NO168543B - Fremgangsmaate og anordning for fjerning av latens. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fjerning av latens fra mekaniske masser, ifølge hvilken fremgangsmåte massen blandes i et blandekar til en konsistens av høyst 3,5 % og en temperatur over 50°C. Oppfinnelsen angår også en anordning for fjerning av latens.

Latens er en egenskap som bestemmes hos mekaniske masser, særlig hos mekaniske raffinørmasser, hvorved en del av fibrene stivner i en viss form når massen etter defibrering utspes (blandes?) med kaldt vann. Fibrene kan da være vridde, forkludret eller kruset. Dersom massen avkjøles før fjerning av latens, er denne formendring varig.

Ifølge en definisjon betyr latens forskjellen i prosent mellom freenessgraden hos prøver behandlet ifølge standardisert kald- (20°C) og varmoppløsning (85<*>C) og den verdi som oppnås etter kaldoppløsning. ;Hva angår preparerte suspensjoner, som f.eks. termomekaniske masser og tilsvarende, så har man konstatert at latensen er dessto større jo lavere freeness og jo større forbruk av egenenergi. ;I konvensjonell slipemasse har man også påvist latens, men ;i en så liten grad at den ikke har noen praktisk betydning. ;Man har antatt at trykkslipemasse i denne betydning likner konvensjonell, atmosfærisk slipemasse. Ved utførte undersøkelser har dog fremkommet at trykkslipemasse oppviser merkbart stor latens. ;Som eksempel på latens hos trykkslipemasse kan nevnes at prøver i en test oppviste 16 - 21 % latens. Latensen fjernet seg ikke under prosessen, men ble fastsatt også hos papirmaski-nens doseringsmasse. Utover dette har man konstatert at alle masseprøver som ble tatt i ulike trykksliperier oppviste latens. Mengden av latens hos masser under raffineringsstener var 25 - 30 %. ;Tidligere har man fjernet latens ved å behandle massen mekanisk ved en høy temperatur og en lav konsistens i et stort blandekar. Blandekarets størrelse kan eksempelvis være ca. 500 m<3>, dersom kapasiteten er 500 tonn/24 h. Mens massen blandes i dette kar, får fibrene en mulighet til å rette seg ut. Ved anlegg for termomekanisk masse dimensjoneres karet vanligvis ;for en forsinkelse av 30 - 50 min, en konsistens av 2 - 3,5 % ;og en temperatur av 75 - 85°C. Som blandere anvendes vanlige prope1lb1andere. Energiforbruket er derved ca. 30 kwh/t. ;Det ovennevnte kar for fjerning av latens er normalt plassert før sortering av massen, ettersom det er lettest å oppnå det nødvendige temperaturnivå på dette sted. Dessuten har man konstatert at latensen vanskeliggjør såldfunksjonen. Dersom fjerning av latens ikke utføres på dette sted, så fraskilles unødig meget gode fibre til maling av rejekt ved sorteringen, hvilket fører til unødig fiberforkorting og til senket rivfasthet hos ferdig masse. ;Den hovedsakelige svakhet ved den tidligere kjente teknikken er det store og dyre blandekaret, og at det er påfallende vanskelig å anbringe karet, spesielt i ferdige anlegg. En svakhet utgjøres også av lang forsinkelse, senket lyshet og høyt spesifikt energiforbruk. ;Hensikten med oppfinnelsen er å komme frem til en fremgangsmåte og en anordning, ved hjelp av hvilken ulempene ved den tidligere kjente teknikk kan elimineres. Dette har man oppnådd ved hjelp av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, som er karakterisert ved at masse blandes i massens strømningsretning sett i det minste to etter hverandre følgende, i avstand fra hverandre beliggende blandesoner slik at hydrodynamiske krefter frembringes i fibrene gjennom blandemidler og at avstanden mellom blandesonene gjøres så stor at fibrene når å vende tilbake til hvilestilling før den etterfølgende blandesone. Fremgangsmåten kan utnyttes ved hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen, som på sin side er karakterisert ved at blandeapparatet oppviser i det minste to i massens strømningsretning sett etter hverandre følgende, i en avstand fra hverandre beliggende blandemidler, som frembringer hydrodynamiske krefter i fibrene, og at avstanden mellom blandemidlene er anordnet så stor at fibrene når å vende tilbake til hvilestilling før etterfølgende blandemiddel. ;Sammenliknet med kjent teknikk består fordelen med fremgangsmåten og anordningen ifølge oppfinnelsen i at fjerningen av latens kan utføres merkbart raskere, eksempelvis under 0,5 - 2 min, enn ifølge kjent teknikk. Dessuten uteblir de vanske-ligheter som forårsakes av blandekarets betydelige størrelse, ettersom det for å komme frem til en tilsvarende kapasitet, 500 tonn/24 h, kreves et blandekar med et volum av bare ca. 10 - 50 m<3> eller et flertall enda mindre kar. ;For å tydeliggjøre betydningen av å fjerne latens kan man ;i denne sammenheng ytterligere fremlegge følgende fakta. ;Fjerningen av latens senker freeness-nivået, betydelig mer energi behøves for å oppnå en tilsvarende endring i freeness i en slipemaskin enn for å utføre en prosess for fjerning av latens. Således oppstår ekstra kostnader på grunn av hver latensprosent som forblir i produktet. Eksempelvis for en senking av freeness-verdien fra 130 til 100 ved slipingen behøves ca. 100 kwh/t energi. For en tilsvarende senking av freeness-verdien i en anordning for fjerning av latens behøves bare ca. 20 - 25 kwh/t energi. ;Bindepotensialet i trykkslipemasse påvirkes også i betydelig grad av at latensen fjernes, hvorved strekk-, briste, våt- og overflatefastheten forbedres merkbart. Således blir papirets fasthetsegenskaper og kjørbarhet bedre eller cellulose-andelen i papiret kan senkes. ;Dersom latensen ikke fjernes fra massen så opptrer de i en deformert form stivnete fibrene seg ved grovrejektbestemmelse på samme måte som grovrejektet. F.eks. ved Sommerville-bestemmelse fraskilles de til grovrejektfraksjonen. Ved å fjerne latensen kan grovrejektverdiene hos trykkslipemasse således påvirkes særdeles meget. Da papirets porøsitet dessuten senkes i og med fjerningen av latens, får papiret en glattere overflate og en mer finkornet sturktur, som beggé betyr en bedre trykkbarhet for papiret. ;Energiforbruket synker fra eksempelverdien med ca. 10 Trekk-, briste- og våtstyrken blir på sin side 7 - 10 % bedre. Porøsiteten minsker med ca. 10 % og grovrejektmengden igjen med ca. 30 %. Alle disse verdier er knyttet til trykkslipemasse og viser hvordan kvaliteten til ferdig sortert trykkslipemasse påvirkes av fjerningen av latens. Latens kan også fjernes fra termomekanisk masse og andre høykonsistensmalte masser, som f.eks. rejektmasser. ;Foruten det ovenfor anførte bør man også merke seg at da latens fjernes på den mest fordelaktige måte, dvs. før sortering, så er effekten større enn ovenfor beskrevet. Antagelig blir rivfastheten hos ferdig masse da bedre, ettersom lange fibre ikke unødvendig styres til rejektmaling. ;I det følgende skal oppfinnelsen beskrives mer detaljert ved hjelp av de i medfølgende tegning viste foretrukne utførings-eksempler, hvor ;figur 1 viser et prinsippbilde av en utføringsform av en anordning ifølge oppfinnelsen fra siden, ;figur 2 viser utføringsformen ifølge figur 1 i anordningens lengderetning, ;figur 3 viser et prinsippbilde av en annen utføringsform av anordningen ifølge oppfinnelsen fra siden, ;figur 4 viser utføringsformen ifølge figur 3 ovenfra, figur 5 viser en utføringsform av et blandemiddel ved anordningen ifølge oppfinnelsen, ;figur 6 viser blandemidlet ifølge figur 5 langs pilene VI-VI i figur 5 og ;figur 7 viser blandemidlet ifølge figur 5 i pilens VTI. retning i figur 5. ;I eksemplet i figur 1 betegner henvisningstallet l et blandekar. Henvisningstallet 2 betegner i alminnelighet et blandeapparat anordnet innenfor blandekaret 1. Blandeapparatet 2 består av en aksel 3 og blandemiddel 4 anordnet på akselen. Blandeapparatet roteres ved hjelp av en motor 5 og en kraftover-føring 6. Blandekaret 1, motoren 5 og kraftoverføringen 6 er understøttet på et underlag ved hjelp av støtter 7, 8. ;Inngangsåpningen for den masse som skal behandles er i figurene betegnet ved hjelp av henvisningstallet 9 og utgangsåpningen for den behandlete massen på sin side ved hjelp av henvisningstallet 10. ;Det vesentlige ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er ;at den i karet 1 matete massen blandes i massens strømningsret-ning sett minst to etter hverandre følgende blandingssoner, hvorved avstanden mellom blandingssonene er gjort så stor at fibrene når å vende tilbake til hvilestilling før etterfølgende blandesone. ;I blandesonene utsettes fibrene for hydrodynamiske krefter ved hjelp av blandemidlene 4. Disse hydrodynamiske krefter er eksempelvis skjærkrefter som fibrene blir utsatt for og som retter dem ut. Hver blandesone dannes ved hjelp av blandemidlet 4. I utføringsformene ifølge figurene 1 og 2 består blandemidlene av rotorer utformet på akselen 3 i en avstand fra hverandre. Rotorene kan for eksempel være organ ifølge figurene 5-7. ;Idéen ved oppfinnelsen er at fibrene utsettes for ovennevnte hydrodynamiske krefter ved hjelp av blandemidlene 4 slik at fibrene etter hvert blandemiddel 4 (blandesone) alltid når å vende tilbake til sin hvilestilling før etterfølgende blandemiddel (blandesone). ;I utføringsformen ifølge figurene 1 og 2 befinner karet 1 seg i horisontal stilling og blandeapparatet 2 består av en aksel 3 i massens strømningsretning, på hvilken aksel er anordnet i avstand fra hverandre anordnete blandemiddel 4, f.eks. rotorer ifølge figurene 5-7. Antallet rotorer er ikke begrenset oppad, det vesentlige er at det finnes minst to rotorer, hvorved et tilbakevendingsområde for de ovennevnte fibre kan utformes mellom disse rotorer. Antallet blandemidler 4 kan variere, et foretrukket antall er eksempelvis 6-12 rotorer. ;I figurene 3 og 4 vises en annen utføringsform av anordningen ifølge oppfinnelsen. I figurene 3 og 4 betegnes blandekaret ved hjelp av henvisningstallet 21. Henvisningstallet 22 betegner igjen generelt et blandeapparat som er anordnet innenfor blandekaret 21. I denne utføringsform består blandeapparatet 22 av tre parallelle, i strømningsretningen anordnete aksler 23a, 23b, 23c. I en avstand fra hverandre beliggende blandemiddel 24 er i denne utføringsform alltid utformet av tre rotorer 24a, 24b, 24c, som befinner seg på vesentlig samme nivå, dvs. hvert blandemiddel 24 som danner en blandesone består av tre rotorer 24a, 24b, 24c. Avstanden mellom to etter hverandre følgende blandemiddel 24 er valgt slik at fibrene alltid når å vende tilbake til sin hvilestilling før etterføl-gende blandeorgan. ;Akslene 23a, 23b, 23c på blandeapparatet 22 roteres ved hjelp av motorer 25 og en kraftoverføring 26. Motorenes 25 stilling rundt karet kan varieres eksempelvis ifølge den plass som finnes til rådighet. Blandekaret 21 og motorene 25 er festet til et underlag ved hjelp av støtter 27, 28. ;Inngangsåpningen for den masse som skal behandles betegnes i figurene ved hjelp av henvisningstallet 29 og utgangsåpningen for den behandlete massen på den annen side ved hjelp av henvisningstallet 30. ;Rotorene 24a, 24b, 24c på blandemidlet 24 i utførings-formen ifølge figurene 3 og 4 kan eksempelvis være organ ifølge figurene 5-7. Rotorenes blad 31 kan være fremstilt for eksempel ifølge figur 5, 6 eller 7. Derved fungerer bladenes 31 kanter, som støter på fibrene, som hydrodynamiske krefter frembringende organ. Bladene 31 kan på hvilken som helst passende måte festes til et passende senter 32. Ved senteret 32 kan rotorene på hvilken som helst passende måte festes til akselen. ;I begge disse utføringsformer kan massen hindres fra å rotere i karet sammen med blandemidlene eller en slik rotering kan i det minste vesentlig motarbeides ved hjelp av strømnings-sperreorgan som strekker seg parallelt med blandeapparatets aksel eller aksler. Disse strømningssperreorganer er vist i figur 4 ved hjelp av henvisningstallet 33. Strømningsperre-organene 33 kan utformes eksempelvis av plater som festes til karets indre overflate. Strømningsperreorganene kan f.eks. være rette organ eller organ som skrueformet omgir karet. ;Anordningene ifølge utføringsformene i figurene fungerer i prinsipp på følgende måte. Den masse som skal behandles mates ved en konsistens av høyst 3,5 % og en temperatur på over 50'C gjennom inngangsåpningen inn i blandekaret. Massen blandes ved å rotere blandeapparatene, hvorved bladene 31 på rotorene, som fungerer som blandemiddel, støter på fibrene i massen og tilfører fibrene hydrodynamiske krefter som retter ut fibrene. Etter hvert blandemiddel vender fibrene tilbake til massen i hvilestilling før etterfølgende blandemiddel. Den behandlete massen fjernes gjennom utgangsåpningen. ;De ovenfor anførte utføringseksempler er ikke på noen måte beregnet til å begrense oppfinnelsen, idet oppfinnelsen kan varieres på mange ulike måter innenfor rammen av patentkravene. Således er det klart at anordningen ifølge oppfinnelsen eller dennes deler ikke behøver å være akkurat slik som vist i figurene, idet andre løsninger også er mulig. Blandekarets størrelse og form er ikke begrenset. Antallet blandemidler er helfer ikke begrenset. Som blandemiddel kan også anvendes andre løsninger enn rotorer ifølge figurene 5-7 eller grupper dannet av disse rotorer. Antallet aksler i blandeapparatene er heller ikke begrenset. Akslenes rotasjonsbevegelser kan dessuten være ulike osv. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utføres både ved atmosfæretrykk og ved overtrykk. En behandling ved overtrykk kan også utføres ved en temperatur over 100<*>C. Derved kan f.eks. blandekaret befinne seg i utgangskanalen i en trykkslipemaskin, slik at behandlingen skjer ved trykkslipe-maskinens arbeidstrykk og -temperatur. Fremgangsmåten innskren-ker seg dog ikke til trykksliping, idet den også kan anvendes i forbindelse med mekaniske masser, såsom f.eks. termomekaniske masser eller malte rejekt. Mateåpningen for masse behøver heller ikke nødvendigvis være plassert slik som vist i eksemplene i figurene, idet andre løsninger også er mulige. Mateåpningen kan befinne seg f.eks. på utgangsåpningens plass og omvendt.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fjerning av latens fra mekaniske masser, ifølge hvilken fremgangsmåte massen blandes i et blandekar med en konsistens av høyst 3,5 % og en temperatur over 50°C, karakterisert ved at masse blandes i massens strømningsretning sett i minst to etter hverandre følgende, i avstand fra hverandre beliggende blandesoner, slik at hydrodynamiske krefter dannes i fibrene ved hjelp av blandemidler (4,

24) og at avstanden mellom blandesonene gjøres så stor at fibrene når å vende tilbake til hvilestilling før etterfølgende blandesone.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at blandingen skjer ved et trykk høyere enn atmosfære-trykket.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at blandingen skjer ved en temperatur over 100'C.

4. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at massen hindres fra å rotere i blandesonene sammen med blandemidlene (4, 24) eller at en slik rotasjon vesentlig retarderes ved hjelp av strømnings-sperremiddel (33) festet på karets (1) indre vegger.

5. Anordning for fjerning av latens fra mekaniske masser, hvilken anordning omfatter et blandekar for masse og et i dette anordnet blandeapparat for blanding av en masse med en konsistens av høyst 3,5 % og en temperatur over 50°C, karakterisert ved at blandeapparatet (2, 22) omfatter minst to i massens strømningsretning sett etter hverandre følgende, i en avstand fra hverandre beliggende blandemidler (4, 24), som frembringer hydrodynamiske krefter i fibrene, og at avstanden mellom blandemidlene (4, 24) er anordnet så stor at fibrene når å vende tilbake til hvilestilling før etterfølgende blandemidler (4, 24).

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at blandeapparatet (2) består av en i massens strøm-ningsretning anordnet aksel (3), på hvilken er anordnet i avstand fra hverandre minst to rotorer som fungerer som blandemiddel (4).

7. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at blandeapparatet (22) består av to eller flere parallelle, i massens strømningsretning anordnete aksler (23a, 23b, 23c), idet der på hver aksel er anordnet minst to rotorer i en avstand fra hverandre, idet rotorene (24a, 24b, 24c), som befinner seg på ulike aksler på vesentlig samme nivå, er anordnet for sammen å danne blandemidlet (24).

8. Anordning ifølge krav 6 eller 7, karakterisert ved at kantene på rotorens blad (31) er anordnet for å fungere som organ som frembringer hydrodynamiske krefter i fibrene.

9. Anordning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at karet (1) er forsynt med strømningsperreorgan (33), som strekker seg vesentlig parallelt med blandeapparatenes (2, 22) aksel/aksler (3, 23a, 23b, 23c) og motarbeider rotering av massen.

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at strømningsperreorganene (33) er utformet av plater som strekker seg skrueformet i akselens/akslenes (3, 23a, 23b, 23c) retning.