PT101124B

PT101124B - MACHINE AND PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF PAPER AND LETTER FROM THE COCONUT SHELLS

Info

Publication number: PT101124B
Application number: PT10112492A
Authority: PT
Original assignee: Deslierres John M; Do Rosario Sousa De Cabedo M
Priority date: 1991-12-16
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 2000-06-30
Also published as: BR9105456A; PT101124A

Abstract

The shells are broken up, smoothed out and saturated with chemical soln. to convert them into a bio-degradable mass equivalent to wood pulp. The machine consists of conveyor belt for coconuts, press with piston, perforator blade and container for collecting the milk; guillotine which cuts the coconut into halves; rotary knife which extracts the kernel for collection in container and multi-facet cutter and crusher for the husks; conveyor belt for the broken-up husks and compressor rolls for granulation, the granules being mixed with water in tank and impurities separated, and then heated under pressure with caustic soda, and calcium hydrosulphate to dissolve lignose. The pulp is bleached with chlorine and binder, whitener and colourant added and the mass deposited uniformly on metal mesh, which passes through a Fourdrinier machine to extract water. It is finished by passing on belt under heated calender rolls. (Reissue of the entry advised in week 9329 based on complete specification).

Description

MÁQUINA E PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE PAPEL E CARTÃOMACHINE AND PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF PAPER AND CARDBOARD

A PARTIR DAS CASCAS DO CÔCOFROM COCONUT SHELLS

A presente invenção refere-se a uma máquina e um processo novos destinados à produção de polpa para fabricar papel e cartão a partir do material fibroso, rico em celulose, de que são constituídas as cascas do coco. Na colheita e extracção da copra (ou endocarpo) - porção carnuda do côco, de grande utilidade na indústria - a concha rija e a casca exterior (epicarpo) do côco são, na maioria das vezes, desperdiçadas visto que a sua utilidade, até hoje, tem sido unicamente dirigida para a indústria têxtil e, assim mesmo, em quantidade incipiente limitada.The present invention relates to a new machine and process for the production of pulp to manufacture paper and cardboard from the fibrous material, rich in cellulose, of which coconut shells are made. In the harvest and extraction of copra (or endocarp) - fleshy portion of the coconut, of great use in industry - the hard shell and the outer shell (epicarp) of the coconut are, in most cases, wasted since its usefulness, until today , has only been directed to the textile industry and, even so, in limited incipient quantity.

A maquina esquematizada realiza uma única operação sequencial com mecanismos mantedores de tratamento simultâneo de várias unidades do fruto (côco).The schematic machine performs a single sequential operation with maintenance mechanisms for simultaneous treatment of several units of the fruit (coconut).

Os inventores do presente pedido de patente, após estudo elaborado, constataram que a estrutura celular da casca do côco possui propriedades que podem levar ã obtenção de um produto biodegradável, de alta robustez, seja ele papel ou cartão.The inventors of the present patent application, after an elaborate study, found that the cellular structure of the coconut shell has properties that can lead to obtaining a biodegradable product, of high robustness, be it paper or cardboard.

A celulose só existe na matéria vegetal. Em geral, ela é quimicamente inactiva e insolúvel na maioria dos líquidos. 0 papel é quase exclusivamente feito de celulose. Assim, uma vez que a casca do côco é composta por fibras longas ricas em celulose, tais fibras podem ser processadas para obter papel ou cartão. A presente invenção apresenta, pois, um processo útil para transformar uma matéria prima ambundante em países tropicais (antes quase totalmente desperdiçada) num valioso produto final - a pasta para papel. Trata-se, sem dúvida, de um processo não óbvio porque tal matéria prima jamais foi usada para fim semelhante.Cellulose only exists in plant matter. In general, it is chemically inactive and insoluble in most liquids. The paper is almost exclusively made from cellulose. Thus, since the coconut shell is composed of long fibers rich in cellulose, such fibers can be processed to obtain paper or board. The present invention therefore presents a useful process for transforming an ambiguous raw material in tropical countries (previously almost totally wasted) into a valuable final product - paper pulp. It is undoubtedly a non-obvious process because such raw material has never been used for a similar purpose.

A fabricação de papel usando as cascas do côco irá aproveitar o estado da técnica actual da indústria de papel que processa a celulose da madeira, introduzindo as inovações necessárias para a adaptar ã nova matéria prima.The manufacture of paper using coconut husks will take advantage of the state of the art of the paper industry that processes wood pulp, introducing the innovations necessary to adapt it to the new raw material.

São as seguintes as patentes que reflectem o actual estado da técnica :The patents that reflect the current state of the art are as follows:

Patentes americanas :American patents:

3,907,603 3,907,603 9/1975 9/1975 Selander Selander 4,426,258 4,426,258 1/1984 1/1984 Browning Browning 4,582,658 4,582,658 4/1986 4/1986 Iyengar Iyengar 4,708,056 4,708,056 11/1987 11/1987 Dinanath Dinanath

-3Patentes inglesas :-3English patents:

841,422 841,422 7/1960 7/1960 Berlyn Berlyn 1,050,687 1,050,687 12/1965 12/1965 Rogers Jr Rogers Jr 1,064,949 1,064,949 4/1967 4/1967 Singer and Keller Singer and Keller 1,156,792 1,156,792 7/1969 7/1969 Lewis Lewis 1,400,899 1,400,899 7/1975 7/1975 Breton Breton 1,437,398 1,437,398 5/1976 5/1976 Creusot-Loire Creusot-Loire

No processo tradicional de fabrico de papel, as fibras celulósicas de diversos tipos de madeira são gradualmente reduzidas de pequenos grânulos a partículas minúsculas e serradura. Então, são misturadas com uma solução líquida numa suspensão ou dispersão aquosa que, num tanque chamado refinaria holandesa (em inglês hollander) vêm a transformar-se numa massa homogénea, chamada polpa. Essa polpa tem uma consistência suficientemente fluida para ser espalhada por meio de um jacto numa tela em movimento, a qual, na indústria do papel, se chama grade (em inglês wire). Essa grade é o meio adequado para acomodar com espessura uniforme a polpa húmida na parte superior da tela porosa, da qual escorre o líquido excedente. A polpa passa depois por dois cilindros com funções diversas: um aperta a polpa para escorrer o restante líquido e o outro alinha a folha, que, conduzida por um feltro, passa por calandras aquecidas, para secagem e finalmente porIn the traditional papermaking process, cellulosic fibers of different types of wood are gradually reduced from small granules to tiny particles and sawdust. Then, they are mixed with a liquid solution in an aqueous suspension or dispersion which, in a tank called Dutch refinery (in English Holland), turns into a homogeneous mass, called pulp. This pulp has a consistency sufficiently fluid to be spread by means of a jet on a moving canvas, which, in the paper industry, is called a grid (in English wire). This grid is the appropriate means to accommodate the wet pulp at the top of the porous mesh with uniform thickness, from which the excess liquid flows. The pulp then passes through two cylinders with different functions: one presses the pulp to drain the remaining liquid and the other aligns the sheet, which, guided by felt, passes through heated calenders, for drying and finally

/ i uma prensa que arrefece e alisa a folha. 0 último equipamento da sequência tradicional é o dispositivo que corta as folhas e as enrola em bobinas./ i a press that cools and smooths the sheet. The last equipment in the traditional sequence is the device that cuts the sheets and rolls them up in reels.

processo de fabricação de papel objecto da presente invenção segue as fases tradicionais mas, como foi dito, tornou-se necessário acrescentar ao estado da técnica inovações de forma a adaptar a máquina à nova matéria prima: as cascas de côco.The papermaking process that is the subject of the present invention follows the traditional phases, but, as mentioned, it became necessary to add innovations to the state of the art in order to adapt the machine to the new raw material: coconut shells.

Na verdade, trata-se de englobar num só sistema operacional duas indústrias distintas: a do aproveitamento do côco e a da fabricação de papel e cartão.In fact, it is about encompassing two distinct industries in a single operating system: the use of coconut and the manufacture of paper and cardboard.

A fabricação de papel ou cartão a partir de cascas de côco será realizada, com a máquina objecto desta invenção, da seguinte forma: por meio de uma esteira transportadora (2), os côcos inteiros (1) entram na máquina. Uma prensa (3) e um êmbolo (4) movimentados na vertical por um motor (8) accionam com movimentos sincronizados: uma lâmina perfuradora (5) que perfura o côco no sentido longitudinal, sendo a água de côco recebida num recipiente existente na parte inferior da máquina (10), munido de uma válvula e um tubo de saída para aproveitamento da água de côco em indústria independente; uma lâmina de guilhotina (6) corta o côco em duas metades; uma lâmina cortadora côncava (7), com eixo rotativo e movimento circular, comThe manufacture of paper or cardboard from coconut shells will be carried out, with the machine object of this invention, as follows: by means of a conveyor belt (2), the whole coconuts (1) enter the machine. A press (3) and a plunger (4) moved vertically by a motor (8) actuate with synchronized movements: a perforating blade (5) that pierces the coconut in the longitudinal direction, and the coconut water is received in a container in the part bottom of the machine (10), equipped with a valve and an outlet pipe to use coconut water in an independent industry; a guillotine blade (6) cuts the coconut in two halves; a concave cutting blade (7), with a rotating axis and circular movement, with

vários golpes extrai a copra das duas metades, sendo a copra recebida num recipiente (11) que tem forma afunilada e por cuja abertura inferior a copra sai e se deposita numa esteira (12) que a transporta para ser aproveitada em indústria indepen dente; e uma lâmina multifacetada que, com movimentos ascendentes e descendentes, multi-tritura as cascas (9). Os pedaços seguem numa esteira transportadora (13) até passarem por uma série de cilindros compressores (14) que vão esmigalhar esses pedaços reduzindo-os a grânulos. Nesta fase, procede-se a um aquecimento do material desfibrado para que ele atinja o grau máximo de secura, o que irâ facilitar as fases subsequentes de drenagem de água. Os grânulos entram a seguir num tanque de tratamento (tipo hollander), (16), onde serão separados das impurezas (areia, lixo, etc.) (15). Os grânulos são aquecidos sob pressão e embebidos numa solução de hidróxido de sódio ou de hidrossulfito de cálcio, ou solução equivalente, para dissolver a lenhose (espécie de cola fibrosa que mantém unida toda a celulose, incluindo a existente nas cascas do côco). Encontram-se na parte superior da máquina três reservatórios: um de produto ligante (17), que poderá ser colofónia, extraida da resina de pinheiro, ou uma resina artificial, ou ainda hidróxido de sódio e sulfato de alumínio; o segundo reservatório ê destinado a um produto branqueador (18), que será dióxido de cloro, por exemplo; o terceiro reservatório é de um produto corante (19). Os produtos contidos nestes três reservatórios vão interferindo sucessivamente no processamento daseveral strokes extract the copra from the two halves, the copra being received in a container (11) that has a tapered shape and through whose lower opening the copra leaves and is deposited on a conveyor (12) that transports it to be used in an independent industry; and a multifaceted blade that, with upward and downward movements, multi-shreds the shells (9). The pieces follow on a conveyor belt (13) until they pass through a series of compressing cylinders (14) that will crush these pieces, reducing them to granules. In this phase, the defibrated material is heated so that it reaches the maximum degree of dryness, which will facilitate the subsequent phases of water drainage. The granules then enter a treatment tank (hollander type), (16), where they will be separated from impurities (sand, garbage, etc.) (15). The granules are heated under pressure and soaked in a solution of sodium hydroxide or calcium hydrosulfite, or an equivalent solution, to dissolve lignose (a type of fibrous glue that holds all the cellulose together, including the one in the coconut shells). There are three reservoirs on the upper part of the machine: one of binder product (17), which can be rosin, extracted from pine resin, or an artificial resin, or sodium hydroxide and aluminum sulfate; the second reservoir is for a bleaching product (18), which will be chlorine dioxide, for example; the third reservoir is a coloring product (19). The products contained in these three reservoirs are successively interfering in the processing of

polpa. Neste estádio as fibras ainda não estão totalmente dissolvidas e produziriam, se fossem usadas, um papel muito áspero. Para evitar aglomerados, nós, etc., a polpa é passada por uma solução de água com sulfito de sódio, sendo o excesso de água removido por escoamento. A polpa é conduzida sob pressão, através de um tubo, para outro tanque (hollander), onde é sacudida e amassada para reduzir a fibra a minúsculos grânulos. Isso ocorre devido a uma série de cilindros que contem lâminas cortantes que passam rolando por entre outras lâminas idênticas fixas numa base de metal. Ao passar por essas lâminas colocadas interdigitalmente, a polpa é completamente desintegrada, mas a celulose ainda fica com aspecto de cabelo.pulp. At this stage the fibers are not yet fully dissolved and would produce, if used, a very rough paper. To avoid clumps, knots, etc., the pulp is passed through a solution of water with sodium sulfite, and the excess water is removed by flow. The pulp is guided under pressure, through a tube, to another tank (hollander), where it is shaken and kneaded to reduce the fiber to tiny granules. This is due to a series of cylinders that contain cutting blades that pass through among other identical blades fixed on a metal base. When passing through these slides placed interdigitally, the pulp is completely disintegrated, but the cellulose still looks like hair.

Além da substância ligante, pode adicionar-se um complemento (talco ou sulfato de bário), sendo essa consistência mantida dentro de limites predeterminados por meio de um sensor que emite um sinal, que acciona uma válvula de descarga do material contido no reservatório (17). A massa homogénea resultante é então expelida em jactos, através de uma válvula, sobre a grade (20) ficando aí depositada na superfície superior com uma espessura uniforme, já como uma folha. A grade é uma tela de arame que vai permitir a insuflação de ar quente através da mesma e, por escoamento, que a polpa perca grande parte da água. A grade é móvel e vai passar por uma máquina convencional de papel, tipo Fourdrinier (21), contendo vários cilindros aquecidos, prensas compressoras e meios de evaporação de água que, por compressão e sucção, extraem a água ainda existente naIn addition to the binding substance, a complement (talc or barium sulfate) can be added, this consistency being kept within predetermined limits by means of a sensor that emits a signal, which activates a discharge valve for the material contained in the reservoir (17 ). The resulting homogeneous mass is then expelled in jets, through a valve, on the grid (20) and deposited there on the upper surface with a uniform thickness, already as a sheet. The grid is a wire mesh that will allow the insufflation of hot air through it and, through draining, the pulp will lose much of the water. The grid is mobile and will pass through a conventional paper machine, type Fourdrinier (21), containing several heated cylinders, presses and water evaporation means that, by compression and suction, extract the water that still exists in the

folha que cobre a grade em circulação. Neste estádio a polpa já se apresenta com uma textura de folha de papel, solta-se da grade e entra numa esteira (22) onde passará sob pesados cilindros de ferro aquecidos a vapor (23), que a comprimem ainda mais para extrair alguma água residual e obter a secagem completa. A folha de papel passa finalmente por cilindros de ferro fundido, chamados calandras, sob alta pressão, para produzir o acabamento macio e o brilho final. 0 papel ou cartão assim produzido (24) pode ser branco ou de qualquer outra côr, conforme o produto que se colocar no reservatório respectivo (19) .sheet covering the grid in circulation. At this stage, the pulp is already presented with a paper sheet texture, it is released from the grid and enters a mat (22) where it will pass under heavy steam-heated iron cylinders (23), which compress it further to extract some water and obtain complete drying. The sheet of paper finally passes through cast iron cylinders, called calenders, under high pressure, to produce the smooth finish and the final shine. The paper or cardboard thus produced (24) can be white or any other color, depending on the product that is placed in the respective reservoir (19).

papel ou cartao obtido pelo processo acima descrito é equivalente em qualidade ao produto obtido a partir da madeira. Trata-se de material muito resistente, biodegradável, e pode ser de diversas texturas e categorias, dependendo da necessidade de momento na indústria de papel.paper or cardboard obtained by the process described above is equivalent in quality to the product obtained from wood. It is a very resistant material, biodegradable, and can be of different textures and categories, depending on the current need in the paper industry.

Esta invenção destina-se quer ã fabricação de pasta para papel e cartão a partir de cocos inteiros (iniciando-se o processo com a extracção da água de côco e a copra, que são dirigidas para fins industriais independentes), quer, em alternativa, à produção de pasta para papel e cartão aproveitando as cascas de côco já vazias. Neste caso, serão desligadas - ou inexistentes - na máquina as três lâminas com que se inicia a operação sequencial, isto é, a lâmina perfuradora (5), aThis invention is intended either for the manufacture of pulp for paper and cardboard from whole coconuts (starting the process with the extraction of coconut water and copra, which are directed for independent industrial purposes), or, alternatively, to the production of pulp for paper and cardboard using the coconut husks that are already empty. In this case, the three blades with which the sequential operation begins, that is, the perforating blade (5), the

lâmina de guilhotina (6) e a lâmina côncava e rotativa (7), entrando as cascas de coco sem água nem copra, portanto já abertas, na máquina pela esteira (2) que as conduz directamente ao corte múltiplo produzido pela lâmina multitrituradora (9) não sofrendo, dal em diante, o processamento qualquer alteração.guillotine blade (6) and the concave and rotating blade (7), entering the coconut shells without water or copra, therefore already open, in the machine by the conveyor (2) which leads them directly to the multiple cut produced by the multi-shredder blade (9 ) without any change being processed thereafter.

-8A característica mais importante desta invenção é que o papel fabricado a partir das cascas de coco vai aproveitar uma matéria prima abundante nos países tropicais onde é, praticamente, desperdiçada. Logo, o valor económico da invenção é muito alto.-8The most important feature of this invention is that the paper made from coconut shells will use an abundant raw material in tropical countries where it is practically wasted. Therefore, the economic value of the invention is very high.

Relevante é, também, a ideia de existir, daqui em diante, uma fonte alternativa para a indústria do papel, numa sociedade preocupada com a ecologia e a conservação das árvores.Relevant is also the idea that there is, from now on, an alternative source for the paper industry, in a society concerned with the ecology and conservation of trees.

Lisboa, 11 de Dezembro de 1992Lisbon, December 11, 1992

O Agente Oficial da Pfopriõdddè industrialThe Official Agent of Pfopriõdddè industrial

1.- Máquina para a fabricação de papel e cartão a partir das cascas de coco, caracterizada por englobar num só sistema operacional-sequencial duas indústrias distintas: a indústria do aproveitamento tradicional do coco (água e copra) e a indústria do papel.1.- Machine for the manufacture of paper and cardboard from coconut shells, characterized by encompassing in a single operating-sequential system two distinct industries: the industry of traditional use of coconut (water and copra) and the paper industry.

REIVINDICAÇÕES

2.- Máquina para a fabricação de papel e cartão a2.- Machine for the manufacture of paper and cardboard

partir das cascas de coco, caracterizada por usar cocos inteji ros dos quais se extrai, no inicio do sistema operacional, a água e a copra para indústrias independentes, e por ser constituída por uma esteira transportadora (2) onde os cocos inteiros (1) são depositados, uma prensa (3) um êmbolo (4) accionados na vertical por um motor (8), que movimentam sincronizadamente um conjunto de quatro laminas: uma lâmina perfuradora (5) que perfura o coco no sentido longitudinal, sen do a água recolhida num recipiente (10) que é munido de uma válvula e um tubo de saída e se encontra na parte inferior da máquina, uma lâmina de guilhotina (6) que abre o coco em duas metades, uma lâmina cortadora côncava (7), com eixo rotativo e movimento circular que vai penetrar nas metades do coco e com vários golpes extrair a copra, que é recolhida num recipiente (11) que tem forma afunilada e por cuja abertura infe-from coconut shells, characterized by using whole coconuts from which, at the beginning of the operating system, water and copra are extracted for independent industries, and by being constituted by a conveyor belt (2) where the whole coconuts (1) a press (3) and a plunger (4) are deposited vertically by a motor (8), which move a set of four blades synchronously: a perforating blade (5) that pierces the coconut in the longitudinal direction, without the water collected in a container (10) that is equipped with a valve and an outlet pipe and is located at the bottom of the machine, a guillotine blade (6) that opens the coconut in two halves, a concave cutting blade (7), with rotary axis and circular movement that will penetrate the halves of the coconut and with several strokes extract the copra, which is collected in a container (11) that has a tapered shape and through which the lower opening

rior a copra sai e se deposita numa esteira transportadora (12) e uma lâmina multifacetada (9) que, com movimentos aj; cendentes e descendentes, golpeia e multitritura as cascas, uma esteira (13), que conduz as cascas esmigalhadas e cilindros compressores (23) que vão reduzi-las a grânulos, sendo, num tanque (16), os grânulos misturados com água e se parados de impurezas (15), e havendo num segundo tanque uma série de cilindros providos de lâminas cortantes que rolam interdigitalmente por entre lâminas idênticas fixas numa base de metal, para desintegrar a polpa, e existindo na parte superior da máquina três reservatórios que irão actuar sequencialmente, um reservatório de produto ligante (17), um r e servatório de produto de branqueamento (18) e um reservatório de produto corante (19), prevendo-se um sensor que controla a consistência da polpa e que emite um sinal para accionar a válvula de descarga do material ligante contido no reservatório (17) de forma a manter a polpa com consistência dentro de limites pré-estabelecidos, e uma grade móvel (20), constituí da por uma rede de metal onde a polpa fica depositada e que circula por uma máquina convencional tipo Fourdrinier (21) que, com cilindros aquecidos e prensas compressoras (23), vai extrair a água residual, e seguindo pela mesma esteira (22), saindo a polpa da máquina já sob a forma de folha de papel ou cartão.the copra leaves and is deposited on a conveyor belt (12) and a multifaceted blade (9) which, with movements aj; downward and downward, the shells are beaten and multi-chipped, a mat (13), which leads the crushed shells and compressing cylinders (23) that will reduce them to granules, being, in a tank (16), the granules mixed with water and stopped from impurities (15), and having in a second tank a series of cylinders provided with cutting blades that roll interdigitally between identical blades fixed on a metal base, to disintegrate the pulp, and there are three reservoirs on the top of the machine that will act sequentially, a binder product reservoir (17), a bleach product reservoir (18) and a dye product reservoir (19), providing a sensor that controls the consistency of the pulp and that emits a signal to trigger the discharge valve for the binding material contained in the reservoir (17) in order to keep the pulp with consistency within pre-established limits, and a mobile grid (20), constituted by a network of m etal where the pulp is deposited and circulated by a conventional Fourdrinier machine (21) which, with heated cylinders and presses (23), will extract the residual water, and following the same conveyor (22), leaving the pulp from the machine already in the form of a sheet of paper or cardboard.

3.- Máquina para a fabricação de papel e cartão a3.- Machine for the manufacture of paper and cardboard

partir das cascas de coco, caracterizada por constituir uma alternativa da máquina descrita na reivindicação 2, na qual não existem, ou se encontram fora de funcionamento, as três primei^ ras lâminas que iniciam a operação sequencial, a saber, a lâmina perfuradora (5), a lâmina de guilhotina (6) e a lâmina côn-from the coconut shells, characterized by being an alternative to the machine described in claim 2, in which the three first blades that start the sequential operation do not exist, or are out of operation, namely, the perforating blade (5 ), the guillotine blade (6) and the concave blade

cava e rotativa (7), conduzindo a esteira transportadora (2) os cocos (1) já sem água nem copra directamente para a acção esmigalhadora da lâmina multifacetada (9), que vai reduzir as cascas a pedaços por meio de movimentos ascendentes e descen dentes .digging and rotating (7), leading the conveyor belt (2) the coconuts (1) no longer water or copra directly to the crusher action of the multifaceted blade (9), which will reduce the shells to pieces by means of upward and downward movements teeth.

4.- Processo para a fabricação de papel e cartão a partir das cascas de coco, caracterizado por aproveitar cocos inteiros, dos quais se extrai, de início, a copra e a água, para indústrias independentes, sendo os cocos inteiros (1) de positados numa esteira transportadora (2), seguindo-se uma fa se de corte dos cocos, primeiro por uma lâmina perfuradora (5), que perfura cada coco no sentido longitudinal, sendo a água de coco recolhida num recipiente (10) que existe na parte inferior e é munido de uma válvula e um tubo de saída, para aproveitamento da água de coco em indústria independente, depois por uma lâmina de guilhotina (6), que abre o coco em duas metades, e por uma lâmina cortadora côncava (7) com eixo rotativo e movimento circular, que penetra nas metades do coco e, com vários golpes, extrai a copra que é recolhida num recipiente (11) com forma afunilada, por cuja abertura inferior4.- Process for the manufacture of paper and cardboard from coconut shells, characterized by using whole coconuts, from which copra and water are initially extracted for independent industries, being the whole coconuts (1) from positioned on a conveyor belt (2), followed by a cut of the coconuts, first by a perforating blade (5), which pierces each coconut in the longitudinal direction, with the coconut water being collected in a container (10) that exists in the lower part and is equipped with a valve and an outlet pipe, to use coconut water in an independent industry, then by a guillotine blade (6), which opens the coconut in two halves, and by a concave cutting blade (7 ) with a rotating axis and circular movement, which penetrates the halves of the coconut and, with several strokes, extracts the copra which is collected in a funnel-shaped container (11), through whose lower opening

a copra é depositada numa esteira (12), que a transporta para ser aproveitada em indústria independente, passando as metades do coco já sem copra para a fase de multitrituração realizada por uma lâmina multifacetada (9) que actua com vários golpes, caindo as cascas esmigalhadas numa esteira transportadora (13) e passando por cilindros compressores (14) que vão reduzi-las a grânulos prevendo-se nesta fase um aquecimento do material desfibrado para que ele atinja o grau máximo de secura, o que irá facilitar as fases subsequentes de drenagem de água, enlavada com uma solução para branqueamento, e, sando a seguir a polpa trando o material a seguir em tanques tipo hollander (16), sendo misturado com água e separado de impurezas (15) e, em seguida, novamente aquecido, sob pressão, e embebido numa solução de hidróxido de sódio, hidrossulfito de cálcio ou solução equivalente, para dissolver a lenhose e dar origem a uma polpa composta pelas fibras celulósicas do coco, sendo a polpa então de cloro (por exemplo dióxido de cloro) para evitar aglomerados, nós, etc., paspor água e uma percentagem de sulfito de sódio, sendo o excesso de água removido por escoamento, havendo na parte superior da máquina três reservatórios com os produtos que irão actuar sequencialmente, a saber, um reservató rio de produto ligante (17) que será resina natural ou sintética, hidróxido de sódio e sulfato de alumínio, ou composição se melhante, um reservatório de produto de branqueamento (ã base de cloro) (18), e um reservatório de produto corante (19), sendo então a polpa bombada sob pressão através de um tubo parathe copra is deposited on a conveyor (12), which transports it to be used in an independent industry, passing the coconut halves already without copra to the multitrituration phase carried out by a multifaceted blade (9) that acts with several blows, falling the shells crushed on a conveyor belt (13) and passing through compressing cylinders (14) that will reduce them to granules in this phase, providing for a heating of the defibrated material so that it reaches the maximum degree of dryness, which will facilitate the subsequent phases of water drainage, flushed with a bleaching solution, and, after the pulp, the next material is placed in hollander tanks (16), mixed with water and separated from impurities (15) and then heated again, under pressure, and soaked in a solution of sodium hydroxide, calcium hydrosulfite or equivalent solution, to dissolve the lignose and give rise to a pulp composed of the cellulosic fibers of the coconut, if the chlorine pulp (for example chlorine dioxide) to avoid agglomerates, knots, etc., pass through water and a percentage of sodium sulphite, the excess water being removed by flow, with three reservoirs with upper reservoirs with products that will act sequentially, namely a reservoir of binder product (17) which will be natural or synthetic resin, sodium hydroxide and aluminum sulphate, or similar composition, a reservoir of bleaching product (chlorine-based) ) (18), and a reservoir of coloring product (19), the pulp then being pumped under pressure through a tube to

outro tanque tipo hollander, que transforma as fibras remanescentes em minúsculos grãos por meio de uma série de rolos que contêm lâminas cortantes que passam interdigitalmente por uma série de laminas idênticas fixas numa base de metal, o que vai desintegrar a polpa e deixar a celulose com uma textura capilar, podendo então adicionar-se um complemento, talco ou sulfato de bário, para conferir consistência à massa, con sistência essa que é mantida dentro de limites predeterminados por meio de um sensor que emite um sinal que acciona uma válvula de descarga do material ligante existente no reservatório (17), sendo a massa resultante, fluida e homogénea, expelida em jactos, através de uma válvula, sobre a grade (20), ficando depositada na superfície superior da grade, com espes^ sura uniforme, como uma folha e, sendo a grade uma tela de arame, que permite assim a insuflação de ar quente através da mesma, e, por escoamento, que a polpa perca grande parte da água, sendo a grade móvel e passando por uma máquina convencio nal de papel, tipo Fourdrinier (21), com vários cilindros aque eidos, prensas compressoras e meios de evaporação de água, por compressão e sucção, que extraem a água ainda existente na folha que cobre a grade em circulação, soltando-se neste momento, já com uma textura de folha de papel, da grade e entrando numa esteira (22) onde passará sob pesados cilindros de ferro aquecidos a vapor que comprimem ainda mais a folha para extrair alguma água residual e atingir a secagem completa, passando a folha de papel finalmente por cilindros de ferroanother hollander-type tank, which transforms the remaining fibers into tiny grains by means of a series of rollers containing cutting blades that interdigitally pass through a series of identical blades fixed on a metal base, which will disintegrate the pulp and leave the cellulose with a capillary texture, and then a complement, talc or barium sulfate can be added, to give consistency to the dough, which consistency is kept within predetermined limits by means of a sensor that emits a signal that activates a discharge valve of the binder material existing in the reservoir (17), the resulting mass, fluid and homogeneous, expelled in jets, through a valve, on the grid (20), being deposited on the upper surface of the grid, with uniform thickness, as a leaf and, the grid being a wire mesh, which allows the insufflation of hot air through it, and, through flow, the pulp to lose a large part of the water, if using the mobile grid and passing through a conventional paper machine, type Fourdrinier (21), with several heated cylinders, compressing presses and means of evaporation of water, by compression and suction, which extract the water still existing in the covering sheet the grid in circulation, loosening at this moment, already with a paper sheet texture, from the grid and entering a mat (22) where it will pass under heavy steam-heated iron cylinders that further compress the sheet to extract some residual water and reach complete drying, finally passing the sheet of paper through iron cylinders

fundido, chamados calandras, sob alta pressão, para o acabamento e brilho final.cast, called high pressure calenders for finishing and final shine.

5.- Processo para a fabricaçao de papel e cartão a partir das cascas de coco, caracterizado por constituir uma al. ternativa do processo descrito na reivindicação 4 e no qual os cocos a aproveitar já se encontram sem água nem copra, sendo, portanto, a operação sequencial iniciada quando as cascas entram na máquina pela esteira transportadora (2) e passam directamente para a acção esmigalhadora da lâmina multitritura dora (9).5.- Process for the manufacture of paper and cardboard from coconut shells, characterized by constituting an al. ternative of the process described in claim 4 and in which the coconuts to be used are already without water or copra, being, therefore, the sequential operation started when the shells enter the machine through the conveyor belt (2) and pass directly to the crushing action of the dora multitrice blade (9).

Lisboa, 11 de Dezembro de 1992Lisbon, December 11, 1992

Máquina e processo para a fabricação de papel e cartão a partir das cascas do côcoMachine and process for the manufacture of paper and cardboard from coconut shells

Resumoresume

A presente invenção refere-se a uma máquina industrial e a um novo processo para obter polpa para papel e cartão a partir do material'fibroso rico em celulose que ê constituído pelas cascas (epicarpo) do coco, as quais, uma vez ejj migalhadas, aplainadas e saturadas com água e determinados produtos químicos, podem ser transformadas numa amálgama biode gradável equivalente à polpa de madeira extraída das árvores.The present invention relates to an industrial machine and a new process for obtaining pulp for paper and cardboard from the fibrous material rich in cellulose that consists of the husks (epicarp) of the coconut, which, once crumbed, flattened and saturated with water and certain chemicals, they can be transformed into a gradable biode amalgam equivalent to the wood pulp extracted from the trees.

A máquina compreende uma esteira transportadora (2) onde os cocos inteiros são depositados (1). Uma prensa (3) e um êmbolo (4), movimentados na vertical por um motor (8), accio nam: uma lâmina perfuradora (5), que perfura o coco no sentido longitudinal, sendo a água recolhida num recipiente (10); uma lâmina de guilhotina (6) que abre o coco em duas metades; uma lâmina cortadora côncava e rotativa (7) que extrai o mio lo, ou copra, que é recolhido num recipiente (11); e uma lâmina multifacetada cortadora e trituradora das cascas (9). As cascas esmigalhadas caiem numa esteira transportadora (13) e passam a seguir por cilindros compressores que vão reduzi-las a grânulos. Estes grânulos entram num tanque (16) onde são misturados com água e separados das impurezas (15). A seguir são aquecidos sob pressão e embebidos numa solução de hidróxido de sódio, hidrossulfureto de cálcio, ou solução equi valente, para dissolver a lenhose. As fibras celulósicas for-8-The machine comprises a conveyor belt (2) where the whole coconuts are deposited (1). A press (3) and a plunger (4), moved vertically by a motor (8), actuate: a perforating blade (5), which pierces the coconut in the longitudinal direction, the water being collected in a container (10); a guillotine blade (6) that opens the coconut in two halves; a concave and rotating cutter blade (7) which extracts the medium, or copra, which is collected in a container (11); and a multifaceted blade for cutting and shredding the shells (9). The crushed shells fall on a conveyor belt (13) and are then compressed by cylinders that will reduce them to granules. These granules enter a tank (16) where they are mixed with water and separated from the impurities (15). They are then heated under pressure and soaked in a solution of sodium hydroxide, calcium hydrosulfide, or equivalent solution, to dissolve the lignose. Cellulosic fibers for-8-

mam uma polpa que é lavada com uma solução de cloro (por exemplo dióxido de cloro) para branqueamento. Para evitar aglomerados, nós, etc., a polpa passa ainda por água e uma percentagem de sulfito de sódio. 0 excesso de água é removido por escoamento e a polpa passa sob pressão por um dispositivo que possui uma série de cilindros providos de lâminas cortantes que rolam interdigitalmente por entre laminas idênticas fixas em base de metal, para desintegração da polpa. Na parte superior da máquina existem três reservatórios: um de produto ligante (17) (resina natural ou sintética, hidróxido de sódio e sulfato de alumínio), um de produto branqueador (18) e um de produto corante (18). Pode adicionar-se um complemento para dar consistência (talco ou sulfato de bário). A massa é expelida (20) por jactos sobre a grade (21) (constituída por uma rede de metal) onde fica uniformente depositada. Insufla-se ar quente através da grade, provocando a secagem. A grade é móvel e circula por uma máquina tipo Fourdrinier (21) que, por meio de cilindros aquecidos e prensas compressoras, extrai a água residual. Por uma esteira (22) a polpa passa por pesados cilindros de ferro aquecidos a vapor e por cilindros de ferro fundido, calandras, sob alta pressão, para acabamento final.a pulp that is washed with a chlorine solution (eg chlorine dioxide) for bleaching. To avoid agglomerates, knots, etc., the pulp still passes through water and a percentage of sodium sulfite. The excess water is removed by flow and the pulp passes under pressure through a device that has a series of cylinders provided with cutting blades that roll interdigitally between identical blades fixed on a metal base, to disintegrate the pulp. In the upper part of the machine there are three reservoirs: one for binder product (17) (natural or synthetic resin, sodium hydroxide and aluminum sulfate), one for whitening product (18) and one for coloring product (18). A complement can be added to give consistency (talc or barium sulfate). The mass is expelled (20) by jets on the grid (21) (consisting of a metal mesh) where it is uniformly deposited. Hot air is blown through the grid, causing drying. The grid is mobile and circulates through a Fourdrinier machine (21) that, using heated cylinders and presses, extracts the residual water. Through a belt (22) the pulp passes through heavy steam-heated iron cylinders and cast iron cylinders, calenders, under high pressure, for final finishing.

Esta invenção usa não só o coco inteiro aproveitando a água e a copra para fim industrial distinto, como também pode, em alternativa, processar, para obter pasta para papel, cascas de coco já sem água nem copra. Nesse caso, as três lâminas com que se inicia o processo, isto é, a perfuradora (5), a de corte por guilhotina (6) e a côncava e rotativa (7) são desligadas. Pela esteira (2) as cascas de coco vazias seguemThis invention not only uses the whole coconut using water and copra for a different industrial purpose, but it can also, alternatively, process, to obtain pulp, coconut shells already without water or copra. In this case, the three blades with which the process begins, that is, the perforator (5), the guillotine cutter (6) and the concave and rotary blade (7) are disconnected. Through the mat (2) the empty coconut shells follow

directamente para a operação multicortadora e de esmigalhamento (9), continuando sem alteração a sequência operacional descrita anteriormente.directly for the multi-cut and crushing operation (9), the operating sequence previously described remains unchanged.

Claims

Machine to transform coconut shells into pulp for paper and derivatives, characterized by a shredder blade that, with upward and downward movements, multi-churns the coconut shells; compressing cylinders that reduce the crushed shells to granules; a tank where the mixture of granules with water is formed and, to extract the undesirable impurities and debris from the mixture, the said tank still contains at the base a metal plate with fixed blades and a cylinder with spiked blades that roll interdigitally between the identical blades fixed on the base, in order to transform the granules into pulp; a set of reservoirs suspended over the tank, including a first reservoir containing a binder product, a second reservoir containing a bleaching product and a third reservoir containing a coloring product; control sensor system that detects the consistency of the pulp, and prepared to emit a signal, and a system that responds to that signal by spreading the binding product over the pulp in order to maintain its consistency within pre-established limits so that the pulp used in the manufacture of paper and its derivatives.

2.

Machine according to claim 1, characterized by a heavy press containing a piston and a motor that synchronously moves said press and said piston with said grinding blade; a perforating blade that pierces the coconut perpendicularly to allow the internal liquid to drain; a container located under said piercing blade for receiving said internal liquid; an outlet valve and tube incorporated into said container; a guillotine blade to open the coconut in two sections; a concave cutting blade with rotating and circular movements that penetrates the halves of the coconut to extract the copra; a first conveyor to pack and carry the coconuts, or the coconut halves, or the shells already crushed after being passed through the drilling, cutting, concave rotary blades and crushing cylinders; a funnel-shaped container for collecting said copra; and a second carrier that receives copra from said container.

3.

Machine according to claim 1, characterized by a mobile wire grid that is adjacent to the tank and, thus, the pulp at the outlet of the tank is spread over the said grid forming a paper web.

4.

Machine according to claim 3, characterized by a calender, adjacent to said wire grid for smoothing a paper pulp surface.

-35.

Machine according to claim 3 characterized by a heating means adjacent to said wire grid and operating in order to dry said pulp along said wire grid.

6.

Machine according to claim 3, characterized by a press adjacent to said wire mesh and operating so as to compress said pulp against said wire mesh.

Machine to transform coconut shells into pulp for paper and by-products, characterized by a perforating blade that perforates the coconut perpendicularly, allowing the liquid contained inside the coconut to be drained; a container located under said piercing blade for receiving said liquid; a blade to cut the coconut into two parts; a concave and rotating blade to extract the copra from the two sections of the coconut; a shredder that multitrices the two sections of the coconut; a container for receiving copra; a conveyor that stores and conducts the coconuts, or the halves of the coconuts, or the granulated shells passing through the cutter blade, the concave blade and the crushing and pressing cylinders; a tank where said particles are mixed with water;

-4a metal plate with fixed blades mounted on said tank; cylinder provided with spiked blades that act interdigitally with the fixed blades existing in said plate, in order to transform the small granules inside the said tank into pulp; reservoirs suspended over the tank to selectively supply an additive comprising at least one binding agent, a bleach and a coloring substance to said pulp, in said

tank; a control sensor system to detect the consistency of said

pulp, and prepared to emit a signal after which said reservoir selectively supplies the binding product to said pulp, in order to maintain its consistency within pre-established limits for the pulp used in the manufacture of paper or its derivatives.

8.

Machine according to claim 7, characterized by finishing forms by means of heating, pressing, drying and calendering of said pulp, resulting in paper or derivative.

9.

Process for making paper and derivatives from coconut shells, the method of which is characterized by the following phases: perforation of the coconut with a perforator; flow of liquid contained in the coconut; cutting the shells in two halves using a guillotine blade; extraction of copra within the sections

-5 coconut using a concave and rotating cutter blade; crushing the coconut sections by means of a shredder; reduction of the crushed sections to small particles, using compressor cylinders; conduction of the small particles to a tank; mixing the small particles inside the tank with water to extract impurities and form a pulp; soaking the pulp in a chemical solution of sodium hydroxide or calcium hydrogen sulphite to dissolve the lignose between the cellulosic fibers of the coconut; bleaching coconut fibers in the tank; washing of bleached coconut fibers; adding binder product to the washed and bleached coconut fibers to form a pulp mixture and adjust the pulp consistency; measuring the consistency of the pulp mixture using a control sensor system that produces a signal that leads to the addition of a binding product to the pulp to form and maintain the consistency of the final pulp, within pre-established limits; from nozzles, dispersion of the final pulp towards a moving wire network to form a mobile and moist web; and water extraction, pressing, calendering and drying the web to form a paper or derivative fabric, with a smooth finish.