PL241458B1

PL241458B1 - Pulp Processing Method and Pulp Processing Equipment

Info

Publication number: PL241458B1
Application number: PL436021A
Authority: PL
Inventors: Błażej Zbierski
Original assignee: Zbierski Blazej
Priority date: 2020-11-20
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2022-10-10
Also published as: PL436021A1

Abstract

Sposób przetwarzania masy celulozowej w celu uzyskania masy papierniczej, w szczególności do produkcji bibuły, w którym to sposobie masę celulozową zawierającą rozwłókniony surowiec celulozowy o stężeniu 4% poddaje się mieleniu i rozbijaniu pęczków. Sposób charakteryzuje się tym, że proces mielenia i rozbijania pęczków prowadzi się jednoetapowo za pomocą urządzenia do mielenia masy i rozbijania w niej pęczków, tak że podaje się masę celulozową przez wlot (11) pod ciśnieniem od 1,5 bar do 2,5 bar z prędkością od 500 do 2000 litrów/minutę; wprowadza się tarczę obrotową (40) w ruch z prędkością od 500 do 1000 obr./min; kontynuując proces przetwarzania, przy czym przy stwierdzeniu zbyt małej smarności wyjściowej masy papierniczej zmniejsza się odległość pomiędzy tarczami stacjonarnymi (20, 30) regulując pozycję drugiej tarczy stacjonarnej (30).A method of processing pulp to obtain a paper pulp, in particular for the production of tissue paper, in which method the pulp containing 4% defibrated pulp is milled and broken into tufts. The method is characterized in that the process of grinding and breaking the knots is carried out in one step by means of a device for grinding the mass and breaking the knots in it, so that the pulp is fed through the inlet (11) at a pressure of 1.5 bar to 2.5 bar with speed from 500 to 2000 liters / minute; the rotating disk (40) is actuated at a speed of 500 to 1000 rpm; continuing the processing process, and if it is found that the lubricity of the initial pulp is too low, the distance between the stationary disks (20, 30) is reduced by adjusting the position of the second stationary disk (30).

Description

PL 241 458 B1PL 241 458 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania masy celulozowej oraz urządzenie do przetwarzania masy celulozowej, służące do mielenia masy celulozowej i rozbijania w niej pęczków w celu wytworzenia masy papierniczej.The subject matter of the invention is a pulp processing method and a pulp processing apparatus for grinding pulp and breaking tufts therein to produce paper pulp.

Masa celulozowa, stosowana do wytwarzania wyrobów papierniczych wymaga wstępnego etapu obróbki, który polega na mieleniu masy celulozowej za pomocą noży, które ją rozgniatają, tną oraz gładzą, w celu uzyskania masy papierniczej. Do wytworzenia papieru o wysokiej jakości stosuje się obecnie proces mielenia masy celulozowej na urządzeniach mielących (młynach) oraz odrębny proces rozbijania pęczków celulozowych na urządzeniach zwanych deflakerami. Zastosowanie tych dwóch odrębnych procesów obróbczych generuje znaczne zużycie energii elektrycznej.Pulp used in the manufacture of paper products requires an initial treatment step which consists in grinding the pulp with knives that crush, cut and smooth it to obtain a paper pulp. To produce high-quality paper, a process of grinding pulp on grinding devices (mills) and a separate process of breaking up cellulose tufts on devices called deflakers are used to produce high-quality paper. The use of these two separate machining processes generates significant electricity consumption.

Procesy mielenia i rozbijania pęczków są szczególnie istotne przy wytwarzaniu papieru o niskiej gramaturze, w szczególności przy wytwarzaniu bibuły, jeśli pożądanym jest uzyskanie dużej jednolitości grubości produktu końcowego.The milling and tuft breaking processes are particularly important in the manufacture of low grammage paper, particularly in the manufacture of tissue paper, if a high uniformity of final product thickness is desired.

Wskazanym byłoby opracowanie urządzenia, które usprawni opisane powyżej procesy wstępnej obróbki masy celulozowej.It would be advisable to develop a device that would improve the processes of pulp pre-treatment described above.

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania masy celulozowej w celu uzyskania masy papierniczej, w szczególności do produkcji bibuły, w którym to sposobie masę celulozową zawierającą rozwłókniony surowiec celulozowy o stężeniu 4% poddaje się mieleniu i rozbijaniu pęczków, charakteryzujący się tym, że proces mielenia i rozbijania pęczków prowadzi się jednoetapowo za pomocą urządzenia wyposażonego w:The subject of the invention is a method for processing pulp to obtain paper pulp, in particular for the production of tissue paper, in which the pulp containing 4% defibrated cellulosic raw material is subjected to milling and tuft breaking, characterized in that the milling and tuft breaking process is carried out in one step using a device equipped with:

- dwie tarcze stacjonarne o średnicy od 600 do 700 mm, przy czym druga tarcza stacjonarna ma regulowaną pozycję określającą odległość pomiędzy tarczami stacjonarnymi;- two stationary discs with a diameter of 600 to 700 mm, the second stationary disc having an adjustable position defining the distance between the stationary discs;

- tarczę obrotową znajdującą się pomiędzy tarczami stacjonarnymi;- a rotating disc located between the stationary discs;

- wlot masy celulozowej znajdujący się przed pierwszą tarczą stacjonarną przy jej osi;- a pulp inlet located in front of the first stationary disk at its axis;

- wylot masy papierniczej znajdujący się przy krawędzi obwodowej tarczy obrotowej;- a paper pulp outlet located at the circumferential edge of the rotating disc;

- wał napędowy zamocowany do tarczy obrotowej, przechodzący swobodnie przez pierwszą tarczę stacjonarną;- a drive shaft fixed to the rotating disk, extending freely through the first stationary disk;

- przy czym tarcza obrotowa ma powierzchnie aktywne znajdujące się po obu stronach tarczy obrotowej oraz tarcze stacjonarne mają powierzchnię aktywną znajdującą się od strony tarczy obrotowej;- wherein the rotating disc has active surfaces located on both sides of the rotating disc and the stationary discs have an active surface located on the side of the rotating disc;

- przy czym każda powierzchnia aktywna ma obszar mielenia z nożami mielącymi ułożonymi w obrębie pierścienia przy krawędzi zewnętrznej tarczy oraz obszar rozbijania pęczków z nożami rozbijającymi ułożonymi w obrębie pierścienia przy osi tarczy, przy czym noże mielące oraz noże rozbijające mają kształt wzdłużnych wypustów o przekroju prostokątnym, które są ustawione pod kątem równym od 10 do 15°, korzystnie 12.5°, względem promienia tarczy oraz mają wysokość równą od 5 do 10 mm, korzystnie 7 mm, przy czym noże mielące mają szerokość równą od 1 do 2 mm, korzystnie 1.3 mm oraz są oddalone od siebie o odległość równą ich szerokości a noże rozbijające mają szerokość równą od 4 do 5 mm, korzystnie 4.75 mm oraz są oddalone od siebie o odległość równą od 4 do 6 mm, korzystnie 5 mm;- each active surface has a grinding area with grinding knives arranged within the ring at the outer edge of the disc and a bunch breaking area with breaking knives arranged within the ring at the axis of the disc, the grinding knives and breaking knives have the shape of longitudinal protrusions with a rectangular cross-section, which are set at an angle of 10 to 15°, preferably 12.5°, to the radius of the disc and have a height of 5 to 10 mm, preferably 7 mm, the grinding knives have a width of 1 to 2 mm, preferably 1.3 mm, and they are spaced apart by a distance equal to their width and the smashing knives have a width of 4 to 5 mm, preferably 4.75 mm, and are spaced apart by a distance of 4 to 6 mm, preferably 5 mm;

w taki sposób, że:in such a way that:

- podaje się masę celulozową przez wlot pod ciśnieniem od 1,5 bar do 2,5 bar z prędkością od 500 do 2000 litrów/minutę;- feeding the pulp through the inlet at a pressure of 1.5 bar to 2.5 bar at a rate of 500 to 2000 litres/minute;

- wprowadza się tarczę obrotową w ruch z prędkością od 500 do 1000 obr/min;- the rotating disc is set in motion at a speed of 500 to 1000 rpm;

- kontynuuje się proces przetwarzania, przy czym przy stwierdzeniu zbyt małej smarności wyjściowej masy papierniczej zmniejsza się odległość pomiędzy tarczami stacjonarnymi regulując pozycję drugiej tarczy stacjonarnej.- the processing process is continued, and if the lubricity of the initial paper pulp is found to be too low, the distance between the stationary disks is reduced by adjusting the position of the second stationary disk.

Przedmiotem wynalazku jest ponadto urządzenie do mielenia masy i rozbijania w niej pęczków zawierające komorę roboczą, w której znajdują się:The subject of the invention is also a device for grinding mass and breaking tufts in it, comprising a working chamber in which there are:

- tarcza obrotowa znajdująca się pomiędzy tarczami stacjonarnymi;- a rotating disc located between the stationary discs;

PL 241 458 B1PL 241 458 B1

Urządzenie to charakteryzuje się tym, że:This device is characterized by:

- każda powierzchnia aktywna ma obszar mielenia z nożami mielącymi ułożonymi w obrębie pierścienia przy krawędzi zewnętrznej tarczy oraz obszar rozbijania pęczków z nożami rozbijającymi ułożonymi w obrębie pierścienia przy osi tarczy;- each active surface has a grinding area with grinding knives arranged within a ring at the outer edge of the disc and a tuft breaking area with breaking knives arranged within a ring at the axis of the disc;

- przy czym noże mielące oraz noże rozbijające mają kształt wzdłużnych wypustów o przekroju prostokątnym, które są ustawione pod kątem równym od 10 do 15°, korzystnie 12.5° względem promienia tarczy oraz mają wysokość równą od 5 do 10 mm, korzystnie 7 mm, przy czym noże mielące mają szerokość równą od 1 do 2 mm, korzystnie 1.3 mm oraz są oddalone od siebie o odległość równą ich szerokości a noże rozbijające mają szerokość równą od 4 do 5 mm, korzystnie 4.75 mm oraz są oddalone od siebie o odległość równą od 4 do 6 mm, korzystnie 5mm.- the grinding knives and the breaking knives have the shape of longitudinal protrusions of rectangular cross-section, which are set at an angle of 10 to 15°, preferably 12.5° to the radius of the disc and have a height of 5 to 10 mm, preferably 7 mm, and the grinding knives have a width of 1 to 2 mm, preferably 1.3 mm and are spaced apart by a distance equal to their width and the slicing knives have a width of 4 to 5 mm, preferably 4.75 mm and are spaced apart by a distance of 4 to 6mm, preferably 5mm.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:The subject of the invention has been presented in an embodiment in the drawing, where:

F ig. 1 przedstawia schemat sposobu wytwarzania bibuły, z wykorzystaniem sposobu przetwa- rzania masy celulozowej według wynalazku;Fig. 1 is a schematic diagram of a method for making tissue paper using the pulp processing method of the present invention;

Fig. 2 przedstawia schematycznie urządzenie do mielenia masy celulozowej i rozbijania w niej pęczków według wynalazku;Fig. 2 is a schematic representation of an apparatus for grinding pulp and breaking up tufts therein according to the invention;

Fig. 3 przedstawia urządzenie do mielenia masy celulozowej i rozbijania w niej pęczków, w przekroju poprzecznym;Fig. 3 is a cross-sectional view of an apparatus for milling pulp and breaking pulp tufts therein;

Fig. 4A przedstawia tarczę stacjonarną w widoku z przodu;Fig. 4A shows a front view of the stationary target;

Fig. 4B przedstawia tarczę stacjonarną w przekroju poprzecznym;Fig. 4B is a cross-sectional view of the stationary target;

Fig. 5A przedstawia tarczę obrotową w widoku z przodu;Fig. 5A shows a front view of the rotary disc;

Fig. 5B przedstawia tarczę obrotową w przekroju poprzecznym;Fig. 5B is a cross-sectional view of the rotary disc;

Fig. 6 przedstawia fragment powierzchni aktywnej tarczy;Fig. 6 shows a fragment of the surface of the active target;

Fig. 7 przedstawia fragment tarczy z powierzchnią aktywną;Fig. 7 shows a fragment of a target with an active surface;

Fig. 8 przedstawia szczegóły powierzchni aktywnej w powiększeniu;Fig. 8 shows the details of the active surface on an enlarged scale;

Fig. 9 przedstawia fragment bibuły w powiększeniu pod mikroskopem, wykonanej w technologii znanej ze stanu techniki;Fig. 9 shows an enlarged fragment of a piece of tissue paper under a microscope made with the technology known from the state of the art;

Fig. 10 przedstawia fragment bibuły w powiększeniu pod mikroskopem, wykonanej za pomocą urządzenia według wynalazku.Fig. 10 shows an enlarged fragment of a piece of tissue paper under a microscope, made with the device according to the invention.

Fig. 1 przedstawia schematycznie sposób wytwarzania bibuły, z wykorzystaniem sposobu przetwarzania masy celulozowej według wynalazku. Wytworzenie bibułki typu Tissue wymaga odpowiedniego przetworzenia włókien celulozy długowłóknistej i krótkowłóknistej, która jest dostarczana jako surowiec w postaci suchych arkuszy. W etapie 1 surowiec poddaje się rozczynianiu (rozwłóknianiu) z postaci suchej na wstępną masę w tzw. rozwłókniaczach. Mieszanka celulozy i wody w kadzi z wirnikiem (rozwłókniacz) jest doprowadzana do postaci masy papierniczej o niskim stężeniu ok. 5-8% i dalej po rozcieńczeniu w etapie 2 do ok. 4% jako masa celulozowa pompowana jest do układu mielenia i rozbijania pęczków, przedstawionego szczegółowo na Fig. 2. Istotnym parametrem masy celulozowej jest jej smarność, która wynosi po rozwłóknieniu w zależności od typu celulozy od ok. 8 do 15 stopni SR (Schoppera-Rieglera). Ponieważ taka masa posiada niską smarność oraz nieodpowiednie parametry włókien, przed podaniem jej na maszynę papierniczą do wytwarzania bibuły musi zostać poddana obróbce mechanicznej. Na etapie 3 dokonywana jest zatem najważniejsza technologicznie operacja osiągnięcia odpowiednich parametrów masy papierniczej, dzięki której możliwe jest uzyskanie jednorodnej masy papierniczej o lepszej smarności, w szczególności zredukowana jest ilość frakcji drobnej powstającej podczas mechanicznej obróbki masy celulozowej, co przekłada się na równomierne wypełnienie przestrzeni pomiędzy włóknami celulozowymi (pomiędzy długimi i krótkimi włóknami). Tak wytworzona masa papiernicza podawana jest na maszynę papierniczą, na której wytwarzana jest bibuła w etapie 4.Fig. 1 schematically illustrates a method of making tissue paper using the pulp processing method according to the invention. The production of tissue paper requires the appropriate processing of long-fiber and short-fiber cellulose fibers, which are supplied as raw material in the form of dry sheets. In stage 1, the raw material is subjected to solubilization (fibering) from the dry form to the initial mass in the so-called defibrators. The mixture of cellulose and water in a vat with a rotor (pulper) is fed into the form of paper pulp with a low concentration of approx. 5-8% and then, after dilution in stage 2 to approx. shown in detail in Fig. 2. An important parameter of the pulp is its lubricity, which after defibering, depending on the type of cellulose, is from about 8 to 15 degrees SR (Schopper-Riegler). Since such pulp has low lubricity and inadequate fiber parameters, it must be subjected to mechanical treatment before it is fed to the paper machine for the production of tissue paper. At stage 3, the technologically most important operation of achieving the appropriate parameters of the paper pulp is performed, thanks to which it is possible to obtain a homogeneous paper pulp with better lubricity, in particular, the amount of fine fraction generated during the mechanical processing of the pulp is reduced, which translates into even filling of the space between the fibers cellulose (between long and short fibres). The paper pulp produced in this way is fed to the paper machine where the paper is produced in step 4.

Fig. 2 przedstawia urządzenie do jednoetapowego mielenia masy celulozowej i rozbijania w niej pęczków według wynalazku w ujęciu schematycznym, a Fig. 3 przedstawia to urządzenie w przekroju poprzecznym.Fig. 2 is a schematic view of a device for one-stage pulp milling and tuft breaking according to the invention, and Fig. 3 is a cross-sectional view of this device.

Urządzenie służy do mielenia masy celulozowej i rozbijania w niej pęczków płatków i innych skupisk włókien do postaci pojedynczych włókien jednocześnie, tj. w jednym etapie. Urządzenie to zawieraThe device is used to grind cellulose pulp and break tufts of flakes and other fiber clusters into single fibers simultaneously, i.e. in one step. This device includes

PL 241 458 B1 komorę roboczą 10, w której znajdują się dwie tarcze stacjonarne 20, 30 oraz dwustronna tarcza obrotowa 40 znajdująca się pomiędzy tarczami stacjonarnymi 20, 30. Masa celulozowa podawana jest do komory przez wlot 11 masy celulozowej znajdujący się przed pierwszą tarczą stacjonarną 20 przy jej osi i odbierana z komory przez wylot 12 masy papierniczej znajdujący się przy krawędzi obwodowej tarczy obrotowej 40. Tarcza obrotowa napędzana jest przez wał napędowy 13 przechodzący centralnie przez pierwszą tarczę stacjonarną 20.PL 241 458 B1 a working chamber 10, in which there are two stationary discs 20, 30 and a double-sided rotary disc 40 located between the stationary discs 20, 30. Pulp is fed into the chamber through a pulp inlet 11 located in front of the first stationary disc 20 at its axis and discharged from the chamber through the pulp outlet 12 located at the circumferential edge of the rotating disc 40. The rotating disc is driven by a drive shaft 13 passing centrally through the first stationary disc 20.

Masę można podawać z prędkością od 500 do 2000 litrów/minutę.The mass can be fed at a rate of 500 to 2000 litres/minute.

Tarcza obrotowa 40 oraz tarcze stacjonarne 20, 30 mają dwa obszary: obszar mielenia M z nożami mielącymi 52 stanowiący pierścień kołowy znajdujący się przy krawędzi obwodowej (zewnętrznej) tarczy oraz obszar rozbijania pęczków R z nożami rozbijającymi 51 stanowiący pierścień kołowy znajdujący się przy osi tarczy.The rotating disc 40 and the stationary discs 20, 30 have two areas: a grinding area M with grinding knives 52 constituting a circular ring located at the circumferential (outer) edge of the disc and a tuft breaking area R with breaking knives 51 constituting a circular ring located at the axis of the disc.

Moc elektryczna potrzebna do napędu urządzenia wynosi od 250 do 315 kW.The electric power needed to drive the device ranges from 250 to 315 kW.

Fig. 4A-4B przedstawiają przykład tarczy stacjonarnej 20, a Fig. 5A-5B przedstawiają przykład tarczy obrotowej 40.Figs. 4A-4B show an example of a stationary disc 20 and Figs. 5A-5B show an example of a rotating disc 40.

W szczególności, Fig. 4A przedstawia (patrząc na układ z Fig. 1) widok z przodu tarczy lewej 20, Fig. 5A przedstawia widok z przodu tej strony tarczy obrotowej 40 która jest skierowana w stronę tarczy lewej, natomiast tarcza prawa 30 i druga strona tarczy obrotowej 40 będą miały układ noży stanowiący odbicie lustrzane układu z Fig. 4A i 5A.In particular, Fig. 4A shows (looking at the arrangement of Fig. 1) a front view of the left disc 20, Fig. 5A shows a front view of the side of the rotating disc 40 facing the left disc, and the right disc 30 and the other side the rotary disc 40 will have a knife arrangement mirroring that of Figs. 4A and 5A.

Tarcza obrotowa 40 obraca się zgodnie z kierunkiem oznaczonym strzałką, z prędkością od 500 do 1000 obr/min, korzystnie 750 obr/min.The rotating disc 40 rotates in the direction of the arrow at a speed of 500 to 1000 rpm, preferably 750 rpm.

Średnica D tarczy 20, 30, 40 (lub też średnica zewnętrzna powierzchni aktywnej) tarczy może wynosić od 600 mm do 700 mm, korzystnie 660 mm, natomiast średnica wewnętrzna d powierzchni aktywnej może wynosić od 250 mm do 350 mm, korzystnie 310 mm. Powierzchnia aktywna znajduje się po obu stronach tarczy obrotowej 40, a na tarczach stacjonarnych 20, 30 znajduje się na tej stronie tarczy, która jest skierowana w stronę tarczy obrotowej 40.The diameter D of the target 20, 30, 40 (or the outer diameter of the active surface) of the target may be from 600 mm to 700 mm, preferably 660 mm, while the inner diameter d of the active surface may be from 250 mm to 350 mm, preferably 310 mm. The active surface is on both sides of the rotating disc 40, and on the stationary discs 20, 30 is on the side of the disc facing the rotating disc 40.

Obszar mielenia M może stanowić od 70% do 80% całkowitej powierzchni aktywnej (roboczej) tarczy, korzystnie około 75% całkowitej powierzchni aktywnej tarczy 20, 30, 40.The grinding area M may be from 70% to 80% of the total active (working) surface of the pad, preferably about 75% of the total active surface of the pad 20, 30, 40.

Obszar rozbijania pęczków R może stanowić od 20% do 30% całkowitej powierzchni aktywnej (roboczej) tarczy, korzystnie około 25% całkowitej powierzchni aktywnej tarczy.The tuft breaking area R may be from 20% to 30% of the total active (working) area of the target, preferably about 25% of the total active area of the target.

Przetwarzana masa, podawana przez wlot 11 do przestrzeni pomiędzy tarczą obrotową 40 a pierwszą tarczą stacjonarną 20, przedostaje się również do przestrzeni pomiędzy tarczą obrotową 40 a drugą tarczą stacjonarną 30 poprzez wolne przestrzenie 42 pomiędzy wałem obrotowym a wewnętrzną krawędzią tarczy obrotowej 40.The processed mass, fed through the inlet 11 into the space between the rotating disc 40 and the first stationary disc 20, also enters the space between the rotating disc 40 and the second stationary disc 30 through the free spaces 42 between the rotating shaft and the inner edge of the rotating disc 40.

Fig. 6-8 przedstawiają szczegóły powierzchni aktywnej tarcz 20, 30, 40 w korzystnym przykładzie wykonania wynalazku.Figures 6-8 show details of the active surface of the targets 20, 30, 40 in a preferred embodiment of the invention.

Noże mają postać wzdłużnych wypustów z powierzchni tarczy, o przekroju prostokątnym i ostrych krawędziach.The knives are in the form of longitudinal protrusions from the surface of the disc, with a rectangular cross-section and sharp edges.

Noże rozbijające 51 mogą mieć szerokość S1 równą od 4 mm do 5.5 mm, korzystnie 4.75 mm. Noże rozbijające 51 mogą być oddalone od siebie o odległość S2 równą od 4 mm do 6 mm, korzystnie 5 mm.The smashing knives 51 may have a width S1 of 4 mm to 5.5 mm, preferably 4.75 mm. The breaking knives 51 may be spaced apart by a distance S2 of 4 mm to 6 mm, preferably 5 mm.

Noże mielące 52 mogą mieć szerokość S3 równą od 1 mm do 1.6 mm, korzystnie 1.3 mm. Noże mielące 52 mogą być oddalone od siebie o odległość S4 równą od 1 mm do 1.6 mm, korzystnie 1.3 mm.The grinding knives 52 may have a width S3 of 1 mm to 1.6 mm, preferably 1.3 mm. The grinding knives 52 may be spaced apart by a distance S4 of 1 mm to 1.6 mm, preferably 1.3 mm.

Noże mielące 52 są podzielone na 48 grup, rozmieszczonych promieniowo co 7,5 stopnia. Kąt natarcia α (czyli kąt nachylenia względem promienia tarczy) dla pierwszego noża mielącego w grupie 52 wynosi 12,5 stopnia. Kolejne noże w grupie są ustawione w szeregu równolegle do pierwszego noża, przy czym długość dalszych noży skraca się, tak aby pozostawić odstęp pomiędzy nożami poszczególnych grup. Ostatni nóż w szeregu danej grupy styka się z pierwszym nożem w szeregu kolejnej grupy.The grinding knives 52 are divided into 48 groups, arranged radially at 7.5 degrees. The rake angle α (that is, the angle of inclination relative to the radius of the disc) for the first grinding knife in group 52 is 12.5 degrees. The next knives in the group are aligned parallel to the first knife, the length of the further knives being shortened so as to leave a gap between the knives of the individual groups. The last knife in the row of a given group touches the first knife in the row of the next group.

Noże mielące 52, oraz noże rozbijające 51 mogą mieć wysokość h równą od 5 mm do 8 mm, a korzystnie mają wysokość h równą 7 mm.The grinding knives 52 and the slicing knives 51 may have a height h of 5 mm to 8 mm, and preferably have a height h of 7 mm.

Odległość robocza O pomiędzy tarczami (mierzona jako odległość pomiędzy końcówkami noży, Fig. 2) wynosi od 1 do 20 mm, tak aby zapewnić pewną swobodną przestrzeń pomiędzy nożami tarczy.The working distance O between the discs (measured as the distance between the tips of the knives, Fig. 2) ranges from 1 to 20 mm so as to provide some free space between the knives of the disc.

W podanym tu przykładzie wykonania, powierzchnia mielenia M tarczy wynosi 188000 mm², a powierzchnia obszaru rozbijania pęczków R wynosi 66000 mm², co przekłada się na specyficzną długość krawędzi cięcia tarczy wynoszącą 75,2 km/obrót.In the embodiment provided herein, the milling area M of the wheel is 188,000 mm ² and the area of the tuft breaking area R is 66,000 mm ² , which translates to a specific cutting edge length of the wheel of 75.2 km/revolution.

PL 241 458 B1PL 241 458 B1

Tarcze 20, 30, 40 mogą zawierać otwory 21, 41 które wspomagają wyrównywanie się ciśnień wewnątrz komory roboczej 10 (w obszarach pomiędzy tarczami, pomiędzy tarczami a brzegami komory).The discs 20, 30, 40 may include openings 21, 41 which help to equalize the pressure inside the working chamber 10 (in the areas between the discs, between the discs and the edges of the chamber).

Urządzenie działa w ten sposób, że masa celulozowa pompowana pod ciśnieniem od 1,5 do 2,5 bar dostaje się wlotem 11 do obszaru działania noży rozbijających 51, gdzie dochodzi głównie do rozbicia pęczków, a następnie masa pod wpływem sił hydraulicznych odśrodkowych przemieszcza się między tarczami w kierunku na zewnątrz tarcz do obszaru działania noży mielących 52, gdzie dochodzi do procesu mielenia masy (w szczególności, cięcia i fibrylacji włókien), po czym dalej pod wpływem sił hydraulicznych odśrodkowych zmielona masa opuszcza komorę mielenia przez wylot 12. W zależności od pozycji roboczej tarcz czyli wielkości szczeliny między nimi realizowana jest regulacja intensywności mielenia i rozbijania pęczków. Wartość szczeliny pomiędzy wszystkimi tarczami jest równa za co odpowiadają siły hydrauliczne, natomiast wartość szczeliny ustalana jest w zależności od pozycji dostawianej mechanicznie tarczy prawej 30. Dostawianie tarczy prawej 30 za pomocą zewnętrznego napędu powoduje zsuwanie się wszystkich tarcz do siebie, co bezpośrednio przekłada się na intensywność procesu obróbki włókien i poboru mocy przez urządzenie. Ten proces jest w pełni kontrolowany. Urządzenie zapewnia znacznie lepsze rezultaty w porównaniu do rozwiązań konwencjonalnych z wykorzystaniem oddzielnie młynów i rozbijaczy pęczków. Uzyskanie odpowiedniego poziomu fibrylacji włókien i jej smarności oraz odpowiednio zbilansowany poziom frakcji drobnej tzw. krylu jest najważniejszym pożądanym założeniem urządzenia. Takie przygotowanie masy papierniczej jest nieosiągalne dla metod konwencjonalnych. Urządzenie pozwala na uzyskanie masy papierniczej o smarności do 14 stopni SR wyższej od wsadowej masy celulozowej (do 30% wyższy wzrost przyrostu smarności w porównaniu do urządzeń konwencjonalnych).The device works in such a way that the pulp pumped under a pressure of 1.5 to 2.5 bar enters through the inlet 11 into the area of operation of the breaking knives 51, where mainly the tufts are broken, and then the pulp, under the influence of centrifugal hydraulic forces, moves between with the discs towards the outside of the discs to the area of operation of the grinding knives 52, where the mass grinding process takes place (in particular, fiber cutting and fibrillation), and then, under the influence of centrifugal hydraulic forces, the ground mass leaves the grinding chamber through the outlet 12. Depending on the position The working discs, i.e. the size of the gap between them, regulate the intensity of grinding and breaking the bunches. The value of the gap between all the discs is equal, which is due to the hydraulic forces, while the value of the gap is determined depending on the position of the mechanically added right disc 30. Adding the right disc 30 using an external drive causes all discs to slide together, which directly translates into process of fiber processing and power consumption of the device. This process is fully controlled. The device provides significantly better results compared to conventional solutions using separate mills and tuft breakers. Obtaining an appropriate level of fiber fibrillation and its lubricity as well as a properly balanced level of the fine fraction, the so-called krill is the most important desired assumption of the device. Such preparation of the pulp is unattainable by conventional methods. The device allows to obtain paper pulp with lubricity up to 14 degrees SR higher than the input pulp (up to 30% higher increase in lubricity compared to conventional devices).

Urządzenie według wynalazku łączy proces mielenia masy celulozowej z procesem rozbijania w niej pęczków w jednoczesnym procesie mechanicznym. Dzięki temu zużywa się mniej energii niż przy zastosowaniu dwóch odrębnych urządzeń, jak miało to miejsce dotychczas w stanie techniki.The device according to the invention combines the process of pulp milling with the process of breaking tufts in it in a simultaneous mechanical process. As a result, less energy is used than when using two separate devices, as has been the case in the prior art.

Odpowiednie rozmieszczenie noży mielących i rozbijających na tarczach i ich struktura wpływają na zwiększenie współczynnika CEL (Specific Cutting Edge Length), czyli długości krawędzi tnącej tarczy do wartości nawet 75 km/obrót, przy jednoczesnym efektywnym rozbijaniu pęczków. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie jednorodnej masy papierniczej o lepszej smarności, wymaganej do wysoko jakościowej produkcji wstęgi papieru, w szczególności bibuły. W szczególności zredukowana jest ilość frakcji drobnej powstającej podczas mechanicznej obróbki masy celulozowej, co przekłada się na równomierne wypełnienie przestrzeni pomiędzy włóknami celulozowymi (pomiędzy długimi i krótkimi włóknami). Papier, w szczególności bibuła wytworzone w urządzeniu według wynalazku stanowią dobre podłoże do wykonywania na nim nadruku o wysokiej jakości, ze względu na równomierność struktury i grubości podłoża, a co za tym idzie równomierną nasiąkliwość dla farby i odległość od elementów maszyny drukującej. Wpływa to również na oszczędności w ilości farby poligraficznej koniecznej do wykonania wydruku o pożądanej jakości. Ponadto, niska zawartość drobnych frakcji skutkuje otrzymaniem bardziej jednorodnego surowca (bibuły) o lepszych parametrach wytrzymałościowych wzdłuż i w poprzek wstęgi, co ma szczególne znaczenie dla kolejnych linii przetwarzania wstęgi papieru (np. dzięki większej wytrzymałości wstęgi, możliwe jest przetwarzanie jej z większą szybkością posuwu, przy zmniejszonym ryzyku jej zerwania).Appropriate arrangement of grinding and breaking knives on the discs and their structure increase the CEL (Specific Cutting Edge Length) factor, i.e. the length of the cutting edge of the disc up to 75 km/revolution, while effectively breaking up the bunches. Thanks to this, it is possible to obtain a homogeneous paper pulp with better lubricity, required for high-quality production of a paper web, in particular of tissue paper. In particular, the amount of fine fraction generated during the mechanical processing of the pulp is reduced, which translates into even filling of the space between the cellulose fibers (between long and short fibers). Paper, in particular tissue paper, produced in the device according to the invention is a good substrate for high-quality printing on it, due to the uniformity of the structure and thickness of the substrate, and thus even absorbability for ink and the distance from the elements of the printing machine. This also results in savings in the amount of printing ink necessary to make a printout of the desired quality. In addition, the low content of fine fractions results in a more homogeneous raw material (tissue paper) with better strength parameters along and across the web, which is of particular importance for subsequent processing lines of the paper web (e.g. due to the higher strength of the web, it is possible to process it at a higher feed rate, with a reduced risk of breakage).

Fig. 9 przedstawia w powiększeniu pod mikroskopem fragment typowej bibuły, wykonanej w technologii znanej ze stanu techniki, a więc za pomocą młynów i deflakerów, na którym wyraźnie widoczna jest jej niejednorodność, a więc występowanie znacznych rozmiarów obszarów ciemniejszych stanowiących pył, frakcję drobną oraz zasadniczo podłużnych obszarów jaśniejszych stanowiących połączone ze sobą włókna celulozowe.Fig. 9 shows, under a microscope, a fragment of a typical tissue paper made in the technology known from the state of the art, i.e. with the use of mills and deflakers, where its heterogeneity is clearly visible, i.e. the presence of large-sized darker areas constituting dust, fine fraction and generally longitudinal lighter areas constituting interconnected cellulose fibers.

Fig. 10 przedstawia w powiększeniu pod mikroskopem fragment bibuły wykonanej za pomocą urządzenia według wynalazku. Otrzymana bibuła charakteryzuje się większą jednorodnością struktury, w której ze względu na dobre rozwłóknienie włókien obszary zajmowane przez frakcję drobną mają mniejsze rozmiary i są bardziej równomiernie rozmieszczone.Fig. 10 shows an enlarged view of a piece of tissue paper made with the device according to the invention under a microscope. The obtained paper is characterized by a greater homogeneity of structure, in which, due to the good fiber disintegration, the areas occupied by the fine fraction are smaller and more evenly distributed.

P r z y k ł a d wykonaniaExemplary embodiment

Surowiec w postaci suchych arkuszy poddano rozczynianiu (rozwłóknianiu) w rozwłókniaczu, przy stężeniu 6% i dalej rozcieńczono wodą do 4%, znanymi ze stanu techniki sposobami. Tak przygotowaną masę celulozową wprowadzano pod ciśnieniem 2 bar z prędkością 1000 litrów/min do urządzenia o strukturze przedstawionej na Fig. 2. Smarność masy wejściowej wynosiła 12 stopni SR. Urządzenie miało tarcze o średnicy 660 mm, noże rozbijające pęczki ustawione pod kątem (α) równym 12.5°The dry sheet raw material was defibrated in a pulper at a concentration of 6% and further diluted with water to 4% by methods known in the art. The pulp prepared in this way was fed under a pressure of 2 bar and at a speed of 1000 liters per minute into a device with the structure shown in Fig. 2. The lubricity of the input pulp was 12 degrees SR. The device had discs with a diameter of 660 mm, bunch-breaking knives set at an angle (α) of 12.5°

Claims

PL 241 458 B1 with respect to the radius of the disc (20, 30, 40) and having a height of 7 mm, the grinding knives 52 having a width (S3) of 1.3 mm and a distance (S4) of 1.3 mm apart, and the breakers 51 had a width (S1) of 4.75 mm and a distance (S2) of 5 mm apart. The rotary disc was rotated at a speed of 750 rpm. A paper pulp with an even structure and lubricity increased by 14 SR degrees was obtained. Paper with a structure as shown in Fig. 10 was produced from the mass with a final lubricity of 26 SR degrees.

1. A method of processing pulp to obtain paper pulp, in particular for the production of tissue paper, wherein the pulp containing 4% defibrated cellulosic raw material is subjected to grinding and tuft breaking, characterized in that the grinding and tuft breaking process is carried out in one step using a device equipped with:

- two stationary discs (20, 30) with a diameter of 600 to 700 mm, the second stationary disc (30) having an adjustable position defining the distance between the stationary discs (20, 30);

- a rotating disk (40) located between the stationary disks (20, 30);

- a pulp inlet (11) located in front of the first stationary disk (20) at its axis;

- a pulp outlet (12) located at the circumferential edge of the rotating disc (40);

- a drive shaft (13) fixed to the rotating disc (40) extending freely through the first stationary disc (20);

- wherein the rotating disc (40) has active surfaces on both sides of the rotating disc (40) and the stationary discs (20, 30) have an active surface located on the side of the rotating disc (40);

- each active surface has a grinding area (M) with grinding knives (52) arranged within the ring at the outer edge of the disc (20, 30, 40) and a tuft breaking area (R) with breaking knives (51) arranged within the ring at the axis of the disc (20, 30, 40), the grinding knives (52) and the breaking knives (51) having the shape of longitudinal protrusions of rectangular cross-section, which are set at an angle (α) of 10 to 15°, preferably 12.5° , relative to the radius of the disc (20, 30, 40) and have a height (h) of 5 to 10 mm, preferably 7 mm, the grinding knives (52) have a width (S3) of 1 to 2 mm, preferably 1.3 mm and are spaced apart (S4) equal to their width (S3) and the smashing knives (51) have a width (S1) of 4 to 5 mm, preferably 4.75 mm, and are spaced apart (S2) of 4 up to 6 mm, preferably 5 mm;

in such a way that:

- feeding the pulp through the inlet (11) at a pressure of 1.5 bar to 2.5 bar at a rate of 500 to 2000 litres/minute;

- the rotating disk (40) is set in motion at a speed of 500 to 1000 rpm;

- the processing process is continued, whereby if the lubricity of the initial paper pulp is found to be too low, the distance between the stationary disks (20, 30) is reduced by adjusting the position of the second stationary disk (30).

2. A device for grinding mass and breaking tufts in it, containing a working chamber (10) in which there are:

- a rotating disc (40) located between the stationary discs (20, 30);

PL 241 458 B1

characterized in that:

- each active surface has a grinding area (M) with grinding knives (52) arranged within the ring at the outer edge of the disc (20, 30, 40) and a bunch breaking area (R) with breaking knives (51) arranged within the ring at the axis shield (20, 30, 40),

- the grinding knives (52) and the breaking knives (51) have the shape of longitudinal splines of rectangular cross-section, which are set at an angle (α) of 10 to 15°, preferably 12.5° to the radius of the disc (20, 30, 40) and have a height (h) of 5 to 10 mm, preferably 7 mm, the grinding knives (52) having a width (S3) of 1 to 2 mm, preferably 1.3 mm and a distance (S4) of their width (S3) and the ripping knives (51) have a width (S1) of 4 to 5 mm, preferably 4.75 mm, and a distance (S2) of 4 to 6 mm, preferably 5 mm.