SE1000210A1 - Metod för framställning och behandling av flis - Google Patents
Metod för framställning och behandling av flis Download PDFInfo
- Publication number
- SE1000210A1 SE1000210A1 SE1000210A SE1000210A SE1000210A1 SE 1000210 A1 SE1000210 A1 SE 1000210A1 SE 1000210 A SE1000210 A SE 1000210A SE 1000210 A SE1000210 A SE 1000210A SE 1000210 A1 SE1000210 A1 SE 1000210A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- ice
- icing
- combined
- range
- icing according
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 19
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims description 13
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 5
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 15
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 14
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 10
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 9
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 8
- 102100031260 Acyl-coenzyme A thioesterase THEM4 Human genes 0.000 description 7
- 101000638510 Homo sapiens Acyl-coenzyme A thioesterase THEM4 Proteins 0.000 description 7
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 244000303040 Glycyrrhiza glabra Species 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000003190 viscoelastic substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
- B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
- B02C18/16—Details
- B02C18/18—Knives; Mountings thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
- B27L11/00—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor
- B27L11/005—Tools therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27L—REMOVING BARK OR VESTIGES OF BRANCHES; SPLITTING WOOD; MANUFACTURE OF VENEER, WOODEN STICKS, WOOD SHAVINGS, WOOD FIBRES OR WOOD POWDER
- B27L11/00—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor
- B27L11/02—Manufacture of wood shavings, chips, powder, or the like; Tools therefor of wood shavings or the like
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
- Debarking, Splitting, And Disintegration Of Timber (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Det har i denna skrift beskrivits och styrkts med verifierande försök ett förfarande förframställning av flis och behandling av flis med avsikten att minska energiförbrukningeni efterföljande tillverkningssteg i massaproduktionen. I detta förfarande så utförsflisningsprocessen med en flishugg vars avskärande organ (3) vid flisningen har en vinkely (4), mellan ñberriktningen och den sida på avskämingsorganet som är närmast flisen(2), som ligger inom intervallet 75 till 105 ° orsakande en axiellt riktad kompression som medför att en uppsprickning av veden sker vid flisningen.
Description
olika omfattning. Det har visat sig att stukskadoma på flisen minimeras vid en stupvinkel uppgående till cirka 30°. En stupvinkel nära 30° används därför vid flisningsprocessen enligt känd teknik. Denna stupvinkel har antagits vara den mest fördelaktiga ur fiberegenskapssynpunkt vad gäller kemiska massor.
Ett stort problem vid framställning av pappersmassa är att denna framställning är mycket energikrävande och att kapitalkostnaderna för processutrustningama är mycket hög.
Energiåtgången vid flisningen av vedråvaran utgör endast en mindre (mycket liten) del av den totala energiförbrukningen. Vid tillverkning av mekaniska massor som terrnomekanisk massa och kemimekanisk massa åtgår däremot mycket stora mängder elenergi, ofta 1000 - 3000 kWh/t. I de efterföljande raffineringsstegen åtgår den största mängden energi i förhållande till den totala energiförbrukningen. I raffineringsstegen förbrukas upp till 90 % av den totala energiförbrukningen vid produktionen av pappersmassa. Med dagens höga energipriser och växthuseffektsdebatt föreligger ett stort behov av att minska förbrukningen av energi vid framställningen av pappersmassa. Mera specifikt föreligger ett behov av att minska energiåtgången vid den energikrävande raffineringen av flisen. Dessutom finns det ett stort behov av att kunna öka produktionskapaciteten vid både tillverkning av såväl mekaniska som kemiska massor utan kapitalinvesteringar.
Ett antal metoder för att minska elenergiförbrukningen i raffineringssteget har genom tidema utarbetats. Exempelvis har olika typer av törbehandlingssteg av flisen före raffineringen (raffineringsstegen) utarbetats. Det har vid försök visat sig att flisförbehandling medför att den specifika energin [kWh/ton] som åtgår vid den efterföljande raffineringen minskar genom förfarandet.
Ett antal olika utrustningar har tagits fram vilka komprimerat huggen flis med avsikten att minska energiförbrukningen i raffineringprocessen. Exempelvis kan flisen utsättas för kompressiv belastning i en så kallad kompressionsskruv (pluggskruv).
Kompressionsskruvama har nackdelen att dessa dels utgör en extra kapitalkostnad (utrustning) och att ett extra moment införs i processen. Förfarandet skiljer sig också i väsentlig omfattning från det föreliggande förfarandet genom att den kompressiva belastningen inte väsentligen är riktad i fiberriktningen. Energiåtgången vid denna förbehandling ligger på 20 - 40 kWh/ton.
Företaget Andritz har vidare tagit fram en utrustning vilket marknadsförs under beteckningen RT Pressafiner. Med RT Pressafiner komprimeras flisen bl.a. genom inverkan av en avancerad kompressionsskruv. RT Pressafiner har dock nackdelen av att utgöra en extra utrustning i processen. Vidare har produkten RT Pressaflner nackdelen av att den kompressiva belastningen av flisen inte sker enbart väsentligen i flberriktningen. Slutligen kräver den också extra utrymme och kan vara svår att installera i en existerande anläggning.
Energiåtgången vid denna förbehandling ligger också på 20 - 40 kWh/ton.
Det är vidare känt att man kan minska energiförbrukningen vid raffineringen genom att komprimera flisen i ett valsnyp (mellan minst en första och minst en andra vals).
Konstruktionen medför att flisen väsentligen inte komprimeras i flisens fiberriktning utan att komprimeringen av flisen sker vinkelrät mot fiberriktningen. F örfarandet skilj er sig därför i stor omfattning från förfarandet enligt den föreliggande patentansökan.
Det är vidare även sedan tidigare känt att söka minska energiförbrukningen vid raffinering av flisen genom att flisen behandlas kemiskt i ett steg mellan flisningen och raffineringen.
Exempelvis beskrivs detta förfarande i en artikel av Hill, Sabourin, Aichinger, Johansson presenterad på IMPC Sundsvall 2009.
Det har oväntat visat sig att det är möjligt att åstadkomma en överraskande stor minskning av eleenergiförbrukningen vid raffinering utan att tilläggsanordningar installeras. Detta kan ske genom att vid flisningen använda belastningsvinklar i enlighet med det föreliggande förfarandet. Förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen går emot det traditionella och vedertagna kunnandet inom området som säger att en minimering av stukskador på flisen är det bästa tillämpningssättet. Det har visat sig att det traditionella och vedertagna kunnandet är felaktigt om målet är att åstadkomma minst bibehållen kvalité på tryckpappers- och kartongegenskaper vid minskad total energiförbrukning. Föreliggande förfarande innebär en helt försumbar ökning av energiåtgången vid flisningen (se verífieringstörsök 3). Ändamålen med uppfinningen Det huvudsakliga ändamålet med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma en metod för flisning vilken medför en väsentligen reducerad energiåtgång för sönderdelning av veden till enskilda fibrer i efterföljande processteg. Detta sker genom att vedstrukturen öppnas upp genom de kompressiva belastningar som uppstår vid flisningen. Detta skall åstadkommas utan att energiåtgången vid flisningen väsentligen ökar. Ett annat ändamål med den föreliggande uppfinningen är att skapa ett förfarande för flisning som kombineras med minst ett ytterligare processteg med avsikten att minska energiförbrukningen i minst ett efterföljande processteg i pappersmassaproduktionen. Ett ytterligare ändamål är att impregnering av flisen underlättas samt att impregneringskemikalier kommer åt större ytor på vilka dessa kan reagera. Ett ännu ytterligare ändamål med uppfinningen är att kunna öka produktionskapaciteten utan investeringar i efterföljande processutrustningar.
Detaljerad beskrivning av uppfinningen Det föreliggande förfarandet kommer i det följande att beskrivas mera i detalj med hänvisning till de bifogade schematiska ritningar som i exemplifierande syfte visar de för närvarande föredragna utföringsformerna av förfarandet.
Figur 1 illustrerar vinklarna på ett avskärande organ.
Figur 2 visar schematiskt steg ingående i tillverkningsprocessen för flis (pappersmassa) Figur 3 definierar bLa. sidovinkeln 12.
Figur 4 visar resultat från verifierande försök l, TMP, freeness vs specifik energi.
Figur 5 visar resultat från verifierande försök 2, TMP och CTMP (tryckpapperskvalitet), freeness vs specifik energi.
Figur 6 visar resultat från verifierande försök 2, TMP och CTMP (tryckpapperskvalitet), dragindex vs specifik energi.
Figur 7 visar resultat från verifierande försök 2, TMP och CTMP (tryckpapperskvalitet), lj usspridnings koefficient vs specifik energi.
Figur 8 visar resultat från verifierande försök 2, TMP och CTMP (tryckpapperskvalitet), dragindex vs freeness.
Med hänvisning till figur 2 visas schematisk ett förfarande för framställning och behandling av flis i samband med framställning av pappersmassa och liknande. I flisningssteget 6 sker flisning av ved från en råvarai form av stockar 1 och liknande. Stockarna har företrädesvis förbehandlats via ett barkningssteg eller liknande 5. I ett steg 7, kan flisen förbehandlas till exempel genom förvärmning, impregnering, basning etc. för att i minst ett efterföljande steg 8 raffineras. Efter raffineringen sker en bearbetning av den raffinerade flisen i flertal efterföljande steg 9 till det att pappersmassan eller liknande färdigställts. Dessa steg utgörs av sedan tidigare kända tekniker som är allmänt kända av fackmännen inom det område som den föreliggande uppfinningen avser. De efterföljande stegen ligger vidare utanför definitionen för den föreliggande uppfinningen. Dessa steg beskrivs därför inte mera ingående i denna patentansökan.
Den i flisningssteget använda flishuggen utgörs av en sedan tidigare känd flishugg med ett eller flera avskärande organ 3, 14, i vilken flisning sker i enlighet med det föreliggande flisningsförfarandet. Den föreliggande uppfinningen är applicerbar på både flishuggar av typen skivhugg respektive trumhugg samt reducerhugg.
Det har oväntat visat sig att en väsentligen minskad energiåtgång i de efterföljande raffineringsstegen åstadkommes om flisningsprocessen utförs så att flishuggens samtliga avskämingsorgan har en vinkel 4, mellan fiberriktningen och den sida på avskärningsorganen som är närmast flisen dvs belastningsvinkel som ligger i intervallet 75 ° till 105°.
Företrädesvis ligger belastningsvinkeln i intervallet 85° - 100°.
På grund av avskärningsorganets kilform kommer belastningsvinklar, inom intervallet 75° till lO5° enligt den föreliggande uppfinningen, att medföra att så höga kompressiva spänningar uppstår i fiberriktningen att en betydande uppsprickning av vedstrukturen sker. Dessa kompressiva spänningar är riktade i fiberriktningen det vill säga i den riktning som är mest gynnsam. Processen benämns i fortsättningen för riktad flisning (engelska; Directed Chipping, DC). Huvudkravet för denna typ av flisning är användning av belastningsvinklar 4, i intervallet 75° till 105°. I de flishuggar som används i dag ligger belastningsvinklama i de flesta fall kring 115°.
I alternativa utföringsfonner av den föreliggande uppfinningen sker en justering av flislängden i förhållande till det träslag som flisas (altemativt med hänsyn tagen till fiberlängden hos den typ av ved som ska flisas). Den optimala flislängden skiljer sig mellan olika träslag. Justeringen av flislängden kan ske inom ett stort intervall. Av rent praktiska skäl, såsom till efterföljande matningar i skruvtransportörer och liknande, begränsas dock justeringen av flislängden till att innefatta intervallet 10 mm till 40 mm. Det är dock tänkbart att andra flislängder än mellan 10 millimeter till 40 millimeter kan förekomma i alternativa utföringsforrner.
I en alternativ utföringsform av det föreliggande förfarandet innefattar förfarandet en styrning av vedens (stockarnas) temperatur i ett förbehandlingssteg 5 före det att flisningen sker.
Styrningen av stockarnas temperatur sker inom intervallet - 10°C till l30°C. Styrningen av stockarnas temperatur kan ske i en tempererad zon eller liknande. Temperaturen kan styras genom val av lagringssätt av massaveden. Denna kan lagras i vatten av olika temperatur alternativt på konventionellt sätt på vedgård före barkning och flisning. För att möjliggöra hög temperatur hos stockar före flisning kan dessa t ex mellanlagras efter barkning i varmt processvatten. Eftersom vedens mekaniska egenskaper beror starkt av temperaturen så kommer den uppsprickning som kan åstadkommas vid flisningen också att påverkas av temperaturen. Att välja förbehandlingstemperatur så att optimal uppsprickning av flisen åstadkoms kan ske i denna alternativa utföringsform.
I en altemativ utföringsforrn kombineras den riktade flisningen med styrning av torrhalten i veden inom intervallet 30 till 70 %. Detta sker i ett förbehandlingssteg 5. Vedens mekaniska egenskaper förändras med torrhalten och belastningsvinkelns inverkan på vedens uppsprickning kan optimeras med avseende på torrhalten. Torrhalten hos veden kan styras och hållas under kontroll genom väl utformad logistik i hela kedjan från avverkningsplats via mellanlagringsstationer till massafabrikers vedgårdar och inmatningssystem till barkning och flisning samt genom val av lagringssätt t ex i vatten alternativt med eller utan bevattning under lagring. Att optimera torrhalten så att maximal uppsprickning av flisen åstadkoms kan ske i denna utföringsform.
I en alternativ utföringsform kombineras den riktade flisningen i 6 med en styrning av skärhastigheten inom intervallet 15 till 40 m/s. Ved är generellt att betrakta som ett viskoelastiskt material vilket betyder att den inverkan belastningsvinkeln har på flisens uppsprickning kan optimeras med genom att styra skärhastigheten. Denna styrning kan göras genom varvtalsreglering av flishuggens motor.
Med referens till figur 3 där bla stockens 13 riktning i förhållande till huggskivan 10, drivaxeln ll definieras med sidvinkeln 12 så skall nämnas att i en altemativ utföringsform så skall den riktade flisningen kombineras med en styrning av sidovinklar 12 inom intervallet 0° till 45° i relation till trämaterialets fiberriktning. Det spänningstillstånd som åstadkommes av belastningsvinkeln och som i sin tur påverkar vedens uppsprickning kommer också att bero av sidovinkeln. I denna utföringsform kan detta spänningstillstånd optimeras med avseende på att ge optimal uppsprickning av flisen. Denna styming kan utföras genom olika konstruktion av flishuggens imnatningssystem.
I en altemativ utföringsform kombineras den riktade flisningen med vatten -, kemikalie - eller enzymimpregnering i 7. Den ökade uppsprickningen av veden som åstadkoms med en adekvat belastningsvinkel gör att vätskor dels diffunderar lättare in i veden och dessutom ökar ytandelen ved som olika vätskor etc kan reagera gynnsamt med.
I mekaniska massaprocesser som termomekanisk massa och kemitermomekanisk massa används ofta kemikalier i syfte att erhålla förbättrade fiber/massa-egenskaper anpassat för specifika slutprodukter (som avancerade tryckpapper, kartong, tissue och fluff). Dessa kemikalier kan t ex tillsättas i samband med delprocesstegen, flisbasning, flisimpregnering, flisförvärmning i 7 eller vid flisraffinering i 8. Vid tillverkning av mekaniska massor kan man välja att använda olika typer av sulfit, peroxid, lut och komplexbildare samt på senare tid olika typer av enzymer i syfte att förbättra egenskaperna. Tillsammans med föreliggande uppfinning visar det sig att egenskapsförbättringar med kemikalier av dessa slag blir märkbart förbättrade jämfört med om konventionell flisningsteknik används.
I fallet kemiska massaprocesser som sulfat och sulñtkokningsprocesser förekommer både kontinuerlig och batchkokning. Här förbättras kemialieimpregneringen markant och kokningstiden kan förkortas vid nyttjande av den här beskrivna uppfinningen. Detta medför också att produktionskapaciteten i befintliga kokerier kan ökas.
I den detaljerade beskrivningen av den föreliggande uppfinningen kan konstruktionsdetaljer och förfaranden vara utelämnade som är uppenbara för en fackman inom det område uppfinningen avser. Sådana uppenbara konstruktionsdetaljer ingår i den omfattning som krävs för att en fullgod funktion för den föreliggande uppfinningen skall uppnås. Även om vissa föredragna utförandeformer har beskrivits i detalj, kan variationer och modifieringar inom ramen för uppfinningen komma att framgå för fackmännen inom det område uppfinningen avser och samtliga sådana anses falla inom ramen för efterföljande patentkrav.
Genomförda försök med den föreliggande metoden Resultaten från försöksstudier har verifierat att den oväntade tekniska effekten föreligger. Det har nämligen verifierats att större stukskador på flis har en gynnsam effekt på processen som framställer pappersmassa. Denna nya kunskap går tvärt emot det vedertagna och traditionella kunnandet inom industrin som inte ansett att stora stukskador är att föredra. I det följ ande redovisas tre försök gjorda med den föreliggande metoden för flisning.
Resultat (verifieringslörsök 1: Termomekanisk massa) I ett försök så tillverkades flis vid tre olika belastningsvinklar; 94°, l04° och ll4°, den sistnämnda motsvarar dagens teknik, se position 4 i figur 1. Denna flis raffinerades sedan var för sig i ett första steg i en pilotanläggning och bearbetnings- och avvattningsmåttet, CSF (Canadian Standard F reeness) bestämdes för massor producerade vid olika energiinsatser.
Den nominella flislängden var 25 mm och avskärningsorganets hastighet var 20 rn/s.
I figur 4 anges CSF värden på den vertikala axeln och energiinsatsen i antal kWh per ton torr pappersmassa på den horisontella axeln. Höga CSF värden anger låg bearbetning medan låga CSF värden anger hög bearbetningsgrad. Position 15 och 16 anger resultaten för belastningsvinklarna ll4° respektive l04°. Positionerna 17 och 18 visar resultaten för belastningsvinkeln 94° vid hög respektive låg produktion. Om kurvan för 1 14° extrapoleras till CSF 350 ml, fås en energiinsats på cirka 1 700 kWh/ton. Motsvarande för 94° kurvan blir ca 1 300 kWh/ton det vill säga en skillnad på ca 20 - 25 %. I sammanhanget är detta en mycket stor energivinst som var helt oväntad.
Resultat (verifieringsförsök 2: Kemitermomekanisk massa) I ett andra försök studerades inverkan av belastningsvinkeln vid framställning av en termomekanisk och två olika kemoterrnomekaniska pappersmassor. Flisning utfördes på samma sätt som ovan fast bara för belastningsvinklama 94° och 1 14°. Samtliga raffineringar utfördes här i två steg till skillnad från verifieringsförsök 1.
I figur 5 anges CSF värden i ml på den vertikala axeln och energiinsatsen i kWh per ton torr massa på den horisontella axeln. I position 20 och 22 i figur 5 visas resultaten för flis som tillverkats vid belastningsvinkeln 94° och som dels tillsatts kemikalien NaHSOg med spädvattnet direkt i raffinören och dels raffinerats utan kemikalietillsats. I position 19 och 21 visas samma sak för flis tillverkad vid belastningsvinkeln 1 14°. Också här kan bland annat konstateras att flisning vid belastningsvinkeln 94° ger flis som vid samma bearbetningsgrad (CSF) kräver mindre energiinsats vid raffinering än flis tillverkade vid belastningsvinkeln ll4°.
En viktig egenskap hos speciellt tryckpapper är draghållfastlieten här representerat av dragindex. I figur 6 visas i position 23 dragindex för papper som funktion av energiinsatsen vid tillverkning av TMP från flis tillverkad vid belastningsvinkeln 1 14° och i position 24 samma sak för belastningsvinkeln 94°. I position 25 visas resultatet för papper tillverkat av den massa som fås då 94° flis raffineras vid tillsats av NaHSO3 med spädvattnet.
En annan viktig egenskap för tryckpapper är dess opacitet vilken beror av papperets ljusspridningsegenskaper. I figur 7 visas specifik ljusspridningskoefficient som funktion av energiinsatsen för papper enligt ovan. Position 26, 27 och 28 motsvarar positionerna 23, 24 och 25 vad gäller belastningsvinkel etc.
Vid papperstillverkning är det fördelaktigt att massans avvattningsförmåga är så bra som möjligt vid förutbestämda viktiga funktionsegenskaper såsom draghållfasthet och opacitet.
Hur draghållfasthet representerad av dragindex beror av avvattningsfönnåga representerad av freeness visas i figur 8 där position 29 och 30 anger vanlig TMP av flis tillverkad vid belastningsvinkeln ll4° och 94° och position 31 och 32 anger raffinering av flis (114° och 94°) vid tillsats av NaHSOg med spädvattnet till raffinören. Den massa som tillverkats från flis vid belastningsvinkeln 94° och med NaHSOg i spädvattnet erhöll den för tryckpapper bästa egenskaps-kombinationen och dessutom till den lägsta energiförbrukningen.
Vid tillverkning av kemitermomekanisk massa för kartong och hygienprodukter är egenskaper som bulk respektive absorptionsförrnåga viktiga, däremot inte opacitet. Dessa typer av CTMP tillverkas så att man doserar en alkalisk sulfitlösning (NazSOg) till ett impregneringskärl varefter flisen förvärms så att sulfiten hinner reagera innan flisen når flisrafñnören. Massafibrernas förmåga att ge hög bulk beror av hur stor andel hela fibrer man kan erhålla. Detta begränsas av att spethalten i massan måste hållas mycket låg. Det har här visat sig att CTMP tillverkad från flis vid belastningsvinkeln 94° förbrukar väsentligt mindre elenergi till viss spethalt jämfört med CTMP tillverkad från flis vid belastningsvinkeln l14°.
Sammanfattningsvis kan det bland annat konstateras att (figur 6 och 7) det går att åstadkomma terrnomekanisk och kemiterrnomekaniska massa för tryckpapper med lägre energiförbrukning till samma dragindex och ljusspridningskoefñcient genom att tillverka papper av massa som raffinerats med flis tillverkad vid belastningsvinkeln 94°. Vidare har det också visat sig möjligt att åstadkomma kemitermomekanisk massa för kartong och hygienprodukter med lägre energiförbrukning till viss spethalt från massa som raffinerats med flis tillverkad vid belastningsvinkeln 94°. 10 Resultat (verifieringsfórsök 3: Belastningsvinkelns inverkan på den totala energiåtgången vid framställning av pappersmassa) Om den energi som sparas i senare steg i raffineringsprocessen överstiger ökad energiåtgång i flisningssteget vid belastningsvinkeln 94° (jämfört med 1 14°), är den föreslagna metoden enligt den föreliggande uppfinningen av betydande värde. För att undersöka energiåtgången vid flisning vid belastningsvinklarna ll4° och 94° utfördes försök som beskrivs nedan.
Vid belastningsvinkeln 1 14° och nominell flislängd 25 mm så varvades huggskivan upp till 400 rpm (varv per minut) vilket motsvarar en hastighet på 20 m/s för avskärningsorganet. När denna hastighet var uppnådd bröts energitilltörseln till den elmotor som driver huggskivan och det antal hugg som den i det roterande systemet lagrade rörelseenergin räckte till, bestämdes. Detta gjordes så att den längd av virke med tvärsnittsdimensionerna 50 mm x 100 mm som flisades innan huggskivan stannade helt, mättes upp och dividerades med flisens nominella längd det vill säga 25 mm. För belastningsvinkeln 1l4° blev antal hugg 134 och för 94° 120. Då masströghetsmomentet för det roterande systemet är känd (142 kgmz) så bestämdes den lagrade rörelseenergin till 1.25 105 J precis innan flisningen startade.
Energiåtgången per hugg för de båda belastningsvinklama 114° respektive 94° blev 0.9 kJ och 1 kJ. Genom att anta att torr gran har densiteten 350 kg/ms och att varje hugg skapade en volym på 0,025 x 0,05 X 0,1 = 1,24 104 m3 och därmed vikten O, 04 kg så betyder det att 5 kWh går åt för att flisa ett ton vid belastningsvinkeln ll4° medan motsvarande siffra blir 6 kWh vid belastningsvinkeln 94°. Detta skall jämföras med typiska värden för raffinering som ligger på 1 500 - 2 000 kWh/ton massa.
Fördelar med uppfinningen Med användande av en flisningsmetod i enlighet med den föreliggande uppfinningen uppnås ett antal fördelar. Den mest påtagliga fördelen är att en energieffektivare raffinering av flisen kan ske då den är tillverkad i enlighet med det föreliggande förfarandet. Detta då flisningsmetoden enligt den föreliggande patentansökan initierar flisningen en gynnsam sprickbildning i flisen mellan fibrema så att de blir lättare att separera.
Den öppnare flisstrukturen leder även till fördelen att det går på ett betydligt bättre sätt att få kemikalier som olika typer av sulfitlösningar, peroxidlösningar, lut med flera samt enzymer att komma åt reaktionsytorna och därmed erhålls en effektivare process och kemikalimängden kan också minskas till viss funktionsegenskap hos massan. Flisraffinering effektiviseras även 11 av att fibermaterialet kunnat impregneras betydligt jämnare och snabbare vilket innebär att man därigenom undviker att delar av vedens flisbitar inte hunnit reagera med kemikaliema på önskvärt sätt. Ineffektiv reaktion mellan kemikaliema och flisen leder till att det bildas större mängder spet förutom att satsade kemikalier nyttjas mindre effektivt vilket är ett stort problem i massaframställningen.
Claims (14)
1. Förfarande för framställning av flis och behandling av flis med avsikten att minska energiförbrukningen i efterföljande tillverkningssteg i massaproduktion kännetecknat av att flisningsprocessen utförs med en flishugg vars avskärande organ (3) vid flisningen har en vinkel y (4) mellan fiberriktningen och den sida på avskärningsorganet som är närmast flisen (2), som ligger inom intervallet 75 till l05 ° orsakande en axiellt riktad kompression som medför att en uppsprickning av veden sker vid flisningen.
2. Förfarande i enlighet med patentkrav 1 kännetecknat av att flisen flisas i längder om 10 till 40 millimeter
3. Förfarande för flisning i enlighet med minst ett av tidigare patentkrav kännetecknat av att förfarandet innefattar ett förbehandlingssteg där en styrning av temperaturen hos stocken i intervallet - l0°C till l30°C sker.
4. Förfarande för flisning i enlighet med minst ett av tidigare patentkrav kännetecknat av att förfarandet kombineras med ett förbehandlingssteg där en styrning av torrhalten i intervallet 30 % till 70 % sker.
5. Förfarande för flisning i enlighet med minst ett av tidigare patentkrav kännetecknat av att förfarandet innefattar en styrning av skärhastigheten i intervallet 15 rn/ s till 40 rn/s.
6. Förfarande för flisning i enlighet med minst ett av tidigare patentkrav kännetecknat av att flisningen sker med sidovinklar i intervallet 0° till 45° i relation till trämaterialets fiberriktning.
7. Förfarande för flisning i enlighet med minst ett av tidigare patentkrav kännetecknat av att förfarandet kombineras med vatten -, kemikalie - eller enzymimpregnering
8. Förfarande för flisning i enlighet med minst ett av tidigare patentkrav kännetecknat av att förfarandet kombineras med förbehandling av flisen i en kompressionsskruv
9. Förfarande för flisning i enlighet med minst ett av tidigare patentkrav kännetecknat av att förfarandet kombineras med dosering av vatten i samband med minst ett av processtegen flisbasning, flisimpregnering, förvärmning eller flisraffinering. 13
10. F örfarande for flisning i enlighet med minst ett av tidigare patentkrav kännetecknat av att förfarandet kombineras med dosering av kemikalier i samband med minst ett av processtegen flisbasning, flisimpregnering, forvärmning eller flisraffinering.
11. l 1. Förfarande for flisning i enlighet med minst ett av tidigare patentkrav kännetecknat av att förfarandet kombineras med dosering av enzymer i samband med minst ett av processtegen flisbasning, flisimpregnering, fórvärmning eller flisraffinering.
12. Förfarande för flisning i enlighet med minst ett av tidigare patentkrav kännetecknat av att förfarandet kombineras med kontinuerlig kokning av kemisk massa.
13. Förfarande för flisning i enlighet med minst ett av tidigare patentkrav kännetecknat av att förfarandet kombineras med batchkokning av kemisk massa.
14. Förfarande för flisning i enlighet med patentkrav 1 kännetecknat av att belastningsvinkeln (4) ligger i intervallet 85° till 100°.
Priority Applications (14)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1000210A SE535557C2 (sv) | 2010-03-05 | 2010-03-05 | Förfarande för framställning av flis |
CN201180011701.XA CN102781639B (zh) | 2010-03-05 | 2011-03-02 | 用于生产和加工木材碎屑的方法 |
EP11750984.4A EP2542392B1 (en) | 2010-03-05 | 2011-03-02 | Method for producing and processing wood chips |
NZ601990A NZ601990A (en) | 2010-03-05 | 2011-03-02 | Method for producing and processing wood chips |
PCT/SE2011/000042 WO2011108967A1 (en) | 2010-03-05 | 2011-03-02 | Method for producing and processing wood chips |
AU2011221603A AU2011221603A1 (en) | 2010-03-05 | 2011-03-02 | Method for producing and processing wood chips |
MYPI2012003823A MY161220A (en) | 2010-03-05 | 2011-03-02 | Method for producing and processing wood chips |
CA2792058A CA2792058C (en) | 2010-03-05 | 2011-03-02 | Method for producing and processing wood chips |
US13/581,898 US20120325370A1 (en) | 2010-03-05 | 2011-03-02 | Method for producing and processing wood chips |
RU2012140048/13A RU2558431C2 (ru) | 2010-03-05 | 2011-03-02 | Способ производства и обработки древесной щепы |
BR112012022212A BR112012022212A2 (pt) | 2010-03-05 | 2011-03-02 | método para produzir e tratar lascas de madeira |
NO11750984A NO2542392T3 (sv) | 2010-03-05 | 2011-03-02 | |
SG2012062345A SG183454A1 (en) | 2010-03-05 | 2011-03-02 | Method for producing and processing wood chips |
CL2012002442A CL2012002442A1 (es) | 2010-03-05 | 2012-09-03 | Método para producir y tratar virutas de madera con la intención de reducir el consumo específico de energía, donde el proceso se realiza con una astilladora que posee una herramienta de corte de viruta en un ángulo entre 75º a 105º para causar una compresión axial de las virutas y provocar el agrietamiento de las virutas durante el corte. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE1000210A SE535557C2 (sv) | 2010-03-05 | 2010-03-05 | Förfarande för framställning av flis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE1000210A1 true SE1000210A1 (sv) | 2011-09-06 |
SE535557C2 SE535557C2 (sv) | 2012-09-25 |
Family
ID=44542432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE1000210A SE535557C2 (sv) | 2010-03-05 | 2010-03-05 | Förfarande för framställning av flis |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120325370A1 (sv) |
EP (1) | EP2542392B1 (sv) |
CN (1) | CN102781639B (sv) |
AU (1) | AU2011221603A1 (sv) |
BR (1) | BR112012022212A2 (sv) |
CA (1) | CA2792058C (sv) |
CL (1) | CL2012002442A1 (sv) |
MY (1) | MY161220A (sv) |
NO (1) | NO2542392T3 (sv) |
NZ (1) | NZ601990A (sv) |
RU (1) | RU2558431C2 (sv) |
SE (1) | SE535557C2 (sv) |
SG (1) | SG183454A1 (sv) |
WO (1) | WO2011108967A1 (sv) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT516510B1 (de) * | 2015-02-13 | 2016-06-15 | Christian Brandl | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines profilierten und in seiner Höhe definierten Holzspanes |
Family Cites Families (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE314409C (sv) * | 1917-08-10 | |||
DE509844C (de) * | 1929-06-15 | 1930-10-13 | Magnus Erler Streumehlwerk | Verfahren zur Herstellung von Holzmehl |
DE590887C (de) * | 1932-07-26 | 1934-01-12 | Johann Oskar Maerland | Hackmaschine |
US2183224A (en) * | 1937-12-14 | 1939-12-12 | Pulp Paper Machines Ltd | Shredding device |
DE931143C (de) * | 1939-11-08 | 1955-11-24 | Peter N Ottersland | Hackmaschine fuer Holz |
US2663506A (en) * | 1951-12-12 | 1953-12-22 | Vaughan William Kent | Wood chipper |
US2710635A (en) * | 1953-02-20 | 1955-06-14 | Improved Machinery Inc | Wood chipper |
US2847045A (en) * | 1956-01-03 | 1958-08-12 | Donald E Brown | Combination chipping and barker device |
US3144995A (en) * | 1959-12-07 | 1964-08-18 | Goodman Mfg Co | Wood chipper |
SE303924B (sv) * | 1962-12-05 | 1968-09-09 | Stiftelsen Svensk Cellulosafor | |
US3335771A (en) * | 1965-07-08 | 1967-08-15 | Fulghum Ind Inc | Veneer chipper |
US3415297A (en) * | 1966-06-20 | 1968-12-10 | Lewis M. Yock | Machine for chipping core logs and veneer |
US3682400A (en) * | 1971-02-03 | 1972-08-08 | Rader Pneumatics & Eng Co Ltd | Pulpwood chipper |
US3844489A (en) * | 1972-08-24 | 1974-10-29 | D Strong | Wood chipping apparatus |
US3905558A (en) * | 1972-09-25 | 1975-09-16 | Soderhamn Machine Manfacturing | Wood chipper |
US3875984A (en) * | 1973-11-30 | 1975-04-08 | Black Clawson Co | Chipping apparatus |
FI88371B (fi) * | 1991-11-11 | 1993-01-29 | Sunds Defibrator Rauma Woodhan | Foerfarande foer att mata avlaonga traestycken i en skivhugg och skivhugg |
DE4234871C1 (de) * | 1992-10-17 | 1994-03-17 | Achim Dr Ing Moeller | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Holzwerkstoffplättchen |
US5417263A (en) * | 1993-08-11 | 1995-05-23 | Jorgensen; Ray B. | Log chipper for lowering peak power requirements and raising chip quality |
US5477900A (en) * | 1995-03-15 | 1995-12-26 | Gray; David A. | Non-jamming pulpwood chipper chute and spout assembly |
DE69519876T2 (de) * | 1995-03-15 | 2001-07-26 | Sunds Defibrator Woodhandling | Schneidmesser und ein verfahren zur erhöhung der festigkeit des messers |
US6899791B2 (en) * | 1997-08-08 | 2005-05-31 | Andritz Inc. | Method of pretreating lignocellulose fiber-containing material in a pulp refining process |
SE510280C2 (sv) * | 1995-11-08 | 1999-05-10 | Svenska Traeforskningsinst | Beredning av träspån |
FI104157B (sv) * | 1998-05-08 | 1999-11-30 | Sunds Defibrator Woodhandling | Förfarande för flisning av ett träd och skivhugg |
US6267164B1 (en) * | 1998-10-27 | 2001-07-31 | Key Knife, Inc. | Chip and method for the production of wood pulp |
US6423145B1 (en) * | 2000-08-09 | 2002-07-23 | Midwest Research Institute | Dilute acid/metal salt hydrolysis of lignocellulosics |
FI114622B (sv) * | 2001-03-16 | 2004-11-30 | Metso Paper Inc | Förfarande för inställning av inmatningen till en skivhugg enligt storleken på veden som skall huggas och hugg för utförande av förfarandet |
SE0103967L (sv) * | 2001-11-28 | 2003-04-08 | Iggesund Tools Ab | Förfarande vid planbearbetning av en rundstock samt blindkniv |
DE10323769B3 (de) * | 2003-05-22 | 2004-10-14 | Pallmann Maschinenfabrik Gmbh & Co Kg | Zerkleinerungsvorrichtung mit einstellbarem Schnittwinkel |
CN200974031Y (zh) * | 2006-09-11 | 2007-11-14 | 茂新五金制品(深圳)有限公司 | 带限位卡的碎纸机刀具 |
CN200998686Y (zh) * | 2007-01-12 | 2008-01-02 | 上海震旦办公设备有限公司 | 碎纸机用薄刀片及其刀片组 |
-
2010
- 2010-03-05 SE SE1000210A patent/SE535557C2/sv unknown
-
2011
- 2011-03-02 CA CA2792058A patent/CA2792058C/en active Active
- 2011-03-02 RU RU2012140048/13A patent/RU2558431C2/ru active
- 2011-03-02 EP EP11750984.4A patent/EP2542392B1/en active Active
- 2011-03-02 NZ NZ601990A patent/NZ601990A/xx not_active IP Right Cessation
- 2011-03-02 AU AU2011221603A patent/AU2011221603A1/en not_active Abandoned
- 2011-03-02 WO PCT/SE2011/000042 patent/WO2011108967A1/en active Application Filing
- 2011-03-02 NO NO11750984A patent/NO2542392T3/no unknown
- 2011-03-02 US US13/581,898 patent/US20120325370A1/en not_active Abandoned
- 2011-03-02 MY MYPI2012003823A patent/MY161220A/en unknown
- 2011-03-02 BR BR112012022212A patent/BR112012022212A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2011-03-02 CN CN201180011701.XA patent/CN102781639B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-03-02 SG SG2012062345A patent/SG183454A1/en unknown
-
2012
- 2012-09-03 CL CL2012002442A patent/CL2012002442A1/es unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
MY161220A (en) | 2017-04-14 |
WO2011108967A1 (en) | 2011-09-09 |
EP2542392A4 (en) | 2013-12-04 |
RU2012140048A (ru) | 2014-04-10 |
NO2542392T3 (sv) | 2018-03-17 |
CN102781639A (zh) | 2012-11-14 |
CL2012002442A1 (es) | 2012-12-14 |
SE535557C2 (sv) | 2012-09-25 |
AU2011221603A1 (en) | 2012-09-13 |
BR112012022212A2 (pt) | 2017-08-08 |
CA2792058C (en) | 2018-03-27 |
CA2792058A1 (en) | 2011-09-09 |
SG183454A1 (en) | 2012-09-27 |
RU2558431C2 (ru) | 2015-08-10 |
US20120325370A1 (en) | 2012-12-27 |
EP2542392A1 (en) | 2013-01-09 |
EP2542392B1 (en) | 2017-10-18 |
CN102781639B (zh) | 2015-03-25 |
NZ601990A (en) | 2013-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI124734B (sv) | Process för behandling av flis | |
Akhtar | Biomechanical pulping of aspen wood chips with three strains of Ceriporiopsis subvermispora | |
Gorski et al. | Reduction of energy consumption in TMP refining through mechanical pre-treatment of wood chips | |
CN102472015A (zh) | 生产微纤纤维素的方法 | |
FI125905B (sv) | Fyrfasig mekanisk massatillverkningsprocess med en alkalisk peroxidbehandling | |
FI69491B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av mekanisk massa | |
Johansson et al. | Improvement of energy efficiency in TMP refining by selective wood disintegration and targeted application of chemicals | |
SE1000210A1 (sv) | Metod för framställning och behandling av flis | |
US6003572A (en) | Process for making wood chips | |
Reczulski | Analysis of the construction and operation of system wood chipping and transfer chips | |
Hellström et al. | Properties of wood chips for thermomechanical pulp (TMP) production as a function of spout angle | |
EP2740839A1 (en) | Method and system for manufacturing mechanical pulp and mechanical pulp obtainable by the method | |
CN102828432A (zh) | 一种间歇式磨浆机及其磨浆工艺 | |
US4388148A (en) | Process for producing pulp | |
RU2654391C2 (ru) | Способ обработки волокнистого материала | |
Pelletier et al. | Improved Fiber Separation and Energy Reduction in Thermomechanical Pulp Refining Using Enzyme-Pretreated Wood. | |
CN106988136A (zh) | 一种干切棉纤维生物酶制浆工艺 | |
Hart et al. | Selective enzyme impregnation of chips to reduce specific refining energy in alkaline peroxide mechanical pulping | |
Salmén | From wood shavings to mechanical pulp–a new raw material? | |
CN204281899U (zh) | 一种麻类纤维解离装置 | |
Brännvall | Wood handling | |
CA2972943A1 (en) | Process for the decomposition of lignocellulose-containing biomass-material | |
US20130292071A1 (en) | Method for manufacturing bleached wood powder and papers | |
RU2697616C2 (ru) | Способ механического получения волокнистой массы и устройство для его осуществления | |
US20220097252A1 (en) | Method and arrangement for feedback based control in chemical refining of wood |