FI76602C - Foerfarande foer framstaellning av foerbaettrad hoegutbytesmassa. - Google Patents

Description

1 76602

Menetelmä entistä paremman suursaantomassan valmistamiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä entistä paremman suursaantomassan valmistamiseksi hakkeen muodossa olevasta puusta. Suur-saantomassalla tarkoitetaan sellaista massaa, joka on saatu saantona 65-95 % puun alkupainosta. Esimerkkejä tällaisesta massasta ovat levyjauhinmassa, termomekaaninen ja kemimekaa-ninen massa. Kemimekaanisen massan eräs muunnos on kemitermo-mekaaninen massa (CTMP).

Kemimekaanisen massan valmistuksessa hake kyllästetään ensin kemikaaleilla ja kuumennetaan korkeaan lämpötilaan (esikeitto). Käsittelyssä saadaan n. 65-95 %:n saanto laskettuna puun si-sääntulopainosta. Kuumennuksen jälkeen hake kuidutetaan levy-jauhimessa. Lisäkuidutusta ja käsittelyä (jauhatusta) varten kuituja käsitellään tavallisesti toisessa levyjauhimessa.

Näin saatu massa ei ole täysin kuidutettu, ja se sisältää kuitukimppuja ja ns. tikkuja. Tikkuina pidetään tavallisesti sellaista ainetta, joka laboratoriolajittimessa lajiteltaessa ei mene lajitinlevyn läpi, jonka rakoleveys on 0,15 mm. Tikkujen erottamiseksi massan kuiduista massaa laimennetaan käsittelyn aikana suurilla vesimäärillä. Saadun suspension massasakeus on tavallisesti 0,5-3 %. Kuitususpensio (lajitteluun menevä massa) viedään tavallisesti jonkintyyppiseen lajittimeen, esim. keskipakolajittimeen, jossa kuitususpensio jaetaan kahdeksi virraksi. Yhtä osavirtaa nimitetään saan-teeksi, ja tämä osa on puhtaampi kuin lajitteluun tuleva massa. Toinen osavirta sisältää tikkuja, ja sitä nimitetään poisteeksi. Saanne viedään pyörrepuhdistimiin lisäpuhdistusta varten. Poiste viedään keskipakolajittimesta ja pyörrepuhdis-timista levyjauhimeen kuidutusta ja käsittelyä varten massa-kuiduiksi. Tavallisesti nämä kuidut viedään yllä mainittuun keskipakolajittimeen. Saanne keskipakolajittimesta ja pyörre-puhdistimista viedään mahdollisen valkaisun jälkeen kokooma-tai paperikoneeseen.

Termomekaanisen massan valmistuksessa esilämmitetty hake kui- 2 76602 dutetaan levyjauhimessa, ja kemitermomekaanisen massan valmistuksessa kemikaaleilla kyllästetty, lämmitetty hake kui-dutetaan levyjauhimessa.

Suursaantomassaa voidaan käyttää kaikenlaisiin tuotteisiin, jotka sisältävät massakuituja huomattavana aineosana. Suuria tuotealoja ovat mm. absorptiotuotteiden valmistukseen käytettävä ns. revintämassa sekä kartongin, sanomalehtipaperin ja muuntyyppisten painopapereiden ja pehmopaperin valmistukseen käytettävä massa. Painopaperin valmistuksessa asetetaan pienelle tikkupitoisuudelle suuria vaatimuksia, ja massan on annettava paperi, jolla on pieni karheus ja suuri opasiteetti. Kemimekaanista tyyppiä olevan suursaantomassan valmistuksessa on eräänä suurena ongelmana saatujen tuotteiden suuri karheus ja niiden verraten pieni opasiteetti. Eräs kemimekaanisen massan muunnos, jossa mainittu ongelma esiintyy, on kemitermo-mekaaninen massa, jota normaalisti saadaan massasaantona 92-95 %. Kun CTMP:tä valmistetaan painopapereita varten, on sähköenergian kulutus suuri. Niinpä sähköenergian kulutus voi olla jopa 2-2,5 MWh, kun valmistetaan yksi tonni massaa, jonka freeness on n. 100 ml Canadian Standard Freeness (CSF). Huolimatta sähköenergian suuresta käytöstä massan jauhatuksessa yhdessä tai useammissa levyjauhimissa saavutetaan CTMP:llä huonompi pintakerros kuin kemiallisella massalla ja hiokkeella.

Esillä oleva keksintö ratkaisee yllä mainitut ongelmat ja kohdistuu menetelmään entistä paremman, kemimekaanista tai kemitermomekaanista tyyppiä olevan suursaantomassan valmistamiseksi, jolloin kuidutettu tai jauhettu massa lajitellaan ja jaetaan ainakin kahdeksi jakeeksi, joilla on erilainen kuitu-koostumus. Keksinnölle on tunnusomaista yhdistelmä, että kuidutettua tai jauhettua massaa käsitellään ensimmäisessä lajitinlaitteessa sen jakamiseksi ensimmäiseksi pitkäkuitu-jakeeksi ja ensimmäiseksi hienokuitujakeeksi, jolloin vähintään 30 paino-% ensimmäiseen lajitinlaitteeseen tulevasta kuitumäärästä poistetaan pitkäkuitujakeena, että ensimmäistä hienokuitujaetta käsitellään toisessa lajitinlaitteessa sen jakamiseksi toiseksi pitkäkuitujakeeksi ja toiseksi hieno- 3 76602 kuitujakeeksi, että ensimmäinen ja toinen pitkäkuitujae yhdistetään, niin että muodostuu parannettu pitkäkuitujae, josta poistetaan vesi ja joka poistetaan prosessista, sekä että toisesta, parannetusta hienokuitujakeesta poistetaan vesi ja se poistetaan prosessista. Keksinnön mukaan on erityisen sopivaa, että prosessista poistettujen pitkäkuitu- ja vastaavasti hienokuitujakeiden kuitukoostumus pidetään pääasiassa vakiona ja riippumattomana ensimmäiseen lajitinlait-teeseen tulevan kuitususpension kuitukoostumuksesta säätämällä ensimmäisen lajitinlaitteen reikä- tai rakopinta-alaa ja/tai siitä poistuvia virtoja. Edullisesti prosessia säädetään siten, että prosessista poistetulla pitkäkuitujakeella on sellainen koostumus, että 0,15 % kuiduista menee Bauer McNett'in mukaisen lajittimen läpi, jossa on 59 silmää/cm, kun taas prosessista poistetulle hienokuitujakeelle annetaan sellainen kuitukoostumus, että 30-60 %, edullisesti 35-45 % menee Bauer McNett'in mukaisen lajittimen läpi, jossa on 59 silmää/cm. Keksinnön mukaisesti voidaan kuidutusta, jauhatusta ja lajittelua säätää siten, että prosessista poistetun hieno-kuitu jakeen tikkupitoisuus on 0,01-0,05 %. Keksintöä käytettäessä on edelleen sopivaa, että poistemassan poistoa ensimmäisessä lajitinlaitteessa säädetään siten lajittelemattoman massan freeness-luvun suhteen, että freeness-luvun ollessa suuri poistetaan suurempi määrä poistemassaa kuin freeness-luvun ollessa pieni. Erityisen sopivaksi on tällöin todettu, että freeness-luvun ollessa yli 400 ml CSF poistetaan vähintään 40 paino-% lajittelemattomasta massasta poistemassana ensimmäisessä lajitinlaitteessa, kun taas freeness-luvun ollessa alle 400 ml CSF poistetaan vähintään 30 paino-% lajittelemattomasta massasta poistemassana ensimmäisessä lajitinlaitteessa.

Toisesta lajitinlaitteesta tulevan toisen pitkäkuitujakeen on edullisesti oltava 5-20 paino-% syötetyn kuitususpension kokonaismassamäärästä.

Ehdotetun menetelmän avulla saadaan pienellä energian kulutuksella käytännöllisesti katsoen tikuton, kemimekaanistyyppinen suursaantomassa. Massa antaa tulokseksi tasalaatuisen paperin, jolla on pieni karheus ja suuri opasiteetti ja joka sopii 4 76602 esim. LWC-paperin (LWC = Light weight coated) valmistukseen sekä sekoitettavaksi muihin painopapereihin, joiden laadulle asetetaan suuret vaatimukset. Keksinnön mukaisen menetelmän avulla voidaan kemimekaanista tyyppiä olevalle suursaantomas-salle, esim. CTMP-massalle, antaa erityisiä ominaisuuksia, jotka ovat verrattavissa hiokkeen ominaisuuksiin. Saannemassan edellä mainittujen etujen lisäksi saadaan pitkäkuitujae, jonka hartsipitoisuus on pieni ja kiintotiheys on pieni (suuri bulkki). Tämä massa sopii erittäin hyvin absorptio-tuotteiksi, esim. vaipoiksi jalostettavaksi. Tällaisiin tuotteisiin vaaditaan massaa, jolla on suuri bulkki, suuri absorp-tionopeus ja suuri absoptioteho nesteen imeytymisen suhteen. Pitkäkuitujae sopii myös kartongin ja pehmopaperin raaka-aineeksi .

Kuvio 1 esittää yksinkertaista lohkokaaviota suursaantomassan valmistamiseksi tunnetun tekniikan mukaisesti, kun taas kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen menetelmän lohkokaaviota.

Kuvion 1 mukaisessa tunnetussa tekniikassa puuhake kyllästetään kemikaaleilla säiliössä 1 (kyllästysosa). Jos valmistetaan CTMP:tä, NaHS02/Na2SC>2 :n määrä on n. 2 % laskettuna puun kuivapainosta. Kyllästetty hake lämmitetään n. 130°C:een säiliössä 2 (keitinosa). 3-10 minuutin jälkeen säiliössä 2 hake viedään kuljetusruuvilla 3 kuidutuslaitteeseen (levy-jauhimeen) 4, jossa energiaa syötetään n. 1000 kWh/tonni kuivaa massaa. Massaa käsitellään tavallisesti edelleen levy-jauhimessa (ei esitetty kuviossa). Kuidutuslaitteen 4 läpi kulun jälkeen massan sakeus on tavallisesti 20-40 %. Massan freeness vaihtelee välillä 100 ja 700 ml CFS ja sen tikkupi-toisuus välillä n. 0,2 ja n. 2 %. Tikkujen ja tietyssä määrin myös kuitukimppujen (2-4 kuitua sisältävien kuitukimppujen) erottamiseksi on massa lajiteltava. Se viedään johdon 5 kautta säiliöön 6, jossa se laimennetaan vedellä ja massan sakeus säädetään n. 2 %:iin. Massasuspensio viedään sen jälkeen johdon 7 kautta suljettuun lajitinlaitteeseen (keskipakolajit-timeen) 8, joka toimii ylipaineessa. Myös muita lajitinlait-teitä voidaan käyttää, esim. ilmakehän paineessa toimivaa 11 5 76602 keskipakolajitinta, kaarilajitinta jne. Lajiteltu poiste viedään johdon 9 kautta toiseen kuidutuslaitteeseen 10 (levyjauhimeen), jossa tikut ja kuitukiraput kuidutetaan erillisiksi kuiduiksi. Kuidutuslaitteesta 10 poistuva kuitusus-pensio viedään johdon 11 kautta säiliöön 6 uudelleenlajitte-lua varten. Saanne lajittimesta 8 viedään johdon 12 kautta toiseen lajitinlaitteeseen 13, esim. pyörrepuhdistimeen, li-säpuhdistusta varten. Tikkujen lisäksi erotetaan epäpuhtauksia, kuten havua ja hiekkahiukkasia laitteesta 27, ja nämä osaset poistetaan järjestelmästä johdon 14 kautta. Pyörrepuh-distimista tuleva kuitupoiste viedään johtojen 15 ja 18 kautta levyjauhimeen 10 ja käsitellään siinä yhdessä lajittimesta 8 tulevan poisteen kanssa. Levyjauhimeen 10 tuleva kokonais-poistemassamäärä on normaalisti n. 20 paino-% johdon 7 kautta johdetusta kuitususpensiosta. Energian kulutus kuitupois-teen käsittelyssä levyjauhimessa 10 on 500-1200 kWh/massatonni. Pyörrepuhdistimista tuleva saanne viedään mahdollisen valkaisun jälkeen johdon 16 kautta paperi- tai kokoomakoneeseen 17.

Valmistettaessa CTMP:tä keksinnön mukaisesti (katso kuviota 2) haketta ja saatua massaa käsitellään aina lajitinlaitteeseen 8 asti samalla tavoin kuin kuviossa 1. Säiliössä 6 olevan kuitususpension massasakeus on 0,5-6 %, edullisesti 0,8-3,0 %.

Se viedään johdon 7 kautta ensimmäiseen lajitinlaitteeseen (suljettuun tai avoimeen keskipakolajittimeen) 8 jaettavaksi ensimmäiseksi pitkäkuitujakeeksi, joka poistetaan johdon 18 kautta, ja ensimmäiseksi hienokuitujakeeksi, joka poistetaan johdon 19 kautta. Tätä jakoa varten voidaan myös käyttää muita lajitinlaitteita, kuten esimerkiksi kaarilajitinta.

Jaon aikana säädetään lajittimen 8 reikä- tai rakopinta-alaa ja siitä poistuvia virtauksia johdoissa 18 ja 19 siten, että prosessista poistetut pitkäkuitu- ja hienokuitujakeet saavat pääasiassa muuttumattoman kuitukoostumuksen. Jako pitkä-ja vastaavasti hienokuitujakeeksi riippuu lajitinlaitteeseen johdon 7 kautta syötetyn kuitususpension freeness-luvusta.

Niin ollen on kokonaismassavirrasta otettava pitkäkuitujakee-na (poisteena) ainakin 40 paino-% ja edullisesti vähintään 50 paino-'ό, jos kuitususpension freeness on 400 ml tai suurempi.

5 76602

Jos kuitususpensiolla on freeness, joka on pienempi kuin 400 ml, otetaan pitkäkuitujakeena vähintään 30 paino-%.

Jotta kumpaakin jaetta voitaisiin ottaa ulos haluttu määrä, valitaan lajitinlevyihin sopiva rako- tai reikäkoko. Haluttua massamäärää voidaan myös säätää muuttamalla lajitteluun menevän massan sakeutta johdossa 7. Lisäksi on mahdollista tietyssä määrin ohjata kummankin laadun massamäärää esimerkiksi säätämällä venttiiliä 20 ja/tai venttiiliä 21. Pitkä-kuitujae johdossa 18 viedään mahdollisen valkaisun jälkeen johdon 22 kautta kokooma- tai kartonkikoneeseen 26. Hieno-kuitujae johdossa 19 viedään venttiilin 21 välityksellä johdon 23 kautta pyörrepuhdistimesta 13 muodostuvaan toiseen lajitinlaitteeseen. Pyörrepuhdistimista otetaan tietty määrä toista pitkäkuitujaetta johdon 24 kautta ja toinen hienokuitu-jae johdon 25 kautta. Pitkäkuitujakeen määrä on tällöin 5-20 paino-% kokonaismassamäärästä kuitususpensiossa johdossa 23 aivan pyörrepuhdistimien vieressä. Toinen pitkäkuitujae viedään johdon 24 kautta mahdollisen valkaisun jälkeen kokooma- tai kartonkikoneeseen 26. Hienokuitujae viedään mahdollisen valkaisun jälkeen johdon 25 kautta kokooma- tai paperikoneeseen 17.

Keksinnön mukaisesti johdon 25 kautta otetulla hienokuituja-keella on tikkupitoisuus, joka on hyvin pieni ja joka on alueella 0,01 %:sta 0,05 %:iin asti. Sillä on kuitukoostumus, joka jaon jälkeen Bauer McNett'in mukaan poikkeaa merkittävästi vastaavantyyppisistä (CTMP) tunnetuista massoista free-ness-luvun ollessa vastaavanlainen. Hienokuitujae sisältää vähintään 30 % kuituja, jotka Bauer McNett'in mukaisesti menevät viiran läpi, jossa on 59 silmää/cm (150 mesh). Hienokuitujae, jolla on tällainen kuitukoostumus, antaa painopaperin, jolla on pieni karheus, mikä antaa tulokseksi tasaisen painovärin imeytymisen ja suuren opasiteetin verrattuna painopaperiin, joka on valmistettu tavallisesta kemimekaanisesta massasta, kuten CTMP:stä. Se on jopa täysin verrattavissa hiokkeeseen, joka on erikoisvalmistettu käytettäväksi painopaperin valmistuksessa.

ti 7 76602

Pitkäkuitujakeella, joka kootaan johtojen 22 ja 24 kautta, on suuri freeness-luku (200-750 ml CSF) ja pieni hartsipi-toisuus, pienempi kuin 0,3 % DKM (valkaisun jälkeen alle 0,15 % DKM) ja se koostuu 85-100 %:iin asti kuiduista, jotka pidätetään Bauer McNett'in mukaisella lajittimella, jossa on 59 silmää/cm. Sillä on erinomaiset ominaisuudet absorptiotuot-teiden valmistusta varten, ja se antaa hyvän huikin, absorp-tionopeuden ja erittäin hyvän absorptiotehon.

Keksinnön mukaisesti ehdotetulla menetelmällä voidaan siis yhden ainoan kemimekaanisen massan tuotannon sijasta valmistaa ainakin kaksi tuotetta, joilla kummallakin on erittäin hyvät ominaisuudet. Tämä tapahtuu vähemmän energiaa kuluttamalla, koska energian kokonaiskulutus johdossa 18 olevaa pitkäkuitujaetta varten on keksinnön mukaisesti 400-600 kWh/t kuivaa massaa, kun taas energian kulutus tavallisen vastaavanlaatuisen CTMP-massan kohdalla on n. 1000 kWh/t kuivaa massaa. Valmistettaessa hienokuitujaetta johdoissa 19 ja 23 on energian kulutus 1800-2000 kWh/t kuivaa massaa, kun taas vastaava luku tavallisen vastaavanlaatuisen CTMP-massan kohdalla on n. 2300 kWh/t kuivaa massaa.

Keksinnön mukaisesti valmistettu pitkäkuitujae sopii hyvin muihin massoihin kuten sulfiittimassaan ja sulfaattimassaan sekoitettavaksi. Se sopii myös hyvin kartongin valmistukseen ja absorptiotuotteiden valmistukseen. Pitkäkuitujakeeseen voidaan myös sekoittaa muita kuituaineita, kuten paluukuitu-ja, turvekuituja ja tekokuituja.

Seuraavat suoritusesimerkit valaisevat keksintöä:

Esimerkki 1

Tunnetun tekniikan mukaisesti valmistettiin pilottilaitok-sessa n. 10 tonnia kemimekaanista CTMP-tyyppistä kuusimassaa, joka kuljetettiin tehtaaseen ja lajiteltiin. Lajitellusta ja peroksidivalkaistusta massasta valmistettiin paperia koepaperikoneessa.

8 76602

Kuusipuu hakattiin tällöin hakkurissa hakepaloiksi, joiden pituus oli 30-50 mm, leveys 10-20 mm ja paksuus 1-2 mm, ja hake kuljetettiin ruuvisyöttimen kautta säiliöön 1 (katso kuviota 1). Tämä oli täytetty sulfiittiliuoksella, jonka pH oli 7,5. SC^-pitoisuus oli 5 g/1 ja NaOH-pitoisuus 6,5 g/1. Kyllästyksen aikana hake absorboi keskimäärin 1,1 litraa sul-fiittiliuosta/kg kuivaa haketta. Absorboidun SC^jn pitoisuus oli siis 1,1 x 5 = 5,5 g/kg haketta eli 0,55 %. Kyllästys-kammion lämpötila pidettiin 132°C:ssa ja hakkeen kokonais-viiveaika siinä oli n. 2 min. Tämän viiveajan aikana saatiin puuaineen heikko sulfonointi. Kyllästetty hake vietiin säiliöön 2 (keitinosaan), johon kyllästettyä höyryä syötettiin siten, että saavutettiin lämpötila 132°C. Hakkeen viiveaika keitinosassa oli 4 min. Yhdessä viiveajan kanssa kyllästyskam-miossa koko sulfonointiaika muodostui niin ollen 6 minuutiksi. Keitinosan 2 pohjasta hake syötettiin kuljetusruuvin 3 kautta levyjauhimeen 4, jossa se kuidutettiin ja jauhettiin valmiiksi massaksi. Kuivapitoisuus levyjauhimen keskellä oli 30 %, kun taas massan sakeus levyjen kehällä oli 32 %. Energian käyttö kuidutuksessa mitattiin 1850 kWh:ksi/t valmistettua kuivaksi ajateltua massaa. Kuidutettu massa puhallettiin sykloniin (ei esitetty kuviossa) ylimäärähöyryn erottamiseksi massakuiduista. Massakuidut koottiin kärryihin, jotka tyhjennettiin kuorma-autoihin, jotka sen jälkeen kuljettivat massan tehtaaseen lisäkäsittelyä varten. Tehtaalle saavuttaessa massa tyhjennettiin säiliöön 6, massasulputtimeen, jossa se laimennettiin vedellä siten, että massan sakeus oli 1,2 %. Mittaus osoitti, että massan freeness oli 165 ml CSF. Saatu kuitususpensio vietiin johdon 7 kautta painelajittimeen 8, joka oli varustettu kiinteällä lieriömäisellä lajitinkorilla, jonka sisävaippapinnalle kuitususpensio syötettiin ylipaineessa. Läjitin oli varustettu sisemmällä pyörivällä ja sykkivällä kaavintalaitteella. Painelajittimen rei1itettyjen lajitinlevyjen reikien läpimitta oli 2,1 mm. Kuitususpensio-virtaa painelajittimeen säädettiin siten, että 15 paino-% syötetyn kuitususpension kuitupitoisuudesta jäi lajitinlevyl-le ja vietiin edelleen poistemassana venttiilin 20 kautta ti 9 76602 johdon 9 läpi levyjauhimeen 10 jatkokäsittelyä varten. Levy-jauhimessa käsitelty massa vietiin johdon 11 kautta sulputti-meen 6. Painelajittimesta 8 tuleva saanne, jonka massan sa-keus oli 1,0 %, otettiin ulos johdon 12 kautta ja puhdistettiin edelleen pyörrepuhdistimessa 13. Pyörrepuhdistimista tuleva saannemassa vietiin johdon 16 kautta kokoomakoneeseen 17. Johdossa 15 oleva poistemassa, jonka määrä oli 10 % sisään tulevasta massasta, puhdistettiin lisäpyörrepuhdistimissa (ei esitetty kuviossa), jolloin ei-toivotut epäpuhtaudet kuten hiekka ja havut erotettiin laitteessa 27 ja poistettiin johdon 14 kautta. Puhdistettu poistemassa vietiin johdon 28 kautta poistejauhimeen 10. Kokoomakoneella 17 olevasta massasta otettiin näyte, jonka merkki oli Näyte A, mm. freeness-luvun, kuitukoostumuksen määritystä varten ja paperiteknisten ominaisuuksien analyysiä varten.

CTMP:n valmistusta modifioitiin sen jälkeen keksinnön mukaisesti siten, että energian käyttöä kuidutuksessa ja jauhatuksessa levyjauhimessa 4 pienennettiin määrästä 1850 kWh/massa-tonni vain määrään 900 kWh/tonni. Tuloksena oli karkea massa, jonka freeness oli 570 ml CSF. Massa kuljetettiin kuorma-autoilla tehtaaseen jatkojalostusta varten ja säiliöön 6 syöttöä varten (katso kuviota 2). Massasulputtimesta 6 mas-sasuspensio, jonka sakeus oli 0,95 %, vietiin johdon 7 kautta painelajittimeen 8, jonka lajitinlevyt oli vaihdettu siten, että reikien läpimitta oli 1,9 mm eikä kuten aiemmin 2,1 mm. Samalla pienennettiin venttiilin 21 aukkoa ja venttiiliä 20 avattiin enemmän kuin aiemmin siten, että poistemassamäärä johdossa 18 - ensimmäinen pitkäkuitujae - suureni 50 painoisiin syötetyn kuitususpension kuitupitoisuudesta. Pitkäkuitu jakeen freeness oli 670 ml. Se vietiin johdon 18, venttiilin 20 ja johdon 22 kautta kokoomakoneeseen 26. Painelajitti-messa 8 saatu saannemassa - ensimmäinen hienokuitujae - vietiin johdon 19, venttiilin 21 ja johdon 23 kautta pyörrepuh-distimiin 13. Hienokuitujakeen massasakeus johdossa 23 oli 0,70 %. Poistemassamäärä pyörrepuhdistimissa - toinen pitkä-kuitujae - oli 8 % kokonaiskuitumäärästä aivan pyörrepuhdis-timien vieressä. Se vietiin johdon 24 kautta kokoomakonetta 10 76602 26 kohti ja sekoitettiin juuri ennen kokoamista johdon 22 kautta syötettyyn pitkäkuitujakeeseen. Saadusta seosmassasta otettiin näyte, jonka merkki oli Näyte B ja joka mm. analysoitiin absorptio-ominaisuuksien suhteen. Ennenkuin poiste-massa jae johdossa 24 vietiin kokoomakoneeseen, se puhdistettiin lisäpyörrepuhdistinvaiheessa 27, jolloin hiekka ja havu-hiukkaset poistettiin johdon 14 kautta poistokohtaan edelleenkuljetusta varten puhdistuslaitokseen. Pyörrepuhdistimista 13 saatu saannemassa - toinen hienokuitujae - vietiin johdon 25 kautta kokoomakoneeseen 17, josta otettiin näyte arvostelua varten, Näyte C.

Lisäkoe suoritettiin keksinnön mukaisesti. Tässä kokeessa oli energian käyttö jauhimessa 4 1300 kWh/t. Tämä energian kulutus antoi tulokseksi massan, jonka freeness oli 325 ml (CSF). Massa kuljetettiin jatkokäsittelyä varten samaan tehtaaseen kuin aiemmin selitetyissä kokeissa. Massasulputtimesta 6 massasuspensio, jonka sakeus oli 0,95 %, vietiin johdon 7 kautta painelajittimeen 8, jonka lajitinlevyjen reikien läpimitta oli 1,9 mm. Verrattuna näytteen B ja näytteen C lajitteluun venttiilin 21 aukkoa pienennettiin siten, että poiste-massamäärä oli 35 % koko kuitumäärästä painelajittimessa. Johdossa 18 saadun pitkäkuitujakeen freeness oli tällöin 660 ml. Se vietiin johdon 18, venttiilin 20 ja johdon 22 kautta kokoomakoneeseen 26, joka sekä Näytteen B että tämän massan valmistuksessa muodostui ruuvipuristimesta. Painelajittimessa 8 saatu saannemassa vietiin johdon 19, venttiilin 21 ja johdon 23 kautta pyörrepuhdistimiin 13. Massasuspension massasa-keus pyörrepuhdistimien vieressä oli 0,75 %. Poistemassamäärä oli 9 % koko kuitumäärästä aina pyörrepuhdistimien vieressä, ja se vietiin johdon 24 kautta kokoomakoneeseen 26. Vähän ennen kokoamista se sekoitettiin johdon 22 kautta syötettyyn pitkäkuitujakeeseen. Saadusta seosmassasta otettiin näyte, jonka merkki oli Näyte D ja joka analysoitiin absorptio-ominaisuuksien suhteen. Ennenkuin poistemassjae (joka vastasi Näytettä D) vietiin pyörrepuhdistimista 12 kokoomakoneeseen, se puhdistettiin lisäpyörrepuhdistinvaiheessa 27, jolloin hiekka-ja havuhiukkaset johdettiin poistokohtaan ja puhdistuslaitokseen johdon 14 kautta.

Il 11 76602

Pyörrepuhdistimista 13 saatu saannemassa vietiin johdon 25 kautta kokoomakoneeseen 17. Tästä koneesta otettiin näyte arvostelua varten, Näyte E.

Kaikki otetut näytteet valkaistiin vetyperoksidilla, pestiin vedellä ja kuivattiin kuivapitoisuuteen 90 %. Valkaistujen massojen freeness, tikkupitoisuus, kuitukoostumus ja optiset ominaisuudet esitetään taulukossa 1.

Taulukko 1

Näytteen merkki A B C D E

Lähtemässä freeness CSF ml^ 165 570 570 325 325 Näytteen freeness CSF ml 130 645 120 630 110

Tikkupitoisuus, Sonmerville, % 0,06 0,28 0,02 0,23 0,01

Kuitukoostumis Bauer McNett'in mukaan2) + 7,9 silmää/an (+ 20 mesh) , % 41,0 61,7 23,0 60,3 20,2 + 59 silmää/cm (+150 mesh), , % 33,0 30,5 43,0 31,5 42,8 - 59 silmää/cm (- 150 mesh) , % 26,0 7,8 34,0 8,2 37,0

Vaaleus, IS03) , % 76,3 74,2 77,0 74,8 77,5 1) SCAN-C 21:65:n mukaan 2) SCAN-M 6:69:n 3) SCAN-C 11:75:n "

Kuten taulukosta käy ilmi, pitkäkuitujakeen (Näytteet B ja D) kuitukoostumuksella on tasainen jakauma riippumatta lähtömassan freeness-luvusta. Myös hienokuitujakeen (Näytteet C ja E) kuitujakauma on yllättävän tasainen. Lisäksi hienokuitujakeen tikkupitoisuus on yllättävän pieni (raon leveys 0,15 mm Sommerville-lajittimessa).

Kuivatut näytteet A, B ja D hienonnettiin levyjauhimessa siten, että saatiin revintämassa. Näiden näytteiden bulkki, absorp-tionopeus ja absorptioteho määrättiin. Saadut tulokset käyvät 12 76602 esille taulukosta 2, jolloin näyte F tarkoittaa kemiallista massaa, sulfaattimassaa.

Taulukko 2 Näyte Bulkki cm^/g Absorptio ^ sek ml/g A 14,9 7,1 9,7 B 20,2 7,4 10,5 D 20,7 8,1 10,7 F 18,1 6,7 10,3 1) SCAN-C 33:80:n mukaan.

Taulukosta 2 käy esille, että keksinnön mukaisesti valmiste-tulla pitkäkuitujakeella (B ja D) on lähtömassan freeness-luvusta riippumatta erittäin korkeat bulkkiarvot. Näytteen absorptionopeus- ja absorptioteho-ominaisuudet ovat myös erittäin hyvät.

Näytteet A, C ja E liuotettiin veteen ja kuitususpensiosta valmistettiin paperia, jonka paperitekniset ominaisuudet mitattiin. Tulokset esitetään taulukossa 3.

Taulukko 3

Näytteen merkki A C E

Vetoindeksi, Nm/g 37,5 41,5 43,7 2

Repäisyindeksi, mN . m /g 7,6 5,9 5,8 2

Valonsirontakerroin, m /g 41,6 58,0 59,5

Opasiteetti, % 81,2 89,0 89,3

Karheus, Bendtsen, ml/min 350 200 195

Muovausindeksi 5,5 10,0 10,0

Keksinnön mukaisesti valmistetuilla massoilla (C ja E), joiden hienokuituainepitoisuus oli verraten suuri, oli korkea veto-indeksi, kuten käy esille taulukosta 3. Erityisen edullisia olivat näiden massojen suuri valonsirontakerroin ja opasiteetti. Paperin pieni karheus on toinen ominaisuus, joka on erityisen arvokas korkealaatuisen painopaperin valmistuksessa. Kuten taulukosta 3 näkyy, ovat näytteet C ja E myös johtaneet oleelli-

II

13 76602 sesti parantuneeseen muovaukseen (esitetään muovausindeksinä taulukossa 3). Yllättävää on, että lähtömassojen erilaisista freeness-luvuista huolimatta on keksinnön mukainen menetelmä antanut tulokseksi papereiden odottamattoman tasaisen laadun.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä on mahdollista massaa puu-hakkeesta levyjauhimissa valmistamalla valmistaa entistä parempia tuotteita mitä erilaisimpiin tarkoituksiin, kuten korkealaatuisen painopaperin valmistukseen käytettävää massaa ja revintämassan ja kartongin valmistukseen tarkoitettua massaa energian kulutuksen ollessa normaalia pienempi.

Claims (9)

14 76602

1. Menetelmä entistä paremman, kemimekaanista tai kemiter-momekaanista tyyppiä olevan suursaantomassan valmistamiseksi, jolloin kuidutettu tai jauhettu massa lajitellaan ja jaetaan ainakin kahdeksi jakeeksi, joilla on erilainen kuitukoostu-mus, tunnettu siitä yhdistelmästä, että kuidutettua ja jauhettua massaa käsitellään ensimmäisessä lajitinlait-teessa sen jakamiseksi ensimmäiseksi pitkäkuitujakeeksi ja ensimmäiseksi hienokuitujakeeksi, jolloin ainakin 30 paino-% ensimmäiseen lajitinlaitteeseen tulevasta kuitumäärästä poistetaan pitkäkuitujakeena, että ensimmäistä hienokuitujaetta. käsitellään toisessa lajitinlaitteessa sen jakamiseksi toiseksi pitkäkuitujakeeksi ja toiseksi hienokuitujakeeksi, että ensimmäinen ja toinen pitkäkuitujae yhdistetään parannetun pitkäkuitujakeen muodostamiseksi, josta poistetaan vesi ja joka poistetaan prosessista, sekä että toisesta, parannetusta hienokuitujakeesta poistetaan vesi ja se poistetaan prosessista .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessista poistettujen pitkäkuitu- ja vastaavasti hienokuitujakeiden kuitukoostumus pidetään pääasiassa vakiona ja riippumattomana ensimmäiseen lajitinlaitteeseen tulevan kuitususpension kuitukoostumuksesta säätämällä ensimmäisen lajintinlaitteen reikä- tai rakopinta-alaa ja/tai siitä poistuvia virtoja.

3. Patenttivaatimusten 1-2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että prosessista poistetulla pitkäkuitujakeella on sellainen koostumus, että 0-15 % kuiduista menee Bauer McNett'in mukaisen lajittimen läpi, jossa on 59 silmää/cm.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnet -t u siitä, että prosessista poistetulla hienokuitujakeella on sellainen kuitukoostumus, että 30-60 %, edullisesti 35-45 % menee Bauer McNett'in mukaisen lajittimen läpi, jossa on 59 silmää/cm. 11 is 76602

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kuidutusta, jauhatusta ja lajittelua säädetään siten, että prosessista poistetun hienokuitujakeen tikku-pitoisuus on 0,01-0,05 %.

6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että poistemassan poistoa ensimmäisessä laji-tinlaitteessa säädetään lajittelemattoman massan freeness-luvun suhteen siten, että freeness-luvun ollessa suuri poistetaan suurempi määrä poistemassaa kuin freeness-luvun ollessa pieni.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että freeness-luvun ollessa yli 400 ml CSF poistetaan vähintään 40 paino-% lajittelemattomasta massasta poistemassana ensimmäisessä lajitinlaitteessa.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että freeness-luvun ollessa alle 400 ml CSF poistetaan vähintään 30 paino-% lajittelemattomasta massasta poistemassana ensimmäisessä lajitinlaitteessa.

9. Patenttivaatimusten 1-8 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että toinen pitkäkuitujae on 5-20 paino-% toiseen lajitinlaitteeseen viedyn kuitususpension kokonaismassamää-rästä. 16 76602