FI78936B - Avlaegsnande av latenta egenskaper. - Google Patents

Description

1 78936

Piilevyyden poistaminen

Keksinnön kohteena on menetelmä piileviä ominaisuuksia sisältävien mekaanisten massojen käsittelemiseksi.

5 Keksinnön kohteena on myös laite hienoksi jauhetun sellu-loosakuitumateriaalin käsittelemiseksi käsittäen raffinöö-rin hienoksi jauhetun selluloosakuitumateriaalin raffinoi-miseksi massaksi, raffinööriin toiminnallisesti yhdistetyn laimennusvaiheen, pumpun ja seulontavaiheen, joka on yh-10 distetty toiminnalliseksi mainitusta pumpusta tulevaan poistoon.

Jalostettaessa hienoksi jauhettua selluloosamate-riaalia (esim. puulastuja) mekaanisen massan valmistamiseksi jotkut massan kuiduista vääntyvät (esimerkiksi kier-15 tyvät, menevät sykkyrään tai kihartuvat). Massalla sanotaan tällöin olevan "piileviä ominaisuuksia" ja ellei piile vyyttä poisteta, voi olla vaikeaa seuloa massa tehokkaasti ja/tai on vaikea valmistaa massasta halutut ominaisuudet käsittäviä paperituotteita.

20 Tyypillisessä kaupallisessa käytännössä piilevyyden poistaminen tapahtuu syöttämällä massa piilevyyskammioon. Piilevyyskammiossa massaa sekoitetaan noin 1,25 - 2 %:n sakeudella yleensä lämpötilassa n. 70 - 90°C kaksikymmentä tai kolmekymmentä minuuttia tai kauemmin. Tämän sekoitus-25 ajan jälkeen massa pumpataan seulontatilaan.

Toisessa aikaisemmassa ehdotuksessa, joka esitetään US-patentissa 4 361 464, etukäteen määrätty massanäyte pannaan säiliöön ja pumpataan sitten kiertoratana säiliöstä ja takaisin säiliöön tavanomaisella keskipakopumpulla. 30 Kierrätys tapahtuu sellaisella nopeudella, joka on ainakin viisi kertaa minuutissa, ja tällaista tekniikkaa käyttämällä onkin mahdollista saada aikaan käytännöllisesti katsoen täydellinen piilevyyden poistaminen kolmessa minuutissa ja mahdollisesti jopa yhdessä minuutissa.

35 Käsiteltävän keksinnön mukaisen menetelmän ja lait- 2 78936 teen mukaan piilevyyden poistaminen tapahtuu sellaisella nopeudella ja yksinkertaisella tavalla, jotka ovat paljon parempia kuin aikaisempaan käytäntöön liittyvät. Käsiteltävän keksinnön mukaan piilevyyden poistaminen voi tapah-5 tua ilman että massan käsittelyssä tapahtuu minkäänlaista viivytystä ja käyttämättä erillistä säiliötä, sekoitinta tai vastaavaa. Tällaiseen merkittävään tulokseen päästään käsiteltävän keksinnön mukaan suorittamalla massan flui-daatio piilevyyden poistamisen saamiseksi aikaan fluidaa-10 tion tapahtuessa pumpattaessa massaa toisesta vaiheesta toiseen keskipakopumpulla, joka pystyy pumppaamaan massaa sakeudella n. 5 - 30 % ja mieluimmin alueella n. 8 - 15 %. Useita muotoja tällaisesta pumpusta esitetään US-patenteissa 4 435 193 ja 4 410 377 ja CA-patentissa 15 1 102 604. Käsiteltävää keksintöä sovellettaessa piilevyy den poistaminen on mahdollista saada aikaan pelkästään pumppaamalla neste takaisinpalaamattomana ratana laimen-nusvaiheesta seulontavaiheeseen. Raffinointi tapahtuu tyypillisesti 25 - 45 %:n sakeudella ja raffinoitu massa lai-20 mennetaan n. 5 - 30 %:n laimeuteen sekä pumpataan sitten seulontavaiheeseen. Massa voidaan varastoida varastosäiliöön pumppaamisen jälkeen ja juuri ennen seulontavaihetta ja piilevyyden poistamisen tehostamiseksi voidaan haluttaessa järjestää toinen pumppu varastointivaiheen ja seu-25 lontavaiheen väliin. Haluttaessa voidaan myös osa ja ainoastaan osa pumpatusta massasta kierrättää takaisin pumpun sisääntuloon.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on pääasiallisesti tunnusomaista, että mainittu pumppu on fluidaatiokeskipa-30 kopumppu, jossa on syöttökohta ja poistokohta ja joka on yhdistetty toiminnallisesti mainittuun laimennusvaiheeseen massan pumppaamiseksi sen jälkeen kun massa on mennyt mainitun laimennusvaiheen läpi.

Käsiteltävän keksinnön päätavoitteena on saada ai-35 kaan nopea ja yksinkertainen mekaanisen massan piilevyyden li 3 78936 poistaminen. Käsiteltävän keksinnön tämä ja muutkin tavoitteet käyvät selville keksintöä koskevasta yksityiskohtaisesta selostuksesta ja oheisista patenttivaatimuksista.

Kuvio 1 on kaavio käsiteltävän keksinnön mukaisen 5 menetelmän soveltamiseen käytettävän esimerkkilaitteen ensimmäisestä rakenteesta, ja kuviot 2-4 ovat vastaavasti muita vaihtoehtoisia rakenteita käsiteltävän keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen käytettävän laitteen muista muodoista.

10 Valmistettaessa mekaanista massaa kuvion 1 mukai sesti hienoksi jauhettu selluloosakuitumateriaali, kuten puulastut, syötetään putkea 11 pitkin yhteen raffinööriin tai useita tällaisia raffinöörejä käsittävään sarjaan. Raffinööri 12 muuttaa hienoksi jauhetun selluloosakuituma-15 teriaalin mekaaniseksi massaksi, ja raffinööri käyttää tyypillisesti sellaista materiaalia, jonka sakeus on n. 25 - 45 %. Massa poistetaan raffinööristä 12 putkeen 13 ja menee edelleen laimennusvaiheeseen 14, jossa se laimennetaan keskimääräiseen sakeuteen. Keskimääräisen sakeuden 20 omaavaa massaa voidaan vielä pumpata käyttämällä erikois-rakenteisia - kuitenkin markkinoilla saatavana olevia-keskipakopumppuja. Näin ollen, vaikka normaalisti joudutaankin suorittamaan jonkin verran laimentamista, ei ole välttämätöntä, että laimentaminen suoritetaan 1,25 - 2 %:n 25 sakeustasolle, mikä on välttämätöntä tavanomaisia piile-vyyskammioita käytettäessä.

Kun massa on laimennettu vaiheessa 14, sille suoritetaan fluidaatio. Tämä tapahtuu mieluimmin käyttämällä keskisakeuspumppua ja massa voidaan siirtää vaiheesta 14 30 pumppuun 15 käyttämällä yhtä putkea tai kourua 16. Tyypillinen keskipakopumppu 15, jota käytetään käsiteltävää keksintöä sovellettaessa, on tavaramerkiltään "MC" ja sitä myy Kamyr, Inc., Glen Falls, New York ja Kamyr AB, Karlstad, Ruotsi. Tällaisen pumpun erilaisia muotoja, niihin 4 78936 liittyvä kaasunpoistolaite mukaanluettuna, esitetään US-patentissa 4 435 193 ja 4 410 337 ja CA-patentissa 1 102 604. Pumpun 15 roottorin pyörimisliikkeen aikaansaava moottori 17 panee roottorin pyörimään tavallisesti n. 1500 5 - 4000 kierrosta minuutissa massan fluidaation synnyttä miseksi. Massa menee pumpun sisääntuloon 18, tulee juoksevaksi ja poistuu pumpun poistokohdasta 19. Fluidaation aikana massaan kohdistunut energia saa aikaan pääasiassa täydellisen piilevyyden poistamisen.

10 Asianomainen pumppu 15, joka on valittu keksinnön mukaisen menetelmän soveltamista varten, on mieluimmin suurempi kooltaan kuin useimpiin muihin järjestelmiin valittava pumppu. Tämä johtuu siitä, että halutaan varmistaa riittävän suuren energian kohdistuminen massaan fluidaa-15 tion aikana, niin että saadaan aikaan käytännöllisesti katsoen täydellinen piilevyyden poistaminen.

Kuvion 1 mukaisessa rakenteessa massa pumpataan pumpulla 15 putkeen 20, joka saa aikaan takaisin-palaamat-toman radan suoraan seuraavalle käsittelyasemalle. Seuraa-20 va käsittelyasema on tyypillisesti seulonta-asema, esim. seulontatila 21. Kuviossa 1 katkoviivalla esitettyä putkea 22 pitkin massa voidaan ohjata suoraan seulontatilaan 21 tai se voidaan siirtää ensin varastosäiliöön 23 ja sitten seulontatilaan 21. Seulonta voi myös tapahtua n. 5 -25 30 %:n sakeudella. Tällöin käytetään erikoisrakenteista, mutta markkinoilla olevaa seulontalaitetta, esim. Kamyr, Inc.:n ja Kamyr AB:n markkinoimaa seulontalaitetta "MC", joka käsittää massan seulontatoiminnon aikana juoksevaksi tekevät komponentit.

30 Kuvion 2 mukaisessa rakenteessa osa putkessa 20 olevasta massasta poikkeutetaan tavanomaisella kääntölä-pällä 25 niin, että se menee putkeen 26 ja kiertää pumpun 15 sisääntuloon 18. Vain osa putkessa 20 olevasta massasta poikkeutetaan tällä tavalla ja tämä poikkeuttaminen suo-35 ritetaan vain silloin, kun jostakin syystä halutaan suu- 5 78936 rempi piilevyydenpoistoaste kuin mikä on mahdollista yksistään asianomaisella pumpulla 15. Kuitenkin, kuten edellä mainittiin, valitsemalla pumpun 15 koko oikein voidaan vain yhtä pumppua 15 käyttämällä suorittaa käytännöllises-5 ti katsoen täydellinen piilevyyden poistaminen.

Kuviossa 3 esitetty rakenne vastaa kuviossa 2 esitettyä rakennetta muutamia pienempiä eroja lukuunottamatta. Kuvion 3 rakenteessa laimennusvaiheesta 14 tuleva massa menee säilöön 29 ja pumppu 15 on järjestetty niin, että 10 sen roottorin pyörintäakseli on vaakasuora eikä pystysuora. Putki 20' käsittää haaraosan 26', joka poikkeuttaa osan, mutta vain osan massasta takaisin säiliöön 29. Se massamäärä, joka poikkeutetaan takaisin kierrätyshaaraan 26', säädetään ohjaamalla annostusventtiiliä 27 virtaus-15 määrän säätämiseksi putken 20' haarassa 28.

Kuvion 4 mukaiseen rakenteeseen on piilevyyden poistamisen helpottamiseksi järjestetty toinen pumppu 30, joka on pääasiassa samanlainen kuin pumppu 15.

Pumppu 30 on kytketty sarjaan pumpun 15 kanssa ja 20 se voidaan kuviossa 4 esitetyllä tavalla järjestää varastosäiliön 23 ja seulontatilan 21 väliin.

Jokaisessa rakenteessa seulasta 21 (esim. fluidaa-tioon käytettävä -seula) tulevat jätteet voidaan pu ristaa kokoon puristimella tai vastaavalla, raffinoida ja 25 palauttaa tiettyyn pumpun 15 edessä olevaan paikkaan tai varastosäiliöön. Jätteet voidaan seuloa myös toisella seulalla (ei esitetty) - esimerkiksi toisella MC& -flui-daatioseulalla. Toisesta seulasta saatu hyväksytty massa voidaan kierrättää tiettyyn pumpun 15 edessä olevaan paik-30 kaan tai varastosäiliöön, kun sen sijaan toisesta seulasta saatavat jätteet voidaan puristaa kokoon ja raffinoida ennen niiden kierrättämistä tiettyyn pumpun 15 edessä olevaan paikkaan, ja niin edelleen.

Piilevyyden poistaminen voidaan myös saada aikaan 35 järjestämällä massaputkeen mitä tahansa tyyppiä oleva 6 78936 fluidaatiolaite, jolloin sakeus on n. 5 - 30 %, mieluimmin 8 - 15 %. Fluidaatiolaite voidaan järjestää esimerkiksi tavanomaisesta raffinööristä tulevaan puhallusputkeen saamaan aikaan ainoastaan fluidaatio (ei pumppamista eikä 5 seulomista) samanaikaisesti piilevyyden poistamisen kanssa. Puhallus johdon lämpötila on tyypillisesti 50 - 150°C (mieluimmin 90 - 120°C).

Voidaan siis todeta, että käsiteltävän keksinnön mukaan on kehitetty menetelmä ja laite piileviä ominai-10 suuksia sisältävän mekaanisen massan käsittelemiseksi, niin että käytännöllisesti katsoen täydellinen piilevyyden poistaminen saadaan aikaan nopealla ja yksinkertaisella tavalla.

Massan valmistus- ja käsittelymenetelmässä ei itse 15 asiassa tapahdu piilevyyden poistamisesta johtuvaa viivytystä ja suuri määrä sellaisia laitteita, jotka tarvittiin aikaisemmin piilevyyden poistamiseen, on eliminoitu, vaikka niiden toiminta (toisin sanoen piilevyyden poistaminen) onkin pysynyt ennallaan.

20 Vaikka keksintöä onkin tässä esitetty ja selostettu sen tällä hetkellä käytännönisimmäksi ja suosituimmaksi katsotun rakenteen avulla, alan asiantuntijat ymmärtävät, että siihen voidaan tehdä monia muutoksia keksinnön suo-japiirin puitteissa, joka on tulkittava oheisten patent-25 tivaatimusten laajimmalta pohjalta, niin että kaikki samanarvoiset menetelmät ja laitteet saadaan mukaan.

Claims (9)

1. Menetelmä piileviä ominaisuuksia sisältävien mekaanisten massojen käsittelemiseksi, tunnettu sii-5 tä, että massan sakeus on noin 6 - 30 %, ja että se käsittää massan fluidaatiotoimenpiteen, niin että sen pii-levyys saadaan poistetuksi käytännöllisesti katsoen kokonaan keskipakopumppaamalla massaa toisesta käsittelyvaiheesta toiseen ja tämän keskipakopumppaamisen aikana.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu pumppaamistoimenpide tapahtuu pumppaamalla massa takaisinpalaamattomaan rataan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu pumppaamistoimenpi- 15 de tapahtuu lisäksi suorittamalla samanaikainen pumppaaminen ja fluidaatio useissa paikoissa mainitulla takaisinpa-laamattomalla radalla.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu pumppaamistoimenpi- 20 de suoritetaan pumppaamalla osa massasta takaisinpalaamattomaan rataan ja kierrättämällä toinen osa, mutta vain osa, massasta kierrätysradalla keskipakopumpattavaksi uudestaan.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - 25. e t t u siitä, että mainittu pumppaustoimenpide suoritetaan pumppaamalla massa raffinointivaiheesta seulonta-vaiheeseen, ja lisäksi siitä, että mainitun raffinointi-vaiheen ja massan pumppaamisen välillä raffinööristä tuleva massa laimennetaan niin, että sen sakeus on noin 30 8-15 %.

6. Laite hienoksi jauhetun selluloosakuitumateriaa-lin käsittelemiseksi käsittäen raffinöörin hienoksi jauhetun selluloosakuitumateriaalin raffinoimiseksi massaksi, raffinööriin toiminnallisesti yhdistetyn laimennusvaiheen, 35 pumpun ja seulontavaiheen, joka on yhdistetty toiminnalliseksi mainitusta pumpusta tulevaan poistoon, tunnet- 8 78936 t u siitä, että mainittu pumppu on fluidaatiokeskipako-pumppu, jossa on syöttökohta ja poistokohta ja joka on yhdistetty toiminnallisesti mainittuun laimennusvaiheeseen massan pumppaamiseksi sen jälkeen kun massa on mennyt lai-5 mennusvaiheen läpi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on takaisinpalaamaton rata, joka yhdistää toiminnallisesti mainitun pumpun poisto-osan seulontavaiheeseen.

7 78936 Patenttivaatimukset :

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tun nettu siitä, että mainittu takaisinpalaamaton rata käsittää varastosäiliön.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, lisäksi tunnettu siitä, että siinä on laite osan ja vain 15 osan pumpun poisto-osasta poistetusta massasta kierrättämiseksi takaisin mainitun pumpun syöttöosaan. 9 78936 Patentkrav :