NO140604B - Fremgangsmaate og apparat for findeling og raffinering av fiberholdig raamateriale - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et apparat

for findeling og raffinering av fiberholdig råmaterial, slik som f.eks. trevirke, der materialet forbehandles med damp, defibreres og deretter behandles med kjemikalier i væskefase.

Defibrering av tremasse er et høyt utviklet arbeidsfelt og et område som er gjenstand for konstant forskning. Et hovedmål for meget av forskningen er å komme frem til anordninger og fremgangsmåter for utbringelse av mest mulig tremasse og best mulig fiberkvalitet av et gitt kvantum rått fibermaterial for minst mulig omkostning. Dette får øket betydning etter som tilførselen av råmaterial fra naturlige kilder minsker,

spesielt trevirke fra skogene. Når tilførselen minsker, vil omkostningene stige. Et medvirkende problem er de økende arbeidsomkostninger for fremskaffelse og behandling av rå-materialene. I tillegg til disse hovedproblemer kommer den kjensgjerning at utstyret som råmaterialet må gjennomløpe i en vanlig defibreringsprosess er meget omfattende og kostbart. Vanlig defibreringsutstyr opptar dessuten en betydelig mengde verdifull plass. Dessuten betyr det store utstyr som trenges for et effektivt defibreringsanlegg et betydelig tidsforløp for behandling av en gitt mengde produsert tremasse. Alle disse ting påvirker omkostningene.

Fra US-PS 2.862.813 er det kjent en fremgangsmåte for fremstilling av en masse ut fra råmaterialer i form av planter,

der råmaterialet males opp i flere operasjoner, med koking i løsningsmidler mellom maleoperasjonene. Videre er det fra

US-PS 3.016.324 kjent en fremgangsmåte for fremstilling av tremasse, der flis defibreres ved å utsettes for kompresjon og skjærpåkjenninger, idet flisen dynkes med en kjemisk oppløsning for å nedsette den mekaniske stabilitet.

Fra US-PS 2.008.892 er kjent å findele et material som inneholder lignocellulose ved bruk av en enkeltskiveraffinør, under tilførsel av vanndamp med en temperatur mellom 100 og 198°C, hvorved ligninet myknes. Ved bruk av enkeltskiveraffinøren skjer imidlertid en oppkutting av fibrene, hvilket sterkt nedsetter kvaliteten i sluttproduktet.

Hovedformålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en fremgangsmåte som gir en forbedring med hensyn til å oppnå et produkt av høy kvalitet og med høyt fiberutbytte, samtidig med at omkostningene og behandlingstiden reduseres i forhold til ved kjente fremgangsmåter. Et videre formål er å kommer frem til et apparat som er velegnet for gjennomføring av fremgangsmåten.

Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen med en fremgangsmåte som angitt innledningsvis, og som kjennetegnes ved at fragmentene av det fiberholdige materialet føres igjennom et forbehandlingskammer med damp under overtrykk, i en kontinuerlig strøm og uten medfølgende væske og i et tidsrom på 1/2 til 40 minutter under en temperatur på omtrent 115 til 200°C; at forbehandlingen styres slik at materialfragmentene myknes i plan mellom fibrene og at det samtidig hindres dannelse av fri væske utenfor fragmentene; at fragmentene etter forbehandlingen utsettes for torsjons- og skjærkrefter som utøves fra et par roterende defibratorskiver som hver roterer i forhold til den annen slik at det av materialfragmentene dannes langstrakte fibre; at skivene roterer i et slikt miljø at temperaturen og trykket holdes uforandret og på et slikt nivå at det hindres dannelse av fri væske utenfor materialfragmentene, og slik at det dannes et mykt belegg på fibrene, omfattende lignin og lignende, idet belegget opprinnelig befinner seg i materialet, og at de langstrakte og belagte fibre deretter utsettes for et kondisjoneringsmiddel i væskeform for etterbehandling av belegget på fibrene mens materialet ennå er under trykk, hvorved det frembringes fibre som hovedsakelig er klare for bruk til et produkt,

idet overtrykket holdes mellom 0,7 og 11 kp/cm 2.

Apparatet i henhold til oppfinnelsen omfatter et forbehandlingskammer med midler for innføring av fragmenter av det fiberholdige material i rå og naturlig tilstand, en mekanisk anordning som omfatter et par defibreringsskiver, og et annet kondisjoneringskammer med midler for innføring av det defibrerte material etter behandlingen med defibreringsskivene, midler for tilførsel av et kondisjoneringsmiddel i kammeret

og midler for utføring av fibrene, og apparatet kjennetegnes ved at forbehandlingskammeret er et kammer med luft satt under trykk, omfattende midler for fremføring av materialet i dets naturlige tilstand gjennom kammeret, midler for tilførsel av damp til kammeret, for å impregnere materialfragmentene og mykne disse i plan mellom deres fibre under kontinuerlig materialstrøm i naturlig tilstand, idet det ikke medfølger noen væske utenom den som finnes i fragmentene; at defibreringsskivene er innrettet til å rotere i forhold til hverandre og vender mot hverandre og er innrettet til, uten forandring av trykket mellom skivene, å motta materialfragmentene, idet transportanordninger i kammeret har form av fremføringselementer innrettet til å føre materialfragmentene i en relativt uhindret materialstrøm gjennom kammeret og inn mellom defibreringsskivene, hvilke er utstyrt med partier for å utsette materialet for torsjon og skjær i langsgående plan mellom fibrene; at apparatet videre omfatter styreanordninger for opprettholdelse av trykket og temperaturen i dampen som virker på materialfragmentene, slik at disse mykner i plan mellom fibrene uten mekanisk adskillelse og dannelse av fri væske på utsiden av fragmentene før disse føres inn mellom defibreringsskivene, idet styreanordningen videre tilveiebringer en slik temperatur og et slikt trykk at det myknede material mellom fibrene danner et mykt belegg på fibrene når disse adskilles ved hjelp av de roterende skiver, og at apparatet videre omfatter et annet

kondisjoneringskammer med overtrykk og med et innløp for innføring av de belagte fibre som føres fra de roterende skiver, hvilket annet kammer er utstyrt med midler for til-førsel av et væskeformet kondisjoneringsmiddel til fibrene og midler for å føre fibrene ut av kammeret i kondisjonert tilstand.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under hen-visning til de vedføyde tegninger.

På tegningene er like deler angitt med like henvisningstall.

Et apparat i henhold til oppfinnelsen er vist i fig. 1 på tegningene. En dobbeltskivedefibrør 10 omfatter et hus som avgrenser et kammer som har fasong av en utflatet kule.

Kammeret omfatter et midtparti bestående av vegger 11 og 12

som er utflatet til plan generelt parallelle med de mellomliggende defibreringsskiver. Veggene 11 og 12 er forbundet med hverandre ved midtpartideler 13 av en form som gjør det mulig å anbringe dem i avstand fra og i generelt konsentrisk forhold til de motsatte sider av skiveomkretsene. Defibrør-huset er lukket av topp- og bunnpartier 14 som begge har den generelle form av et kuleskallsegment, komplementært til midt-partidelene 13.

Defibrøren er utformet for drift under overtrykk. I det viste tilfelle er dens innløp 15 tettende forbundet med et mellomstykke som avgrenser utløper fra et horisontalt, hult rør 16. Defibrørutløpet er avgrenset av et annet mellomstykke som tettende forbinder defibrøren med en rørformet koker 17. Ut-løpet fra kokeren er forsynt med en tømmeventil 18 av vanlig type som opprettholder en trykkavtetning ved enden av anordningen. Innløpet til røret 16 er forsynt med en lignende ventil (ikke vist) som muliggjør innføring av råstoff under opprettholdelse av trykkavtetning. Systemet som omfatter røret 16, defibrøren 10 og kokeren 17, kan således drives med innvendig overtrykk. Det skal bemerkes at det beskrevne system utmerker seg ved

fravær av forstyrrende ventiler mellom de suksessive enheter.

Dette letter opprettholdelsen av et avbalansert system hvor det gjennom hele systemet kan opprettholdes tilnærmet de samme trykk- og temperaturbetingelser.

Ved utøvelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen i dette system på rått trevirke blir dette innført i røret 16

i en naturlig, relativt tørr tilstand i form av flis eller i annen oppkuttet tilstand og uten medfølgende væske. Som det vil ses av tegningene, inneholder røret 16 en aksel hvorpå er montert radiale skovler. Akselen kan roteres for å bevege flisen fra rørets innløp til dets utløp. I dette spesielle tilfelle, hvor flisen beveges og omrøres av skovlene, behandles flisen i røret 16 med vanndamp for å utsette den for trykk fra 0,7 til 10,5 kp/cm 2 ved temperaturer fra 115 til 185°C. En tilførselskilde for damp er på vanlig og egnet måte koblet til røret 16 ved hjelp av et mellomstykke 19.

Det skal her bemerkes at det etablerte trykk og temperaturforhold vil være avhengig av det spesielle trevirke og det forønskede sluttprodukt.

På grunn av at der ikke er anordnet noen forstyrrende ventiler, vil hele systemet befinne seg under det samme trykk, hvorved det oppnås et avbalansert miljø, idet damp tilføres røret 16 etter behov for dette formål. I røret 16 utsettes flisen ute-lukkende for damp som nevnt, ved temperaturer fra 115 til 185°C, i et valgt tidsrom fra omkring 1/2 til 10 minutter, hvoretter den på egnet måte føres til defibrøren 10. Oppholdstiden er naturligvis også bestemt av materialet og sluttproduktet og styres selvsagt ved hastigheten av flisens bevegelse. Dampen tilføres under nevnte betingelse ikke for å frembringe med-følgende væske, men heller for å bli absorbert av flisen og bare i en slik grad at den mykner opp bindemidlene, hovedsakelig lignin, mellom de individuelle trefibre.

Den dampimpregnerte flis føres hurtig til og gjennom defibrøren 10. Her strømmer den mellom og blir defibrert av defibreringsskivene som roterer motsatt hverandre, under de på forhånd etablerte trykk og temperaturforhold. På grunn av den fore-skrevne behandling i røret 16 for mykgjøring av ligninet som binder fibrene sammen, når flisen beveger seg mellom defibreringsskivene, oppnås adskillelse i langsgående plan mellom fibrene. Defibreringsprosessen under slike betingelser som her, hvor der ikke er noen væske som følger med fibrene, resulterer i fibre som strømmer ut fra mellomrommet mellom defibreringsskivene i en avlang form og uten merkbar beskadigelse. Dessuten resulterer defibreringsbetingelsene i at hver fiber strømmer ut med et omsluttende, myknet lignin-belegg. Strømningstilstandene er slik at fibrene er tilnærmet jevnt belagt. Det må kunne antas at dette bidrar til deres relativt ubeskadigede, avlange form. Når fibrene slynges utover av defibreringsskivene, bestemmer det kuleformede omriss av anslagsflaten i defibrørhuset en hurtig og fri bevegelse av fibrene slik at de forlater defibrøren på en hurtig måte. Deretter beveges de hurtig under tyngdekraftens innflytelse

til kokeren 17. Det skal bemerkes at inntil dette punkt er flisen og dermed fibrene tilnærmet fri for ledsagende væske. Videre er passasjen av materialene gjennom defibrøren, som beskrevet, så fri at det oppnås en oppholdstid i defibrøren 10 på ikke stort mer enn noen få sekunder.

Der skjer en uvesentlig koking av fibrene i defibrøren 10 på grunn av arbeidet som utføres på fibrene av defibreringsskivene. I foreliggende tilfelle skjer kokingen hovedsakelig og ut-føres hurtig i kokeren 17. I dette tilfelle er kokeren 17 en beholder av samme art som røret 16.

Når de belagte, avlange fibre beveger seg til og gjennom kokeren 17 ved hjelp av deri anordnede vanlige drivinnretninger, kan de eksempelvis, men ikke som noen begrensning, utsettes for kokevæsker som sulfatlut, natriumsulfitt og bisulfitt, eller en bisulfittoppløsning, alt etter som tilfellet måtte kreve. Dette vil atter avhenge av trevirket og det for-ønskede sluttprodukt.

I ethvert tilfelle, avhengig av arten av material og det for-ønskede sluttprodukt, holdes fibrene i kokeren 17 i et tidsrom av fra fem til seksti minutter. Tidsrommet vil bli lenger for slike produkter hvor et lavere utbytte kan aksepteres for oppnåelse av den spesielt forønskede kokte tilstand av en spesiell fiberTcvalitet.

Fibrene tømmes ut fra kokeren 17 ved hjelp av ventilen 18, og det er frembragt et relativt ferdig kvalitetsprodukt på en usedvanlig kort tid i motsetning til ved vanlige fremgangsmåter og anordninger for samme formål. Eksempelvis kan man i den beskrevne anordning oppnå kraftfibre med over 80 % utbytte, hvilke fibre er fullstendig individuelle og jevne i motsetning til de tilfeldige fiberbunter som oppnås i tidligere kjente anordninger. Ved anvendelsen av den beskrevne anordning og fremgangsmåte elimineres fullstendig impregneringsproblemene som normalt opptrer. Da dette gjennomtrengningsproblem er

eliminert, er kokesyklusen vesentlig forkortet.

Som tidligere nevnt, vil oppholdstiden i kokeren 17 avhenge

av tresorten, enten det er hard ved eller myk ved, samt av nivået av masseutbyttet som ønskes oppnådd. Innenfor den beskrevne anordnings og fremgangsmåtes anvendelsesområde vil med stor sikkerhet utbyttet ligge mellom 50 % og 90 X.

Under spesielle forhold kan en ventil installeres mellom defib-røren 10 og kokeren 17. Dette gjøres bare når det er ønskelig å hindre gasser som frigjøres under visse kokebetingelser, eksempelvis ved bruken av visse kjemikalier, i å bevege seg bakover inn i defibrøren. I slike tilfeller vil målet være å hindre gassene fra å angripe og beskadige defibrørdeler Det skal imidlertid nevnes at ved eliminering av ventiler, som foran nevnt, unngår man en trykktilstans som vil virke hemmende på en rasjonell drift og resulterer i vedlikeholdsproblemer.

En ytterligere fordelaktig utførelsesform av et apparat i henhold til oppfinnelsen er vist i-fig. 2. Defibrøren 10 har her i forbindelse med sitt innløp et for-damperør 21, identisk i form og bruk med røret 16, og i forbindelse med sitt utløp en koker 22, som f.eks. kan være en koker markedsført under varemerket "M & D". Ventiler 24, svarende til ventilene 18,

er anordnet ved innløpet til røret 21 og ved utløpet fra

kokeren, og tjener til henholdsvis å mate og tømme systemet under opprettholdelse av en avtetting av systemet. Apparatet arbeider således med overtrykk i alle seksjoner slik som utførelsesformen beskrevet i forbindelse med fig. 1, uten noen forstyrrende ventiler.

Under drift innføres trevirke i form av flis eller i annen

oppkuttet tilstand i røret 21 gjennom den avtettende ventil,

i rå naturlig tilstand som i det første anlegg. Der er ingen medfølgende væske. Når flisen føres mot defibrøren blir det også her tilført damp fra en passende kilde, for i røret 21

og det øvrige kommuniserende utstyr å holde et trykk mellom 0,7 og 10,5 kp/cm 2, idet trykknivået avhenger av material og anvendelse. Flisen utsettes likeledes for en temperatur i området 115 til 185°C i et tidsrom av 1/2 til 10 minutter.

Fra røret 21 beveges flisen til og gjennom defibrøren 10 i en kontinuerlig strøm. Også her for-dampes flisen med damp for å mykne opp ligninet. Utenom den damp som impregnerer flisen,

er det ikke noe vesentlig væske som ledsager flisen under dens bevegelse til og mellom defibreringsskivene. Defibreringen oppnås på den måte som tidligere beskrevet under oppnåelse av en vesentlig avlang fiberform. Under og på grunn av de korte tidsintervaller ved råstoffets passering gjennom røret 21 og defibrøren 10, ikke overskridende 10 minutter innbefattende de ca. fem sekunder som kreves for defibreringsoperasjonen,

er der ingen merkbar beskadigelse av fibrene. Fibrene strømmer derfor inn i kokeren 22 i en relativt avlang form og har et jevnt omsluttende belegg av lignin. Under fibrenes passering gjennom kokeren 22 kan man i dette tilfelle oppnå et full-

stendig bleket eller fullstendig kondisjonert fiberprodukt klart for bruk.

I kokeren 22 kan man fylle en vanlig kondisjonerings- eller blekeoppløsning, for eksempel en hydrosulfittoppløsning, til nivået 23 som vist i fig. 2. Den skrå koker inneholder en sentral skillevegg om hvilken skovler beveger seg på en ende-

løs kjede. De impregnerte fibre som føres inn i kokeren ut-

merker seg ved fravær av medfølgende væske, og faller ned i

den øvre side av kokeren gjennom dens innløp til en side av mellomveggen. Fibrene faller således gjennom væsken til kokerens bunn og beveger seg for første gang gjennom væske.

De vandrende skovler tar med seg fibrene nedover, rundt og oppover den nedre side av skilleveggen gjennom hydrosulfitt-eller kondisjoneringsbadet. Vandringen gjennom kokeren styres slik at fibrene oppholder seg i kokeren ikke mer enn fem minutter, og herunder utsettes de for blekevirkningen under den styrte føring gjennom hydrosulfittoppløsningen.

Fibrene, i det vesentlige fri for medfølgende væske, løftes av skovlene og tømmes ut fra kokeren gjennom den avtettende tømmeventil 24. Det blekede produkt klar for bruk kan således oppnås i løpet av femogtyve minutter eller mindre, avhengig av materialet.

Fig. 3 på tegningene viser nok et eksempel på et apparat i henhold til oppfinnelsen. Defibrørens 10 innløp er forbundet med en for-damper 21 som i fig. 2, og dens utløp er forbundet med en koker 22, også som beskrevet i forbindelse med fig. 2. Forskjellen her er at det i forbindelse med ut-løpet fra kokeren 22 er anordnet en ytterligere koker 40 i likhet med beholderen 10 vist i US patent nr. 3.085.624. Ved utløpet fra kokeren 40 er anordnet en tømmeventil 41 som av-tetter systemets utløp. En lignende ventil (ikke vist) sørger for avtetting av systemets innløp under samtidig innmating av råstoff til kokeren 21.

Forstyrrende ventiler mellom anordningens elementer er også her utelatt.

Under drift av apparatet vist i fig. 3 virker elementene 21, 10 og 22 som beskrevet i forbindelse, med fig. 2. Damp inn-føres i for-damperen 21 og holder systemet under innvendig overtrykk. Avhengig av råstoff og formål kan overtrykket variere mellom 0,7 og .10,5 kp/cm 2 ved temperaturer mellom 115 og 185°C. Råstoffet leveres til for-damperen 21 uten tilsetning av væske. Flisen føres av en vanlig skrue- eller skovlinnretning og impregneres av dampen under dens bevegelse til defibrøren 10. Oppholdstiden i for-damperen 21 vil være fra 1/2 til 10 minutter, avhengig av råstoff og formål. Den impregnerte flis føres så gjennom defibrøren 10 som leverer fibrene i en avlang, jevnt belagt form til innløpet til kokeren 22. Der er ikke noe medfølgende væske, slik at prosessen skjer ved en optimal høy konsentrasjon.

Fibrene beveges så til og gjennom kokebadet bestående av det nødvendige kokemedium og opp til uttømming relativt fri for medfølgende væske for en andre koking og vasking ved passasje gjennom kokeren 40. Kokeren 40 er kontinuerlig åpen fra topp til -bunn og danner et kammer hvori væske holdes opp til et nivå 42. Arten av væske vil være bestemt av den nødvendige kondisjonering av fibrene. Der er naturligvis damp over nivået 42, og eventuelt kan det her være anordnet en tilførsels-ledning for ytterligere damp om ønsket. Fibrene faller ned gjennom et øvre dampområde og gjennom en dusj av væske levert gjennom en forbindelse 44. På denne måten skjer det både en vasking og en kondisjonering. Hvis partikler fortsatt er festet til fibrene, vil de bli vasket bort ved denne behandling. Under fibrenes bevegelse ned gjennom væsken blir de passende kondisjonert i væsken. Det er verdt å legge merke til at det øvre væskenivå i kokeren 40 vil holdes på systemets temperatur på grunn av nærheten med dampen i toppen av kokeren 40. I

den nedre del av kokeren 40 føres det inn en svakere og kaldere kokevæske gjennom dyser 45. Disse er anordnet slik at de trekker fibrene nedover mot og gjennom utløpet 46. Herunder vil resterende partikler på fibrene vaskes av og fibrene kjøles idet de føres mot utløpsventilen 41.

Anordningen vist i fig. 3 er således en videreutvikling av den som er vist i fig. 2, og brukes i det tilfelle hvor det kreves en mer omfattende kondisjonering av fibrene før deres anvendelse.

Med fremgangsmåten og apparatet i henhold til oppfinnelsen oppnås defibrerings- og kondisjonerings- eller blekeoperasjoner på et råstoff som hovedsakelig foreligger i sin naturlige form og dermed i relativ høy konsentrasjon. Teknikken med å an-vende trykk-kondisjoneringssystemet og måten å mykgjøre og defibrere fibrene på gjør at det unngås store energibehov eller anvendelse av høytrykksdamp, samtidig som fibrene defibreres på en overraskende hurtig måte. Videre skal det legges merke til at anordningene har et lite behov for rør-ledninger på grunn av det lave væskeforbruk.

I anordningen vist i fig. 3 kan det være ønskelig å anordne

en mellomliggende ventil i likhet med ventilen 41 mellom kokeren 40 og den etterfølgende koker 22. Dette vil bli gjort hvor de spesielt anvendte kjemikalier og den spesielle hen-sikt med å føre fibrene gjennom kokeren 40 skulle by på vanske-ligheter i opprettholdelse av anordningens trykk- og temperaturforhold.

Nok en utførelsesform av et apparat i henhold til oppfinnelsen er vist i fig. 4. I dette tilfelle er en for-damper 21 og en defibrør 10 koblet etter hverandre som i fig. 2. Ved de-fibrørens utløp er anordnet en ventil 50 i likhet med de tidligere nevnte ventiler 18 og 41. Ventilen 50 munner ut i toppen av et bleketårn 52. Sistnevnte er også trykkavtettet, og munner ut i en trykkpresse 53 i hvis utløp er anordnet en andre ventil 54. Likeledes er en lignende ventil anordnet ved for-damperens innløp.

I dette tilfelle vil for-damperen 21 og defibrøren 10, avhengig av råstoff og det forønskede sluttprodukt, holdes under et overtrykk på 0,7 til 7,8 kp/cm 2, med en temperatur i området 110-175°C. Damp leveres til for-damperen 21 for opprettholdelse av de nødvendige betingelser. Likeledes tilføres damp til beholderne 52 og 53 for tilveiebringelse av et trykk i nærheten av eller over atmosfæretrykket. Et innløp 55 for vann er anordnet ved toppen av bleketårnet 52

og tjener til frembringelse av en ekspanderende dusj i tårnet.

Dette system er spesielt fordelaktig for oppnåelse av blekede fibre. Rå flis føres inn i og gjennom fordamperen 21 og defibrøren 10 under de foran beskrevne trykk- og temperaturbetingelser. Oppholdstiden vil tilsammen være ca. 1/2 til 10 minutter. Når den betraktelig mykgjorte flis føres inn i defibrøren og gjennom denne, vil fibrene bli utsatt for en dusj av blekelut, som innføres ved hjelp av dertil egnet inn-retning i defibrørens innløp. En blekebehandling blir således allerede satt igang under flisens defibrering til avlange fibre. Fibrene faller deretter fortsatt under bleke-lutens påvirkning til og gjennom ventilen 50 og ned i toppen av bleketårnet 52. En vanndusj fra innløpet 55 tilveiebringer her en vaskevirkning som fortsetter under fibrenes fortsatte fall under tyngdekraftens påvirkning. Fibrene strømmer ut fra bleketårnet i en godt bleket tilstand og inn i trykkpressen 53 hvor den ledsagende væske fra bleketårnet fjernes og hvoretter fibrene på ny vaskes. Sistnevnte oppnås ved en dusj rettet mot fibrene gjennom strålemunnstykker 56

i en krage omkring pressens utløp. Herfra føres så fibrene gjennom utløpsventilen 54. Den her anvendte presse 53 er en såkalt "Pressafiner", og da detaljene ved denne skulle være vel kjent på området, skulle det ikke være nødvendig med en ytterligere beskrivelse av denne.

Ved anvendelse av anordningen i henhold til fig. 4 kan man på en effektiv måte utnytte for-damperen og defibrøren til fremstilling av et bleket produkt med lange fibre, og blekingen fullføres ved den fortsatte strømning av fibrene gjennom

i bleketårnet og trykkpressen for oppnåelse av i løpet av kort tid et fullstendig bleket fiberprodukt for bruk ved fremstilling av sluttprodukter av kvalitetsfibre.

I hvert tilfelle vil det skje en kondisjonerings- eller koke-prosess som muliggjør fjerning av uønsket belegg og innhold fra råmaterialet uten nevneverdig beskadigelse av fibrene.

I alle tilfellene oppnås et relativt ferdigbehandlet fiberprodukt som praktisk talt er umiddelbart anvendlig for bruk i papirfremstilling eller lignende prosesser. På grunn av eliminering av forstyrrende ventiler i foretrukne utførelses-

Claims (21)

1. former av oppfinnelsen oppnås en hurtig behandling og et minimalt kraftforbruk. Hvor ventiler tilfeldigvis måtte bli anvendt på grunn av et spesielt material eller behandling, vil de enten bli brukt til å kontrollere uønskede virkninger av frigjorte gasser under koking, f.eks. bevegelse av slike gasser tilbake i forangående apparatenheter, eller for å avgrense et område hvor en endring i trykket må oppnås. Det skal imidlertid understrekes at i den foretrukne utøvelse av oppfinnelsen vil ventiler i det alt vesentlige være eliminert sammen med de problemer som alltid oppstår ved bruken av et stort antall ventiler. PATENTKRAV 1. Fremgangsmåte for findeling og raffinering av fiberholdig råmaterial slik som f.eks. trevirke, der materialet forbehandles med damp, defibreres og deretter behandles med kjemikalier i væskefase,karakterisert ved at fragmentene av det fiberholdige materialet'føres"igjennom et forbehandlingskåmmer (16) med damp under overtrykk, i en kontinuerlig strøm og uten med-følgende væske og i et tidsrom på 1/2 til 40 minutter under en temperatur på omtrent 115 til 200°C; at forbehandlingen styres slik at materialfragmentene myknes i plan mellom fibrene og at det samtidig hindres dannelse av fri væske utenfor fragmentene; at fragmentene etter forbehandlingen utsettes for torsjons- og skjærkrefter som utøves fra et par roterende defibratorskiver som hver roterer i forhold til den annen slik at det av materialfragmentene dannes langstrakte fibre; at skivene roterer i et slikt miljø at temperaturen og trykket -holdes uforandret og på et slikt nivå at det hindres dannelse av fri væske utenfor materialfragmentene, og slik at det dannes et mykt belegg på fibrene, omfattende lignin og lignende, idet belegget opprinnelig befinner seg i materialet, og at de langstrakte og belagte fibre deretter utsettes for et kondisjoneringsmiddel i væskeform for etterbehandling av belegget på fibrene mens materialet ennå er under trykk, hvorved det frembringes fibre som hovedsakelig er klare for bruk til et produkt, idet overtrykket holdes mellom 0,7 og 11 kp/cm 2.
2. 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,

   karakterisert ved at det fiberholdige material oppdeles ved hjelp av skivene til en tilstand med relativt høy konsistens.
3. 3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2,

   karakterisert ved at materialfragmentene først dampbehandles i omtrent 1/2 til 10 minutter og frem-føres i en konstant strøm under dampbehandlingen.
4. 4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at etter oppdelingen av materialet mellom skivene føres det fiberholdige material i en kontinuerlig strøm til og gjennom det væskeformede kondisjoneringsmiddel i form av et kjemisk bad, der det holdes samme trykk som i defibreringskammeret, og at de adskilte fibrene holdes i badet i omtrent 5 til 60 minutter, avhengig av materialet og det ønskede sluttprodukt.
5. 5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 4, karakterisert ved at de belagte fibrene utsettes for koking og vasking eller avkjøling, slik at det dannes kjemisk belagte, langstrakte fibre, hovedsakelig til bruk i et sluttprodukt.
6. 6. Fremgangsmåte som angitt i krav 5,

   karakterisert ved at fiberproduktet kokes i 2 trinn, det ene trinn umiddelbart etter det annet, og begge trinn umiddelbart etter behandlingen i form av torsjons- og skjærkrefter.
7. 7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6,

   karakterisert ved at det annet trinn av kokingen utføres mens fibrene under påvirkning av tyngde-kraften faller gjennom en koker (40), hvorved produktet først sprøytes med en kondisjoneringsvæske for vasking av produktet, hvoretter produktet kondisjoneres ved bevegelse nedover gjennom et væskebad (42), idet det i det nedre område av badet til-

   føres en kjølende væske (45) under utstrømningen av fiberproduktet.
8. 8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,

   karakterisert ved at materialet under dets fortsatte strømning utsettes for et trykk i området mellom 2 0,7 og 8,75 kp/cm og en temperatur i omradet fra 115 til 175°C, at fiberproduktet behandles med et flytende kondisjoneringsmiddel i form av forstøvet kondisjoneringsfluidum,

   og at produktet som er behandlet med kondisjoneringsmidlet slippes ned gjennom en kjølende vanndusj for avkjøling og avbrytelse av den kjemiske virkning av kondisjoneringsmidlet.
9. 9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8,

   karakterisert ved at de væsker som er på-ført fibrene fjernes og at fibrene til slutt vaskes, under opprettholdelse av trykket.
10. 10. Apparat for findeling og raffinering av fiberholdig råmateriale, slik som f.eks. trevirke, i henhold til fremgangsmåten angitt i krav 1 til 9, hvilket apparat omfatter et forbehandlingskammer (16, 21) med midler for innføring av fragmenter av det fiberholdige material i rå og naturlig tilstand, en mekanisk anordning (10) som omfatter et par defibreringsskiver, og et annet kondisjoneringskammer (17, 22, 52) med midler for innføring av det defibrerte material etter behandlingen med"defibreringsskivene, midler for tilførsel av et kondisjoneringsmiddel i kammeret og midler for utføring av fibrene,

    karakterisert ved at forbehandlingskammeret (16, 21) er et kammer med luft satt under trykk, omfattende midler for fremføring av materialet i dets naturlige tilstand gjennom kammeret, midler (19) for tilførsel av damp til kammeret (16, 21), for å impregnere materialfragmentene og mykne disse i plan mellom deres fibre under kontinuerlig materialstrøm i naturlig tilstand, idet det ikke medfølger noen væske utenom den som finnes i fragmentene; at defibreringsskivene er innrettet til å rotere i forhold til hverandre og vender mot hverandre og er innrettet til, uten forandring av trykket mellom skivene, å motta materialfragmentene, idet transportanordninger i kammeret (16, 21) har form av fremførings-elementer innrettet til å føre materialfragmentene i en relativt uhindret materialstrøm gjennom kammeret og inn mellom defibreringsskivene, hvilke er utstyrt med partier for å utsette materialet for torsjon og skjær i langsgående plan mellom fibrene; at apparatet videre omfatter styreanordninger (18, 24, 41, 50) for opprettholdelse av trykket og temperaturen i dampen som virker på materialfragmentene, slik at disse mykner i plan mellom fibrene uten mekanisk adskillelse og dannelse av fri væske på utsiden av fragmentene før disse føres inn mellom defibreringsskivene, idet styreanordningen videre tilveiebringer en slik temperatur og et slikt trykk at det myknede material mellom fibrene danner et mykt belegg på fibrene når disse adskilles ved hjelp av de roterende skiver, og at apparatet videre omfatter et annet kondisjoneringskammer (17, 22, 52) med overtrykk og med et innløp for inn-føring av de belagte fibre som føres fra de roterende skiver, hvilket annet kammer er utstyrt med midler for tilførsel av et væskeformet kondisjoneringsmiddel til fibrene og midler for å føre fibrene ut av kammeret i kondisjonert tilstand.
11. 11. Apparat som angitt i krav 10, karakterisert ved at styreanordningen (18, 24, 41, 50) er innrettet til å opprettholde et trykk på i det minste 0,7 kp/cm^ og en temperatur på i det minste 115°C.
12. 12. Apparat som angitt i krav 10 eller 11, karakterisert ved at et hus (11 - 14) danner et kammer (10) for defibreringsskivene, hvilket kammer er i direkte forbindelse med forbehandlingskammeret (16, 21), idet et parti av veggen i defibreringskammeret (10) har en buet form rundt defibreringsskivene, slik at det er dannet en anslagsflate for adskillelse av fibrene, samt et utløp (15) for å gi et fritt strømningsforløp til det annet kammer (17, 22, 52).
13. 13. Apparat som angitt i krav 10 - 12,karakterisert ved en innløpsventil og en utløpsventil (18, 24, 41, 50) ved de motsatte ender av apparatet, hvilke ventiler er de eneste ventiler i apparatet.
14. 14. Apparat som angitt i krav 10 - 13,karakterisert ved at forbehandlingskammeret (16, 21) og kammeret med den mekaniske anordning (10) for behandlingen av materialfragmentene utgjør separate kammere som står i direkte forbindelse med hverandre, og at apparatet er trykktett ved innløp og utløp ved bruk av ventil-anordninger (18, 24, 41, 50).
15. 15. Apparat som angitt i krav 10 - 14,karakterisert ved at det annet kammer (17, 22, 52) er innrettet til å inneholde, det væskeformede kondisjoneringsmiddel i form av et kjemisk bad og midler for frem-føring av de belagte fibre hovedsakelig uten medfølgende væske.
16. 16. Apparat som angitt i krav 10 - 15,karakterisert ved et ytterligere trykk-kammer (40) som er tilkoblet for å motta fiberproduktet fra det annet kammer (22) og er utstyrt med midler (43, 44) for ytterligere kondisjonering av produktet og utføring av dette, hovedsakelig klart til bruk i et sluttprodukt.
17. 17. Apparat som angitt i krav 16,karakterisert ved midler (44) i det ytterligere trykk-kammer (40) for påføring av et kondisjoneringsmiddel i forstøvet form til fiberproduktet når dette innføres, for å oppnå både vasking og kondisjonering av produktet.
18. 18. Apparat som angitt i krav 16 eller 17,karakterisert ved midler for påføring av et blekemiddel på det belagte fiberprodukt, idet det annet kammer (52) har form av et bleketårn (52) med midler for vasking av fiberproduktet når dette føres ut etter blekingen.
19. 19. Apparat som angitt i krav 18, karakterisert ved et ytterligere trykk-kammer (53) i forbindelse med bleketårnet (52), hvilket kammer (53) omfatter midler for fjernelse av fluider fra fiberproduktet når dette føres ut fra bleketårnet, idet det er anordnet midler for å vaske fiberproduktet under trykk etter fjernelse av de medfølgende fluider, hvorved det frembringes blekede fibre hovedsakelig klare for bruk i et sluttprodukt.
20. 20. Apparat som angitt i krav 19, karakterisert ved at bleketårnet (52) står i forbindelse med midlene (55) for tilførsel av kjølemiddel i form av vann i forstøvet form til fiberproduktet i bleketårnet (52) .
21. 21. Apparat som angitt i krav 20, karakterisert ved at midlene for fjernelse av medfølgende fluider ved utløpet er utstyrt med midler (56) for å rette en vaskestråle mot fiberproduktet som føres ut før dette utsettes for den omgivende luft.