FI89013B - Foerfarande foer framstaellning av traeflis med laog barkhalt ur heltraedsflis - Google Patents

Description

89013

MENETELMÄ VÄHÄKUORISEN PUUHAKKEEN VALMISTAMISEKSI KOKOPUUHAK-KEESTA

Keksinnön kohteena on menetelmä vähäkuorisen puuhakkeen valmis-5 tautiseksi kokopuuhakkeesta, jossa menetelmässä on kaksi tai useampia peräkkäisiä erotusvaiheita, jotka voidaan jakaa esiero-tukseen alle 10 % kuoripitoisuuteen ja loppupuhdistukseen, ja jossa esierotus käsittää ainakin pneumaattisen erotuksen sekä puruseulonnan ja loppupuhdistukseen kuuluu värieroon perustuva 10 lajittelu. Erityisesti keksintö kohdistuu koivu- ja mäntykoko-puuhakkeen puhdistusmenetelmään.

Nykyisillä puunkorjuumenetelmillä huomattava määrä puumassaa, tässä puuperäistä biomassaa on jätetty metsään, koska sen 15 talteen ottaminen on kannattamatonta. Kun teollisuus käyttää Suomessa vuosittain noin 50 milj. m3 kuorellista runkopuuta, metsään jää hakkuutähteinä noin 23 milj. m3, josta arviolta puolet voitaisiin tuoda tehtaalle uudenlaisella korjuutekniikalla.

20 Tähän asti sellu on valmistettu kuorellisesta runkopuusta, josta kuori voidaan helposti irrottaa rumpukuorinnalla. Tähän ketjuun ei voida mitenkään yhdistää metsään jäävien tähteiden hyväksikäyttöä.

25 Tähän mennessä metsähaketta eli pienpuun ja oksien murskaamisessa saatua massaa ei ole voitu käyttää sellun valmistuksessa, koska nykyisten puhdistusmenetelmien jälkeenkin massan kuori-pitoisuus on ollut liian suuri. Puruseulaa käytettäessä päästään vain noin 10 % kuoripitoisuuteen. Patenttijulkaisuissa US

30 4,266,675, CH 643 160, SU 756 460 ja SU 531 230 esitetään tosin erilaisia partikkelimassojen, jopa hakemassojen lajittelijoita, jotka toimivat partikkelien, tässä siis hakepalasten värierojen tunnistukseen perustuen. Kokopuuhakkeen lajittelussa nämä eivät anna tyydyttävää tulosta sekä saannon jäädessä huonoksi että 35 jäännöskuoripitoisuuden jäädessä suureksi. Pelkästään lajittelijan valintakriteeriä säätämällä ei voida saavuttaa sekä hyvää saantoa että suurta puhtausastetta.

Koska selluun käytettävä puumassa on huomattavasti arvokkaampaa 40 kuin polttojae, on ollut selvä pyrkimys löytää sopiva puhdistus- 2 89013 menetelmä, jolla kokopuu- eli metsähakkeesta aikaansaadaan alle 1 %:n pitoista puuhaketta suurella saannolla.

Tämän keksinnön tarkoituksena on luoda uudenlainen menetelmä, 5 jolla edellä mainitut tavoitteet saavutetaan. Keksinnön mukaisen menetelmän tunnusmerkilliset piirteet on esitetty oheisessa patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukaisen erotustoiminnan kannalta on välttämätöntä, että metsähake käsitellään ensin hiertävällä käsittelyllä kuoren irrottamiseksi ja hyvällä 10 esierotusmenetelmällä ennen värierolajittelua, koska tämä ei kykene poistamaan suuria kuoripitoisuuksia massasta. Pneumaattinen erotus on tässä välttämätöntä, koska kevyitä partikkeleita, mm. koivun tuohta ei voida erottaa muuten ja ne haittaavat suuresti myöhempää erotusprosessia sekä erikoisesti sellun 15 valmistusta. Kuoren värierolajittelun lisäksi käytetään edullisesti palojen muotoon ja tiheyteen perustuvia erottimia, joilla saadaan mm. oksapalat pois.

Seuraavassa keksintöä havainnollistetaan oheisten kuvien avulla, 20 joissa

Kuva 1 esittää hakkeen puhdistusta kaavion muodossa Kuva 2 esittää erästä värierolajittelijaa 25 Seuraavassa kokopuuhakkeen hiertävää käsittelyä kuvaa taulukko.

Mäntykokopuuhake

Alkuperäinen Hierretty p-% p-%

Kuoripäällisiä oksia 5,4 2,3 30 Irtokuorta 10,0 11,7

Kuorellisia hakepaloja 15,1 2,0

Kuorettomia hakepaloja 59,0 60,7

Purua 10,7 23,3 l, 3 89013 Tässä esimerkissä mäntykokopuuhake jauhettiin levyjauhimella, jonka teräväli oli 7 mm. Kuten edellä olevasta taulukosta ilmenee, hiertävällä käsittelyllä kokopuuhakkeen sisältämien kuorellisten oksien ja hakepalojen osuus pienenee huomattavasti.

5 Kuorettomien hakepalojen osuus ei tosin noussut paljoakaan, mutta tämä johtui siitä, että hakkeen palakoko oli alkuaan hyväksytyllä tasolla ja hiertävässä käsittelyssä palakoko pieneni osaksi hyväksytyn tason alapuolelle. Tämän johdosta on edullista valita käsiteltävän kokopuuhakkeen palakoko ylisuureksi, 10 koska hiertävä käsittely kuitenkin pienentää palakokoa. Tällöin kuorettomien hakepalojen osuus saadaan nousemaan selvästi.

Tehdaskohtaisesti käytetään erilaisia palanpaksuuksia, yleensä välillä 6-8 mm. Ylipaksujen hakepalojen osuutta kuvaa rako-15 seulalle jääneiden osuus. Tätä voidaan nostaa huomattavasti koska hiertävällä käsittelyllä palan paksuus pienenee hyväksytylle tasolle. Palanpaksuutta voidaan säätää asettamalla jauhimen teräväli halutuksi, edullisesti alueelle 6-14 mm.

20 Esierotukseen on olemassa lukuisia menetelmiä, joista kuvaan 1 on valittu edellä mainittu pneumaattinen erotus ja täryseula. Pneumaattisen erotuksen voidaan katsoa olevan välttämätön, koska tiettyjä kevyitä jakeita, mm. lehtiä ja tuohta ei muulla tavoin saada erottumaan.

25 Värierolajittelu suoritetaan sinänsä tunnetuntyyppisellä laitteella, jossa hihnakuljetin siirtää massaa optiikkayksikön alitse, joka havaitsee kuoren poikkeavan värin radalla. Kuoren-palanen poikkeutetaan ilmasuihkun avulla muusta massasta sen 30 tullessa hihnakuljettimen päähän. Seuraavassa esitellään eräs tunnetuntyyppinen värierolaj it in, tyyppimerkiltään Sortex 4500. Oheisessa kuvassa 2 on esitetty tämän värierolajittimen pääasiallinen rakenne. Laitteen perusosat ovat hihnakuljetin 1, säätöyksikkö 2, optiikkayksikkö 3, ilmaejektorit 4, fluorisoiva 35 valo 5 ja käyttökoneisto 6. Esipuhdistettu massahake syötetään hihnakuljettimelle 1, joka siirtää sen tasaisella nopeudella optiikkayksikön 2 alitse. Hakemassaa valaistaan lisäksi fluori-soivalla valolla 5 paremman ajoituskyvyn aikaansaamiseksi. Säätöyksikkö ohjaa käyttökoneistoa 6 ja lasketussa vaiheessa 4 89013 käynnistetään vastaava ilmaejektori 4, jolla saadaan kuoren-palanen poikkeamaan päämassan suunnasta ja näin erottumaan massa eri fraktioihin.

5 Värierolajittelijalla tehdyissä kokeissa käytettiin haketta, josta oli poistettu neulaskerkät, lehdet ja alle 7 mm:n puru, yli 8 mm paksut sekä yli 45 mm:n jakeet. Molempien puulajien näytteiden kuoripitoisuus oli noin 5 %. Lajittelussa päästiin männyllä hyväksytyn jakeen kuoripitoisuudessa 0,6 %:iin saannon 10 ollessa 65,5 % syötteen määrästä. Koivulla hyväksytyn jakeen kuoripitoisuus oli 1,9 % ja saanto 63,8 %. Saannon parantamiseksi käytetään toista värierolajittelijaa, joka poistaa hyvin kuoripitoista (männyllä 24,7%) rejektiä (osuus 54,7%) ja hyväksytty jae (kuoripitoisuus 5,1%) johdetaan takaisin hiertävään 15 käsittelyyn. Tällainen palautus on tarpeen siksi, että useimmiten mainittu kuoripitoisuus johtuu suurelta osin kuorellisista hakepaloista, joista kuori on siten ensin irrotettava.

Kun on kyse kokopuuhakkeessa, esierotukselta vaaditaan laskevan 20 kuoripitoisuuden nykyisillä menetelmillä alle 5 %:n. Pintalauta-hakkeen loppupuhdistus voi sen sijaan alkaa jo jopa 10 %:n kuoripitoisuudesta, koska kuoripalaset ovat isoja.

Hakepalojen tiheyden tunnistukseen ja erotteluun voidaan käyttää 25 lämpökameraa, kun hakemassavirtaa on ensin lämmitetty. Tällöin tiheämmät kappaleet eli käytännössä oksat näkyvät erilämpöisenä kuin muu massa. Hahmontunnistus on sinänsä tunnettua tekniikka, mutta vaatii tehokkaat prosessorit ja oman ohjelmiston sovellettuna hakemassan lajitteluun.

30

Lyhyesti keksinnön merkitys voidaan kuvata siten, että sen avulla saadaan hyödynnettyä puuraaka-aine tarkemmin jalostetussa muodossa. Keksinnön avulla saadaan selluhaketta 70 %:n saannolla (0,5 % kuoripitoisuus), kun tunnetut ratkaisut pääsisivät 35 korkeintaan 45 % saantoon 3 %:n kuoripitoisuudella. Keksinnön mukaista menetelmää tuleekin verrata mielummin nykyisin käytössä olevaan runkopuukorjuuseen, jossa rumpukuorinnalla päästään luonnollisesti samaan 0,5 %:n kuoripitoisuuteen, mutta hakkeen saanto koko biomassasta laskettuna jää 40 %:in.

Claims (7)

1. 5 89013
2. 1. Menetelmä vähäkuorisen puuhakkeen valmistamiseksi kokopuuhakkeesta, jossa menetelmässä on kaksi tai useampia 5 peräkkäisiä erotusvaiheita, jotka voidaan jakaa esierotukseen alle 10 % kuoripitoisuuteen ja loppupuhdistukseen, ja jossa esierotus käsittää ainakin pneumaattisen erotuksen sekä puru-seulonnan ja loppupuhdistukseen kuuluu värieroon perustuva lajittelu, tunnettu siitä, että 10. ennen esierotusta kuori irrotetaan hakepalasista hiertä vällä käsittelyllä, joka samalla pienentää kuoren partikkelikokoa, ja että värierolajitteluun kuuluu kaksi peräkkäin liitettyä ja ns. kaskadikytkettyä vaihetta eli yhdessä vaiheessa 15 erotetaan kierrosta puhdas puuhake ja toisessa vaiheessa kuoripitoinen rejekti.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaskadikytketyistä värierolajittelijoista ensimmäi- 20 nen on säädetty erottamaan puhdasta puuhaketta alle 1 % kuoripi-toisuudella ja tämän vaiheen rejekti johdetaan toisen vaiheen syöttöön, jonka värierolajittelijän hyväksytty jae johdetaan takaisin käsittelyyn ja hyvin kuoripitoinen massa rejektinä pois käsittelystä. 25
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen vaiheen hyväksytty jae johdetaan takaisin hakepaloja hiertävään käsittelyyn hakepaloissa kiinni olevan kuoren irrottamiseksi. 30
5. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sanottu hiertävä käsittely tapahtuu levy-jauhimella tai tärykartiomurskaimella. .35 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että levyjauhimen teräväli tai vastaavasti tärykartio-murskaimen rakoväli on yli 6-14 mm. 6 89013
6. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kokopuuhakkeen palakoon paksuus valitaan alkujaan siten, että tehdaskohtaiselle 6 - 8 mm rakoseulalle jääneiden osuus putoaa kolmanteen osaan. 5
7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että loppupuhdistuksessa käytetään erotusta myös hakepalojen tiheyden ja/tai muodon tunnistuksen perusteella. 10 I: 7 89013