Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu otrzymywania celulozy z materialów ros¬ linnych oraz urzadzenia do wykonywania tego sposobu. Zadaniem wynalazku jest wytwarzanie wlókien celulozowych, nada¬ jacych sie do wyrobu wysokowartoscio¬ wych gatunków papieru i kartonu lub po¬ dobnych produktów. Wlókna celulozowe, zawarte w materialach roslinnych, czesto sa otoczone materialami drzewiastymi, za¬ wierajacymi wosk, zywice, substancje ga¬ laretowate, sluzowe i bialkowe oraz zwiaz¬ ki mineralne, np. zwiazki krzemu. Znane jest wydzielanie wlókien celulozowych przez rozpuszczanie wspomnianych sub¬ stancji zwiazkami potasowców i chlorem.Zwiazki potasowców usuwaja znaczniejsza czesc substancji pektynowych, chlor zas reaguje z materialami drzewiastymi. Ste¬ zenie zwykle stosowanych roztworów zwiazków potasowców bywa stosunkowo duze, mianowicie do 10% i wieksze. Chlor stosuje sie równiez nierozcienczony. Pa¬ pier wytworzony z otrzymanych wlókien jest czesto szorstki i twardy.Okazalo sie, ze temperatura reakcji przy obróbce zwiazkami potasowców dzia¬ la szkodliwie na fizyczne wlasciwosci otrzymywanych wlókien, przy czym wyso¬ kie temperatury uszkadzaja wlókna. Przywzroscie temperatury, np. powyzej 150°C, wlókno zostaje zniszczone. Opisane zas powyzej reakcje sa egzotermiczne i wsku¬ tek tego moga powstawac wysokie tempe¬ ratury.Sposób wydzielania wlókien celulozo¬ wych z materialów roslinnych wedlug wy¬ nalazku niniejszego wyróznia sie tym, ze traktowanie odbywa sie najpierw zwiaz¬ kami potasowców w temperaturach 80 — 150°C, po czym material traktuje sie chlo¬ rem w temperaturze nie przekraczajacej 65°C i od razu, po obróbce chlorem, zanu¬ rza sie material do zimnej wody. Ponie¬ waz reakcje sa egzotermiczne, wytwarza¬ jace sie temperatury sa miedzy innymi za¬ lezne od szybkosci przebiegu reakcji i od stopnia rozprzestrzeniania sie wytworzo¬ nego ciepla w masie przerabianej i w sciankach zbiorników. Szybkosc przebiegu reakcji przy traktowaniu zwiazkami pota¬ sowców zalezy od ilosci uzytego zwiazku potasowca odnosnie do ciezaru przerabia¬ nego materialu i od stezenia roztworu za¬ sadowego.Jezeli przerabia sie takie materialy jak slome pszenna, jeczmienna, owsiana, ry¬ zowa itd. albo slome lniana, zdzbla kuku¬ rydzy, bawelny konopi itd., to reakcje mo¬ ga byc przeprowadzane prawie przy cis¬ nieniu atmosferycznym w temperaturach 80 — 100°C. Sposobem wedlug wynalaz¬ ku mozna przerabiac równiez lodygi sysa- lowe, nowofundlandskie (phormiumtenax), wytloczona trzcine cukrowa, rózne trawy, jak np. eaparto, odpadki i pozostalosci z produkcji materialów wlóknistych. Ma¬ terialy te w dalszym ciagu opisu sa nazy¬ wane sloma.Przy wydzielaniu wlókien celulozo¬ wych z drzewa lub innego mocno drzewia¬ stego materialu traktowanie zasadami pro¬ wadzi sie w zbiorniku wytrzymalym na cisnienie w temperaturach od 100 — 150°C, a traktowanie chlorem — w zbior¬ niku otwartym.Wynalazek polega na tym, ze zwiazek potasowca stosuje sie tylko w ilosci wy¬ starczajacej do reakcji z materialami ze- skorupialymi i (lub) do rozpuszczenia wspomnianych uprzednio materialów ze- skorupialych.Przy stosowaniu sposobu wedlug wy¬ nalazku do wytwarzania pólpapki moga byc uzyte inne materialy, jak sloma pszen¬ na, jeczmienna, ryzowa, zytnia i inne wlókna lnu, bawelny lub konopi, lodygi albo trzcina, np. trzcina cukrowa, bagasa, trzcina dunajska, bambusowa, trawy, np. chinska, sysalowa, Tambucki, Tatching, trawa sloniowa i inne dziko rosnace tra¬ wy albo drzewo lub inne materialy wlók¬ niste, np. odpadki i pozostalosci przy prze¬ róbce materialów wlókienniczych z wló¬ kien naturalnych.W celu wytwarzania pólpapki papiero¬ wej wedlug wynalazku obróbke zasadami przeprowadza sie w temperaturach 80 — 150°C, a obróbke chlorem przeprowadza sie w temperaturze 65°C. Ilosci odczynni¬ ków dobiera sie w ten sposób, aby powo¬ dowaly one jedynie usuniecie przewidzia¬ nej ilosci skladników niecelulozowych, za¬ nim zostana zupelnie zuzyte, albo tez sto¬ suje sie nadmiar odczynników, a czas ob¬ róbki dobiera sie tak, ze tylko okreslona ilosc materialów niecelulozowych zostaje poddana obróbce. Wazna jest rzecza przy tym, aby material byl zanurzany od razu do zimnej wody po obróbce chlorem. Zna¬ ne sa dwa sposoby taniego wytwarzania pólpapki. Sposobem wedlug Masonita drze¬ wo pewnego danego rodzaju tnie sie na male kawalki i poddaje w autoklawie dzia¬ laniu wysokopreznej pary, dzialajacej cieplnie i chemicznie na materialy zasko¬ rupiale wlókna celulozowego. Przy naglym zmniejszeniu cisnienia material roslinny zostaje rozdzielony na wlókna. Wedlug te¬ go sposobu nie nastepuje jednak istotniej¬ sze oddzielanie materialów zaskorupialych, a papka ma wskutek tego kolor brunatny. — 2 —Stosuje sie ja do wyrobu tektury, lecz nie nadaje ,sie ona do wyrobu papieru, ponie¬ waz nie jest rozdzielona na wlókna.Mechanicznie wytwarza sie papke przez tarcie drzewa (zwykle bialego drze¬ wa) za pomoca kamieni. Drzewo przed ta obróbka moze byc obrobione para, a ob¬ róbka ta moze do pewnego stopnia powo¬ dowac powstawanie cukru, który wywolu¬ je brunatne zabarwienie. Do mechaniczne¬ go wytwarzania papki konieczna jest du¬ za sila, wynoszaca okolo 1000 kilowatgo- dzin i wiecej na tone przetartego drze¬ wa. Mechanicznie wytworzona papka za¬ wiera wszystkie pierwotne materialy za¬ nieczyszczajace, lecz wlókno celulozowe jest zniszczone. Zwykle papka ta bez od¬ powiednich dodatków nie nadaje sie do wytwarzania papieru. Uzywa sie jej w stosunku mniej wiecej 80°/o do wyrobu papieru gazetowego (zwykle z dodatkiem chemicznie wytworzonej papki) i jako do¬ datek w ilosci 25 — 40% do wielu innych rodzajów tanich papierów.Przy mieleniu duza ilosc wlókien celu¬ lozowych zostaje rozerwana, a przy me¬ chanicznym wytwarzaniu papki jest prak¬ tycznie biorac rzecza niemozliwa zacho¬ wanie jako tako wytrzymalosci pierwot¬ nych wlókien roslinnych.Do wytwarzania papieru wlókno celu¬ lozowe winno miec o ile moznosci zacho¬ wana pierwotna dlugosc i grubosc. Nale¬ zy przyznac, ze na trzeparce przecina sie pewne dlugie wlókna, np. bawelniane, na wlókna o mniejszej dlugosci, lecz natural¬ ne krótkie wlókna celulozowe, np. zawar¬ te w slomie, lodygach i drzewie nalezy do¬ prowadzac do trzeparki o ile mozna w pierwotnej dlugosci. Zadanie wynalazku polega na stosowaniu róznych roslinnych materialów wlóknistych i to najtanszych w danych miejscowosciach, przy czym uni¬ ka sie kosztownych przeróbek i urzadzen lub stosuje sie je w ograniczonej mierze, a mimo tego otrzymuje sie pólpapke, z któ¬ rej mozna wytwarzac papier w gatunku handlowym.Wlókniste materialy roslinne skladaja sie na ogól z wlókien celulozowych, zawar¬ tych w materialach niecelulozowych i w nich zaskorupionych, a mianowicie w li¬ gninie, wosku, zywicy, kwasach garbni¬ kowych i sluzowych, bialku, substancji skrobiowej, cukrze (np. pentosanie) i ma¬ teriale nieorganicznym.Znane jest usuwanie tych zanieczysz¬ czen z wlókien roslinnych przez traktowa¬ nie ich zwiazkami potasowcowymi i chlo¬ rem. Zwiazki potasowcowe dzialaja na pewne kwasne i zmydlajace sie substancje zeskorupiale, np. na woski i zywice oraz kwasy garbnikowe i sluzowe. Chlor nato¬ miast reaguje z innymi materialami, np. z lignina, wskutek czego powstaje chloro- lignina i kwas solny. Wszystkie te zwiaz¬ ki moga byc potem wylugowane.Okazalo sie, iz niepozadane skladniki niecelulozowe moga byc usuwane za po¬ moca bardziej rozcienczonego odczynnika, niz to jest potrzebne do usuwania innych skladników.Przy wydzielaniu wlókien celulozowych ze slomy stosuje sie slaby roztwór zasa¬ dowy, np. 1 — 2%-owy roztwór sody kau¬ stycznej, a przy obróbce drzewa i mocno drzewiastych materialów stosuje sie roz¬ twór 2 — 4%-owy. W obu przypadkach stosunek ilosciowy srodków reakcyjnych jest okreslany tak, ze na jedna czesc wa¬ gowa materialu roslinnego przypada 4 — 6 czesci roztworu. Przy obróbce slomy i przy wytwarzaniu pólpapki reakcje pro¬ wadzi sie w otwartym zbiorniku bez cis¬ nienia w ciagu 1 — 4 godzin, mianowi¬ cie odpowiednio do rodzaju materialu i ste¬ zenia roztworu. Stopien rozdrobnienia ma¬ terialu wyjsciowego moze byc rózny, a temperatura moze sie wahac w granicach 80 — 100°C.Sposób obróbki materialu moze sie skladac z wstepnej obróbki za pomoca sla- — 3 —bego roztworu zasadowego, z nastepnej obróbki chlorem i z trzeciej obróbki bar¬ dzo slabym roztworem zasadowym. Ponie¬ waz reakcje te sa egzotermiczne, wiec po¬ wstajace temperatury sa zalezne od szyb¬ kosci przebiegu reakcji i od stopnia roz¬ przestrzeniania sie wytworzonego ciepla w masie przerabianej i sciankach zbiorni¬ ka. Wobec tego moze byc pozadane chlo¬ dzenie masy podczas obróbki chlorem i w trzecim okresie obróbki roztworem zwiaz¬ ku potasowca.Przy obróbce roslinnych materialów wlóknistych soda zraca i chlorem koszty srodków chemicznych sa bardzo waznym czynnikiem. Wedlug wynalazku stosuje sie sode zraca, która uzyskac mozna latwo za pomoca elektrolizy roztworu zwyklej soli w postaci rozcienczonego wodnego roztwo¬ ru. Moze byc uzyty np. popiól sodowy.Przy obróbce chlorem we wszystkich trzech postepowaniach równiez zachodzi reakcja egzotermiczna. Jak juz wspomnia¬ no, chlor rozklada skladniki drzewiaste, wskutek czego powstaja polaczenia chloru z lignina. Jednoczesnie mniej wiecej po¬ lowa chloru zostaje przemieniona na kwas solny. Wlókna celulozowe ulegaja znisz¬ czeniu w razie zetkniecia z kwasem sol¬ nym. Jak juz wspomniano, powstajaca temperatura jest zalezna od szybkosci przebiegu reakcji i od stopnia rozprze¬ strzeniania sie ciepla w traktowanej ma¬ sie i scianach zbiornika reakcyjnego.Istotna cecha wynalazku polega na tym, ze traktowanie chlorem materialu roslinnego przeprowadza sie przez prze¬ puszczanie przez niego chloru gazowego, rozcienczonego powietrzem. Najlepiej jest zwilzac chlor gazowy i traktowana mase woda. Powietrze ma dwojakie zadanie.Zmniejsza ono szybkosc reakcji, a tym sa¬ mym takze ilosc wytwarzajacego sie cie¬ pla; poza tym powietrze sluzy jako czyn¬ nik odprowadzajacy cieplo. Poza tym wsku¬ tek obecnosci wilgoci powstajacy kwas sol¬ ny jest tak rozcienczony, iz jest on mniej szkodliwy dla wlókien celulozowych, niz przy uzyciu suchego chloru. Stosunek ilos¬ ciowy powietrza do chloru jest zalezny od rodzaju obrabianego materialu roslinnego i moze sie wahac miedzy 0,5 — 1,0 czesci objetosciowych powietrza na 1 czesc obje¬ tosciowa chloru, zawartosc zas wilgoci w chlorze moze byc doprowadzona az do na¬ sycenia. Zawartosc wilgoci w obrabianej masie moze byc dwukrotnie do pieciokro¬ tnie wieksza od ciezaru masy.Ilosc mieszaniny chloru gazowego i po¬ wietrza, przeplywajacej przez material roslinny, waha sie równiez odpowiednio do rodzaju obrabianego materialu, ponie¬ waz pewne materialy wytrzymuja wyzsze temperatury lepiej niz inne bez szkody dla wlókien celulozowych. Tak np. slome pszenna mozna obrabiac w temperaturze do 55aC, podczas gdy sloma konopna wy¬ trzymuje temperature do 65°C. Ilosc chlo¬ ru przy przejsciu przez material waha sie w ilosci 0,1 — 0,2 kg na kilogram mate¬ rialu przerabianego. Czas trwania obrób¬ ki chlorem moze wynosic 0,5 — 3 godzin.Wilgotny chlor moze byc latwo wytwa¬ rzany za pomoca elektrolizy wodnego roz¬ tworu zwyklej soli, przy czym powstaje slaby roztwór zasadowy i wilgotny chlor, który moze byc uzyty do wspomnianych reakcji.Przy usuwaniu drzewiastych i niedrze- wiastych skladników oraz niecelulozo- wych skladników przeprowadza sie obrób¬ ke zasadami w takich warunkach, aby usunac znaczniejsza czesc srodków zesko- rupialych i nie spowodowac uszkodzenia materialu celulozowego. Z tego powodu pierwszy okres stanowi wlasciwie reakcje czesciowa. Obróbka" chlorem powoduje re¬ akcje z drzewiastymi skladnikami, przy czym powstaja zwiazki ligniny i chloru.Nie mozna ich calkowicie usunac przez za¬ nurzanie w wodzie, a drugie traktowanie zasadami ma na celu rozpuszczenie zwiaz- — 4 —ków chloru i ligniny. Stezenie roztworu zasadowego do koncowego traktowania moze wynosic okolo 0,1%. Ilosc roztworu wynosi 5 — 20 czesci wagowych na jedna czesc wagowa materialu roslinnego. Tem¬ peratura reakcji moze wynosic ,do 100°C, a czas trwania obróbki tylko kilka mi¬ nut.Sposób wytwarzania pólpapki sklada sie równiez z trzech okresów, miano¬ wicie : z obróbki wlóknistego materialu roslin¬ nego roztworem sody zracej o stezeniu l°/o lub mniejszym w celu usuniecia wiekszej czesci kwasu i zmydlajacyeh sie skladni¬ ków zeskorupialych, z obróbki powstalego produktu wilgot¬ nym chlorem gazowym, rozcienczonym po¬ wietrzem, przy czym obróbka jest regulo¬ wana w wspomniany wyzej sposób, z obróbki produktu bardzej rozcienczo¬ nym roztworem sody zracej (o stezeniu 0,2% lub mniejszym).Jak juz wspomniano, ilosc sody zracej w pierwszym i trzecim okresie obróbki i (lub) ilosc chloru w drugim okresie ob¬ róbki moga byc dobrane tak, iz odczynni¬ ki zostaja calkowicie zuzyte na rozlozenie z góry okreslonej ilosci skladników niece¬ lulozowych. Wazna pod wzgledem prak¬ tycznym cecha wynalazku polega na tym, ze material roslinny jest traktowany bez przerwy (w porównaniu z sposobami po¬ stepowania okresowego), przy czym po¬ szczególne zabiegi obróbki odbywaja sie kolejno w tej samej komorze.Dalsza cecha wynalazku polega na tym, ze przy przeprowadzaniu kazdego opisa¬ nego wyzej zabiegu obróbki material ros¬ linny opada pod dzialaniem wlasnego cie¬ zaru w wiezach reakcyjnych z góry na dól, a odczynniki sa doprowadzane na gór¬ nym koncu wiez. W ten sposób material roslinny na swej drodze z góry na dól zo¬ staje stopniowo scisniety. Wskutek tego, mimo iz (przy obróbce chlorem) gaz jest ciezszy niz powietrze, odczynniki musza przeplywac w przeciwpradzie. Wskutek przesuwania sie materialu roslinnego w dól czesc odczynników zostaje zabrana w tym samym kierunku. Przy uzyciu chloru przez odpowiednie okreslenie miejsca do¬ prowadzania go do wiezy i regulowanie szybkosci doplywu wzgledem szybkosci do¬ prowadzania materialu roslinnego zapobie¬ ga sie doplywowi chloru do konca wiezy przed calkowitym zuzyciem go do reak¬ cji. Wskutek tego chlor nie moze uchodzic do atmosfery, a na koncach wiez nie po¬ trzeba stosowac zamkniec.Szybkosc przebiegu reakcji przy ob¬ róbce zasadami do pewnego stopnia jest zalezna od stezenia roztworu zasadowego.Jesli przy przeprowadzaniu sposobu wy¬ twarzania pólpapki przy traktowaniu slo¬ my konieczne jest usuwanie wiekszej cze¬ sci materialu niedrzewiastego i niecelulo- zowego i takze mniej wiecej polowy sklad¬ ników drzewiastych niecelulozowych, to roztworowi zasadowemu w pierwszym okresie nalezy nadac stezenie mniej wie¬ cej 1%-owe. Przy uzyciu takiego roztwo¬ ru okresla sie ilosci materialów reaguja¬ cych tak, iz na jedna czesc wagowa mate¬ rialu roslinnego przypadaja trzy czesci roztworu. Reakcje przeprowadza sie w otwartym zbiorniku bez cisnienia w cia¬ gu okolo 1 — 4 godzin w zaleznosci od stezenia roztworu. Temperatura egzoter¬ micznej reakcji moze wynosic 75 — 100°C. Taka obróbka powoduje reakcje z wieksza czescia skladników niedrzewia- stych i niecelulozowych.Chlor stosuje sie w ilosci wynoszacej 4 — 5 czesci wagowych na 100 czesci slo¬ my. Zachodzi reakcja z okolo polowa niecelulozowych skladników drzewiastych.Mniej wiecej polowa chloru zamienia sie na chlorolignine, reszta zas chloru — na kwas solny. Z tego powodu nalezy skró¬ cic czas stykania sie wlókien z kwasem sol¬ nym, powstajacym przy traktowaniu chlo- — 5 —rem, gdyz w przeciwnym razie wlókna ce¬ lulozowe zostalyby uszkodzone.Wazna cecha wynalazku polega na tym, ze obróbke chlorem i koncowa obrób¬ ke zasadowa przeprowadza sie na zimno.Rozcienczenie chloru powietrzem ma po¬ dwójne zadanie. Zmniejsza ono szybkosc reakcji, a wiec wytwarzanie sie ciapla, a poza tym sluzy takze do absorbowania i odprowadzania pewnej czesci ciepla.Wilgoc gazu i traktowanej masy zmniejsza wskutek absorbcji stezenie kwa¬ su solnego, powstajacego miedzy wlókna¬ mi, a wiec oslabia wskutek tego jego szko¬ dliwe dzialanie na wlókna. Po zuzyciu chloru zanurza sie mase reakcyjna w zim¬ nej wodzie. Stosunek ilosciowy zuzytego powietrza do chloru zalezy od rodzaju ob¬ rabianego materialu roslinnego i moze wynosic 5 — 1 czesci objetosciowych chlo¬ ru, zawartosc zas wilgoci w chlorze moze byc doprowadzona az do odpowiadajacej nasyceniu. Zawartosc wilgoci w masie moze wynosic 2 — 5-krotna ilosc jej wa¬ gi.Stosunek ilosciowy mieszaniny chloru i powietrza, przeplywajacej przez mate¬ rial roslinny, jest równiez rózny odpowie¬ dnio do rodzaju obrabianego materialu.Moze on sie wahac miedzy 0,1 — 0,2 kg na jeden kilogram materialu roslinnego.Czas trwania obróbki chlorem moze wy¬ nosic 0,5 — 3 godzin.Powstale podczas tych dwóch reakcyj zwiazki w niektórych przypadkach nie zostaja calkowicie usuniete przy wymy¬ waniu. Trzeci stopien obróbki, mianowicie rozcienczonym roztworem zasadowym, po¬ woduje usuniecie z masy tych zwiazków, które przy pierwszych obróbkach zostaly rozlozone, lecz pozostaly jeszcze na wlók¬ nach. Stezenie roztworu w trzecim okre¬ sie moze byc mniej wiecej 0,1%-owe. Ilosc roztworu wynosi 5 — 20 czesci wagowych na jedna czesc wagowa materialu roslin¬ nego. Obróbke przeprowadza sie na zimno.Urzadzenie do przeprowadzania sposo¬ bu posiada przyrzady do mieszania stale¬ go rozdrobnionego materialu, np. roz¬ drobnionego materialu rozslinnego, z re¬ agujaca ciecza, np. roztworem zasado¬ wym. Urzadzenie jest zaopatrzone w lej nad podluzna komora do mieszania, której dno jest pochylone w kierunku podluz¬ nym. Slimak przenosnikowy znajduje sie w komorze i przesuwa material obrabia¬ ny od glebszego jej konca w kierunku wy¬ lotu na jej plytszym koncu. Poza tym urzadzenie posiada przyrzad do doprowa¬ dzania cieczy reakcyjnej do komory w ilo¬ sci regulowanej. Dzieki temu przyrzadowi material przy przejsciu przez komore do mieszania moze pochlaniac pozadana ilosc cieczy. Komora do mieszania moze posia¬ dac dwa wyloty. Dno ma ksztalt litery V.Lej moze byc umieszczony nad wierzchol¬ kiem tego dna, wskutek czego slimak prze¬ nosnikowy przesuwa material obrabiany od czubka w kierunku otworów wyloto¬ wych. Posrodku slimaka i leju moze sie znajdowac blaszana prowadnica w ksztal¬ cie odwróconej litery V. Urzadzenie mo¬ ze posiadac przyrzad do kierowania ma¬ terialu wychodzacego z leju na jedna lub druga strone blaszanej prowadnicy w ksztalcie litery V.Urzadzenie moze posiadac przyrzad do wyciagania stalych mas spilsnionych wló¬ kien z dna wiez. Przyrzad ten posiada pewna liczbe równoleglych lub poziomych walów osadzonych w odstepach. Sa one zaopatrzone w ramiona oraz przekladnie do obracania w kierunkach przeciwnych walów znajdujacych sie obok siebie. Od¬ stepy miedzy walami moga byc zmienia¬ ne.Urzadzenie do wydzielania wlókien ce¬ lulozowych z materialu roslinnego przez kolejna obróbke zasadami i chlorem po¬ siada przyrzad do zamiany materialu w postac platków, po usunieciu cieczy po ob¬ róbce zasadowej. Urzadzenie posiada dmu- — 6 —chawe z rura do doprowadzania za pomo¬ ca zimnego powietrza materialu o postaci platków w stanie rozdzielonym do górnej czesci wiezy, sluzacej do obróbki chlorem.Nad wieza moze byc umieszczona komora zbiorcza. Jest ona zaopatrzona w skosna sciane, na która material w postaci plat¬ ków jest kierowany ze wspomnianej ru¬ ry i spada wskutek wlasnego ciezaru do wiezy.Na rysunku przedstawiono dla przy¬ kladu urzadzenie do przeprowadzania spo¬ sobu wedlug wynalazku niniejszego. Fig. la i Ib przedstawiaja urzadzenie w wido¬ ku z boku, fig. 2 — wieze w przekroju pionowyjn, fig. 3 — wieze w przekroju poprzecznym, fig. 4 — mieszadlo wedlug fig. 2, czesciowo w przekroju podluznym i w wiekszej podzialce, fig. 5 — przyrzad do wywracania nasady lejowej wedlug fig. 4 w wiekszej podzialce, fig. 6 — przy¬ rzad ten w widoku z boku, fig. 7 — przy¬ rzad do wyciagania materialu w widoku z góry, fig. 8 — ten sam przyrzad w wi¬ doku z boku, fig. 9 — przyrzad w prze¬ kroju poprzecznym wzdluz linii 9 — 9 na fig. 8, fig. 10 — wieze do zasadowej ob¬ róbki drzewa pod cisnieniem w widoku z przodu, w wiekszej podzialce, a fig. 11 — te sama wieze w widoku z boku.Przyjmuje sie, iz maja byc przerabia¬ ne sloma lub zdzbla roslin wspomnianych we wstepie opisu. Zostaja one pociete na kawalki dlugosci kilku centymetrów i do¬ prowadzone do lejów 10, znajdujacych sie w górnej czesci urzadzenia. Przy przerób¬ ce drzewa rozdrabnia sie je na wióry o szerokosci mniej wiecej 2,5 — 5 cm i gru¬ bosci mniej wiecej 0,6 cm. Urzadzenie jest przygotowane do dziennej produkcji okolo 15 ton celulozy. Kazdy lej doprowa¬ dza material do przyrzadu 11, mieszaja¬ cego go z roztworem zasadowym w odpo¬ wiednim stosunku i doprowadzajacego mieszanine na górne konce dwóch piono¬ wych wiez reakcyjnych 12. Kazde mie¬ szadlo zasila zatem dwie wieze i posiada podluzna pozioma komore 18 (fig. 4) otwarta na górnym koncu. Dolna sciana 1U komory jest nachylona od konców ku srodkowi tak, iz tworzy litere V. Wzdluz komory przechodzi poziomy slimak prze¬ nosnikowy 15. Posiada on dwie grupy skrzydel srubowych, których konce sa zwrócone ku sobie. Skrzydla maja przeciw¬ ny sobie skret i sa uruchomiane za pomo¬ ca silnika 22. Nad komora znajduje sie nad srodkiem slimaka sciana kierujaca o ksztalcie litery V. Lej jest umieszczony tak, iz doprowadza material na sciane kie¬ rujaca przez ruchoma nasade 17, przechy¬ lana z jednej strony sciany kierujacej w ksztalcie litery V na druga, i w ten spo¬ sób rozdziela odpowiednio doprowadzany material na dwie wieze. Nasada moze byc uruchomiana za pomoca kola recznego 18, osadzonego na wale 19 i polaczonego z wycinkiem zebatym 20, znajdujacym sie na nasadzie. Wal 19 jest osadzony w lo¬ zysku 21 komory 13. Roztwór sody zracej jest doprowadzany do komory przewodem 23 i odpowiednim przyrzadem utrzymuja¬ cym równomierny poziom w stozkowym wglebieniu dna komory. Poziom cieczy nie siega do skrzydel slimaka przenosnikowe¬ go. Jak juz wspomniano, stezenie roztworu do obróbki slomy moze wynosic 1 — 2%.Kazdy koniec komory jest otwarty. Sli¬ mak przesuwa material, zmieszany z roz¬ tworem, przez otwarte konce komory, z których mieszanina sipada do otwartych konców wiez reakcyjnych 12.Wieze reakcyjne maja wysokosc mniej wiecej 10 m i maja owalny przekrój po¬ przeczny (fig. 3). Mniejsza srednica wy¬ nosi okolo 40 cm, a wieksza 2,4 m. Slimak przenosnikowy 13 jest wykonany tak, iz wytwarza mieszanine slomy i roztworu w stosunku 1 czesci slomy na 4 czesci roz¬ tworu. Przez sciany wiezy doprowadza sie rurami 2U pare w strefie znajdujacej sie znacznie wyzej nad pozioma linia srodko- — 7 —wa, np na 3/4 wysokosci wiezy. Urzadze¬ nie do wywarzania pary 25 i glówny przewód doprowadzajacy 26 sa przedsta¬ wione na fig. la z lewej strony. Material przesuwa sie pod dzialaniem sily ciezkosci powoli na dól i zostaje przy tym scisniety.Na dnie tworzy on zamkniecie, zapobiega¬ jace przedwczesnemu wyplywowi cieczy.Czas trwania przesuwu w dól moze wyno¬ sic 1 — 4 godzin zaleznie od rodzaju ma¬ terialu i stezenia roztworu sody zracej. W tym czasie soda zraca zostaje prawie cal¬ kowicie zuzyta, a roztwór nabiera ciem¬ nej barwy. Wieza posiada na róznej wy¬ sokosci wzierniki 9 i obsady do termome¬ trów 8.Gdy mieszanina dojdzie do dna wiezy, tworzy ona zgeszczona mase spilsnionych wlókien. Jest ona wyciagana za pomoca przenosnika 27 na zewnatrz z regulowa¬ na szybkoscia. W ten sposób mozna zmie¬ niac czas trwania obróbki.Przenosnik (fig. 7 — 9) posiada dwa równolegle waly 28, z których kazdy po¬ siada pewna liczbe ramion 29. Waly te sa uruchomiane za pomoca kól zebatych w kierunkach przeciwnych tak, iz ramiona 29 przesuwaja material w dól i najpierw przenosza go do srodka, a potem na ze¬ wnatrz. Waly 28 i kola zebate 30 moga byc osadzone tak, iz odleglosc miedzy wa¬ lami moze byc zmieniana. Nie uwidocznio¬ ny na rysunku silnik elektryczny o regu¬ lowanej liczbie obrotów sluzy do napedu kól zebatych i regulowania przenoszenia w celu usuwania materialu z wiez.Wlókna zostaja oddzielone od zuzytej cieczy za pomoca rozdzielacza 31, przez który material jest przenoszony za pomo¬ ca slimaka 32. Rozdzielacz sklada sie z dwóch czesci 33, 34, umieszczonych wzdluz slimaka ze skierowanymi ku sobie kon¬ cami. Odcinek 34 na koncu wylotowym posiada rure doplywowa 35 do wody plu¬ czacej. Woda pluczaca przeplywa rura wyplywowa 36 do zbiornika 37. Przemy¬ te i wstepnie obrobione wlókna przez prze¬ wód wylotowy 38 przechodza do prasy wrzecionowej 39, w której reszta zuzytej cieczy zostaje wytloczona i przeplywa ru¬ ra 41 do zbiornika 40. Stloczona masa przechodzi nastepnie rura 42 do rozluz- niacza 43 z kolczastymi walcami lub grze¬ bieniami, w którym zostaje rozluzniona i przybiera postac platków. Nastepnie ma¬ sa za pomoca dmuchawy Uk jest przeno¬ szona przewodami 45 w góre do zbiorni¬ ka 46, znajdujacego sie nad górnym kon¬ cem kazdej grupy wiez 47 do obróbki chlo¬ rem. Górne konce tych wiez sa otwarte, a wyloty rur 45 skierowane ku plycie A& w komorze 46, wskutek czego material w postaci platków spada do wiez.Wieze te moga równiez miec wysokosc mniej wiecej 10 m, aczkolwiek na rysunku sa nieco nizsze. W przekroju poprzecznym maja one ksztalt owalny, którego wymia¬ ry sa na ogól takie same, jak wiez do ob¬ róbki zasadowej. Do wlóknistej masy wprowadza sie chlor najlepiej w odleglo¬ sci mniej wiecej 3 m od wierzcholka wie¬ zy. Jak juz wspomniano, kazda wieza u góry jest otwarta; slup materialu wlókni¬ stego trzymetrowej wysokosci nad ta stre¬ fa jest dostateczny do zuzycia calkowite¬ go chloru i zapobiezenia jego wyplywo¬ wi. Zamykajace dzialanie poteguje .sie dzieki temu, ze material oipada w dól.Chlor doplywa do strefy obróbki rurami 49, polaczonymi z rura rozdzielcza 50, przy czym sa one zbiezne z wewnetrzna sciana wiezy. Wieza posiada grupe rur 51, skierowanych od rury rozdzielczej 52 w dól. Ze wzgledów praktycznych odstep miedzy scianami bocznymi wiezy nie po¬ winien wynosic duzo wiecej niz 38 cm, po¬ niewaz zas chlor nie moze zbyt latwo prze¬ nikac wlóknistego materialu do tej glebo¬ kosci, wiec umieszczone sa dodatkowe pio¬ nowe rury doprowadzajace. Wskutek te¬ go konieczne jest tylko stosunkowo plytkie przenikanie, a chlor nie musi znajdowacsie pod zbyt wysokim cisnieniem. Chlor o koniecznej zawartosci wilgoci moze byc przygotowywany w przyrzadzie 58 do elek¬ trolizy. Z niego przeplywa chlor przewo¬ dem 5U do dmuchawy 55, uruchomianej silnikiem 56. Wlot ssawczy dmuchawy jest polaczony z atmosfera przez zawór 57 i rure powietrzna 58. Prze^ nastawianie zaworu 57 mozna dodawac do chloru po¬ zadana ilosc powietrza. Mieszanina powie¬ trza i chloru jest doprowadzana rura 59 do wspomnianych rur rozdzielczych U9 i 52. Material wlóknisty przechodzi stop¬ niowo przez wieze w dól i z dna tej wie¬ zy jest usuwany za pomoca przenosnika 55, podobnego do przenosnika 27. Szyb¬ kosc usuwania, podobnie jak w wiezy do obróbki zasadowej, jest regulowana. Tak samo jak w wiezach do obróbki zasado¬ wej w scianach wiez znajduja sie wzier¬ niki i termometry. Material jest nastepnie przenoszony do zbiornika 60, w którym znajduje sie chlodnica 61. Stad przez ko¬ ryto 62 material przechodzi do obrotowe¬ go sita stozkowego 68. Os sita jest pozio¬ ma, a kat nachylenia jego scianki jest ta¬ ki, ze material przesuwa sie z konca o mniejszej srednicy ku koncowi o wiekszej srednicy. Rozcienczony kwas solny s/ply¬ wa przez scianke sitowa do zbiornika i w ten sposób material wlóknisty zostaje czes¬ ciowo uwolniony od kwasu. Material prze¬ chodzi dalej do pras srubowych 65, w których zostaje stloczony. Nastepnie prze¬ chodzi przez mieszarke zawierajaca slaby roztwór sody zracej, np. o stezeniu 2%-o- wym lub mniejszym. Material jest w mie¬ szarce obrabiany mniej niz godzine, przy czym zostaja usuniete polaczenia chloru z lignina i (lub) inne niecelulozowe sklad¬ niki rozpuszczalne. Ewentualnie pozostaly kwas -solny lub chlor wiaze sie z soda zraca. Wlókna przechodza nastepnie przez zwykle aparaty do plukania i sortowania.Jak wspomniano, wieze do obróbki zasa¬ dowej i obróbki chlorem sa zaopatrzone w termometry, wskutek czego temperatury okreslone dla odnosnych reakcji moga byc zachowywane przez regulowanie szybko¬ sci usuwania materialu z dna wiez. Poza tym zastosowany jest przyrzad do spraw¬ dzania zawartosci powietrza i wilgoci w mieszaninie chlorowej.Mozna przyjac, ze material wyjsciowy zawiera okolo 50% skladników celulozo¬ wych i 50% niecelulozowych. W kazdym z dwóch pierwszych okresów obróbki na¬ stepuje wydzielenie kazdorazowo okolo 30% skladników niecelulozowych. Ostatnia obróbka zasadowa powoduje usuniecie 40% skladników niecelulozowych. Ochron¬ ne traktowanie rozcienczonymi czynnika¬ mi w pewnej liczbie okresów i stosunko¬ wo mala szybkosc reakcji oraz stosunkowo niskie temperatury reakcji zapewniaja duza wydajnosc wlóknistej celulozy w do¬ brym gatunku, nadajacej sie do wytwa¬ rzania — wskutek swej wytrzymalosci, miekkosci i zdatnosci do skladania — pa¬ pieru wysokowartosciowego.Urzadzenie do obróbki drzewa jest po¬ dobne do opisanego poprzednio z wyjat¬ kiem wiez do reakcji zasadowej. Wedlug fig. 10 i 11 wieze posiadaja na górnych koncach pokrywy stozkowe 71, z których kazda posiada z boku na wierzcholku cy¬ linder 72. Cylinder posiada na zewnetrz¬ nym koncu otwór wlotowy 78. Z cylindrem polaczony jest lej 70, laczacy sie z mie¬ szarka. Tlok 7i w cylindrze jest polaczo¬ ny z urzadzeniem do przesuwania go z ze¬ wnetrznego konca cylindra, w którym to polozeniu otwór wlotowy 78 jest otwarty, w polozenie znajdujace sie po drugiej stro¬ nie tego otworu.Jak juz wspomniano, roztwór posiada stezenie, wynoszace 2 — 3%. Dlugosc i wydrazenie cylindra sa dobrane tak, iz materialu, scisnietego w cylindrze w sto¬ pniu zaleznym od wielkosci przesuwu tlo¬ ka, wystarcza do zamkniecia cylindra wzgledem cisnienia w wiezy, gdy otwór — 9 —wlotowy nie jest zamkniety za pomoca tloka. W praktyce okazalo sie, iz przy cisnieniu w wiezy wynoszacym 4 atm srednica tloka winna wynosic okolo 45 cm, a dlugosc przesuwu winna byc tak duza, aby przy koncu przesuwu pozostawala w cylindrze warstwa okolo 30 cm stloczone¬ go materialu. Rozszerzona przestrzen 75 miedzy koncem cylindra i wierzcholkiem wiezy nalezy uwazac za czesc cylindra.Dlugosc suwu tloka moze wynosic 0,30 — 0,60 m, a cala dlugosc cylindra wraz z rozszerzona czescia okolo 60 — 90 cm.Srednica cylindra i tloka jest zalezna od rodzaju obrabianego materialu. Przy uzy¬ ciu bardzo malych wiórów srednica cylin¬ dra i tloka moze byc zmniejszona do 15 cm. Masa przesuwa sie latwo pod dziala¬ niem wlasnego ciezaru w dól i zostaje na swej drodze stloczona. Czas trwania prze¬ suwu w dól moze sie wahac miedzy 1 — 4 godzinami, zaleznie od uzytego mate¬ rialu i stezenia roztworu sody zracej. W tym czasie roztwór sody zracej zostaje prawie calkowicie wyczerpany i tworzy ciecz o czarnej barwie. Wieza posiada wzierniki 9 i termometry 8 na róznych wysokosciach.Mieszanine z dna wiezy usuwa ,sie za pomoca przenosnika. Szybkosc usuwania moze byc regulowana. W ten sposób moz¬ na zmieniac czas trwania obróbki.Jak przedstawiono na fig. 10 i 11, dol¬ na czesc wiezy tworzy cylinder 76, w któ¬ rym znajduje sie trzon 77 z wglebienia¬ mi 78. Trzon moze byc uruchomiany ze zmienna szybkoscia za pomoca przekladni 79 i silnika 80. Trzon obrotowy jest usta¬ wiony w poprzek dna wiezy i sluzy do za¬ mykania dna przed otworem wylotowym 81. Przy kazdym obrocie zabiera on jed¬ nak pewna czesc stloczonej masy i prze¬ nosi ja do otworu wylotowego 81.Zamiast owalnego przekroju poprzecz¬ nego wieza moze miec równiez przekrój kolowy. Zamiast przenosic material nie¬ przerwanie przez wieze i przez zasilacz na górnym oraz przenosnik na dolnym kon¬ cu mozna doprowadzac go przez otwór na górnym koncu okresowo; w tym przypad¬ ku wieza jest zaopatrzona w odejmowal¬ ne wieko. Odprowadzanie materialu odby¬ wa sie wtedy równiez przez otwór w dnie, posiadajacy zamkniecie. PL