealiukoisuus voimistuu jäljessä seuraavassa selluloosamassan kuivamisessa. Massasta tulee sen vuoksi vähemmän sopiva paperin valmistamista varten. Tämä kuitusolmujen muodostuminen aiheutuu suureksi osaksi siitä, että selluloosakuitujen ontto sydän sisältää ilmaa, joka estää veden tai muun nesteen tunkeutu- 2 59630 misen kuitujen sisään.Fibrous nodules can occur when the granular, semi-chemical and chemical pulp is dried and water is removed by compression to pulp concentrations above 15 9 ^, the sparing solubility of the fibrous nodules being intensified in the subsequent drying of the cellulose pulp. The pulp therefore becomes less suitable for making paper. This formation of fiber nodes is largely due to the fact that the hollow core of the cellulosic fibers contains air which prevents water or other liquid from penetrating the fibers.

Hyvin impregnoitu kuitu sisältää adsorboitunutta vettä, ts. vettä, joka on itse selluloosassa, ja sisään suljettua vettä, kun taas huonosti impregnoitu kuitu sisältää ainoastaan pienehkön määrän lisään suljettua vettä. Juuri adsorboitunut vesi saattaa selluloosakuidin paisumaan ja sisäänsuljettu vesi puristuu ulos kuiduista, kun nämä saatetaan paineelle alttiiksi esimerkiksi painekyllästyksessä Jos kuidut sisältävät ainoastaan pienen määrän sisään suljettua vettä tai muuta nestettä, niin ne tulevat kokoonpuristamisen vaikutuksesta nauhamaiseksi. Tällaiset litteät kuidut muodostavat selluloosamassaan kuitusolmuja, jotka mennessään kuivaussylinterien läpi esimerkiksi paperikoneessa kuivuvat liikaa -ja sarvettuvat.A well-impregnated fiber contains adsorbed water, i.e. water that is in the cellulose itself, and entrapped water, while a poorly impregnated fiber contains only a small amount of enclosed water. Freshly adsorbed water causes the cellulosic fiber to swell and the entrapped water is squeezed out of the fibers when subjected to pressure, for example by pressure impregnation. If the fibers contain only a small amount of entrapped water or other liquid, they become ribbon-like under compression. Such flat fibers form fiber nodes in their cellulose pulp, which, when passing through the drying cylinders, dry too much and become horned, for example in a paper machine.

Myös hyvin impregnoitujen massojen puristamalla tapahtuvaa veden poistamisen ja kuivaamisen yhteydessä esiintyy solmumuodostusta, mikä riippuu tiheydeltään alhaisen selluloosan esiintymisestä, jota on tietyissä ohutseinämäisissä kevätpuukuiduissa.Knotting also occurs during the dewatering and drying of well-impregnated pulps, which depends on the presence of low-density cellulose present in certain thin-walled spring wood fibers.

Kun tällaista kuitua käsitellään kemiallisilla nesteillä, huokoset täyttyvät kemikaaliliuoksilla, joka sitten pesemisen yhteydessä tunkee pois pesuveden. Kun tällaisessa kuidussa oleva vesi ennen kuivaamista puristetaan ulos kuidusta, tapahtuu litistymistä ja sen yhteydessä syntyy solmumuodostumia jälkeen seuraavan kuivaamisen yhteydessä.When such a fiber is treated with chemical liquids, the pores are filled with chemical solutions, which then, during washing, penetrate out the wash water. When the water in such a fiber is squeezed out of the fiber before drying, flattening occurs and knot formation is formed after subsequent drying.

Keksinnön eräänä päämääränä on sen vuoksi aikaansaada näiden kuitu-solmujen liukeneminen ja kuitujen välillä esiintyvien sidosten purkautuminen siten, että kaikki kuidut saatetaan kokonaan paisuneeseen tilasin.It is therefore an object of the invention to provide for the dissolution of these fiber nodes and the release of the bonds between the fibers so that all the fibers are brought into a completely swollen space.

Toinen ongelma, joka on keksinnön perustana, on että esimerkiksi se luloosamassan värinpoiston valkaisemisen ja muiden reaktioden yhteydessä, kuten esimerkiksi eetteröimisen ja esteröimisen yhteydessä aikaansaadaan sellainen nesteen tuonti yksittäisiin kuituihin ja näiden vapauttaminen, että reaktiokemikaalien vaikutusaste on hyvin korkea.Another problem underlying the invention is that, for example, in the case of bleaching of pulp of pulp and other reactions, such as etherification and esterification, it is provided that the liquid is introduced into the individual fibers and released so that the reaction chemicals have a very high degree of action.

Sen vuoksi keksinnön lisäpäämääränä on aikaansaada massassa olevien kuitujen erottuminen ja selektiivisesti aikaansaada sisään suljetun nesteen vaihtuminen.Therefore, it is a further object of the invention to provide separation of the fibers in the pulp and to selectively provide for the exchange of entrapped liquid.

3 59630 Nämä päämäärät toteutetaan kokonaan keksinnöllä, joka määritellään patenttivaatimuksissa ja joka olennaisesti perustuu siihen, että selluloosakuituihin aiheutetaan paineiskuja, joilla on sellainen suuruus ja sellainen kestävyys, että selluloosakuidut vuorottaisesti puristetaan kokoon ja laajennetaan ilman jälkeen tulevaa muodonmuutosta, kunnes sen täydellinen impregnointi ja/tai sisään suljetun nesteen vaihtuminen on aikaansaatu.3,59630 These objects are fully achieved by the invention as defined in the claims, which is essentially based on subjecting the cellulosic fibers to pressure shocks of such magnitude and durability that the cellulosic fibers are alternately compressed and expanded without subsequent deformation until completely impregnated and / or a change of closed fluid is provided.

Tällaista paineiskukäsittelyä ei saa sekoittaa kuitususpensioiden tunnettuun paineiskukäsittelyyn esimerkiksi kankimyllyssä USA-patentti-julkaisun 2 116 511 mukaan. Tässä kuvatussa laitteessa puristetaan kuidut suspensiossa pitkäaikaisissa paineperiodeissa pehmeästä kumista muodostuvaa seinää vasten, jotta kuitujen välinen hankautumisvaikutus voimistuisi, mutta mitään kuitujen kokoonpuristumista ei kuitenkaan saada mitattavassa määrin eikä myöskään ole mahdollista suspensiossa saada keksinnön mukaisesti tarvittavaa sisällä vallitsevaa ylipainetta kuituihin hyvin lyhytaikaisten paineiskujen aikana, joiden kestoaika on edullisesti ainoastaan muutaman ky.mmenesosasekuntin, mutta joka voi olla jopa noin yksi sekunti käytetystä massatyypistä riippuen.Such a pressure blow treatment must not be confused with the known pressure blow treatment of fiber suspensions, for example in a can mill according to U.S. Patent 2,116,511. In the device described here, the fibers are pressed in suspension against the soft rubber wall in prolonged pressure periods in order to increase the interfiber abrasion effect, but no compression of the fibers is measurable and it is also not possible to preferably only a few parts per second, but which may be up to about one second depending on the type of pulp used.

Esimerkiksi ruotsalaisesta patenttijulkaisusta 316 362 on edelleen tunnettua saattaa kuitususpensio paineiskujen alaiseksi vähentämällä nestetilavuutta, minkä tarkoituksena on lisätä yksittäisten suspensioissa olevien kuitujen välistä hankautumista, mutta myöskään tässä tapauksessa ei saavuteta keksinnöllä tarkoitettua vaikutusta, nimittäin nesteen impregnoitumista ja/tai vaihtumista kuitujen sisustassa, koska j eräs edellytys tällaiselle vaihdolle tai tällaiselle imprepnoinnille on korkea massakonsentraatio, ts. suuruusluokkaa 10-90 i° oleva konset-raatio ja edullisesti yli 15 i° oleva konsentraatio.For example, it is still known from Swedish patent publication 316 362 to subject a fiber suspension to pressure shocks by reducing the volume of liquid in order to increase abrasion between individual fibers in suspensions, but also in this case the effect of the invention is not achieved, namely liquid impregnation and / or such an exchange or such impregnation has a high mass concentration, i.e. a concentration of the order of 10-90 ° and preferably a concentration of more than 15 °.

Keksinnön mukaan olennainen tunnusmerkki muodostuu ni n muodoin siitä, että massa saatetaan 10-90 $ konsentraatLooon, että selluloosakuidut saatetaan alttiiksi paineiskuille, joiden kestävyys alittaa yhden sekuntin ja jotka ovat sellaista suuruusluokkaa, että kuitujen sisustassa oleva paine nostetaan arvoon, joka on suurempi kuin 2 ilmakehää ja että kuitujen sallitaan paineiskujen välillä laajentua ilman jäljessä seuraavaa muodonmuutosta sekä että käsittelyä jatketaan siihen saakka, kunnes on saavutettu täydellinen impregnointi ja/tai kuitujen sisään suljetun nesteen vaihto.According to the invention, the essential feature is that the pulp is subjected to a concentration of $ 10-90, that the cellulosic fibers are subjected to pressure shocks of less than one second and of the order of magnitude that the pressure inside the fibers is raised to more than 2 atmospheres. and that the fibers are allowed to expand between pressure shocks without subsequent deformation and that the treatment is continued until complete impregnation and / or exchange of the liquid enclosed in the fibers is achieved.

Keksinnön mukainen käsittely mahdollistaa esim. sen, että huonosti impregnoidut kuidut saavat niin hyvän impregnoinnin, että ne voidaan 4 59630 käsitellä jauhamiskoneissa korkealaatuisen paperin valmistamiseksi. Huonosti impregnoidut kuidut tulevat nauhamaisiksi, kun ne saatetaan alttiiksi liian korkeille painoille kiekkoraffinöörissä tai ruuvi-puristimessa tai suorittavat rullaavan liikkeen, joka aikaansaa sen, että litistyneet kuidut kietoutuvat toisiinsa ja muodostavat kuitu-solmuja suuruusluokkaa 15 $ olevien konsentraatioiden yhteydessä.The treatment according to the invention makes it possible, for example, for poorly impregnated fibers to have such a good impregnation that they can be processed in 59,530 grinding machines to produce high-quality paper. Poorly impregnated fibers become ribbon-like when exposed to excessive weights in a disc refiner or screw press, or perform a rolling motion that causes flattened fibers to entangle and form fiber knots at concentrations of the order of $ 15.

Vaikka nämä kuidut suurimmaksi osaksi ovat impregnoimattomia, niin vapautetaan pieni osa hemiselluloosaa, joka aiheuttaa sen, että kuitusolmut vetysiltamuodostumisen johdosta hitsautuvat hyvin lujasti yhteen jäljessä seuraavan kuivaamisen aikana. Tavanomaisilla maaaa-liuotusmenetelmillä ei voida aukaista näitä kuitusolmuja. Keksintö mahdollistaa tällaisten kuitusolmujen irrottamisen lyhytaikaisilla, voimakkailla paineiskuilla pienen nesteen tuonnin yhteydessä. Keksinnön mukainen suotuisa vaikutus lienee sen seurausta, että kuidut litistyvät paineiskujen aikana ja jäljessä seuraavan laajentumisen aikana imevät sisäänsä nestettä, edullisesti alkaalista, kuitujen onttoihin tiloihin, joka siellä sitoutuu selluloosan OH-ryhmiksi.Although these fibers are for the most part unimpregnated, a small amount of hemicellulose is released, which causes the fiber nodes to weld very tightly together during the subsequent drying due to the formation of the hydrogen bridge. These fiber nodes cannot be opened by conventional ground leaching methods. The invention makes it possible to remove such fiber nodes by short-term, strong pressure shocks in connection with the introduction of a small liquid. The beneficial effect according to the invention is probably due to the fact that the fibers flatten during the pressure shocks and during the subsequent expansion absorb liquid, preferably alkaline, into the hollow spaces of the fibers, which binds there to the OH groups of the cellulose.

Kuitu alkaa niin muodoin paisua ja suoristua. Tämä yhdessä korkean sisäisen kuitupaineen kanssa aikaansaa sen, että jäljellä olevat vetysillat kuitujen välillä katkeavat. Saadaan solmuton ja hyvin impregnoitu ja paisunut kuitu, joka jäljessä seuraavassa jauhamiskäsittelyssä antaa paperille hyvin korkean laadun. Uutta menettelytapaa, joka aikaansaa edellä kuvatun pumppuvaikutukeen kuidun ja nesteen välillä, käytetään edlullisesti värinpoiston yhteydessä.The fiber thus begins to swell and straighten. This, together with the high internal fiber pressure, causes the remaining hydrogen bridges between the fibers to break. A knotless and well-impregnated and expanded fiber is obtained, which, in the subsequent grinding treatment, gives the paper a very high quality. The new procedure, which provides the pump effect between the fiber and the liquid described above, is preferably used in connection with decolorization.

Keksintöä kuvataan seuraavassa oheisten piirustuksissa esitettyjen esimerkkien yhteydessä.The invention is described below in connection with the examples shown in the accompanying drawings.

Piirustuksessa esittää kuva 1 virtauskaaviota esimerkiksi keksinnön soveltamisesta valittua laitosta painopaperi jätteen värinpoistoa varten, kuva 2 esittää kuvan 1 mukaisen laitoksen muunnosmuotoa, kuva 3 esittää toimintakaaviota selluloosamassan hiutalekuivaamista varten keksintöä soveltamalla, kuva 4 esittää virtauskaaviota erään laitteen sovellutusmuodosta keksintöä soveltamalla suoritettavaa peroksidival-kaisua, happokaasuvalkaisua tai massavärjäystä varten, ja kuvat 5 ja 6 esittävät kiertosekoitinta, joka on sovitettu käsittelemään keksinnön mukaisesti selluloosamassaa.In the drawing, Fig. 1 shows a flow diagram of, for example, a plant selected for applying the invention for printing paper waste decolorization, Fig. 2 shows a modification of the plant according to Fig. 1, Fig. 3 shows a flow diagram for pulp drying for pulp dyeing, and Figures 5 and 6 show a rotary mixer adapted to treat cellulose pulp in accordance with the invention.

Kuvassa 1 havainnollistetaan kaavamaisesti laitos sanomalehtipaperi-jätteen värinpoistoa varten. Jäte syötetään repijästä 1 laitteeseen 2, jossa selluloosamassa, johon on lisätty vettä,niin että saadaan vähin— 59630 5 tään 30 io kuivapitoisuuden konsentraatio, kuidutetaan oi ten että kuidut saatetaan alttiiksi keksinnön mukaisesti paineiskuille, Käsittely tapahtuu tavanomaisella värinpoistokemikanloi 11a ja kemikaaleilla liuenneen painomusteen nitämiseksi suspendo i tuneena. Jjaite 2, joka muodostuu esim. kiertosekoi.ttimesta kuvien 5 ja 6 mukaisesti, aikaansaa paineiskukäsittelyn, kuten kuvataan kuvien 5 ja- 6 yhteydessä.Figure 1 schematically illustrates a plant for decolorizing newsprint waste. The waste is fed from the shredder 1 to a device 2 in which the cellulose pulp to which water has been added to a concentration of at least 30 630 dry weight is defibered so that the fibers are subjected to pressure shocks according to the invention, treated with a conventional decolorizing chemical and chemical i tuneena. The device 2, which consists, for example, of a rotary mixer according to Figures 5 and 6, provides pressure shock treatment, as described in connection with Figures 5 and 6.

Mainitusta laitteesta 2 siirretään käsitelty massa laitteeseen 3» esim. kuvien 5 ja 6 mukaiseen kiertosekoittimeen tai tavanomaiseen massaliuottimeen, jossa massa lainennetaan noin 4 prosentin kuiva-pitoisuuteen .From said device 2, the treated pulp is transferred to a device 3 »e.g. a rotary mixer according to Figures 5 and 6 or a conventional pulp solvent, where the pulp is diluted to a dry content of about 4%.

Laitte&sta 3 johdetaan laimennettu massapuuro vedenpoistolaitteena toimivaan nr; .ipuri st ime en 4, joka puristaa, ulos niin paljon painomustetta sisältävää vettä, että massan kuivapitoisuus nousee noin 35 prosenttiin.From the device 3, the diluted pulp porridge is fed to the dewatering device no. .ipuri st ime en 4, which squeezes out so much water containing printing ink that the dry matter content of the pulp rises to about 35%.

Kuivattu massa johdetaan samaa lajia kuin laite 2 olevaan laitteeseen 5, jossa massa uudestaan käsitellään esillä olevan keksinnön mukaisesti väri noo i s t okemlka aleiliä ja suspendointivälineillä, minkä jälkeen se viedään vastaavaan laitteeseen 6 tai massaliuottimeen, jossa se uudestaan laimennetaan vedellä noin 4 prosentin kuivapitoisuuteen.The dried pulp is fed to a device 5 of the same type as device 2, where the pulp is re-treated according to the present invention with color and suspension means and then taken to a corresponding device 6 or pulp solvent where it is re-diluted with water to a dry matter content of about 4%.

Laitteesta 6 johdetaan massa vielä ruuvipuristinvedenpoistolaitteeseen 6, joka puristaa ulos niin paljon vettä, että massan kuivanitoisuus nousee 35 prosenttiin. Nyt painomusteesta vapautettu massa laimennetaan lopuksi massaliuottimessa 8 noin 4 i kuivapitoisuuteen ja otetaan paperituotantoon.From the device 6, the pulp is further fed to a screw press dewatering device 6, which squeezes out so much water that the dry matter content of the pulp rises to 35%. Now the pulp released from the printing ink is finally diluted in the pulp solvent 8 to a dry content of about 4 l and taken into paper production.

Ruuvipuristimena olevasta vedenpoistolaitteesta 4 ja 7 tuleva, paino-musteen mustaksi väriäämä vesi johdetaan mikrosiivilään 9, joka erottaa mukana seuraavat selluloosakuidut, jotka johdetaan jälleen esim. laitteeseen 2. Kuiduista poistettu painomustesuspensio käsitellään esim. rotaatiolaitoksessa (ei esitetty), jossa painomuste poistetaan yhdessä raakavedessä esiintyvän humuksen ja raskasmetallien kanssa.The water blackened by the printing ink from the dewatering device 4 and 7 as a screw press is passed to a microstrain 9 which separates the accompanying cellulosic fibers, which are again fed to e.g. device 2. The printing ink suspension removed from the fibers is treated e.g. with humus and heavy metals.

Kuvassa 2 esitetty sovellutusmuoto eroaa edelläkuvatusta sovellutus-muodosta siinä, että painopaperi jäte repijästä 1 johdetaan rumpuun 10, joka on varustettu syöttöruuveilla ja lyöntitapeilla, jossa se käsitellään vedellä, deingink- ja suspentointiaineella.The embodiment shown in Fig. 2 differs from the embodiment described above in that the printing paper waste from the shredder 1 is fed to a drum 10 provided with feed screws and impact pins, where it is treated with water, deinking and suspending agent.

6 59630 Tästä rummusta 10 johdetaan massa ruuvipuristusvedenpoistolaitteeseen 4, minkä jälkeen deinginkprosessi jatkuu kuten sovellutusrauodossa 1.6 59630 From this drum 10, the pulp is fed to a screw dewatering device 4, after which the deinking process continues as in the application slit 1.

Kuvassa 3 esitetään laitos kuitusolmujen muodostumisen estämiseksi selluloosan hiutalekuivaamisen yhteydessä.Figure 3 shows a plant for preventing the formation of fibrous nodules during flake drying of cellulose.

Kuivapitoisuudeltaan noin 4 selluloosamassaa johdetaan varastointi-säiliöstä tavanomaiseen vedenpoistolaitteeseen 11, esimerkiksi pyörivään tyhjösuodattimeen, jossa kuivapitoisuus saatetaan nousemaan noin 30 prosenttiin. Laitteesta 11 johdetaan selluloosamassa laitteeseen 12 esillä olevan keksinnön mukaisesti käsittelemiseksi homogenoimista varten* esim. kuvien 5 ja 6 mukaiseen kiertosekoittimeen. Tätä homo-genointia voidaan sopivasti jouduttaa lisäämällä niin paljon natrium-peroksidia, että massan pH-arvo saatetaan noin 8:ksi.The pulp with a dry content of about 4 is passed from the storage tank to a conventional dewatering device 11, for example a rotary vacuum filter, where the dry content is brought to about 30%. From the device 11, the cellulosic pulp is fed to the device 12 according to the present invention for processing for homogenization *, e.g. to a rotary mixer according to Figures 5 and 6. This homogenization can be suitably accelerated by adding so much sodium peroxide that the pH of the pulp is brought to about 8.

Tämän homogenoinnin jälkeen viedään massa tavanomaiseen ruuvipuris-timena muodostettuun vedenpoistolaitteeseen, jossa sen kuivapitoisuus nostetaan noin 45 prosenttiin, minkä jälkeen se johdetaan vielä laitteeseen 14 esillä olevan keksinnön mukaisesti, jossa se käsitellään ruuvipuristusvedenpoistolaitteessa muodostuneiden solmujen liuottamiseksi. On osoittautunut edulliseksi, että myös tässä lisätään pienehkö määrä natriumperoksidia.After this homogenization, the pulp is introduced into a conventional screw press dewatering device, where its dry content is increased to about 45%, after which it is further fed to a device 14 according to the present invention, where it is treated to dissolve the nodules formed in the screw press dewatering device. It has proved advantageous to add a smaller amount of sodium peroxide here as well.

Laitteesta 14 viedään massa tavanomaiseen hiutalekuivaamislaitteeseen 15. On osoittautunut että näin käsitelty massa kuivumisen jälkeen on käytännöllisesti katsoen vapaa kuitusolmuista kun taas massa, joka johdetaan samaan hiutalekuivaamislaitteeseen 15 varastosäiliöstä vedenpoistolaitteiden 11 ja 13 kautta, sisältää niin paljon kuitusol-muja, että se on käytännöllisesti katsoen kelvoton paperinvalmistukseen.The pulp from the device 14 is fed to a conventional flake dryer 15. It has been found that the pulp thus treated after drying is practically free of fiber knots while the pulp fed to the same flake dryer 15 from the storage tank through the dewatering devices 11 and 13 contains so much paper making.

Kuva 4 havainnollistaa laitosta peroksidivalkaisua, happikaasuvalkaisua, paperimassan värjäystä ja painopaperin värinpoistoa varten.Figure 4 illustrates a plant for peroxide bleaching, oxygen gas bleaching, pulp dyeing and printing paper decolorization.

Kuivapitoisuudeltaan noin 4-prosenttinen massa johdetaan esittämättä jätetystä massasäiliöstä tavanomaiseen vedenpoistolaitteeseen 16, esimerkiksi pyörivään tyhjösuotimeen, jossa sen kuivapitoisuus nostetaan 15-20 prosenttiin. Laitteesta 16 johdetaan massa tavanomaiseen ruuvipuristusvedenpoistolaitteeseen 17, jossa sen kuivapitoisuus nostetaan noin 30 prosenttiin. Vedenpoistolaitteesta 17 johdetaan 7 59630 massa, sopivasti kuljetusruuvin 18 välityksellä, jossa siihen sopivasti lisätään väriainetta, värinpoistokemikaaliota tai valkaisureagensöia esillä olevan keksinnön mukaiseen laitteeseen 19· Tässä käsittelyn jälkeen viedään massa, joka nyt on valmiiksi käsitelty paperikoneeseen (ei esitetty), mahdollisesti massasäiliön kautta.A pulp with a dry matter content of about 4% is passed from a pulp tank (not shown) to a conventional dewatering device 16, for example a rotary vacuum filter, where its dry content is raised to 15-20%. From the device 16, the pulp is fed to a conventional screw dewatering device 17, where its dry content is increased to about 30%. 7,59630 pulp is passed from the dewatering device 17, suitably via a conveying screw 18, to which dye, decolorizing chemical or bleaching reagents are suitably added to the device 19 of the present invention. · After this treatment, the pulp is now passed to a paper machine (not shown).

Kuvissa 5 ja 6 on esitetty yksinkertaistettuna sovellutusmuoto laitteesta selluloosakuitujen tarttuvan paineiskukäsittelyn aikaansaamiseksi.Figures 5 and 6 show a simplified embodiment of an apparatus for providing adhesive pressure blow treatment of cellulosic fibers.

Säiliö 20, joka on edullisesti muodostettu pystyksi sylinteriksi, jossa on tasapohja 22, on varustettu liitännällä syöttöruuvia 21 varten lähellä sen pohjaa 22 ja liitämällä ulossyöttöruuvia 23 varten· lähellä sen yläpäätä. Säiliö 20 on varustettu ainakin kolmella nivellaakeroidulla tukipyörällä 24 ja on kiinnitetty sylinterimäisen seinän 25 sisäpuolelle, jonka sisähalkaisija on suurempi kuin säiliön 20 ulkohalkaisija. Seinä 25 on yhdistetty kiinteästi jalustaan, esimerkiksi lattiaan 26 ja on valmistettu jäykästä ja hyvin stabiilista materiaalista, esim. teräsbetonista. Sen sisäsivu on varustettu puskureilla 27, jotka on muodostettu elastisesta materiaalista, esim. kumista ja muodostettu esim. seinässä 25 oleviin kouruihin kiinnitetyiksi renkaiksi. Puskurit 2^ on sovitettu pitämään säiliötä 20 keskeisesti seinän 25 risällä.The container 20, which is preferably formed as a vertical cylinder with a flat bottom 22, is provided with a connection for the feed screw 21 near its bottom 22 and by a connection for the outlet screw 23 near its upper end. The container 20 is provided with at least three articulated support wheels 24 and is mounted on the inside of a cylindrical wall 25 having an inner diameter larger than the outer diameter of the container 20. The wall 25 is fixedly connected to a base, for example the floor 26, and is made of a rigid and very stable material, e.g. reinforced concrete. Its inner side is provided with buffers 27 formed of an elastic material, e.g. rubber, and formed, for example, with rings attached to the troughs in the wall 25. The buffers 2 are adapted to hold the container 20 centrally in the groove of the wall 25.

Seinän 25 viereen kiinnitetty runko 28 on varustettu laitteella kierto-sekoitinsiiven 29 nostamiseksi ja laskemiseksikäyttölaitteineen 30, joka siipi 29 on sovitettu kiertoliikkeensä aikana tapaamaan säiliön 20 sisäseinän, niin että säiliö tämän, puskureiden 27 vastavaikuttaman, vaikutuksen aikana saatetaan kiertävään ellipsiliikkeeseen.The body 28 attached to the wall 25 is provided with a device for raising and lowering the rotary agitator vane 29, the vane 29 being adapted to meet the inner wall of the container 20 during its rotational movement so that the tank is rotated in an elliptical motion under this action.

Joka kerta kun siiven reuna kohtaa tai ainakin tulee hyvin lähelle säiliön 20 sisäseinää, puristuu osa massasta ja siten selluloosakui- duista kokoon seinän ja siiven reunan väliin ja niin pian kuin tämän johdosta syntynyt paineisku lakkaa, tulevat kuidut elastisesti palaamaan jälleen laajennettuun tilaan, jolloin neste osaksi adsorboituu ja osaksi sulkeutuu sisään paisumattomiin kuituihin. Nesteen vastaanottaminen tapahtuu otaksuttavasti sisäänpuristumisen johdosta paine-iskuhetken aikana ja laajentuminen aikana sisäänimeytyrnisen kautta, mutta on vaikea määrittää kumpi toiminta on ratkaisevaa.Each time the edge of the wing meets or at least comes very close to the inner wall of the container 20, some of the pulp and thus the cellulosic fibers are compressed between the wall and the edge of the wing and as soon as the resulting pressure shock ceases, the fibers will elastically return to the expanded state. adsorbs and partially encloses in unexpanded fibers. The reception of the fluid presumably occurs due to compression during the moment of pressure shock and during expansion through the suction side, but it is difficult to determine which action is decisive.

Paineiskujen aikana muodostuu mm. lämpöä, joka edistää kuitujen välisten vetysidoksien murtumista ja siten aikaansaa kuiduttamisen ja kuitu-solmujen aukenemisen. Myötävaikuttavana syynä kuiduttani!seen ja kuitu- 8 59630 solmujen irtoamiseen ovat myös ne työvoimat, jotka vaikuttavat sel-luloosakuitujen välillä puristusiskujen aikana.During pressure shocks, e.g. heat which promotes the rupture of hydrogen bonds between the fibers and thus causes defibering and the opening of the fiber nodes. A contributing cause to my fiber and the detachment of fiber 59,530 knots is also the labor that acts between the cellulosic fibers during compression strokes.

Sitä mukaa kuin kuidut saatetaan alttiiksi paineiskuille tulee toisaalta paisuminen loppuunsuoritetuksi, toisaalta tulee sisään suljettu neste "pumppautumaan" ulos ontoista tiloista ja korvautumaan uudella nesteellä, mikä aikaansaa suotuisan vaikutuksen värinpoiston, valkaisun, värjäyksen jne, yhteydessä.As the fibers are subjected to pressure shocks, on the one hand, the expansion becomes complete, on the other hand, the enclosed liquid "pumps" out of the hollow spaces and is replaced by a new liquid, which has a favorable effect on decolorization, bleaching, dyeing, etc.

Paineiskut ovat niin lyhytaikaisia, että kuidut kokoonpuristumisen jälkeen voivat jälleen palata laajennettuun tilaan. Jos paineiskut tehdään liian pitkäaikaisiksi ja voimakkaiksi on olemassa vaara sellu-loosas«inämien rikkoutumisesta ja kuitujen jäljelle jäävästä muodonmuutoksesta. Näin on olennaisesti alunperin huonosti impregnoitujen kuitujen ollessa kysymyksessä.The pressure shocks are so short that the fibers can return to the expanded state again after compression. If the pressure shocks are made too long and strong, there is a risk of the pulp breaking and the remaining deformation of the fibers. This is essentially the case with initially poorly impregnated fibers.

On osoittautunut edulliseksi varustaa joko siipi 29 tai säiliö 20 tai molemmat elastista materiaalia olevalla päällysteellä.It has proven advantageous to provide either the wing 29 or the container 20 or both with a coating of elastic material.

Myöskin on osoittautunut edulliseksi varustaa siipi 20 kannattavalla akselilla 31, jossa on elimet säiliössä 20 olevan massan saattamiseksi pystysuoraan kiertoliikkeeseen, joka elin esimerkiksi voi olla muodostettu pystysuorasta ruuvista 32 tai akselille 31 kiinnitetyistä potkureista.It has also proved advantageous to provide the wing 20 with a support shaft 31 having means for bringing the mass in the tank 20 into vertical rotation, which member may, for example, be formed by a vertical screw 32 or propellers attached to the shaft 31.

Edellä kuvattu laite naineiskujen aikaansaamiseksi voidaan korvata muilla sopivilla laitteilla esim. toisiaan vasten ja toisistaan poispäin liikkuvilla valsseilla, joiden läpi massa johdetaan. Paine-iskut voidaan edelleen aikaansaada siten, että massa suljetaan säiliön sisään, jossa painetta vaihdellaan.The device described above for generating female blows can be replaced by other suitable devices, e.g. rollers moving against and away from each other, through which the mass is passed. Pressure shocks can further be provided by enclosing the mass inside a container in which the pressure is varied.

Seuraavassa selostetaan joukkoa kokeita,jotka on suoritettu selluloosamassan paineiskukäsittelyllä, ja tehdään vertailu tavanomaiseen käsittelyyn.The following describes a series of experiments performed by pressure blow treatment of cellulose pulp and makes a comparison with conventional treatment.

Koe 1Test 1

Hiutalekuivattu puristetussa paalimuodossa oleva puolikemiallinen kirjoista muodostuva paperimassa saatetaan vedellä 4 prosentin massa- konsentraatioon ja jauhetaan holanterissa. Saatu kuitususpensio antoi 9 59630 hyvin huonolaatuista paperia runsaasti esiintyvien kuitusolmujen ja kuitujen huonon nesteimpregnoinnin perusteella. Myöskin paperin vahvuus oli ala-arvoinen. Kirjaselluloosan kuidut sisältävät korkean sellu-loosapitoisuuden alhaisella tiheydellä. Kun tätä selluloosamassan kuivaamista edeltää voimakas vedenpoistopaine esim. ruuvipuristusveden-poistolaitteessa, nämä kuidut puristuvat yhteen ja muodostavat kui-tusolmuja, jotka ovat äärimmäisen vaikeita poistaa.The flake-dried semi-chemical paper pulp in compressed bale form is brought to a pulp concentration of 4% with water and ground in a cholesterol. The resulting fiber suspension yielded 9,59630 papers of very poor quality based on the high abundance of fiber nodes and poor fluid impregnation of the fibers. The strength of the paper was also inferior. The pulp fibers of the book contain a high content of cellulose at a low density. When this drying of the cellulosic pulp is preceded by a strong dewatering pressure, e.g. in a screw dewatering device, these fibers are compressed together and form fiber nodes which are extremely difficult to remove.

Tähän saakka selvittämättömistä syistä eivät litistetyt kuidut näytä voivan adsorboivan vettä ja sisältävät ainoastaan hyvin merkityksettö miä määriä sisään suljettua vettä, joka on pääasiallisena syynä siihen, että paperista, joka on valmistettu korkean pitoisuuden tällaisia kuituja omaavasta selluloosasta, tulee niin ala-arvoista.For hitherto unexplained reasons, flattened fibers do not appear to be able to adsorb water and contain only very insignificant amounts of entrapped water, which is the main reason why paper made from cellulose with a high content of such fibers becomes so inferior.

Hyvin impregnoitu kuitu , joka sisältää sekä adsorboitua että sisään suljettua vettä, antaa sitä vastoin moitteettoman paperin.In contrast, a well-impregnated fiber that contains both adsorbed and enclosed water provides a flawless paper.

Koe 2Test 2

Sama paperimassa kuin kokeessa 1 laimenniin vedellä 6 prosentin massakonsetraatioksi ja kuidutettiin tavallisessa massaliottimessa.The same pulp as in Experiment 1 was diluted with water to a pulp concentration of 6% and defibered in a standard pulp extractor.

Saatu suspensio antoi odotetusti hyvin paljon solmuja sisältävää oa-peria ja sen vahvuusominaisuudet olivat yhtä huonot kuin kokeessa 1.As expected, the resulting suspension gave a very high number of knot oa-perers and had as poor strength properties as in Experiment 1.

Koe 3Test 3

Sama paperimassa kuin kokeessa 1 ja 2 saatettiin yhdistettyyn oaine-ja sekoituskäsittelyyn keksinnön mukaisesti tuomalla samanaikaisesti nestettä noin 30 prosentin massakonsentraatioksi. Saatu paperimassa antoi laimentamisen jälkeen ensiluokkaista solmutonta paperia, jonka vahvuusominaisuudet olivat hyvät.The same pulp as in Experiments 1 and 2 was subjected to a combined material and blending treatment in accordance with the invention while simultaneously introducing a liquid to a pulp concentration of about 30%. The paper pulp obtained after dilution gave first-class knotless paper with good strength properties.

Kun selluloosakuitu lyödään joustavaa säiliön seinää vasten, synnytetään paikallisesti ja hetken ajaksi niin paljon lämpöenergiaa, että kuituja yhdessä pitävät vetysiltamuodostumat ja kuitusolmut katkeavat.When the cellulosic fiber is struck against the flexible wall of the container, so much thermal energy is generated locally and for a moment that the hydrogen bridge formations and fiber nodes that hold the fibers together break.

Sen jälkeen kun selluloosakuitu on useita kertoja saatettu alttiiksi tällaisille joustaville ja leikkaaville paineiskuille, on tämä vetysiltamuodostus kokonaan poistettu. Niin pian kuin yhteys sekoitus- ja kuiduttamiselimen, selluloosakuitujen ja joustavan säiliön seinä*·' 10 59630 män välillä lakkaa, alkaa kuitu oieta sekä pituuden, että leveyden suhteen. Tämän johdosta syntyy imuvaikutus kuidun sisälle. Tuotu neste imeytyy silloin kuitujen onttojen tilojen sisään, mistä se kemiallisesti sitoutuu selluloosan OH-ryhmiksi.After the cellulose fiber has been subjected to such flexible and shear pressure shocks several times, this hydrogen bridge formation has been completely removed. As soon as the connection between the mixing and defibering member, the cellulosic fibers and the wall of the flexible container * · '10 59630 m begins, the fiber begins to stretch both in length and width. As a result, a suction effect is created inside the fiber. The introduced liquid is then absorbed into the hollow spaces of the fibers, from where it chemically binds to the OH groups of the cellulose.

Tällä tavoin selluloosaa adsorboitunutta nestettä ei voida tietenkään uudestaan puristaa ulos kuidusta seuraavassa kosketuksessa säiliön seinämän, kuidun sekä kuidutus- ja sekoituselimen välillä. Sitä vastoin tulee jokaisessa tällaisessa kosketuksessa kuituun sisältyvä neste puristumaan ulos minkä jälkeen uutta nestettä imeytyy sisään, niin että se voi sisältäpäin reagoida selluloosan kanssa ja paisuttaa kuidun selluloosaa. Tämän paisumisen johdosta yhdessä tiheydeltään alhaisen selluloosan homogenoitumisen kautta, joka tapahtuu sekoitus-elimen leikkauspaineen yhteydessä säiliön seinämää vasten voi sellu-loosakuitu jälkikäsittelyn yhteydessä jauhatuselimessä antaa paperin-muodostumiselle halutut vahvuusominaisuudet.Of course, the liquid adsorbed on the cellulose in this way cannot be squeezed out of the fiber in the next contact between the tank wall, the fiber and the defibering and mixing member. In contrast, at each such contact, the liquid contained in the fiber will be squeezed out, after which new liquid will be absorbed so that it can react with the cellulose from the inside and swell the cellulose of the fiber. Due to this expansion, together with the homogenization of the low density cellulose which takes place in connection with the shear pressure of the mixing member against the wall of the container, the cellulose fiber can give the desired strength properties to the paper formation during post-treatment in the grinding member.

Koe 4Test 4

Hiutalekuivattu, puristetussa paalimuodossa oleva, valkaisematon sulfiittimassa laimennettiin vedellä 4 prosentin massakonsentraatioon ja jauhettiin holanterissa. Saatu kuitususpensio antoi hyvin ala-arvoista paperia alhaisin vahvuusominaisuuksin runsaasti esiintyvien kuitusolmujen ja epätyydyttävän kuitujen nesteimpregnoimisen perusteella.The flake-dried, unbleached sulfite pulp in compressed bale form was diluted with water to a pulp concentration of 4% and ground in a cholesterol. The resulting fiber suspension gave very inferior paper with low strength properties based on high abundance of fiber nodes and unsatisfactory fluid impregnation of the fibers.

Kokeet 5-6Experiments 5-6

Sama paperimassa kuin kokeessa 4 käsiteltiin samalla tavalla kuin kokeiden 2-3 mukainen puolikemiallinen massa, jolloin nämä kokeet valkaisemattomalla sulfiittimassalla antoivat vastaavia lopputuloksia kuin kojeet 2-3 antoivat puolikemiallisella massalla.The same pulp as in Experiment 4 was treated in the same manner as the semi-chemical pulp of Experiments 2-3, with these experiments with unbleached sulphite pulp giving similar results as those of Devices 2-3 with semi-chemical pulp.

Koe 7Test 7

Massakonsentraatioltaan 4-prosenttiseen valkaisuun sulfiittimassaan lisättiin tietty määrä tiettyjä paperivärejä, jotka sekoitettiin massaan laboratoriosulputtimessa, minkä jälkeen massaliuos laimennettiin noin 0,5 prosentin massakonsentraatioon arkin muodostamista varten. Arkin muodostumisen yhteydessä poistuva vesi oli voimakkaasti värjäytynyttä.To a pulp bleach having a pulp concentration of 4%, a certain amount of certain paper dyes was added to the pulp, which was mixed into the pulp in a laboratory pulper, after which the pulp solution was diluted to a pulp concentration of about 0.5% to form a sheet. The water leaving the sheet was strongly discolored.

11 5963011 59630

Koe 8Test 8

Samaan sulfiittimassaan noin 30 prosentin massakonsentraatiossa lisättiin sama määrä samoja paperivärejä kuin kokeessa 7 ja sekoitettiin kuvien 5-6 mukaisessa laitteessa. Tämän jälkeen massa laimennettiin noin 0,5 prosentin massakonsentraation arkin muodostamista varten.To the same sulfite pulp at a pulp concentration of about 30%, the same amount of the same paper dyes as in Experiment 7 was added and mixed in the apparatus of Figures 5-6. The pulp was then diluted to a mass concentration of about 0.5% to form a sheet.

Arkin muodostamisen yhteydessä poistuva vesi oli erittäin heikosti värjäytynyttä.The water leaving the sheet was very weakly colored.

Syynä tähän on, että yli 30 prosentin massakonsentraatioiden yhteydessä ei ole käytännöllisesti katsoen yhtään nestettä kuitujen ympärillä, vaan tämä neste on sen sijaan osittain adsorboitunutta selluloosaan, osittain suljettuna selluloosakuitujen onttojen tilojen sisään.The reason for this is that at pulp concentrations above 30%, there is virtually no liquid around the fibers, but instead this liquid is partially adsorbed on the cellulose, partially enclosed inside the hollow spaces of the cellulose fibers.

Jos paperivärejä johdetaan tällaiseen sellulcosamssaan, samaan aikaan kun sitä käsitellään keksinnön mukaisesti, niin tulee väri toisaalta pumppautumaan kuitujen sisään ja toisaalta liukenemaan paisutettuun selluloosaan, minkä johdosta värimäärä poistuvassa vedessä arkkimuodos-tuksesta tulee vähäiseksi. Kokeet osoittavat, että voidaan käyttää massakonsentraatiota aina 90 prosenttiin saakka.If the paper dyes are introduced into such cellulosic pulp while being treated according to the invention, the dye will on the one hand pump into the fibers and on the other hand dissolve in the expanded cellulose, as a result of which the amount of dye in the effluent water from sheet formation will be small. Experiments show that a mass concentration of up to 90% can be used.

Koe 9Test 9

Puuhiokkeeseen pantin vettä sekoitusholanterissa 4 prosentin massa-konsentraatioksi, minkä jälkeen siihen tuotiin valkaisua varten tarvittava määrä 3-prosenttista peroksidiliuosta. Kuuden tunnin jälkeen oli mekaaninen massa valmiiksi valkaistu. Puuhiukkeella oli tällöin valkoisuus 70 prosenttia G.E.Water was placed in the wood chips in a mixing holster to a mass concentration of 4%, after which the required amount of 3% peroxide solution for bleaching was introduced. After six hours, the mechanical pulp was pre-bleached. The wood particle then had a whiteness of 70% G.E.

Koe 10Test 10

Samaan puuhiokkeeseen kuin kokeessa 9 lisättiin vettä hydrasulputtimessa 10-18 prosentin massakonsentraatioksi, minkä jälkeen siihen johdettiin sama määrä 3-prosenttista peroksidiliuosta kuin kokeessa 9· Kolmen tunnin jälkeen oli puuhioke valmiiksi valkaistu ja sen valkoisuus oli noin 70 prosenttia G.E. tällöin.To the same wood chips as in Experiment 9, water was added in a hydraulics to a pulp concentration of 10-18%, followed by the addition of the same amount of 3% peroxide solution as in Experiment 9. · After three hours, the wood chips were pre-bleached and about 70% G.E. here.

Koe 11Test 11

Sama puuhioke kuin kokeissa 9 ja 10 liuotettiin veteen keksinnön mukaisessa rakenteessa 30 ja 35 prosentin välillä olevaksi massakonsentraatioksi, minkä jälkeen siihen johdettiin sama määrä 3-T>ro- 12 59630 senttistä peroksidiliuosta. 45 minuutin jälkeen oli puuhioke valmiiksi valkaistu noin 72 prosentin G.E. valkoisuuteen.The same wood chips as in Experiments 9 and 10 were dissolved in water in the structure according to the invention to a mass concentration of between 30 and 35%, followed by the addition of the same amount of 3-T> ro-12,59630 cm peroxide solution. After 45 minutes, the wood chips were pre-bleached to about 72% G.E. whiteness.

Käsittelemällä keksinnön mukaisesti pumppautuu peib ksidiliuos nopeasti kuitujen onton sydämen sisään mikä korkean konsentraation ohella vähennetyn vesipitoisuuden yhteydessä on syynä siihen, että saadaan jonkin verran suurempi valkoisuus kokeessa 11 kuin kokeissa 9 ja 10, ja lisättyyn valkaisunopeuteen.By treating according to the invention, the peid xid solution is rapidly pumped into the hollow core of the fibers which, in addition to the high concentration with reduced water content, causes a somewhat higher whiteness in experiment 11 than in experiments 9 and 10, and an increased bleaching rate.

Korkeampi massakonsentraatio, joka voi nousta 90 prosenttiin asti, aikaansaa myöskin pienemmän laitetilavuuden, minkä johdosta laite-kustannukset pienenevät.A higher mass concentration, which can rise up to 90%, also results in a smaller equipment volume, resulting in lower equipment costs.

Koe 12Test 12

Sulfiittimassaan lisätään vettä 30 ja 35 prosentin välillä olevaksi massakonsentraatiöksi, minkä jälkeen se samanaikaisen keksinnön mukaisen käsittelyn aikana käsiteltiin kloorikaasulla. Noin viiden minuutin jälkeen oli kloorivalkaisu suoritettu. Tavanomaisten menetelmien yhteydessä tapahtuu kloorikaasuvalkaisu noin 4 prosentin mas-sakonsentraation yhteydessä. Tällöin kuluu 60-90 minuuttia ennenkuin valkaisu on suoritettu.Water is added to the sulphite pulp to a pulp concentration of between 30 and 35%, after which it was treated with chlorine gas during the simultaneous treatment according to the invention. After about five minutes, Chlorine Bleaching was completed. In the case of conventional processes, chlorine gas bleaching takes place at a mass concentration of about 4%. In this case, it takes 60-90 minutes before bleaching is completed.

On osoittautunut, että kloori hyvin nopeasti sisältyy korvautuvasti ligniiniin. pH-arvon ollessa 2-3 ja massakonsentraatin ollessa noin 4 prosenttia, joka on tavallisinta käytännön tekniikassa, on korvaus-reaktio loppuun suoritettu 60 - 90 minuutin jälkeen ja pysähtyy sen jälkeen täydellisesti siitä riippuen, kuinka suuri klooriylijäämä on ja siitä onko ligniiniä jäljellä kloorattavaksi.It has been shown that chlorine is very rapidly replaced by lignin. At a pH of 2-3 and a pulp concentrate of about 4%, which is the most common in the art, the replacement reaction is complete after 60-90 minutes and then stops completely depending on the amount of excess chlorine and whether lignin remains to be chlorinated.

pH-arvon ollessa alhaisempi voi kloorisubstituutti olla loppunut 5-10 minuutin jälkeen. Kuitenkin on osoittautunut, että ei voida lisätä reaktionopeutta tuomalla enemmän klooria massasuspensioon kuin mitä suoritetut laboratoriokokeet ovat todenneet vastaavia massa-laatuja varten, jolloin kloorilisäys yli laboratoriossa määrätyn määrän ei reagoi sen ligniinin kanssa, joka kloorikäsittelyn jälkeen jää jäljelle massaan.At lower pH, the chlorine substituent may be depleted after 5-10 minutes. However, it has been shown that it is not possible to increase the reaction rate by introducing more chlorine into the pulp suspension than laboratory tests have performed for similar pulp grades, so that chlorine addition beyond the laboratory amount does not react with lignin remaining in the pulp after chlorine treatment.

Lisääntynyt reaktionopeus täytyy siis aikaansaada jollain muulla tavalla, edullisesti vähentämällä selluloosan vesimäärää, niin että massakonsentraatio nousee yli 30 prosentin, mikä voidaan edullisesti 13 59630 tehdä keksinnön mukaan.Thus, the increased reaction rate must be achieved in some other way, preferably by reducing the amount of water in the cellulose, so that the pulp concentration rises above 30%, which can advantageously be done according to the invention.

Viime vuosien aikana on kehitetty uusi metodi, joka mahdollistaa valkaisulaitosten lipeänpoistolaitteiden käytön, nimittäin happivalkai-sumenetelmän. Tässä valkaisumenetelmässä on välttämätöntä toimia yli 30 prosentin massakonsentraatioilla, jotta estettäisiin selluloosan vahvuusominaisuuksien voimakas pienentyminen. Tämä helpottuu sillä, että kuidutetaan ja samanaikaisesti alkalikäsitellään selluloosaa paineiskulla keksinnön mukaisesti ennen happikäsittelyä. Muita sopivia valkaisuaineita ovat esim. klooridioksidi, hypokloriitti tai hydro-sulfiitti.In recent years, a new method has been developed that allows the use of lye removal equipment in bleaching plants, namely the oxygen bleaching method. In this bleaching process, it is necessary to operate at pulp concentrations of more than 30% in order to prevent a sharp decrease in the strength properties of the cellulose. This is facilitated by the fiberization and simultaneous alkali treatment of the cellulose according to the invention before the oxygen treatment. Other suitable bleaching agents are, for example, chlorine dioxide, hypochlorite or hydrosulphite.

Koe 13 ·Koe 13 ·

Kuiduttamattomassa muodossa oleva painopaperi jäte käsitellään sekoitus-rummussa värinpoistokemikaalien vesiliuoksella, jolloin pääosa paino-musteesta liukenee, joka sitten nesteen ohella poistetaan paperijätteeS" tä jäljessä seuraavassa ruuvipuristusvedenpoistolaitteessa.The printing paper waste in non-fibrous form is treated in an mixing drum with an aqueous solution of decolorizing chemicals, whereby most of the printing ink dissolves, which is then removed along with the liquid in a screw dewatering device following the paper waste.

Tämän jälkeen kuidutetaan painopaperijäte keksinnön mukaisesti samanaikaisesti lisäämällä värinpoistokemikaaleja sekä likaa adsorboivia aineita. Jäljessä seuraavassa ruuvipuristusvedenpoistolaitteessa laimentamisen jälkeen oli massa painopaperi jätteestä jälleen saanut alkuperäismassojen (valkaisematon sulfiitti ja puuhioke) valkoisuuden 62 prosenttia G.E.Jäljessä seuraavassa keksinnön mukaisessa peroksi-divalkaisussa saavutettiin valkoisuudet, jotka olivat 70-74 prosenttia G.E. Tavanomaisien menetelmien mukainen painopaperi jätteen puhdas värinpoisto antaa välillä 53-56 prosenttia G.E olevan valkoisuuden.The printing paper waste is then defibered in accordance with the invention by simultaneously adding decolorizing chemicals as well as dirt adsorbents. Subsequent dilution in a screw dewatering apparatus, the pulp from the waste paper had again obtained a whiteness of 62% G.E. of the original pulps (unbleached sulfite and wood chips). In the subsequent peroxide bleaching according to the invention, whitenesses of 70-74% G.E. Pure decolorization of printing paper waste according to conventional methods gives a whiteness of between 53 and 56% G.E.

Jäljessä seuraavassa peroksidikäsittelyssä saavutetaan 57-60 prosenttia G.E:n valkoisuus. Näillä tavanomaisilla menetelmillä ei siis saada alkuperäismassojen valkoisuutta. Syynä tähän on se, että liuennut painoväri tunkeutuu kuitujen onttojen sydänten sisään, joista se ei sitten ole poistettavissa muutoin kuin keksinnön mukaisella kuitu-pumppaustekniikalla. Tavanomaisissa värinpoistomenetelmissä kuidutetaan painopaperijätettä hydrasulputtimessa noin 10 prosentin massakonsentraa-tiossa samanaikaisesti lisäämällä värinpoistokemikaaleja ja edullisesti pintajännitystä pienentäviä aineita. Tämän jälkeen poistetaan ulos tullut painomuste massasuspensiosta flotaatiomenetelmällä. Tällöin laimennetaan massakonsentraation noin 0,1 prosenttia, joka konsent-raatio nousee muutamaan prosenttiin jäljessä seuraavassa väripoistetun 14 59630 massan suodatinpesussa. Min muodoin tulee suuria vesimääriä käytetyksi liuotetun painomusteen poistamiseksi paperikuiduista. Sen vuoksi ei ole ollut taloudellisesti mahdollista poistaa painomustetta viemäri-, vedestä, joka tulee flotaatio- ja pesusuodatuslaitoksista, minkä vuoksi nämä epäpuhtaudet ovat saaneet seurata viemärivettä vesistöihin.Subsequent peroxide treatment achieves 57-60% G.E whiteness. Thus, these conventional methods do not obtain the whiteness of the original masses. The reason for this is that the dissolved ink penetrates into the hollow cores of the fibers, from which it can then not be removed except by the fiber pumping technique according to the invention. In conventional decolorization methods, the printing paper waste is defibered in a hydropulper at a pulp concentration of about 10% by simultaneously adding decolorizing chemicals and preferably surface tension reducing agents. The effluent printing ink is then removed from the pulp suspension by the flotation method. In this case, the pulp concentration is diluted by about 0.1 per cent, which concentration rises to a few per cent in the subsequent filter wash of the 14,59630 pulp decolorized. In this form, large amounts of water are used to remove dissolved printing ink from the paper fibers. Therefore, it has not been economically feasible to remove printing ink from sewage, water coming from flotation and wash filtration plants, which is why these contaminants have been allowed to follow sewage into water bodies.

Korkeiden massakonsentraatioiden ansiosta, joissa toimitaan keksinnön mukaisissa värinpoistolaitoksissa, ts. aina 90 prosentin konsentraa tioissa, tulee mahdolliseksi poistaa melkein kaikki painomuste viemärivedestä, joka tulee värinpoistolaitoksesta, minkä johdosta tulee mahdolliseksi taloudellisesti edullisesti viedä jälleen pääosa tästä vedestä värinpoistoprosessiin.Due to the high pulp concentrations at which the decolorization plants according to the invention operate, i.e. always at 90% concentrations, it becomes possible to remove almost all the printing ink from the sewage from the decolorization plant,

m Tämä uudelleen käyttö aikaansaa myöskin, että käyttämättömät kemikaalit viedään jälleen prosessiin, minkä johdosta kustannukset lisää pienenevät.m This reuse also means that unused chemicals are re-introduced into the process, which further reduces costs.

Tämän viemäriveden uudelleen käyttämisen johdosta tulee myöskin huomattava käytetyn puhtaan veden väheneminen ja samanaikaisesti myöskin huomattava kustannusten pieneneminen tämän puhdistamiseksi humuksesta ja raskasmetalleista. Edellä olevista kokeista käy selville, että keksinnön mukainen painekäsittely aikaansaa huomattavan parannuksen tavanomaisiin menetelmiin.The reuse of this sewage also results in a significant reduction in the clean water used and, at the same time, a significant reduction in the cost of purifying it from humus and heavy metals. It is clear from the above experiments that the pressure treatment according to the invention provides a considerable improvement over conventional methods.

Claims

15 59630

1. A method of treating cellulosic fibers in a cellulosic pulp at a concentration of 10 to 90% with a liquid, in which case elastic compressive forces are periodically applied to the pulp, characterized in that the cellulosic fibers are subjected to pressure shocks lasting less than one second and of such pressure. rises to a value exceeding two atmospheres and that between pressure shocks the fibers are allowed to expand without deformation and that the treatment is maintained until complete impregnation and / or exchange of the liquid entrapped in the fibers is achieved.

Method according to Claim 1, characterized in that the cellulosic fibers are simultaneously moved vigorously in order to move them relative to one another.

Method according to one of Claims 1 to 2, characterized in that the pressure shocks are produced in such a way that the cellulosic pulp is centrifuged and / or pressed against an elastic surface.

Method for decolourising cellulose pulp according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the liquid contains dirt-adsorbing agents in addition to decolorizing chemicals.

A method according to claim 4, characterized in that the liquid contains a surface tension reducing agent.

A method of dyeing a cellulosic pulp according to claim 1, characterized in that water and dyes are added to obtain a pulp concentration of up to about 90%, and in that water is added after the pressure treatment to obtain a suitable suspension for forming the sheet.

Process for bleaching cellulose pulp according to Claim 1, characterized in that a concentration of 90% is obtained by adding liquid and bleach to the pulp. Process according to Claim 7, characterized in that the bleach consists of peroxide, chlorine, chlorine dioxide, hypochlorite or hydrosulphide.