FI71585C - Foerfarande foer framstaellning av pappersmassa. - Google Patents

Description

1^,1 KUULUTUSJULKAISU „ η •öShP 8 ^ UTLÄGG N1N G SSKRI FT ' I O O 5 (45) t ··- V t 1 J 01 1007 ^ ^ (51) Kv.lk.*/!nt.Cl.‘ D 21 C 9/00 (21) Patenttihakemus — Patentansökning 800887 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 21.03.80 (F·) (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 21 .03.80 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offendig 23-09.80

Patentti- ja rekisterihallitus /44) Nähtäväksi panon ja kuul.julkaisun pvm. — 10.10.86

Patent- och registerstyrelsen V ' Ansökan utlagd och utl.skriften pubiicerad (86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 22.Ο3.79 Ranska-Frankrike(FR) PV 7907250 (71) Clextral, 1, Rue du Colonel Rietz, Firminy Cedex, Ranska-Frankrike(FR) (72) Pierre Berger, Saint-Etienne, Christian de Choudens, Gieres,

Gerard Lombardo, Fontaine, Pierre Monzie, Grenoble,

Robert Angelier, Echirolles, Ranska-Frankrike(FR) (7*0 Oy Koi ster Ab (5*0 Menetelmä paperimassan valmistamiseksi - Förfarande för framställning av pappersmassa

Keksintö koskee parannuksia paperimassan valmistusmenetelmiin käytettäessä lignoselluloosaraaka-ainetta, joka on jauhettu hienoksi, sekä tämän uuden menetelmän soveltamiseen käytettävää parannettua laitteistoa.

Tunnettu asia on, että paperimassa valmistetaan yleisesti ligno-selluloosaraaka-aineesta ja useimmiten puusta. Useimmissa käytetyissä menetelmissä puusta tehdään ensin hioketta, joka käsitellään sitten niin, että ligniini saadaan pehmennetyksi, minkä jälkeen massan jakaminen kuiduiksi tapahtuu mekaanisella kuidutuskäsitte-lyllä.

Joskus ligniinin pehmentäminen tapahtuu yksinkertaisesti kuivaamalla hioke höyryn avulla,jolloin massasta käytetään nimitystä kuumahierre. Yleisesti käytetään kuitenkin kemiallisia aineita, reagensseja. Kuitujen erottamiseen tarvittavan mekaanisen käsittelyn merkitys on käänteinen suoritetun kemiallisen käsittelyn merki- i 2 71585 tyJcseen nähden. Kuidutuksen mekaanisen käsittelyn ollessa suhteellisen tärkeä on kysymys mekaanis-kemiallisista tai puolikemiallisis-ta massoista.

Kuidutuskäsittely tapahtuu yleensä suurella nopeudella pyörivissä laitteissa, ns. levydefibrööreissä 1-kuiduttimissa.

Nyt käsiteltävän keksinnön tekijä on kehittänyt uuden kuidutus-menetelmän, jota niinkuin sen soveltamiseen käytettävää konettakin selostetaan ranskalaisessa patenttihakemuksessa nro 75-23911/31.7.-75.

Tällainen kone käsittää kaksi yhdensuuntaista ruuvia, jotka pyörivät niitä ympäröivässä runkokotelossa. Ruuveissa on kierteet, joiden nousu vaihtelee ruuvin etupäästä takapäähän ja jotka rajaa-vat useitä peräkkäisiä käsittelyvyöhykkeitä. Jokainen vyöhyke käsittää tällöin raaka-aineen siirto-osaston (ruuvien pyöriessä raaka-aine siirtyy eteenpäin), jonka perässä on jarrutusosasto. Raaka-aine,yleensä puuhioke, menee runkokotelon etupäässä olevan aukon läpi ja ruuvit siirtävät sen pyöriessään taka-aukkoon saakka. Jokainen jarrutusosasto saa aikaan massan progressiivisen kokoonpuristumisen edellisen siirto-osaston loppupäässä ja muodostaa, kun massaa kerääntyy määrättyyn kohtaan, jatkuvan "panoksen", joka erottaa nämä kaksi peräkkäistä vyöhykettä toisistaan.

Em.patentissa selostetun koneen tarkoituksena on saada aikaan kuidutuskäsittely hyödyntämällä tällöin niitä yhdistettyjä puristus- ja leikkausvaikutuksia,jotka syntyvät massan liikkuessa ruuveissa. Jokainen jarrutusosasto käsittää tällöin vastakkaiset kierteet, jotka normaalisti nostavat massaa alkupäähän. Tästä johtuen siirto-osaston loppupäässä syntyy massan progressiivinen kokoonpuristuminen jarrutusosaston vaikutuksen voittamiseksi. Toisaalta käänteiskierteissä on aukot, joiden läpi tietty määrä massaa siirtyy eteenpäin. Tällöin pystytään ohjaamaan myös paineen kohoaminen.Po. patentin erään huomattavan piirteen mukaan massan siirtyminen eteenpäin voidaan säätää halutulla tavalla aukkojen koon perusteella, ts. massa, jonka kuidutusaste ei ole riittävän suuri,niin että se pystyisi menemään po. aukkojen läpi, jää eniten puristettuun vyöhykkeeseen, jossa sitä sekoitetaan tehokkaasti, nimenomaan siitä johtuen, että se on tällöin samaansuuntaan pyörivissä ruuveissa.

Kun tähän toimintoonliittyy vielä ao. paine, kuidutus tapahtuu kuitujen pituuden kuitenkaan sanottavasti lyhentymättä.

3 71585 Näin ollen valitsemalla sopiva aukkokoko ja yleensä sellaiset parametrit, jotka vaikuttavat massan siirtymisprosessiin koneessa (kierteiden mekaaninen rakenne, ruuvien halkaisija, pyörimisnopeus, jne.), voidaan koneen jokaiseen vyöhykkeeseen järjestää teholtaan erilainen kuidutustoiminto.

Mutta käytetystä kuidutustehosta riippumatta massa on aina silloin, kun sitä varten käytetään ligniinin pehmennys-1.liuotus-ainetta, pestävä kuidutuskäsittelyn jälkeen,niin että siitä saadaan pois jäänteet, jotka syntyvät käytetyn aineen reaktiosta puuhun. Tällöin on nimenomaan kysymys eräänlaisesta puuhun sekoittuneesta sakasta. Se on kuitenkin eliminoitava, niin että massassa on vain paperinvalmistukseen sopivia kuituja.

Aina näihin asti on suoritettu peräkkäin paperimassan valmistukseen liittyvät operaatiot, ts. hioke on ensin pehmennetty kyllästämällä se ao.kemiallisella aineella, minkä jälkeen on suoritettu kuidutus ja lopuksi pesu.

Oli aivan luonnollista, että tällöin käytettiin määrättyjä erikoisaineita, mutta tämä edellytti taas suuria ja kalliita laitteistoja, joiden käyttö oli taloudellista vain suuren tuotannon ollessa kyseessä.

Se sijaan tämänkertaisen keksinnön mukaisilla parannuksilla päästään todella tuntuviin säästöihin.

Keksinnön mukaan jo ao. kemiallisella aineella kyllästetty massa pestään samanaikaisesti kuidutustoiminnon kanssa ainakin yhdessä käsittelyvyöhykkeessä. Pesuneste ruiskutetaan tällöin siirto-osaston alkupäähän, jolloin massa pystytään laimentamaan. Tämän jälkeen massa kuivataan suodattamalla osa sen nestefaasista aukoissa, jotka on järjestetty runkokoteloon käsittelyvyöhykkeeseen liittyvien jarrutusosastojen (2 kpl) eteen.

Keksinnön eräässä suositettavassa rakenteessa pesunestemäärä, joka ruiskutetaan jokaisen kuivauskäsittelyn jälkeen seuraavan kä-sittelyvyöhykkeen eteen, säätetään niiden olosuhteiden mukaan, joissa massa menee po. vyöhykkeen takana olevaan jarrutusvyöhykkeeseen,niin että kuivausasteeksi saadaan enintään 50 - 55 %, jolloin massa pääsee siirtymään hyvin seuraavan jarrutusosaston loppupääbän.

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin viittaamalla sen erääseen sovellutukseen, joka esitetään esimerkkinä ja jota havainnollistetaan oheisissa piirustuksissa.

71585

Niissä kuvio 1 on pitkittäisleikkaus keksinnön mukaisesta kä sittelykoneestä, kuvio 2 esittää tasokuvana ja suurennetussa mittakaavassa yhtä käsittelyvyöhykettä, kuvio 3 on leikkaus kuvion 2 linjaa III-III pitkin ja kuvio 4 on leikkaus kuvion 2 linjaa IV-IV pitkin.

Kuvio 1 (pitkittäisleikkaus) koskee käsittelylaitteistoa, joka vastaa tyypiltään em. ranskalaisessa patenttihakemuksessa 75-23911 selostettua.

Keksinnön mukainen laitteisto käsittää runkokotelon 1, jossa on kaksi lieriönmuotoista lohkoa kahden ruuvinympärillä. Ruuveissa on toisiinsa limittyvät kierteet (kuva 2). Kierteet ovat samanlaiset, ja ruuvit pyörivät samaan suuntaan.Runkokotelon toisessa päässä on aukko 10 massan syöttämistä varten. Kun ruuvit pyörivät, ne vetävät massan aina toisessa päässä olevaan poistoaukkoon 11 saakka.

Ruuveissa on erilaisia kierrenousuja, jotka rajaavat peräkkäisiä vyöhykkeitä käsittävän sarjan. Kuvioiden esimerkkirakenteessa koneessa on neljä peräkkäistä vyöhykettä I, II, III ja IV, joiden jtkona on käsitellyn massan tyhjennysvyöhyke V.

Em. patentissa jo selostetun rakennepiirteen mukaan jokaisessa käsittelyvyöhykkeessä on siirto-osasto A (suora kierrenousu), jonka avulla massa siirtyy eteenpäin ruuvien pyörimissuuntaan, esim. myötäpäivään kuvioiden 3 ja 4 esittämällä tavalla. Lisäksi jokaisessa käsittelyvyöhykkeessä on jarrutusosasto B, jossa on mieluim-minkäänteiskierteet B,jotka nostavat massaa tulopäähän päin ja saavat näin aikaan tietyn jarrutustoiminnon sekä tästä joutuen myös tietyn kokoonpuristumisen osaston A takaosassa.

Massansyöttöaukon 10 lisäksi runkokotelo 1 yläosaan on järjestetty kohtisuoraan symmetriatasoon useita aukkoja 1,2 13, 14, jotka on sijoitettu ao. jarrutusosaston Bl, B2 ja B3 jälkeen.

Lisäksi runkokotelon osassa 3 on jokaisen jarrutusosaston Bl, B2, B3 ja B4 edessä aukot 31, jotka suodattavat ruuvien pyörimisliikkeen ansiosta koteloon tulleen massan. Kotelo muodostuu siis umpinaisista osista 4 ja suodatusosista 3. Jokainen suodatusosa 3 on sijoitettu jarrutusosaston B eteen ja sen pituus vastaa suunnilleen puolta edellisestä siirto-osastosta A, umpinaisen osan 4 peittäessä edellisen jarrutusosaston ja ulottuessa siirto-osaston etuosaan.

5 71585

Koska konetta käytetään hiokkeen mekaaniseen kuidutuskäsittelyyn, käänteiskierteet, jotka muodostavat jarrutusvyöhykkeet Bl, B2, B3 ja B4 on varustettu, kuten em. patenttihakemuksessa selostetaan, aukoilla, jotka helpottavat tietyn materiaalimäärän siirtymistä eteenpäin laitteistossa.

Kuviossa 3 näkyvällä tavalla aukot 24 on tehty käänteiskiertei-siin 23 ja ne suuntautuvat säteittäisesti ruuvin 21 keskustasta kierteen kehälle. Aukot 24 on sijoitettu tietyin välein ja ruuvit on kiilattu paikoilleen niin, että kaksi aukkoa tulee mieluimmin aina samanaikaisesti ruuvien akselin kautta kulkevaan vaakasuoraan symmetriatasoon.

Em. patenttihakemuksessa 75-23911 on selostettu kuidutuspro-sessia. Massa, joka on puuhioketta, tulee koneeseen aukosta 10, ja ensimmäinen siirto-osasta AI vetää sen eteenpäin. Kun massa on vyöhykkeessä Bl, käänteiskierre jarruttaa sitä, että se kerääntyy vyöhykkeen Ai taakse. Vyöhykkeessä Ai syntyy siis laitteiston etuosasta taaksepäin tietty kokoonpuristuminen määrättyyn paineeseen asti, mikä kompensoi näin jarrutustehon massan siirtyessä seuraa-vaan vyöhykkeeseen.

Niissä vyöhykkeissä, joissa massan kokoonpuristuminen on vähäistä, sen siirtyminen eteenpäin tapahtuu pääasiassa yhdensuuntaisesti ruuvien akselien kanssa. Mutta massan puristuessa kokoon tämä siirtovaikutus pienenee, jolloin kitka pyrkii siirtämään massaa akselien 21 ympärille sen siirtyessä ruuvista toiseen.

Jarrutusvyöhykkeessä massan siirtyminen eteenpäin laitteistossa tapahtuu pääasiassa em. aukkojen kautta, nimenomaan keskellä olevassa vyöhykkeessä, jos aukot ovat päällekkäin. Tästä johtuen, kuten em. patenttihakemuksessa esitetään, jarrutusosasto tekee mahdolliseksi massan ohjatun siirtymisen eteenpäin. Tällöin se osa hioketta, joka ei ole riittävästi kuidutettu, ei pääse aukkoihin näiden koosta riippuen, vaan jää niiden eteen, jolloin syntyy voimakas sekoitustoiminto, jossa on yhdistelmänä sekä kokoonpu-ristumis- että leikkausvaikutusta ja mahdollisesti myös kuitujen kiertymistä, nimenomaan silloin, kun massa siirtyy ruuvista toiseen. Tätä toimintoa jatkuu sitten niin kauan, kunnes kaikki riittävästi kuidutettu massa on siirtynyt laitteiston loppupäähän.

Näin pystytään suorittamaan massan progressiivinen kuidutus sen mennessä peräkkäisten käsittelyvyöhykkeiden läpi. Jokaisessa vyö- 6 71585 vyöhykkeessä on tällöin progressiivinen siirto- ja kokoonpuristus-osasto sekä sen jälkeen jarrutusosasto, jossa on käänteiskierteet sekä aukot, joiden koot pienenevät mieluimmin jarrutusosastosta toiseen,niin että saadaan progressiivisesti kulloinkin haluttu kuidutusaste.

Em. patenttihakemuksessa esitetyn menetelmän mukaan pystytään valmistamaan mekaanista massaa, kuumahierrettä tai mekaanis-kemial-lista massaa. Runkokotelossa on tällöin suuttimet, joista käsittely-vyöhykkeisiin voidaan siirtää ligniinin poistamiseen käytettäviä aineita.

Tämän tyyppisessä koneessa voidaan kuitenkin käsitellä myös sellaista hioketta, jolle on annettu ligniinin pehmennyskäsittely joko höyryn avulla tai ao. kemiallisella aineella. Tässä tapauksessa massalle on suoritettava mekaaninen kuidutuskäsittely, jonka tärkeys riippuu aikaisemmin suoritetusta kemiallisesta käsittelystä. Tämä mekaaninen käsittely voidaan suorittaa edullisesti edellä selostetun tyyppisessä konesssa, koska tällöin voidaan soveltaa ruuvien mekaanisia ominaisuuksia ja nimenomaan kierrenousua, aukkojen kokoa ja ruuvien pyörimisnopeutta, jotta saadaan aikaan tarvittavat olosuhteet massan siirtämiseksi eri vyöhykkeisiin,niin että kuidutuskäsittelystä tulee haluttua tehoa vastaava.

Tällaiseen kuidutuskoneeseen voidaan syöttää hioketta, joka saa tällöin ensimmäisen, ligniinin poistamiseen tähtäävän käsittelyn, ja lisäksi siinä voidaan suorittaa kyllästäminen ao. reagenssil-la ensimmäisissä käsittelyvyöhykkeissä.

On tunnettu asia, että käytetty reagenssi ja jänteet on poistettava pesemällä massa. Keksinnön pääajatus koskeekin pesupro-sessia, joka suoritetaan koneessa samanaikaisesti kuidutusproses-sin kanssa seuraavasti:

Aukosta 10 syötetty massa, joka on keitetty, käsitellään lignii-ninpoistoaineella ja sen kuivuusaste voi olla esim. 20%.

Kuten jo mainittiin, massa siirtyy ensimmäiseen siirto-osastoon Ai, ja jarrutus osastossa B1 saa aikaan progressiivisen kokoonpuristumisen siirto-osaston viimeisissä ruuvikierteissä.

Siirto-osaston toisessa osassa runkokotelossa on aukot 31, jotka ovat niin suuria, että nestefaasi ja liuenneet jäänteet pääsevät niiden läpi,mutta jähmeä faasi pysähtyy niiden eteen. Tällöin progressiivisesta kokoonpuristumisesta johtuen syntyy massan suo-datusprosessi jarrutusosaston eteen massan siirtymissuuntaan näh- 7 71585 den kohtisuorana toimintona.

Paine on suurin massan mennessä jarrutusosastoon Bl, joka saa aikaan massan todellisen kuivamisen; kuivuusaste on jopa n. 50 %. Kokoonpuristumisen "ulosajama" nestefaasi (jarrutusosaston alkupäässä) nousee laitteiston etupäähän päin pienemmän puristuksen omaavissa vyöhykkeissä. Poisto tapahtuu runkokotelon suodattavan osan 3 kautta.

Näin ollen seuraaaan siirto-osastoon A2 tulevan massankuivuus-aste on n. 50 %. Toisaalta, jos jarrutusosastossa Bl on tarpeeksi suuret aukot, massa joutuu jo tällöin myös ensimmäiseen kuidutus-käsittelyyn.

Em. patenttihakemukseen liittyvän menetelmän mukaan jarrutus-osaston Bl aukot päästävät näin ollen lävitseen vain sellaisen massan, jolla on haluttu kuidutusaste. Riittämättömän kuidusasteen omaava massa jää tällöin vyöhykkeen Bl eteen, ts. vyöhykkeen AI päähän. Kokoonpuristuminen tässä kohdassa on vielä suurempi niin että massa kuivaa todella tehokkaasti. Toisaalta, kuten po. patenttihakemuksessa mainitaan, juuri tässä kohdassa tapahtuu pääasiallisin kuidutustoiminto, puristus- ja leikkaustoiminnon yhdistelmänä, johon liittyy vielä määrätty kuitujen kiertyminen.

Tämä helpottaa taas nesteen poistumista puun huokosista ja jäänteiden poistamista pesunesteen mukana. Näin ollen massan kuivatuksen tapahtuessa kuidutusprosessin aikana , pesutoiminnon teho kasvaa.

Kuivatus ei kuitenkaan saa olla niin tehokas, että se haittaa massan siirtymistä jarrutusosastoon. Tämän vuoksi säädetään koneen ao. parametrit, nimenomaan kierteiden nousu ja aukkojen suuruus, niin että saadaan sellainen kuivuusaste, että riittävän suuri määrä massaa pääsee menemään koneen läpi. Käytännössä massan siirtymis-edellytykset jarrutusosastoon säädetään siten, että massan kuivuus-aste on tässä kohdassa enintään n. 40 %.

Osaston A2 edessä olevalla massalla on siis kaksi ominaispiirrettä. Se on kuidutettu jo tiettyyn asteeseen jarrutusoaston Bl ohjaamana ja siitä on poistunut huomattava määrä nestettä^elkein puolet.

Massa käsitellään sitten pesunesteellä, tavallisesti puhtaalla vedellä, joka syötetään aukosta 12. Tätä toimintoa helpottaa ruuvien 8 71585 synnyttämä sekoitusvaikutus. Näin saadaan homogeeninen seos, jonka kuivuusaste on n. 20 - 25 %. Se puristetaan nyt uudestaan sen siirtyessä eteenpäin siirto-osastossa A2. Kuten jo mainittiin, jarrutusosasto B2 pitää osaston A2 päässä sellaisen massan, jonka kuidutusaste ei ole toivotun suuruinen ja mahdollistaa toisaalta juuri tämän massan osan kuivaamisen. Nestefaasi nousee tällöin pienemmän puristuksen omaavissa vyöhykkeissä laitteiston alkupäähän päin, mistä se poistuu aukkojen 31 kautta.

Aikaisempaa vastaavasti vyöhykkeeseen A3 tuleva massa on nyt saanut lisäkuidutuksen ja kuivataan uudestaan niin että kuivuus-asteeksi tulee n. 50 %. Tämän jälkeen massa käsitellään uudestaan aukosta 13 syötetyllä pesunesteellä.

Tästä johtuen käydään vähitellen läpi pesuvaihesarja, niin että koneen poistpäähän tulee massaa, joka on samanaikaisesti sekä kuidutettu että pesty.

Nyt voidaan todeta, että keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään samaa toimintosarjaa kuin jo ennestään tunnetuissa pesu-menetelmissä, ts. peräkkäisten laimennustoimintojen jälkeen seuraa aina suodattaminen. Kuitenkin keksinnön mukaisessa laitteistossa laimentaminen ja suodattaminen tapahtuvat hyvin erikoisissa olosuhteissa. Klassisissa menetelmissä joudutaan, jotta kuidut saadaan jakautumaan hyvin pesunesteessä, massaa käsittelemään yleensä erittäin suuressa nestemäärässä. Tästä johtuvana epäkohtana voidaan mainita veden kulutuksen ja myös energian kulutuksen lisääntyminen, kun vesi poistetaan pesua seuraavassa suodatusvaiheessa.

Sitä vastoin keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään paljon pienemmällä vesimäärällä laimennettua massaa, koska siirto-osastojen edessä olevassa osassa, jossa massa on kosketuksessa pesunesteeseen, ruuvien synnyttämän sekoitusvaikutuksen ansiosta seoksesta tulee homogeeninen,ilman että joudutaan käyttämään suuria vesimääriä .

Jo aikaisemmin on tosin ehdotettu, että veden säästämiseksi pesu suoritettaisiin ruuviketjupuristimen peräkkäisissä vyöhykkeissä .

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja koneella on monia huomattavia etuja jo tunnettuihin menetelmiin verrattuna.

Ensinnäkin - kuten jo mainittiin - pesun suorittaminen samana-aikaisesti kuidutuksen kanssa lisää paljon pesunesteen tehoa, jolloin nestettä tarvitaan vähemmän. Muuten, kun pesu aikaisemmassa 9 71585 menetelmässä tapahtuu peräkksisissä vyöhykkeissä, kerätään suodatettu neste yhteen vyöhykkeeseen, josta se ruiskutetaan takaisin edelliseen. Tämä uudelleenkierrätys ei ole mahdollista keksinnön mukaisessa menetelmässä, sillä suodatettu neste on pesun tehokkuudesta johtuen siinä määrin tiivistettyä, ettei sitä voida käyttää pesunesteenä.

Keksinnön oleellisena etuna voidaankin mainita, että varsinainen pesulaitteisto jää kokonaan pois. Muutokset, jotka joudutaan suorittamaan kuidutuskoneeseen, ovat kuitenkin paljon huokeampia.

Lisäksi pesun tehokkuus riippuu samoin ao. koneen ominaisuuksista ja massan siirtoprosessista siinä.

Kuten jo mainittiin, keksinnön mukaisessa koneessa, jossa massan kuljetus tapahtuu kahdella identtisellä kierreruuvilla, jotka liittyvät toisiinsa ja pyörivät samaan suuntaan, massa kiertää ruuveissa kahdella eri tavalla. Pienemmän puristuksen käsittävissä vyöhykkeissä massan kuljetus tapahtuu pääasiassa siirtotoimintona yhdensuuntaisesti ruuvien akselin kanssa. Sen sijaan suuremman puristuksen käsittävissä vyöhykkeissä suurempi määrä massaa pyrkii siirtymään kitkan vaikutuksesta akselin ympärille kierteiden sisäpuolelle. Tämän vuoksi tietty määrä massaa siirtyy ruuvista toiseen ja pyrkii kerääntymään kierreosaan läpimenovyö-hykkeen 25 edessä (kuva 3). Näin ollen heti massan alkaessa puristua kokoon syntyy jokaisessa kierteessä ns. laajentunut sektori 26, jossa massa pyrkii liikkumaan eteenpäin ja puristettu sektori 27, johon massa kerääntyy vyöhykkeen 25 eteen. Kierteet liittyvät tällöin toisiinsa ja paineen noustua massa siirtyy toisen ruuvin vierekkäiselle kierteelle.

Tästä johtuen jokaisen kierteen sisäpuolelle puristetussa vyöhykkeessä tapahtuu siis vuorotellen laajentuminen ja kokoonpuristuminen, mikä on taas edullista pesutehon kannalta, koska puristettuun osastoon 27 kerääntyvä massa puristaa ulos nesteen, joka nousee vyöhykkeeseen 26 päin. Sen jälkeen massan siirtyessä laajentuneeseen vyöhykkeeseen 26 (viereinen ruuvi) se laimenee jossain määrin uudestaan nesteessä, ennen kuin se palaa puristettuun vyöhykkeeseen 270, jossa ko. prosessi toistuu.

Vyöhykkeiden 27 (puristus) ja 26 (laajennus) merkitys vaihtelee käänteisesti laitteiston loppupäähän siirryttäessä sektorien 27 kasvaessa, kunnes ne "valtaavat" koko kierteen tämän ollessa ai- 10 71 585 van täynnä jarrutusosaston B yhdessä. Kierteiden ollessa tässä kohdassa siis aivan täynnä tapahtuu kuivatus, mutta massan ollessa kierteissä laajentuneiden sektorien edessä nestefaasi nousee etuosaan päin, jolloin aukot 31 suodattavat sen.

Kaikki saman ruuvin laajentuneet vyöhykkeet ovat samalla puolella akselin kautta kulkevaa tasoa, esimerkiksi em. kuvissa ruuvin 26 akselien tason alapuolella ja ruuvin 27 akselin tason yläpuolella.

Siis ruuvin kehän ja runkokotelon välille syntyy pakostakin tietty väli, jota pitkin nestefaasi pääsee nousemaan kierteestä toiseen pienemmän puristuksen alaisina oleviin vyöhykkeisiin päin, siis laitteiston alkupäähän. Tästä johtuen siirtovyöhykkeen sisäpuolella syntyy tietty nestefaasin liike, joka helpottaa sen uudistumista.

Aluksi jarrutusvyöhykkeestä tuleva massa (etuosassa) yhtyy ruiskutettuun nesteeseen. Sem jälkeen osa nestettä siirtyy massan mukana eteenpäin koneen loppupäätä kohti progressiivisesti puristuvan massan kanssa, lopun nesteestä täyttäessä taas laajentuneet vyöhykkeet. Jokaisessa kierteessä puristuksen ja laajentumisen vuorottelu edistää käytetyn nesteen poistumista ja uuden nesteen imeytymistä. Puristetun osan merkityksen kasvaessa "karkotettu" neste nousuu ylöspäin etuosassa runkokoteloa pitkin ja poistuu suo-datusosista 31. Näin ollen laitteistossa tapahtuu käytetyn nesteen jatkuva suodattaminen kehän kautta ja uuden nesteen syöttäminen eteenpäin laitteistossa kierteiden sisällä devan massai mukana.

Tämä jatkuva nesteen uudistusmisprosessi tapahtuu, ilman että nestettä joudutaan ruiskuttamaan suurella paineella, sillä käytettäessä useita toisiinsa liittyviä ruuveja syntyy tietty pumppua-misvaikutus, niin että massa saadaan eteenpäin, vaikka kierteet eivät olisikaan täynnä, mikä ei ole mahdollista yhden ruuvin käsittävissä koneissa. Tästä on taas seurauksena,että samalla ruiskutetulla nestemäärällä päästään em. prosessia käyttämällä paljon tehokkaampaan pesutulokseen.

Keksinnön mukaisessa koneessa tapahtuu siis laimennus-, puristus- ja suodatus- (25) sekä kuivatusvaiheen vuorottelu sekä laitteiston pitkittäissuunnassa pesuvyöhykkeestä toiseen että myös poikit-taissuunnassa kierteestä toiseen samassa vyöhykkeessä. Tämä on muuten yksi menetelmän suureen tehoon vaikuttava tekijä.

11 71585

Lisäksi aukkojen 31 järjestely vaikuttaa myös osaltaan pesu-tehoa lisäävästi.

Aukot 31 ovat profiilien 3 välisiä tiloja yhdensuuntaisina kehäsektoreina ja suuntautuvat suunnilleen poikittain ruuvien akseliin nähden.

Tätä järjestelyä, jota havainnollistetaan tasokuvana 2, suositetaan nimenomaan hyvän suodatustehon aikaansaamiseksi. Kuten kuviosta 2 voidaan todeta, aukot, jotka ovat kohtisuorassa akseliin nähden, muodostavat pienen kulman kierteiden kanssa, jotka ovat myös jonkin verran kaltevia. Näin ollen jokainen "kietEreonkalo" vastaa aina yhtä tai useampaa aukkoa, joka suuntautuu melkein sen koko kehälle, niin että nestefaasi voidaan poistaa välittömästi suodattimen kuormitushävikin ollessa hyvin pieni. Lisäksi kierteiden pyörimiseen liittyvästä siirtymisestä johtuen syntyy ajoittain jokaisen aukon kohdalla tietty pyyhkimistoiminto, niin että liike prosessiin voidaan joka hetkellä syöttää uudestaan suodattimeen kerääntynyttä massaa. Tämän vuoksi suodatin ei pääse tukkeutumaan.

Lisäksi profiilien poikkileikkaus on puolisuunnikkaan muotoinen sen suuren pohjan suuntautuessa tällöin sisäpuolelle ja sisäpinnan ollessa lieriön muotoinen ja kovero. Tästä johtuen sakka-hiukkaset, jotka kerääntyvät aukkoon, pyyhitään heti pois tai poistetaan kokonaan. Missään tapauksessa ne eivät pääse tukkimaan aukkoa, koska profiilien väliseinämät ovat tietyllä etäisyydellä toisistaan ja helpottavat siten tyhjentämistä.

Näin ollen em. piirteiden yhdistelmänä keksinnön mukaisella menetelmällä ja nimenomaan sen soveltamiseen kehitetyllä koneella pystytään suorittamaan erittäin tehokas ja nopea pesu.

On siis hyvin edullista, että koneessa voidaan suorittaa samanaikaisesti mekaaninen kuidutus ja pesu. Näiden toimintojen tehokkuus riippuu niistä olosuhteista, joissa massa menee jarrutus-osastoihin, jotka - kuten jo mainittiin - säädetään nimenomaan valitsemalla kierrenousu ja kierteiden syvyys,kierteiden määrä jokaisessa vyöhykkeessä, aukkojen koko ja ruuvien pyörimisnopeus sopivalla tavalla. Jokaisessa jarrutusosastossa käytetään mieluimmin suurinta mahdollista kuivatusta, joka rajoitetaan kuitenkin sellaiseen kuivuusasteeseen, että massa pääsee siirtymään hyvin vyöhykkeestä toiseen.

12 71 585

Olosuhteet, joissa progressiivinen kokoonpuristaminen ja kuivatus tapahtuvat, eivät riipu yksinomaan aukkojen koosta. Sen vuoksi puristusta voidaan jo ennestään tunnetulla tavalla lisätä ja lisäksi nopeuttaa sitä supistamalla kierteitä siirtovyöhykkeen loppupäässä. On siis mahdollista käyttämällä ao. koneen erilaisia parametrejä ohjata pesuprosessia kuidutusprosessista erillisenä toimintoja. Näin ollen kone voi tavallaan mukautua massan laatuun. Jos massaa on keitetty vain vähän aikaa, joudutaan laadullisesti hyvän mekaaniskemiallisen massan aikaansaamiseksi suorittamaan huomattava mekaaninen kuidutus ja suhteellisen pienitehoinen pe -su. Ja päinvastoin, jos hioketta on keitetty kauan, pesun on oltava erittäin voimakas, niin että käytetty neste ja jäänteet pystytään poistamaan massasta. Tarvittava mekaaninen työ on tällöin melko vähäinen.

Edellä selostettuun menetelmään ja sen soveltamiseen käytettävään koneeseen liittyy siis yhteensä monia etuja.

Ensinnäkin pesu on nopeampaa ja tehokkaampaa. Se koskee myös tiivistetympää massaa ja veden kulutus vähenee, samoin käytetty nestejäte.

Pesun tehokkuus mitataan tavallisesti hiokkeen mukana laitteistoon tulleen nestemäärän ja poistetun nestemäärän välisen eron suhteena syötettyyn nestemäärään nähden. Keksinnön mukaisessa koneessa on tämä suhde n. 60 %, joskus jopa 80 %.

Toisaalta siirtyminen toiselta pesuasemalta toiselle tapahtuu jatkuvana toimintona. Kone on lisäksi kooltaan pienempi kuin vastaavat tavanomaiset koneet.

Vaikka tässä onkin selostettu esimerkkinä vain sellainen yksikkö, jossa on neljä kuivausosastoa - mikä muuten yleensä riittää - on selvää, että tilanteen mukaan pesuasemien määrää voidaan vaihdella.

Lisäksi keksintö ei rajoitu edellä selostetun rakenteen yksityiskohtiin, vaan siitä voidaan tehdä useita muunnelmia ja käyttää muita vastaavia laitteita, niin että päästään haluttuun tulokseen.

Näin ollen keksinnön mukaisella koneella voidaan haluttaessa hyvin helposti suorittaa vastavirtapesu ottamalla talteen suodatettu neste uudelleenkierrätystä varten po. vyöhykkeen edellä sijaitsevassa vyöhykkeessä. Tällainen uudelleenkierrätys ei ole kuitenkaan tarpeen niin kuin aikaisemmissa laitteistoissa, koska nyt käytetään tuntuvasti pienempää pesunestemäärää ja suodatetut nesteet ovat nyt paljon tiivistetymmässä muodossa.

Claims (3)

13 71 585

1. Menetelmä selluloosapitoisen materiaalin kuiduttamisek-si ja pesemiseksi paperimassan valmistamista varten johtamalla hakkeeksi pienennetty ja ligniininpoistoreagenssilla impregnoitu materiaali sellaisen koneen lävitse, joka käsittää vähintään kaksi yhdensuuntaista ruuvia, jotka saatetaan pyörimään kotelon sisällä ja jotka on varustettu spiraalikierteillä, joiden nousu vuorottelee useiden perättäisten käsittelyvyöhykkeiden saamiseksi, joista jokainen käsittää kuljetusosaston ja progressiivisen puristuksen osaston sekä jarrutusosaston, joka koostuu kierteistä, joiden nousu on päinvastainen ja jotka on varustettu materiaalivirran alajuoksun puolella olevilla aukoilla, joiden dimensiot on valittu siten, että aukot sallivat materiaalin selektiivisen etenemisen virtaussuunnassa riippuen kuidutusastees-ta, jonka materiaali on saavuttanut ikkunoiden yläjuoksun puolella, tunnettu siitä, että hakkeen kuidutus ja pesu suoritetaan samanaikaisesti koneen perättäisissä käsittelyvyö-hykkeissä, jolloin koneen kotelo koostuu tätä tarkoitusta varten useista vuorottelevista täysistä osista ja suodatusosista, jotka kulloinkin kattavat jokaisen kuljetusosaston yläjuoksun vastaavasti alajuoksun puoleisen osan ja jolloin jokainen täysi osa jatkuu edelliseen jarrutusvyöhykkeeseen, että materiaalia sen virratessa yläjuoksun puolelta alajuoksun puolelle jokaisen perättäisen käsittelyvyöhykkeen lävitse laimennetaan sekoittamalla siihen sopivaa pesunestettä, jota syötetään käsittelyvyöhykkeen yläjuoksun puolelta, että materiaali kierteiden sisällä alistetaan paineen päästövaiheeseen ja puristusvaiheeseen sekä vedenpoistoon, joka suoritetaan samanaikaisesti kuin kuidutus kulje-tusvyöhykkeen yläjuoksun puolella ja jarrutusvyöhykkeessä, ja että käytetty neste poistetaan kotelon suodatusosista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pesunesteen määrä, jota ruiskutetaan vedenpoiston jälkeen kuidutusvyöhykkeen yläjuoksun puolelle pesun yhteydessä, säädetään riippuen olosuhteissa, joissa materiaali virtaa alajuoksun puolella sijaitsevaan jarrutusvyöhykkee- 14 71 5 85 seen, jotta suoritettu vedenpoisto rajoittuu kuivausasteeseen, joka on riittävä saattamaan materiaalin virtaamaan alajuoksun puolelle seuraavassa jarrutusosastossa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että jokaiseen kuidutusvyöhykkeeseen ruiskutetaan pesun yhteydessä sellainen määrä pesunestettä, että materiaali laimenee vyöhykkeen yläjuoksun puolelle 20 %:n kuiva-ainepitoisuuteen ja että virtausolosuhteet jarrutusvyöhykkeessä säädetään siten, että materiaali tässä vyöhykkeessä kuivataan 55 %:n kuiva-ainepitoisuuteen. 15 71 585