FR2764614A1 - Procede et installation de preparation en continu d'une pate a papier a partir de fibres textiles lignocellulosiques - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un procédé de préparation en continu d'une pâte à papier à partir d'une matière première constituée par des fibres textiles lignocellulosiques. Le procédé consiste à couper les fibres textiles, à séparer les fibres textiles des corps étrangers, à effectuer de manière continue un prélessivage, un blanchiment des fibres textiles dans une première machine de traitement (10) pour obtenir une pâte préblanchie, à poursuivre le blanchiment dans une première capacité de latence (41), à effectuer de manière continue un lavage et un blanchiment de la pâte dans une seconde machine de traitement (50), à poursuivre le blanchiment dans une seconde capacité de latence (84), à diluer la pâte dans un premier bac de dilution (85), à réaliser un égouttage et un pressage de la pâte et à diluer la pâte dans un second bac de dilution (94).L'invention a également pour objet une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Description
La présente invention a pour objet un procédé et une installation de préparation en continu d'une pâte à papier destinée notamment à l'industrie papetière ou dérivée à partir d'une matière première constituée par des fibres textiles lignocellulosiques, comme par exemple le lin, le chanvre, le sisal, l'abaca, le jute.
Généralement, la pâte à papier destinée notamment à l'industrie papetière est produite à partir d'une matière lignocellulosique et, le plus souvent, de bois.
Par ailleurs, la pâte à papier peut également être préparée à partir d'une matière première constituée par des fibres textiles telles que par exemple des fibres de lin, de chanvre qui permettent d'obtenir des produits possédant d'excellentes propriétés papetières.
Ces caractéristiques sont exigées pour la production par exemple de papiers de haute qualité ou de papier spéciaux.
L'invention a pour but de proposer un procédé et une installation de préparation d'une pâte à papier destinée notamment à l'industrie papetière à partir d'une matière première constituée par des fibres textiles lignocellulosiques permettant de fabriquer en continu la pâte, sans rupture de charge dans la ligne de préparation de ladite pâte et permettant également d'obtenir une pâte possédant des propriétés physiques et mécaniques constantes, tout en réduisant considérablement la consommation d'énergie, des réactifs chimiques et d'eau habituellement nécessaires pour produire une telle pâte.
L'invention a donc pour objet un procédé de préparation en continu d'une pâte à papier destinée notamment à l'industrie papetière ou dérivée à partir d'une matière première sèche constituée par des fibres textiles lignocellulosiques, comme par exemple du lin, du chanvre, du sisal, de l'abaca ou du jute, caractérisé en ce que
- on coupe les fibres textiles à une longueur inférieure à 5cm,
- on sépare les fibres textiles des corps étrangers tels que les résidus agricoles, les particules métalliques et minérales,
- on réalise une densification des fibres textiles coupées,
- on effectue de manière continue un prélessivage et un blanchiment des fibres textiles dans une première machine de traitement à deux vis corotatives pour l'obtention d'une pâte préblanchie possédant une siccité comprise entre 25 et 35% et à une température comprise entre 75 et 950C,
- on poursuit le blanchiment dans une première capacité de latence, le temps de rétention de la pâte dans ladite capacité de latence étant compris entre 30 et 60mn,
- on effectue de manière continue un lavage et un blanchiment de la pâte dans une seconde machine de traitement du type à deux vis co-rotatives pour l'obtention d'une pâte lavée et blanchie possédant une siccité comprise entre 25 et 35%,
- on poursuit le blanchiment dans une seconde capacité de latence, le temps de rétention de la pâte dans ladite seconde capacité de latence étant compris entre 60 et 120 mn,
- on dilue la pâte dans un premier bac de dilution pour l'obtention d'une pâte possédant une concentration comprise entre 1,5 et 5%,
- on réalise un égouttage et un pressage de la pâte pour l'obtention d'une pâte possédant une siccité comprise entre 30 et 35%,
- et on dilue une nouvelle fois la pâte dans un second bac de dilution pour l'obtention d'une pâte possédant une concentration comprise entre 1,5 et 5%.
- on coupe les fibres textiles à une longueur inférieure à 5cm,
- on sépare les fibres textiles des corps étrangers tels que les résidus agricoles, les particules métalliques et minérales,
- on réalise une densification des fibres textiles coupées,
- on effectue de manière continue un prélessivage et un blanchiment des fibres textiles dans une première machine de traitement à deux vis corotatives pour l'obtention d'une pâte préblanchie possédant une siccité comprise entre 25 et 35% et à une température comprise entre 75 et 950C,
- on poursuit le blanchiment dans une première capacité de latence, le temps de rétention de la pâte dans ladite capacité de latence étant compris entre 30 et 60mn,
- on effectue de manière continue un lavage et un blanchiment de la pâte dans une seconde machine de traitement du type à deux vis co-rotatives pour l'obtention d'une pâte lavée et blanchie possédant une siccité comprise entre 25 et 35%,
- on poursuit le blanchiment dans une seconde capacité de latence, le temps de rétention de la pâte dans ladite seconde capacité de latence étant compris entre 60 et 120 mn,
- on dilue la pâte dans un premier bac de dilution pour l'obtention d'une pâte possédant une concentration comprise entre 1,5 et 5%,
- on réalise un égouttage et un pressage de la pâte pour l'obtention d'une pâte possédant une siccité comprise entre 30 et 35%,
- et on dilue une nouvelle fois la pâte dans un second bac de dilution pour l'obtention d'une pâte possédant une concentration comprise entre 1,5 et 5%.
L'invention a également pour objet une installation de préparation en continu d'une pâte à papier destinée notamment à l'industrie papetière ou dérivée à partir d'une matière première constituée par des fibres textiles lignocellulosiques, comme par exemple du lin, du chanvre, du sisal, de l'abaca ou du jute, caractérisée en ce qu'elle comporte
- des moyens de coupe des fibres textiles à une longueur inférieure à 5cm,
- des moyens de séparation des fibres textiles des corps étrangers tels que les résidus agricoles, les particules métalliques et minérales,
- des moyens de transport pneumatique des fibres textiles coupées,
- un densificateur des fibres textiles coupées,
- une première machine de traitement du type à deux vis co-rotatives pour effectuer de manière continue un prélessivage et un blanchiment et obtenir une pâte préblanchie possédant un siccité comprise entre 25 et 35% et à une température comprise entre 75 et 950C,
- des moyens de transfert de la pâte préblanchie,
- une première capacité de latence pour poursuivre le blanchiment de la pâte, le temps de rétention de la pâte dans ladite première capacité de latence étant compris entre 30 et 60 mn,
- une seconde machine de traitement du type à deux vis co-rotatives pour effectuer d'une manière continue un lavage suivi d'un blanchiment de la pâte et obtenir une pâte lavée et blanchie possédant une siccité comprise entre 25 et 35%,
- des moyens de transport de la pâte,
- une seconde capacité de latence pour poursuivre le blanchiment de la pâte, le temps de rétention de ladite pâte dans ladite seconde capacité de latence étant compris entre 60 et 120 mn,
- un premier bac de dilution de la pâte, muni d'un agitateur pour obtenir une pâte possédant une concentration comprise entre 1,5 et 5%,
- des moyens de pressage pour effectuer un égouttage et un pressage de la pâte et obtenir une pâte possédant une siccité comprise entre 30 et 35%,
- et un second bac de dilution de la pâte, muni d'un agitateur pour obtenir une pâte possédant une concentration comprise entre 1,5 et 5%.
- des moyens de coupe des fibres textiles à une longueur inférieure à 5cm,
- des moyens de séparation des fibres textiles des corps étrangers tels que les résidus agricoles, les particules métalliques et minérales,
- des moyens de transport pneumatique des fibres textiles coupées,
- un densificateur des fibres textiles coupées,
- une première machine de traitement du type à deux vis co-rotatives pour effectuer de manière continue un prélessivage et un blanchiment et obtenir une pâte préblanchie possédant un siccité comprise entre 25 et 35% et à une température comprise entre 75 et 950C,
- des moyens de transfert de la pâte préblanchie,
- une première capacité de latence pour poursuivre le blanchiment de la pâte, le temps de rétention de la pâte dans ladite première capacité de latence étant compris entre 30 et 60 mn,
- une seconde machine de traitement du type à deux vis co-rotatives pour effectuer d'une manière continue un lavage suivi d'un blanchiment de la pâte et obtenir une pâte lavée et blanchie possédant une siccité comprise entre 25 et 35%,
- des moyens de transport de la pâte,
- une seconde capacité de latence pour poursuivre le blanchiment de la pâte, le temps de rétention de ladite pâte dans ladite seconde capacité de latence étant compris entre 60 et 120 mn,
- un premier bac de dilution de la pâte, muni d'un agitateur pour obtenir une pâte possédant une concentration comprise entre 1,5 et 5%,
- des moyens de pressage pour effectuer un égouttage et un pressage de la pâte et obtenir une pâte possédant une siccité comprise entre 30 et 35%,
- et un second bac de dilution de la pâte, muni d'un agitateur pour obtenir une pâte possédant une concentration comprise entre 1,5 et 5%.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig.l est une vue schématique d'une installation de préparation en continu d'une pâte de cellulose, conforme à l'invention,
- la Fig. 2 est une vue en coupe dans un plan vertical passant par l'axe d'une vis de la première machine de traitement,
- la Fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la Fig. 2,
- la Fig. 4 est une vue en coupe dans un plan vertical passant par l'axe d'une vis de la seconde machine de traitement,
- la Fig. 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la Fig. 4.
- la Fig.l est une vue schématique d'une installation de préparation en continu d'une pâte de cellulose, conforme à l'invention,
- la Fig. 2 est une vue en coupe dans un plan vertical passant par l'axe d'une vis de la première machine de traitement,
- la Fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la Fig. 2,
- la Fig. 4 est une vue en coupe dans un plan vertical passant par l'axe d'une vis de la seconde machine de traitement,
- la Fig. 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la Fig. 4.
L'installation représentée schématiquement à la Fig. 1 comporte en série des moyens 1 d'ouverture des balles des fibres textiles lignocellulosiques constituées par exemple par du lin, du chanvre, du sisal, de l'abaca ou du jute et des moyens 2 de coupe desdites fibres textiles à une longueur inférieure à 5 cm.
Les fibres textiles ainsi coupées sont transportées, par un système de transport pneumatique comprenant un ventilateur 5, à travers successivement des moyens 3 de séparation des fibres textiles des particules minérales, constitués par exemple un cyclone, des moyens 4 de séparation des fibres textiles des particules métalliques et un densifieur 6 desdites fibres textiles permettant d'assurer une densité constante et un débit régulier et contrôlé de ces fibres textiles en vue de pouvoir alimenter la première machine de traitement 10 située en aval dudit densifieur 6.
Comme représenté sur les Figs. 2 et 3, la première machine de traitement 10 est du type à deux vis co-rotatives et comprend deux vis 11 et 12 entraînées en rotation autour de leurs axes par un moteur et un réducteur, non représentés, à l'intérieur d'une enceinte allongée formant un fourreau 15 qui les enveloppe.
Les vis 11 et 12 sont munies de filets hélicoïdaux qui engrènent les uns dans les autres et la paroi interne du fourreau 15 forment deux lobes cylindriques sécants de diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur des filets.
Ces filets sont imbriqués les uns dans les autres et les deux vis 11 et 12 sont entraînées à la même vitesse de rotation et dans le même sens de telle sorte que les deux vis sont identiques, les filets étant simplement décalés les uns par rapport aux autres.
Ainsi que représenté à la Fig. 3, les vis 11 et 12 sont avantageusement constituées d'arbres cannelés, respectivement 16 et 17, sur lesquels sont empilés les tronçons de vis.
L'alésage intérieur de ces tronçons de vis est muni de cannelures correspondant à celles de l'arbre et la partie extérieure est munie de filets hélicoïdaux dont le pas diffère selon le tronçon considéré pour le traitement et le transport de la matière.
On peut ainsi disposer d'un assez grand nombre de tronçons permettant de faire varier le pas, la profondeur, le nombre de filets et la longueur de chaque zone.
Ainsi, la première machine de traitement 10 comprend en continu, de l'amont en l'aval dans le sens de transport, respectivement
- une zone A d'alimentation des fibres textiles coupées et de mélange desdites fibres textiles avec de l'eau injectée au début de cette zone A,
- une zone B de compression avec à la fin de cette zone B une récupération de l'excès d'eau et élimination des matières minérales et organiques solides,
- une première zone C de mélange et de cisaillement,
- une première zone D de convoyage et de traitement avec introduction, au début de cette zone D, d'une part, des réactifs de lessivage et d'eau de dilution et, d'autre part, de vapeur d'eau et avec récupération, à la fin de cette zone D, des pectines et autres produits solubles aux réactifs de lessivage,
- une seconde zone E de mélange et de cisaillement,
- une seconde zone F de convoyage et de traitement avec introduction, au début de cette zone, des réactifs de lessivage, de blanchiment et d'eau de dilution,
- une troisième zone G de mélange et de cisaillement,
- une troisième zone H de convoyage et de traitement,
- et une zone I de transport et d'évacuation de la pâte.
- une zone A d'alimentation des fibres textiles coupées et de mélange desdites fibres textiles avec de l'eau injectée au début de cette zone A,
- une zone B de compression avec à la fin de cette zone B une récupération de l'excès d'eau et élimination des matières minérales et organiques solides,
- une première zone C de mélange et de cisaillement,
- une première zone D de convoyage et de traitement avec introduction, au début de cette zone D, d'une part, des réactifs de lessivage et d'eau de dilution et, d'autre part, de vapeur d'eau et avec récupération, à la fin de cette zone D, des pectines et autres produits solubles aux réactifs de lessivage,
- une seconde zone E de mélange et de cisaillement,
- une seconde zone F de convoyage et de traitement avec introduction, au début de cette zone, des réactifs de lessivage, de blanchiment et d'eau de dilution,
- une troisième zone G de mélange et de cisaillement,
- une troisième zone H de convoyage et de traitement,
- et une zone I de transport et d'évacuation de la pâte.
Dans la zone A d'alimentation et de mélange, le fourreau 15 est percé d'un orifice d'alimentation 18 surmonté d'une trémie 19 reliée à la sortie du densifieur 6 et à une canalisation 13 d'alimentation en eau recyclée.
Dans cette zone, les vis 11 et 12 sont munies de filets 20 à pas large et à section réduite afin d'assurer le transport des fibres textiles introduites par l'orifice 18 qui s'ouvre largement sur les deux vis 11 et 12 et de répartir lesdites fibres textiles dans les filets 20.
Ainsi, les fibres textiles et l'eau sont immédiatement transportées vers l'aval de la machine de traitement 10 et mélangées par rotation et engrènement desdites vis 11 et 12.
Dans la zone B, les vis 11 et 12 comportent des filets 21 à pas resserré et à section plus épaisse de la sorte qu'on mélange les fibres textiles et l'eau et qu'au mélange des produits s'ajoute une compression de ces produits.
A la fin de cette zone B, où la compression est maximale, l'excès d'eau et les matières minérales et organiques solides sont évacués au moyen de filtres 15a judicieusement placés dans le fourreau 15.
La matière passe ensuite dans la première zone C de mélange et de cisaillement.
A cet effet, la zone C est munie de filets hélicoïdaux 22 dont le sens d'enroulement est inversé par rapport à celui assurant le transfert de la matière dans la machine de traitement 10.
Dans ces filets 22 sont ménagées des ouvertures 23 qui s'étendent radialement depuis le noyau de chaque vis 11 et 12 jusqu'à la périphérie des filets et qui sont en outre régulièrement réparties autour de l'axe.
Les vis 11 et 12 sont calées de façon que deux ouvertures 23 viennent périodiquement en coïncidence dans la zone centrale d'engrènement.
De la sorte, on contrôle le passage du débit de matière vers l'aval ce qui détermine un freinage dans cette zone C et un effet de compression à l'amont.
Par ailleurs, il s'ensuit un important cisaillement de la matière qui homogénéise le mélange, améliore l'imprégnation des fibres textiles par l'eau et qui constitue également une première phase de défilage et de coupe desdites fibres textiles.
De plus, ces opérations de cisaillement et de malaxage dans la zone C ainsi d'ailleurs, bien qu'à un degré moindre, dans la zone B, entraîne un échauffement de la matière, une partie importante du travail mécanique étant convertie en énergie thermique.
De ce fait, à l'issu de son passage dans la zone C, sans apport extérieur de chaleur, la matière est portée à une température qui la rend apte à subir les opérations de traitement dans les zones suivantes.
La zone D de convoyage et de traitement est munie de filets 24 dont le pas et l'épaisseur ont des caractéristiques voisines de celles de la zone B.
Au début de la zone D, le fourreau 15 est muni d'une ouverture 34 d'injection des réactifs de lessivage et d'eau de dilution et d'une ouverture 35 d'injection de vapeur d'eau.
Comme représenté à la Fig. 1, l'ouverture 34 est raccordée à une tuyauterie 29 munie d'une pompe doseuse volumétrique 30 pour l'alimentation des réactifs de lessivage et d'eau de dilution.
Les réactifs de lessivage sont constitués par de la soude caustique diluée dont le débit correspond à une valeur comprise entre 1 et 2% de produits actifs par rapport à la matière première sèche.
Tout le long de la zone D, les fibres textiles sont brassées et mélangées aux réactifs de lessivage et à la fin de cette zone D, où la compression est maximale, les pectines et autres produits solubles auxdits réactifs de lessivage sont évacués au moyen de filtres 15b judicieusement placés dans le fourreau 15.
La matière passe ensuite dans la seconde zone E de mélange et de cisaillement.
A cet effet, la zone E est munie de filets hélicoïdaux 25 dont le sens d'enroulement est inversé par rapport à celui assurant le transfert de la matière dans la machine de traitement 10.
Comme dans la zone C, les filets 25 de la zone E comportent des ouvertures 26 qui s'étendent radialement depuis le noyau de chaque vis 11 et 12 jusqu'à la périphérie des filets et qui sont en outre régulièrement réparties autour de l'axe.
Grâce à ces filets 25 et aux ouvertures 26, il s'ensuit un important cisaillement de la matière qui homogénéise le mélange et améliore l'imprégnation des fibres textiles par l'eau.
La matière passe ensuite dans la seconde zone F de convoyage et de traitement.
La zone F de convoyage et de traitement est munie de filets 27 dont le pas et l'épaisseur ont des caractéristiques voisines de celles de la zone D.
Au début de la zone F, le fourreau 15 est muni d'une ouverture d'injection de réactifs de lessivage, de blanchiment et d'eau de dilution.
A cet effet et comme représenté à la Fig.
1, l'ouverture 28 est raccordée à une tuyauterie 29 qui est elle-même raccordée à deux canalisations, respectivement 29a et 29b, d'alimentation simultanée d'eau de dilution, d'une solution de soude caustique dont le débit correspond à une valeur comprise entre 3 et 78 de produits actifs par rapport à la matière première sèche et d'une solution de péroxyde d'hydrogène dont le débit correspond à une valeur comprise entre 2 et 5% de produits actifs par rapport à ladite matière première sèche.
Chaque canalisation 29 et 29b est munie d'une pompe doseuse volumétrique, respectivement 30a et 30b.
Tout le long de la zone F, les fibres textiles sont brassées et mélangées à ces réactifs afin d'assurer cette étape de lessivage.
La matière est ensuite transportée dans une troisième zone G de mélange et de cisaillement.
Comme dans les premières zones, respectivement C et E, de mélange et de cisaillement, la zone G est munie de filets hélicoïdaux 31 dont le sens d'enroulement est inversé par rapport à celui assurant le transfert de la matière dans la machine de traitement 10.
Dans ces filets 31 sont ménagées des ouvertures 32 qui s'étendent radialement depuis le noyau de chaque vis 11 et 12 jusqu'à la périphérie des filets et qui sont en outre régulièrement répartie autour de l'axe.
A la fin de la zone G, la matière est transportée dans une troisième zone H de convoyage et de traitement.
La zone H de convoyage et de traitement est munie de filets 33 dont le pas et l'épaisseur ont des caractéristiques voisines de celles des zones D et F.
Tout le long de la zone H, les fibres textiles sont brassées et mélangées aux réactifs afin d'assurer prélessivage et le blanchiment.
La machine de traitement du type à deux vis co-rotatives est particulièrement bien adaptée pour réaliser ces opérations.
En effet, du fait de la rotation des vis dans le même sens, il se produit un retournement de la matière dans la zone d'interpénétration des filets qui est particulièrement efficace quant à son malaxage, ce qui permet de réaliser un mélange intime des réactifs et des fibres textiles qui ont été dans les zones en amont imprégnées d'eau.
De la sorte, on obtient une meilleure utilisation des réactifs ce qui se traduit, d'une part par une économie de ceux-ci et, d'autre part, par une réduction dans les phases ultérieures de l'eau de lavage et donc des effluents à traiter.
La dernière zone I comporte des filets dont le pas et l'épaisseur sont similaires à ceux de la zone
H.
H.
Le prélessivage et le blanchiment se poursuivent durant l'écoulement de la matière dans la zone I qui, de plus, assure le transfert vers l'orifice de sortie 39 constitué par une ouverture à l'extrémité avale du fourreau 15.
A la sortie de la première machine de traitement 10, la pâte possède une siccité comprise entre 25 et 35% et sa température est comprise entre 75 et 950C.
La pâte préblanchie sortant de la première machine de traitement 10 est déversée dans des moyens 40 de transport constitués, par exemple par un élévateur à vis, maintenant ladite pâte préblanchie à une température correspondant à sa température de sortie de la première machine de traitement 10.
Cette pâte est ainsi transportée dans une première capacité de latence 41 qui a pour rôle essentiel la poursuite de la réaction de blanchiment.
Le temps de rétention de la pâte dans la capacité de latence 41 est compris entre 30 et 60 mn.
A la sortie de cette capacité de latence 41, la pâte est déversée dans une seconde machine de traitement 50.
Cette seconde machine de traitement 50, représentée sur les Figs.4 et 5, est dans sa conception générale similaire à la première machine de traitement 10.
Elle comprend au moins deux vis 51 et 52 entraînées en rotation autour de leurs axes par un moteur et un réducteur, non représentés, à l'intérieur d'une enceinte allongée formant un fourreau 55 qui les enveloppe.
Les vis 51 et 52 sont munies de filets hélicoïdaux qui engrènent les uns dans les autres et la paroi interne du fourreau 55 forme deux lobes cylindriques sécants de diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur des filets.
Les filets sont imbriqués les uns dans les autres et les deux vis 51 et 52 sont entraînées à la même vitesse de rotation et dans le même sens de telle sorte que ces deux vis 51 et 52 sont identiques, les filets étant simplement décalés les uns par rapport aux autres.
Cette seconde machine de traitement 50 comprend, en continu de l'amont à l'aval dans le sens de transport, respectivement
- une zone J d'alimentation de la pâte blanchie provenant de la première capacité de latence 41,
- une succession de quatre zones K1, K2,
K3, K4 de traitement, de compression et de cisaillement de la pâte,
- et une zone L de transport et d'évacuation de ladite pâte après traitement.
- une zone J d'alimentation de la pâte blanchie provenant de la première capacité de latence 41,
- une succession de quatre zones K1, K2,
K3, K4 de traitement, de compression et de cisaillement de la pâte,
- et une zone L de transport et d'évacuation de ladite pâte après traitement.
Dans la première zone J, le fourreau 55 est percé d'un orifice d'introduction 56 surmonté d'une trémie 56a d'amenée de la pâte.
Dans cette zone J, les vis 51 et 52 sont munies de filets 57 à pas large et à section réduite pour assurer le transfert de la pâte introduite par l'orifice 56 qui s'ouvre largement sur les deux vis 51 et 52 afin de répartir la matière dans les filets.
La pâte est immédiatement transportée vers l'aval de la machine de traitement 50 et malaxée par l'effet de rotation et d'engrènement des vis 51 et 52.
Ensuite, la pâte passe dans la première zone K1 de compression, de cisaillement et de traitement de la pâte.
La première zone K1 comporte un premier élément de zone Kll de compression et de lavage et un deuxième élément de zone K12 de freinage et de cisaillement.
Dans l'élément de zone Kll, les vis 51 et 52 comprennent des filets 58 à pas resserré et à section plus épaisse que celle des filets 57 de la zone
J.
J.
Au début de la zone K1, le fourreau 55 est percé d'une ouverture 59 raccordée à une tuyauterie 60 pourvue d'une pompe doseuse volumétrique 61 pour l'alimentation en eau recyclée ou en eau claire.
Au mélange de la pâte avec l'eau, s'ajoute une compression de ladite pâte si bien que cette pâte est brassée et mélangée à l'eau de lavage afin d'éliminer le réactif résiduel et les produits provenant de l'action de ses réactifs sur la pâte.
A la fin de l'élément de zone Kll où la pression est maximale, les effluents de lavage sont évacués au moyen de filtres 62 judicieusement placés dans le fourreau 55.
L'élément de zone K12 est muni de filets 63 dont le sens d'enroulement est inversé par rapport à celui assurant le transfert de la pâte dans la machine de traitement 50.
Dans ces filets 63 sont ménagées des ouvertures 64 qui s'étendent radialement depuis le noyaux des vis 51 et 52 jusqu'à la périphérie des filets et sont en outre régulièrement réparties autour de 1 ' axe.
Les vis 51 et 52 sont calées de façon que deux ouvertures 64 viennent périodiquement en coïncidence dans la zone centrale d'engrènement.
De la sorte, on contrôle le passage du débit de pâte vers l'aval ce qui détermine un freinage dans ces éléments de zone K12 et un effet de compression à l'amont.
Par ailleurs, il s'ensuit un important cisaillement de la pâte et une homogénéisation de celle-ci.
Après la zone K1, la pâte passe dans une seconde zone K2 de traitement, de compression et de cisaillement identique à la première zone K1 qui comprend, d'une part, un premier élément de zone K21 de compression et, d'autre part, un second élément de zone
K22 de cisaillement.
K22 de cisaillement.
Le premier élément de zone K21 est identique au premier élément de zone Kll qui comporte des filets 65 à pas resserré et le second élément de zone K22 est identique au second élément de zone Kll et comporte des filets 66 dont le sens d'enroulement est inversé par rapport à celui assurant le transfert de la pâte dans la machine de traitement 50.
Dans ces filets 66 sont ménagées des ouvertures 67 qui s'étendent radialement depuis le noyau de chaque vis 51 et 52 et jusqu'à la périphérie des filets.
Au début du premier élément de zone K21, le fourreau 55 est raccordé à une tuyauterie 68 pourvue d'une pompe doseuse volumétrique 69 pour l'alimentation en eau de lavage recyclée ou en eau claire.
De ce fait, tout le long du premier élément de zone K21, la pâte est brassée et mélangée à l'eau afin d'éliminer les réactifs résiduels et les produits provenant de l'action des réactifs sur la pâte.
A la fin de ce premier élément de zone K21 où la compression est maximale, les effluents de lavage sont évacués au moyen de filtres 70 judicieusement placés dans le fourreau 55.
La troisième zone K3 de traitement, de compression et de cisaillement est identique aux deux première zones, respectivement K1 et K2, et comprend, d'une part, un premier élément de zone K31 de compression et, d'autre part, un second élément de zone
K32 de cisaillement.
K32 de cisaillement.
Dans le premier élément de zone K31, les vis 51 et 52 comportent des filets 71 à pas resserré et dans le second élément de zone K32, les vis 51 et 52 sont munies de filets 72 dont le sens d'enroulement est inversé par rapport à celui assurant le transfert de la pâte dans la machine de traitement 50.
Dans ces filets 72 sont ménagées des ouvertures 73 qui s'étendent radialement depuis le noyau de chaque vis 51 et 52 jusqu'à la périphérie des filets.
Au début du premier élément de zone K31, le fourreau 55 est également raccordé à une tuyauterie 74 pourvue d'une pompe doseuse volumétrique 75 pour l'alimentation en eau recyclée ou en eau claire.
De ce fait, tout le long de l'élément de zone K31, la pâte est brassée et mélangée à l'eau afin d'éliminer les réactifs résiduels et les produits provenant de ces réactifs sur la pâte.
A la sortie du premier élément de zone K31, où la compression est maximale, les effluents de lavage sont évacués au moyen de filtres 76 judicieusement placés dans le fourreau 55.
La quatrième zone K4 de traitement, de compression et de cisaillement comprend, d'une part, un premier élément de zone K41 de compression et, d'autre part, un second élément de zone K42 de cisaillement.
Dans le premier élément de zone K41 identique aux premiers éléments de zone Kll, K21 et K31, les vis 51 et 52 comportent des filets 77 à pas resserre.
Le second élément de zone K42 est identique aux seconds éléments de zone K12, K22 et K32 et comporte des filets 78 dont le sens d'enroulement est inversé par rapport celui assurant le transfert de la pâte dans la machine de traitement 50.
Dans ces filets 78 sont managées des ouvertures 79 qui s'étendent radialement depuis le noyau de chaque vis 51 et 52 jusqu'à la périphérie des filets.
Dans le premier élément de zone K41 de la zone K4, le fourreau 55 est raccordé à une tuyauterie 80 qui est elle même raccordée à deux canalisations, respectivement 81 et 82 (Fig. 1), d'alimentation simultanée d'eau de dilution constituée par exemple par de l'eau claire, d'une solution de soude caustique dont le débit correspond à une valeur comprise entre 0,5 et 1,5% de produits actifs par rapport à la matière première sèche et d'une solution de péroxyde d'hydrogène dont le débit correspondant à une valeur comprise entre 3 et 5% de produits actifs par rapport à la matière première sèche.
Chaque canalisation 81 et 82 est pourvue d'une pompe doseuse volumétrique, respectivement 81a et 82a.
Tout au long de la zone K4, la pâte est brassée et mélangée à ces réactifs de lessivage et de blanchiment afin d'assurer cette étape primordiale dans la fabrication de la pâte à papier.
En effet, du fait de la rotation des vis dans le même sens, il se produit un retournement de la matière dans la zone d'interpénétration des filets qui est particulièrement efficace quant à son malaxage qui permet de réaliser un mélange intime de la pâte et des réactifs.
Ainsi, on obtient une meilleure action des réactifs ce qui se traduit, d'une part, par une économie de ceux-ci et, d'autre part, par une réduction dans les phases ultérieures de l'eau de lavage et donc des effluents à traiter.
La dernière zone L de la seconde machine de traitement 50 est une zone de transport et d'évacuation de la pâte par un orifice de sortie 83.
A la sortie de la seconde machine de traitement 50, la pâte a une siccité comprise entre 25 et 35%.
Après la seconde machine de traitement 50, la pâte est transportée par des moyens appropriés dans une seconde capacité de latence 84.
Cette seconde capacité de latence 84 a pour rôle essentiel la poursuite de la réaction de blanchiment et le temps de rétention de cette pâte dans la seconde capacité de latence 84 est compris entre 60 et 120 mn.
Ensuite, la pâte est versée dans un premier bac de dilution 85 muni d'un agitateur 86.
Ce bac de dilution 85 est alimenté par une canalisation 87 en eau blanche ou en eau recyclée nécessaire à la dilution de la pâte, dont la concentration à la sortie dudit bac de dilution 85 est comprise entre 1,5 et 5%.
La pâte ainsi diluée est transférée par une pompe centrifuge 88 en direction de moyens 89 de pressage qui assure l'égouttage et le pressage de la pâte pour obtenir une pâte ayant une siccité comprise entre 30 et 35%.
Ces moyens de pressage sont constitués par exemple par une presse à vis 89 ou par tout autre moyen approprie.
Les effluents provenant de la presse à vis 89 sont récupérés par une canalisation 90 dans un cuvier 91.
Les effluents ainsi récupérés sont transférés par une canalisation 92 munie d'une pompe centrifuge 93 vers les machines de traitement 10 et 40 ou vers un dispositif de traitement de ces effluents.
A la sortie de la presse à vis 89, la pâte égouttée est pressée et transférée dans un second bac de dilution 94 munie d'un agitateur 95 et qui est alimenté en eau blanchie ou en eau recyclée par une canalisation 96 pour la dilution de la pâte dont la concentration est comprise, à la sortie dudit second bac de dilution 94, entre 1,5 et 5%.
Ensuite, la pâte est évacuée par une canalisation 97 munie d'une pompe centrifuge 98 vers un dispositif de raffinage.
Par le procédé selon l'invention, le temps de préparation en continu d'une pâte à papier est compris entre lh30 et 2h30 alors que dans les procédés traditionnels le temps nécessaire pour cette préparation était supérieur à 18 heures.
Le procédé selon l'invention nécessite un volume d'eau égal à 20m) par tonne de pâte, alors que les procédés traditionnels nécessitent une consommation de 100 à 200m3 d'eau par tonne de pâte.
Ainsi, le procédé selon l'invention permet une réduction importante des effluents à traiter et également de réduire de façon très significative la surface au sol de l'implantation de l'installation.
Le procédé selon l'invention génère également une économie d'énergie de 20 à 50% et de réactifs chimiques.
I1 permet d'obtenir des pâtes possédant des propriétés physiques et mécaniques constantes.
Claims (15)
1. Procédé de préparation en continu d'une pâte à papier destinée notamment à l'industrie papetière ou dérivée, à partir d'une matière première sèche constituée par des fibres textiles lignocellulosiques, comme par exemple du lin, du chanvre, du sisal, de l'abaca ou du jute, caractérisé en ce que
- on coupe les fibres textiles à une longueur inférieure à 5cm,
- on sépare les fibres textiles des corps étrangers tels que les résidus agricoles, les particules métalliques et minérales,
- on réalise une densification des fibres textiles coupées,
- on effectue de manière continue un prélessivage et un blanchiment des fibres textiles dans une première machine de traitement (10) du type à deux vis co-rotatives (11, 12) pour l'obtention d'une pâte préblanchie possédant une siccité comprise entre 25 et 35% et à une température comprise entre 75 et 950C,
- on poursuit le blanchiment dans une première capacité de latence (41), le temps de rétention de la pâte dans ladite capacité de latence (41) étant compris entre 30 et 60 mn,
- on effectue de manière continue un lavage et un blanchiment de la pâte dans une seconde machine de traitement (50) du type à deux vis co-rotatives (51, 52) pour l'obtention d'une pâte lavée et blanchie possédant une siccité comprise entre 25 et 35%,
- on poursuit le blanchiment dans une seconde capacité de latence (84), le temps de rétention de la pâte dans ladite seconde capacité de latence (84) étant compris entre 60 et 120 mn,
- on dilue la pâte dans un premier bac de dilution (85) pour l'obtention d'une pâte possédant une concentration comprise entre 1,5 et 5%,
- on réalise un égouttage et un pressage de la pâte pour l'obtention d'une pâte possédant une siccité comprise entre 30 et 35%,
- et on dilue une nouvelle fois la pâte dans un second bac de dilution (94) pour l'obtention d'une pâte possédant une concentration comprise entre 1,5 et 5%.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première machine de traitement (10) comporte en continu, de l'amont à l'aval dans le sens de transfert, respectivement
- une phase A d'alimentation des fibres textiles et de mélange desdites fibres textile coupées avec de l'eau injectée au début de cette phase,
- une phase B de compression avec à la fin de cette phase une récupération de l'excès d'eau et élimination des matières minérales et organiques solides,
- une première phase C de mélange et de cisaillement,
- une première phase D de convoyage et de traitement avec introduction, au début de cette phase
D, d'une part, des réactifs de lessivage et d'eau de dilution et, d'autre part, de vapeur d'eau et avec récupération, à la fin de cette phase D, des pectines et autres produits solubles aux réactifs de lessivage, les réactifs de lessivage étant constitués par de la soude caustique diluée dont le débit correspondant à une valeur comprise entre 1 et 2% de produits actifs par rapport à la matière première sèche,
- une seconde phase E de mélange et de cisaillement,
- une seconde phase F de convoyage et de traitement avec introduction, au début de cette phase
F, des réactifs de lessivage, de blanchiment et d'eau de dilution, les réactifs étant constitués par de la soude caustique diluée dont le débit correspond à une valeur comprise entre 3 et 7% de produits actifs par rapport à la matière première sèche et par une solution de péroxyde d'hydrogène dont le débit correspond à une valeur comprise entre 2 et 5% de produits actifs par rapport à ladite matière première sèche,
- une troisième phase G de mélange et de cisaillement,
- une troisième phase H de convoyage et de traitement,
- et une phase I de l'évacuation de la pâte préblanchie dans la première capacité de latence (41).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'eau injectée dans la première machine de traitement (10) est constituée par de l'eau de récupération provenant de l'égouttage et du pressage de la pâte.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde machine de traitement (50) comporte en continu, de l'amont à l'aval dans le sens de transfert, respectivement
- une phase J d'alimentation de la pâte blanchie provenant de la première capacité de latence (41),
- une succession de quatre phase K1, K2,
K3, K4 de traitement, de compression et de cisaillement de la pâte avec, au début des trois premières phases K1,K2,K3 une introduction d'eau de dilution et à la fin des trois premières phases K1, K2, K3 de traitement une récupération des effluents et au cours de la quatrième phase K4 de traitement une introduction des réactifs de lessivage, de blanchiment et d'eau de dilution, les réactifs étant constitués par de la soude caustique dont le débit correspond à une valeur comprise entre 0,5 et 1,5% de produits actifs par rapport à la matière première sèche et par une solution de péroxyde d'hydrogène dont le débit correspond à une valeur comprise entre 3 et 5% de produits actifs par rapport à ladite matière première sèche,
- et une phase L d'évacuation de la pâte dans la seconde capacité de latence (84).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'eau injectée au début des trois premières phases K1, K2, K3 de traitement de la seconde machine de traitement (50) est constituée par de l'eau de récupération provenant de l'égouttage et du pressage de la pâte ou par de l'eau claire.
6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'eau de dilution injectée au cours de la quatrième phase K4 de traitement est constituée par de l'eau claire.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on injecte dans chaque bac de dilution (86, 94) de l'eau de récupération provenant de l'égouttage et du pressage de la pâte ou de l'eau blanche.
8. Installation de préparation en continu d'une pâte à papier destinée, notamment à l'industrie papetière ou dérivée à partir d'une matière première constituée par des fibres textiles lignocellulosiques, comme par exemple du lin, du chanvre, du sisal, de l'abaca ou du jute, caractérisée en ce qu'elle comporte:
- des moyens (2) de coupe des fibres textiles à une longueur inférieure à 5 cm,
- des moyens (3, 4) de séparation des fibres textiles, des corps étrangers tels que les résidus agricoles, les particules métalliques et minérales,
- des moyens (5) de transport pneumatique des fibres textiles coupées,
- un densificateur (6) des fibres textiles coupées,
- une première machine de traitement (10) du type à deux vis co-rotatives (11, 12) pour effectuer d'une manière continue un prélessivage et un blanchiment et obtenir une pâte préblanchie possédant une siccité comprise entre 25 et 35% et à une température comprise entre 75 et 950C,
- des moyens (40) de transfert de la pâte préblanchie,
- une première capacité de latence (41) pour poursuivre le blanchiment de la pâte, le temps de rétention de la pâte dans ladite première capacité de latence (41) étant compris entre 30 et 60 mn,
- une seconde machine de traitement (10) du type deux vis co-rotatives (51, 52) pour effectuer d'une manière continue un lavage suivi d'un blanchiment de la pâte et obtenir une pâte lavée et blanchie possédant une siccité comprise entre 25 et 35%,
- des moyens de transport de la pâte,
- une seconde capacité de latence (84) pour poursuivre le blanchiment de la pâte, le temps de rétention de la pâte dans ladite seconde capacité de latence (84) étant compris entre 60 et 120 mn,
- un premier bac de dilution (85) de la pâte, muni d'un agitateur (86) pour obtenir une pâte possédant une concentration comprise entre 1,5 et 5%,
- des moyens (89) de pressage pour effectuer un égouttage et un pressage de la pâte et obtenir une pâte possédant une siccité comprise entre 30 et 35%,
- et un second bac de dilution (94) de la pâte, muni d'un agitateur (95) pour obtenir une pâte possédant une concentration comprise entre 1,5 et 5%.
9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la première machine de traitement (10) comprend en continu, de l'amont à l'aval dans le sens de transport, respectivement
- une zone A d'alimentation des fibres textiles coupées et de mélange desdites fibres textiles avec de l'eau injectée au début de cette phase A,
- une zone B de compression avec à la fin de cette zone B une récupération de l'excès d'eau et élimination des matières minérales et organiques solides,
- une première zone C de mélange et de cisaillement,
- une première zone D de convoyage et de traitement avec introduction, au début de cette zone D, dune part, des réactifs de lessivage et d'eau de dilution et, d'autre part, de vapeur d'eau et avec une récupération, à la fin de cette zone D, des pectines et autres produits solubles aux réactifs de lessivage, les réactifs de lessivage étant constitués par de la soude caustique diluée dont le débit correspond à une valeur comprise entre 1 et 2% de produits actifs par rapport à la matière première sèche,
- une seconde zone E de mélange et de cisaillement,
- une seconde zone F de convoyage et de traitement avec introduction au début de cette zone F, des réactifs de lessivage, de blanchiment et d'eau de dilution, les réactifs étant constitués par de la soude caustique diluée dont le débit correspond à une valeur comprise entre 3 et 7% de produits actifs par rapport à la matière première sèche et par une solution de péroxyde d'hydrogène dont le débit correspond à une valeur comprise entre 2 et 5% de produits actifs par rapport à ladite matière première sèche,
- une troisième zone G de mélange et de cisaillement,
- une troisième zone H de convoyage et de traitement,
- et une zone I d'évacuation de la pâte préblanchie dans la première capacité de latence (41).
10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'eau injectée au début de la zone A d'alimentation de la première machine de traitement (10) est constituée par de l'eau de récupération provenant des moyens (89) de pressage.
11. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la seconde machine de traitement (50) comprend en continu, de l'amont à l'aval dans le sens de transport, respectivement
- une zone J d'alimentation de la pâte blanchie provenant de la première capacité de latence (41),
- une succession de quatre zones K1, K2,
K3, K4 de traitement, de compression et de cisaillement de la pâte avec, au début des trois premières zones K1,
K2, K3, une introduction d'eau de dilution et, à la fin des trois premières zones K1, K2, K3 de traitement, une récupération des effluents et, au cours de la quatrième zone K4 de traitement, une introduction des réactifs de lessivage, de blanchiment et d'eau de dilution, les réactifs étant constitués par de la soude caustique dont le débit correspond à une valeur comprise entre 0,5 et 1,5% de produits actifs par rapport à la matière première sèche et par une solution de péroxyde d'hydrogène dont le débit correspond à une valeur comprise entre 3 et 5% de produits actifs par rapport à ladite matière première sèche,
- et une zone L d'évacuation de la pâte dans la seconde capacité de latence (84).
12. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'eau injectée au début des trois premières zones K1, K2,K3 de traitement de la seconde machine de traitement (50) est constituée par de l'eau de récupération provenant des moyens (89) de pressage.
13. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'eau de dilution injectée au cours de la quatrième zone K4 de traitement est constituée par de l'eau claire.
14. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que chacune desdites quatre zones
K1, K2, k3, K4 de traitement comprend un premier élément de zone Kll, K21, K31, K41 de compression et un second élément de zone K12, K22, K32, K42 de cisaillement.
15. Installation selon la revendication 11, caractérisée en ce que chaque bac de dilution (85, 94) est pourvu de moyens (87, 96) d'injection d'eau blanche ou d'eau recyclée.
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