SE1351315A1 - Förfarande för avvattning av en nanofibrillerad polysackarid - Google Patents
Förfarande för avvattning av en nanofibrillerad polysackarid Download PDFInfo
- Publication number
- SE1351315A1 SE1351315A1 SE1351315A SE1351315A SE1351315A1 SE 1351315 A1 SE1351315 A1 SE 1351315A1 SE 1351315 A SE1351315 A SE 1351315A SE 1351315 A SE1351315 A SE 1351315A SE 1351315 A1 SE1351315 A1 SE 1351315A1
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- slurry
- pressure
- process according
- roll
- subjected
- Prior art date
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/18—De-watering; Elimination of cooking or pulp-treating liquors from the pulp
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/02—Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/001—Modification of pulp properties
- D21C9/007—Modification of pulp properties by mechanical or physical means
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
- D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
- D21D1/20—Methods of refining
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/16—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only modified by a particular after-treatment
- D21H11/18—Highly hydrated, swollen or fibrillatable fibres
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
- F26B13/24—Arrangements of devices using drying processes not involving heating
- F26B13/28—Arrangements of devices using drying processes not involving heating for applying pressure; for brushing; for wiping
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
- F26B5/14—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by applying pressure, e.g. wringing; by brushing; by wiping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/02—Washing ; Displacing cooking or pulp-treating liquors contained in the pulp by fluids, e.g. wash water or other pulp-treating agents
- D21C9/06—Washing ; Displacing cooking or pulp-treating liquors contained in the pulp by fluids, e.g. wash water or other pulp-treating agents in filters ; Washing of concentrated pulp, e.g. pulp mats, on filtering surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Paper (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Sammandrag Den foreliggande uppfinningen avser ett fOrfarande fOr avvattning av en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid, varvid forfarandet innefattar de efterfOljande stegen att tillhandahalla en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid och en vatska, att utsdtta suspensionen fbr ett forsta mekaniskt tryck for att avvattna suspensionen, samt att utsatta suspensionen fOr ett andra mekaniskt tryck, vilket andra tryck är hogre an det fOrsta trycket.
Description
I Forfarande for avvattninq av en nanofibrillerad polysackarid Uppfinningens omrade Den fareliggande uppfinningen avser ett forfarande far avvattning av en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid, t.ex. mikrofibrillerad cellulosa, genom att utsatta suspensionen far mekaniskt tryck.
Bakgrund Mikrofibrillerad cellulosa (MFC), som är ett slags nanofibrillerad polysackarid och som aven är kand som nanocellulosa, är ett material som typiskt framstalls av cellulosafibrer fran ved. Den kan aven framstallas fran mikrobiella kallor, agrikulturella fibrer etc. I mikrofibrillerad cellulosa har de enskilda mikrofibrillerna lasgjorts delvis eller fullstandigt fran varandra.
Mikrofibrillerad cellulosa har mycket hog vattenbindande fOrmaga och det är darfar mycket svart att minska vatteninneh6llet hos en suspension innefattande mikrofibrillerad cellulosa. Flogt vatteninneh611hos en suspension innefattande mikrofibrillerad cellulosa hindrar ofta anvandning av MFC i manga olika tillampningar dar MFC med hog fastsubstanshalt skulle behiivas. ldag finns det flera olika metoder far att avlagsna vatten fran en suspension innefattande mikrofibrillerad cellulosa. Det är till exempel majligt att anvanda olika torkningstekniker. Exempel pa olika torkningstekniker är avdunstning eller sublimation, sasom spraytorkning eller frystorkning. Dessa tekniker ãr dock ganska energikravande och daft inte sa kostnadseffektiva att anvanda i storskaliga processer. Hi-horning av de mikrofibrillerade cellulosafibrerna tenderar ocks5 ofta till att intraffa nar vatten avlagsnas med olika torkningstekniker. Forhorning ar nar irreversibla bindningar bildas mellan fibrerna. Om farhorning har intraffat är det inte majligt for fibrerna att expandera och svalla i vatten och den ursprungliga vattenbindningsfOrm6gan hos fibrerna farloras darfar. FOrhorningen kan farhindras genom tillsats av kemikalier som fysikaliskt hindrar eller modifierar fibrerna pa ett sadant satt att bildningen av bindningar mellan cellulosafibrer begransas eller forhindras. CA1208631A beskriver ett farfarande for att Aterdispergera torkad mikrofibrillerad cellulosa genom tillsats av tillsatsmedel som kommer att hindra fibrillerna frAn att binda vid varandra och som pa s'a satt aven farhindrar farhorning av fibrerna. 2 W02012156880 beskriver avvattning av mikrofibrillerad cellulosa med anvandning av ett elektriskt falt. Genom anvandning av ett elektriskt falt är det mOjligt att Oka avvattningen fOr MFC. Detta är dock en ganska langsam, komplicerad och energifOrbrukande process.
Tidigare har mekanisk avvattning sasom centrifugering, sedimentering och filtrering, for att avlagsna vatten fran en suspension innefattande nanofibrillerade polysackarider, t.ex. mikrofibrillerad cellulosa, inte varit sarskilt framgangsrik, huvudsakligen beroende pa egenskaperna hos suspensionen. Mikrofibrillerad cellulosa vid en viss torrhalt fOreligger i form av en gel. Ett problem med pressning av en gel är att gelen kommer att "rymma" genom alla eventuella Oppningar nar det mekaniska trycket appliceras, dvs. inte enbart vatten kommer att avlagsnas genom de avsedda Oppningarna. Om en vira anvands vid pressningen har dessutom den mikrofibrillerade cellulosan en tendens till att satta igen viran. Filtrering är en metod som ocksa kan anvandas. Det är dock mycket svart att avlagsna vatten fran en suspension innefattande MFC genom filtrering pa grund av den tata bana som bildas av suspensionen, som vanligen kraver alltfOr hOga tryck och langa filtreringstider.
Det finns saledes ett behov av ett forbattrat forfarande for avvattning av en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid, t.ex. mikrofibrillerad cellulosa.
Sammanfaftninq av uppfinninqen Syftet med den fOreliggande uppfinningen är att tillhandahalla ett fOrfarande fOr avvattning av en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid pa ett battre satt.
Detta syfte, saval som andra syften och fOrdelar, uppnas genom forfarandet enligt patentkrav 1. Den fOreliggande uppfinningen avser ett forfarande fOr avvattning av en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid, varvid fOrfarandet innefattar stegen att tillhandahalla en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid och en vatska, att utsatta suspensionen fOr ett fOrsta mekaniskt tryck fOr att avvattna suspensionen, att utsatta suspensionen fOr ett andra mekaniskt tryck fOr att ytterligare avvattna suspensionen, varvid det andra trycket är hogre an det forsta trycket. Det har visat sig att det är mOjligt att mekaniskt avvattna suspensionen pa ett mycket bra och effektivt satt genom att utsatta en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid fOr ett okande mekaniskt tryck i efter varandra fOljande behandlingssteg. 3 Forfarandet kan dessutom innefatta steget att utsatta suspensionen fOr ett tredje mekaniskt tryck, vilket tredje tryck är hOgre an det andra trycket. Det har visat sig att avvattningens effektivitet kan Okas ytterligare genom att behandla suspensionen i tre efter varandra fOljande steg.
Suspensionen leds fOretradesvis in mellan tva viror innan suspensionen utsatts fOr det fOrsta mekaniska trycket. Det är fOredraget att suspensionen utsatts for det mekaniska trycket nar suspensionen befinner sig mellan tva viror, t.ex. med anvandning av en dubbelvira-avvattningsutrustning. Det kan vara fOredraget att anvanda dubbelviraavvattningsutrustningen i vane efter varandra fOljande behandlingssteg dar suspensionen utsatts for mekaniskt tryck.
Suspensionen utsatts faretradesvis fOr det fOrsta, andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att tvinga suspensionen genom en kilformad spalt. Den kilformade spalten utsatter suspensionen for ett Okande tryck nar suspensionen passerar genom spalten. Det har visat sig att anvandningen av en kilformad spalt är ett mycket skonsamt processteg, som har visat sig kunna avvattna en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid pa ett mycket effektivt satt. Det kan vara fOredraget att anvanda den kilformade spalten i det forsta awattningssteget.
Suspensionen kan utsattas for det fOrsta, andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att leda suspensionen kring en vals med en fOrsta valsdiameter. Suspensionen kan dessutom utsattas fOr det andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att leda suspensionen kring en vals med en andra valsdiameter, varvid namnda andra valsdiameter är mindre an den fOrsta valsdiametern. Det kan vara fOredraget att leda suspensionen kring flera an en vals med en andra valsdiameter. Man fann att avvattningen av suspensionen kan utfOras pa ett bra satt genom att leda suspensionen kring valsar.
Suspensionen leds foretradesvis in mellan tva viror som leds kring valsarna. Genom att leda dubbla viror kring en vals kommer trycket pa ytterviran, dvs. viran som inte ligger i kontakt med valsen, att Oka och pa detta satt kommer suspensionen, som befinner sig mellan virorna, att utsattas for ett Okat tryck. Genom att leda virorna kring en vals med en fOrsta, stor diameter kommer suspensionen att utsattas fOr ett specifikt mekaniskt tryck. Genom att darefter leda virorna kring en andra vals med en andra, 4 mindre diameter kommer trycket pa ytterviran att aka pa grund av valsen med mindre diameter. Pa detta satt kommer suspensionen att utsatta for ett hagre tryck jamfart med nar virorna leddes kring den farsta valsen.
Det kan aven vara mojligt att utsatta suspensionen for det farsta, andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att leda suspensionen till en dekanteringscentrifug och att suspensionen utsatts far det andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att leda suspensionen till en skruvpress.
Torrhalten hos suspensionen innefattande en nanofibrillerad polysackarid ligger faretradesvis omkring 0,1-10 vikt-% innan suspensionen utsatts for det forsta mekaniska trycket och torrhalten hos den avvattnade suspensionen innefattande en nanofibrillerad polysackarid ligger faretradesvis omkring 1-50 vikt-%.
Det kan vara faredraget att den nanofibrillerade polysackariden ar mikrofibrillerad cellulosa.
Detalierad beskrivninq av uppfinninqen Den fareliggande uppfinningen avser ett farfarande far awattning av en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid, t.ex. mikrofibrillerad cellulosa, samt en vatska. Pa grund av egenskaperna hos nanofibrillerade polysackarider, t.ex. deras storlek, storleksfardelning och fiberbindningar, ar det vanligtvis mycket svart att avvattna en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid och i synnerhet en suspension innefattande mikrofibrillerad cellulosa.
Man fann Overraskande att avvattningen kan farbattras genom att utsatta en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid for ett Okande mekaniskt tryck i atminstone tva efter varandra fifiljande steg. Man fann saledes att det var mojligt att avvattna suspensionen genom att enbart utsatta suspensionen far mekaniska tryck, dvs. inga andra avvattningsmetoder, sasom farhajd temperatur, elektroosmos, elektriskt falt, etc., anvandes.
Definition av nanofibrillerad polysackarid Denna definition omfattar bakteriell cellulosa eller nanocellulosa spunnen med antingen traditionella spinntekniker eller med elektrostatisk spinning. I dessa fall ar materialet fOretradesvis en polysackarid, men inte begransat till enbart en polysackarid. En polysackarid kan vara t.ex. starkelse, protein, cellulosaderivat, osv.
Aven mikrofibrillerad cellulosa sasom definierad mera i detalj nedan omfattas av denna definition.
Definition av mikrofibrillerad cellulosa Den mikrofibrillerade cellulosan (MFC) är aven kand som nanocellulosa. Den är ett material som typiskt tillverkas av cellulosafibrer fran ved, bade av lOvveds- eller barrvedsfiber. Den kan aven framstallas Wan mikrobiella kallor, t.ex. fibrer fran jasta havsvaxter, agrikulturella fibrer sasom massa fran vetehalm, bambu eller andra ickevedfiberkallor. I mikrofibrillerad cellulosa har de enskilda mikrofibrillerna Iiisgjorts delvis eller fullstandigt fran varandra. En mikrofibrillerad cellulosafibrill är normalt mycket tunn (t.ex. en bredd cm 5-200 nm) och langden ligger ofta mellan 100 nm och 10 pm.
Mikrofibrillerna kan dock aven vara langre, till exempel mellan 10-200 pm, till och med langder om 2000 pm kan patraffas beroende pa bred langdfOrdelning.
Fibrer som har fibrillerats och som har mikrofibriller pa ytan och mikrofibriller som har separerats och befinner sig i en vattenfas hos en suspension omfattas av 20 definitionen av MFC.
Dessutom omfattas cellulosananokristaller, mikrokristallin cellulosa (MCC), mikrocellulosa (MC), nanokristallin cellulosa (NCC), nanofibrillerad cellulosa (NEC) eller regenererade cellulosafibrer och partiklar ocksa av definitionen av MFC.
Fibrillerna kan aven vara polymerbelagda fibriller, dvs. en fibrill som är antingen kemiskt eller fysikaliskt modifierad och som darfor är antingen hydrofil eller hydrofob.
Mikrofibrillerad cellulosa (MFC) kan framstallas pa ett antal olika salt. Det är mojligt att mekaniskt behandla cellulosafibrer som bildar mikrofibriller. Framstallning av nanocellulosa eller mikrofibrillerad cellulosa med bakterier, eller jasning, ar ett annat alternativ. Det är aven mOjligt att framstalla mikrofibriller fran cellulosa med hjalp av olika kemikalier och/eller enzymer som kommer att bryta upp bindningarna mellan fibrillerna, eller till och med Itisa upp fibrerna och fibrillerna. Ett exempel pa tillverkning av mikrofibrillerad cellulosa (MFC) visas i W02007091942 som beskriver tillverkning av MFC med hjalp av malning i kombination med tillsats av ett enzym. 6 Definition av avvattning Med avvattning av suspensionen avses att vatskan avlagsnas fran suspensionen och saledes att torrhalten hos suspensionen Okas.
Den fOreliggande uppfinningen avser ett fOrfarande fOr avvattning av en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid, varvid forfarandet innefattar stegen att tillhandahalla en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid och en vatska, att utsatta suspensionen fOr ett fOrsta mekaniskt tryck fOr att avvattna suspensionen, att utsatta suspensionen for ett andra mekaniskt tryck fOr att ytterligare avvattna suspensionen, varvid det andra trycket ar hOgre an det fOrsta trycket. Det kan vara fordelaktigt att avvattna suspensionen ocksa i ett tredje steg genom att utsatta suspensionen for ett tredje mekaniskt tryck, vilket tredje mekaniskt tryck ar hOgre an det andra trycket. Antalet steg som kravs fOr att fa en suspension med den Onskade torrhalten kan variera beroende pa torrhalten hos suspensionen som utsatts fOr avvattningsstegen. Det ar mOjligt att utsatta suspensionen fOr flera an tre olika mekaniska tryck, varvid det mekaniska trycket i vane efterfOljande steg ar hOgre an trycket i det fOregaende steget. Det kan vara fOredraget att utsatta suspensionen for fyra, fern, sex eller sju efter varandra fOljande mekaniska tryck.
Det har visat sig att ingen vasentlig forhorning av de mikrofibrillerade fibrerna kommer att intraffa vid avvattning av en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid, fOretradesvis mikrofibrillerad cellulosa, genom att utsatta suspensionen for atminstone tva mekaniska awattningssteg med &at tryck enligt uppfinningen. Det ar saledes mOjligt Mr den avvattnade mikrofibrillerade cellulosan att svalla nar den mikrofibrillerade cellulosan aterdispergeras i vatten. Detta ar av stor betydelse nar den mikrofibrillerade cellulosan till exempel anvands som ett styrketillsatsmedel, en fortjockare, eller som en viskositetsmodifierare. Dessutom ar aven bindningsfOrmagan hos den avvattnade mikrofibrillerade cellulosan mycket god, dvs. ingen vasentlig minskning i bindningsfOrmaga har patraffats. Forfarandet for avvattning av en suspension enligt uppfinningen gOr dessutom det majligt att avvattna suspensionen pa ett mycket energieffektivt satt.
Suspensionen innefattar en nanofibrillerad polysackarid, sisom mikrofibrillerad cellulosa, samt en vatska. Vatskan kan vara vatten, t.ex. avjoniserat vatten, ett lOsningsmedel och blandningar av olika lOsningsmedel och/eller vatskor. 7 LOsningsmedlet kan vara en alkohol, s6som isopropanol, polyetylenglykol, glykol eller etanol. LOsningsmedel, sasom isopropanol, kan fOrandra ytspanningen hos suspensionen och detta kommer att framja avvattning.
Suspensionen kan Mien innefatta fibrer av normal langd. Det är dock foredraget all anvanda en suspension innefattande stora mangder av nanofibrillerade polysackarider, t.ex. mikrofibrillerad cellulosa. En suspension innefattande mikrofibrillerad cellulosa i en mangd om 80-100 vikt-%, eller 80-90 vikt-%, är ofta fOredragen. I manga fall är det fOredraget att suspensionen innefattar 100 % mikrofibrillerad cellulosa, dvs. inga langre fibrer finns nArvarande. Mangden av mikrofibrillerad cellulosa beror p6 slutanvandningen Mr den mikrofibrillerade cellulosan.
Suspensionen leds fOretradesvis in mellan tva viror innan suspensionen utsatts fOr det fOrsta mekaniska trycket. Det är fOredraget att suspensionen utsatts for det mekaniska trycket nar suspensionen befinner sig mellan tva viror, t.ex. med anvandning av en dubbelvira-avvattningsutrustning. Det kan vara foredraget att anvanda dubbelviraavvattningsutrustningen i vane efter varandra fOljande behandlingssteg dar suspensionen utsatts for mekaniskt tryck. Det har visat sig att tvingande av suspensionen mellan tva viror, dvs. att anvanda en dubbelvira-avvattningsutrustning, gar det mOjligt att avvattna en suspension innefattande nanofibrillerad polysackarid enligt den fOreliggande uppfinningen pa ett mycket bra satt. Man fann Overraskande att det var mOjligt att Oka torrhalten till ganska hOga nivaer, dvs. torrhalter upp till 50 vikt-%, genom att leda in suspensionen mellan tva viror och darefter utsatta suspensionen for Okande tryck i efter varandra fOljande steg. En teori for varfOr det fungerar sa bra med anvandningen av dubbla viror an att suspensionen bildar en filterkaka som tenderar till stanna kvar mellan virorna, nar suspensionen langsamt utsatts for ett okat tryck.
Suspensionen utsatts fOretradesvis for det fOrsta, andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att tvinga suspensionen genom en kilformad spalt. Den kilformade spalten utsatter suspensonen for ett okande tryck nar suspensionen passerar genom spalten. Det har visat sig att anvandningen av en kilformad spalt är ett mycket varsamt processteg, som har visat sig kunna avvattna en suspension innefattande MFC pa ett mycket effektivt satt. Det kan vara fOredraget att anvanda den kilformade spalten i det fOrsta avvattningssteget. Trycket i den kilformade spalten varierar fOretradesvis mellan 0,1-1 MPa. Suspensionen utsatts for trycket i den kilformade spalten under en tidsperiod om 1 sekund till minuter beroende pa torrhalten hos suspensionen som kommer in i 8 den kilformade spalten och pa den onskade torrhalten hos suspensionen som matas ut fran den kilformade spalten.
Suspensionen kan utsattas fOr det fOrsta, andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att leda suspensionen kring en vals med en fOrsta valsdiameter. Suspensionen kan dessutom utsattas for det andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att leda suspensionen kring en vals med en andra valsdiameter, varvid namnda andra valsdiameter är mindre an den fOrsta valsdiametern. Det kan vara foredraget att leda suspensionen kring flera an en vals med en andra valsdiameter. Suspensionen leds foretradesvis in mellan tva viror som leds kring valsen/valsarna. Genom att leda dubbelviran kring en vals kommer trycket pa ytterviran, dvs. viran som inte ligger i kontakt med valsen, att Oka och pa detta satt kommer suspensionen, som befinner sig mellan virorna, att utsattas for ett Okat tryck. Genom att leda virorna kring en vals med en fOrsta, stor diameter kommer suspensionen att utsattas far ett specifikt mekaniskt tryck. Genom att darefter leda virorna kring en andra vals med en andra, mindre diameter kommer trycket pa ytterviran att Oka pa grund av valsen med mindre diameter, detta beroende pa att hastighetsskillnaden mellan virorna Okar nar diametern hos valsen minskar. Pa detta satt kommer suspensionen att utsattas fOr ett hogre tryck nar den leds kring den andra valsen jamfort med nar den leddes kring valsen med den forsta diametern. Det ãr fOredraget aft skifta vilken vira som är "ytterviran", nar virorna leds kring flera an en vals. Pa detta satt kommer suspensionen som befinner sig mellan virorna att utsattas fOr tikat tryck pa bagge sidor, vilket kommer att forbattra avvattningen av suspensionen. Diametern hos den fOrsta valsen ligger fOretradesvis mellan 40-140 cm och spanningen hos virorna som leds kring valsen ligger feretradesvis mellan 30-150 N/cm. Diametern hos den andra valsen ligger foretradesvis mellan 20-80 cm och spanningen hos virorna som leds kring valsen ligger fOretradesvis mellan 30-150 N/cm.
Hastigheten hos virorna under avvattningsfOrfarandet kan ligga mellan 0,1-200 m/min. Hastigheten varierar beroende pa torrhalten hos suspensionen, egenskaperna hos den nanofibrillerade polysackariden i suspensionen och trycket hos vane avvattningssteg.
Det kan vara fOredraget att anvanda en vira med en luftgenomslapplighet om omkring 350 CFM (kubikfot per minut) och som har en vattengenomslapplighet om 326 9 mm/s vid 2kPa. Dock kan aven andra varden anvandas for virorna, beroende pa egenskaperna hos den nanofibrillerade cellulosan som avvattnas.
Det kan aven vara mojligt att utsatta suspensionen for det forsta, andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att leda suspensionen till en dekanteringscentrifug och att suspensionen utsatts for det andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att leda suspensionen till en skruvpress. Man fann att anvandning av en dekanteringscentrifug gar det mOjligt att anvanda centrifugalkrafter for att avskilja det fasta materialet fran vatskan. Beroende pa egenskaperna hos den mikrofibrillerade cellulosan kan det i ett visst skede handa att dekanteringscentrifugen inte kan Oka torrhalten ytterligare hos suspensionen. Man fann att det var mOjligt att ytterligare Oka torrhalten hos suspensionen pa ett mycket effektivt satt genom att utsatta suspensionen fOr det andra och/eller tredje mekaniska trycket i en skruvpress. Det kan vara mOjligt att anvanda flera an en dekanteringscentrifug och/eller skruvpressar.
Torrhalten hos suspensionen innefattande mikrofibrillerad cellulosa ligger fOretradesvis omkring 0,1-10 vikt-% innan suspensionen utsatts fOr det fOrsta mekaniska trycket. Suspensionen kan avvattnas pa vilket kant satt som heist, t.ex. med anvandning av ett bord fOr avvattning genom gravitation, innan suspensionen utsatts for avvattningen enligt uppfinningen. Det är viktigt att torrhalten hos suspensionen inte ar alltfOr lag, eftersom den bOr hallas kvar mellan virorna. Det maste vara mOjligt att pressa suspensionen sá att den halls kvar mellan virorna och inte strOmmar ut pa sidorna eller genom viran. Torrhalten hos den avvattnade suspensionen innefattande mikrofibrillerad cellulosa ligger foretradesvis omkring 1-50 vikt-%. Aven om torrhalten Okas sá bibehalls egenskaperna hos den mikrofibrillerade cellulosan efter spadning med vatten. t.ex. vattensvallningen, aterdispergeringen och styrkeegenskaperna.
Exempel En suspension innefattande mikrofibrillerad cellulosa och vatten med en torrhalt om 3,5 vikt-% utsattes fOr ett mekaniskt avvattningsferfarande i vilket suspensionen: leddes till ett bard far avvattning genom gravitation dar torrhalten Okades till omkring 8 vikt-%, suspensionen leddes darefter in mellan tva viror, dvs. in mellan en dubbel vira, och virorna leddes genom en kilformad spalt dar suspensionen utsattes for ett fOrsta mekaniskt tryck, suspensionen leddes darefter kring en fOrsta vals med en fOrsta diameter cm 700 mm dar suspensionen utsattes fOr ett andra mekaniskt tryck, suspensionen leddes darefter kring en andra vals med en andra diameter cm 500 mm dar suspensionen utsattes fOr ett tredje mekaniskt tryck.
Den avvattnade suspensionen fick en torrhalt om 31 vikt-% och inga oonskade fOrluster av suspensionen genom halrum etc. kunde observeras under avvattningen.
Vid betraktande av den ovanstaende detaljerade beskrivningen av den foreliggande uppfinningen kommer andra modifieringar och fOrandringar att bli uppenbara kw fackman inom omradet. Det bor dock vara uppenbart att sadana andra modifieringar och fOrandringar kan astadkommas utan att avvika fran andemeningen och ramen fOr uppfinningen. 11
Claims (12)
1. att tillhandahalla en suspension innefattande en nanofibrillerad polysackarid och en vatska, 2. att utsatta suspensionen for ett fOrsta mekaniskt tryck fOr att avvattna suspensionen, samt -att utsatta suspensionen for ett andra mekaniskt tryck, vilket andra tryck är hOgre an det fOrsta trycket.
2. FOrfarande enligt patentkrav 1, varvid forfarandet dessutom innefattar steget att utsatta suspensionen for ett tredje mekaniskt tryck, vilket tredje tryck är hogre an det andra trycket.
3. FOrfarande enligt nagot av de fOregaende patentkraven, kannetecknat av att suspensionen leds in mellan tva viror innan suspensionen utsatts fOr det fOrsta mekaniska trycket.
4. FOrfarande enligt nagot av de fOreggende patentkraven, kannetecknat av att suspensionen utsatts for det fOrsta, andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att leda suspensionen genom en kilformad spalt.
5. Forfarande enligt nagot av de faregaende patentkraven, kannetecknat av att suspensionen utsatts fOr det fOrsta, andra och/eller tredje trycket genom att leda suspensionen kring en vals med en fOrsta valsdiameter.
6. FOrfarande enligt patentkrav 5, kannetecknat av att suspensionen utsatts fOr det andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att leda suspensionen kring en vals med en andra valsdiameter, varvid namnda andra valsdiameter är mindre an den fOrsta valsdiametern.
7. FOrfarande enligt patentkrav 6, kannetecknat av att suspensionen leds kring flera an en vals med en andra valsdiameter. 12
8. FOrfarande enligt nagot av patentkraven 1-2 eller 4-7, kannetecknat av att suspensionen utsatts fOr det forsta, andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att leda suspensionen till en dekanteringscentrifug.
9. FOrfarande enligt patentkrav 8, kannetecknat av att suspensionen utsatts kir det andra och/eller tredje mekaniska trycket genom att leda suspensionen till en skruvpress.
10. FOrfarande enligt nagot av de fOregaende patentkraven, kannetecknat av att torrhalten hos suspensionen innefattande en nanofibrillerad polysackarid ligger omkring 0,1-10 vikt-% fOre avvattningen.
11. FOrfarande enligt nagot av de fOregaende patentkraven, kannetecknat av att torrhalten hos den avvattnade suspensionen innefattande en nanofibrillerad polysackarid ligger omkring 1-50 vikt-%.
12. FOrfarande enligt nagot av de fOreggende patentkraven, kannetecknat av att den nanofibrillerade polysackariden är mikrofibrillerad cellulosa.
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1351315A SE539535C2 (sv) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Förfarande för avvattning av en suspension innefattande mikrofibrillerad cellulosa |
| US15/034,290 US10240289B2 (en) | 2013-11-07 | 2014-11-05 | Process for dewatering microfibrillated cellulose |
| HUE14860160A HUE042514T2 (hu) | 2013-11-07 | 2014-11-05 | Eljárás mikrofibrillált cellulóz víztelenítésére |
| PT14860160T PT3066258T (pt) | 2013-11-07 | 2014-11-05 | Processo para desidratar celulose microfibrilada |
| ES14860160T ES2717775T3 (es) | 2013-11-07 | 2014-11-05 | Proceso para deshidratar celulosa microfibrilada |
| PCT/IB2014/002347 WO2015068019A1 (en) | 2013-11-07 | 2014-11-05 | Process for dewatering microfibrillated cellulose |
| EP14860160.2A EP3066258B1 (en) | 2013-11-07 | 2014-11-05 | Process for dewatering microfibrillated cellulose |
| PL14860160T PL3066258T3 (pl) | 2013-11-07 | 2014-11-05 | Sposób odwadniania mikrofibrylarnej celulozy |
| BR112016010365A BR112016010365A2 (pt) | 2013-11-07 | 2014-11-05 | Processo para desidratação de celulose microfibrilada |
| CN201480060452.7A CN105705698B (zh) | 2013-11-07 | 2014-11-05 | 用于使微原纤化纤维素脱水的方法 |
| DK14860160.2T DK3066258T3 (en) | 2013-11-07 | 2014-11-05 | PROCEDURE FOR DRAINING MICROFIBRILLATED CELLULOSE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1351315A SE539535C2 (sv) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Förfarande för avvattning av en suspension innefattande mikrofibrillerad cellulosa |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE1351315A1 true SE1351315A1 (sv) | 2015-05-08 |
| SE539535C2 SE539535C2 (sv) | 2017-10-10 |
Family
ID=53040965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE1351315A SE539535C2 (sv) | 2013-11-07 | 2013-11-07 | Förfarande för avvattning av en suspension innefattande mikrofibrillerad cellulosa |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10240289B2 (sv) |
| EP (1) | EP3066258B1 (sv) |
| CN (1) | CN105705698B (sv) |
| BR (1) | BR112016010365A2 (sv) |
| DK (1) | DK3066258T3 (sv) |
| ES (1) | ES2717775T3 (sv) |
| HU (1) | HUE042514T2 (sv) |
| PL (1) | PL3066258T3 (sv) |
| PT (1) | PT3066258T (sv) |
| SE (1) | SE539535C2 (sv) |
| WO (1) | WO2015068019A1 (sv) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB201409047D0 (en) * | 2014-05-21 | 2014-07-02 | Cellucomp Ltd | Cellulose microfibrils |
| FI127918B (sv) | 2015-09-03 | 2019-05-15 | Helsingin Yliopisto | Förfarande för avvattning av vattenlösliga polymerer |
| CN108350654A (zh) * | 2015-11-13 | 2018-07-31 | 日本制纸株式会社 | 化学改性纸浆分散液的脱水方法 |
| SE544320C2 (en) * | 2018-11-09 | 2022-04-05 | Stora Enso Oyj | A method for dewatering a web comprising microfibrillated cellulose |
| US20200346953A1 (en) * | 2019-05-02 | 2020-11-05 | Faraday Technology, Inc. | Method and apparatus for electrochemical dewatering of suspensions of cellulosic nanomaterials |
| FI20216320A1 (en) * | 2021-12-22 | 2023-06-23 | Valmet Technologies Oy | System and method for making microfibrous cellulose (MFC). |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3256808A (en) * | 1964-06-01 | 1966-06-21 | Arthur J Hunt | Screw press extractor |
| US3378435A (en) * | 1965-02-19 | 1968-04-16 | Kimberly Clark Co | Felt and fabric press type papermaking machine |
| US4374702A (en) * | 1979-12-26 | 1983-02-22 | International Telephone And Telegraph Corporation | Microfibrillated cellulose |
| US4481076A (en) | 1983-03-28 | 1984-11-06 | International Telephone And Telegraph Corporation | Redispersible microfibrillated cellulose |
| FI96789C (sv) * | 1990-11-23 | 1996-08-26 | Valmet Paper Machinery Inc | Förfarande och anordning för avvattning av en pappersbana genom pressning |
| JPH0823118B2 (ja) * | 1991-12-06 | 1996-03-06 | トスコ株式会社 | ラミー麻セルロース繊維からなる不織シート及びその製造方法 |
| FI98844C (sv) * | 1991-12-23 | 1997-08-25 | Valmet Paper Machinery Inc | Pressparti i pappersmaskin, speciellt för tryckpapperkvalitèter |
| GB9420216D0 (en) * | 1994-10-06 | 1994-11-23 | Scapa Group Plc | Dewatering process |
| FR2730252B1 (fr) | 1995-02-08 | 1997-04-18 | Generale Sucriere Sa | Cellulose microfibrillee et son procede d'obtention a partir de pulpe de vegetaux a parois primaires, notamment a partir de pulpe de betteraves sucrieres. |
| US5783045A (en) * | 1996-05-06 | 1998-07-21 | Beloit Technologies, Inc. | Pulp and linerboard former with improved dewatering |
| DE19705360A1 (de) * | 1997-02-12 | 1998-08-13 | Voith Sulzer Papiermasch Gmbh | Preßvorrichtung zum Entwässern oder Glätten einer Faserstoffbahn |
| DE19805593A1 (de) * | 1998-02-12 | 1999-08-19 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Eindicker |
| AUPQ741800A0 (en) * | 2000-05-10 | 2000-06-01 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Apparatus for electrodewatering by filtration |
| US20060134758A1 (en) * | 2002-12-05 | 2006-06-22 | Levy Nelson L F | Process for obtaining a ccellulosic wet sheet and a membrane, the equipment used to obtain the membrane and the membrane obtained |
| GB0323068D0 (en) | 2003-10-01 | 2003-11-05 | Nuground Ltd | Dewatering treatment system and method |
| US7294239B2 (en) * | 2004-01-30 | 2007-11-13 | Voith Paper Patent Gmbh | Method and an apparatus for manufacturing and drying a fiber web provided with a three-dimensional surface structure |
| US8182918B2 (en) * | 2005-05-23 | 2012-05-22 | Cornell Research Foundation, Inc | Cured soy protein with green strengthening additive and fabrication of such into green composite |
| WO2007091942A1 (en) | 2006-02-08 | 2007-08-16 | Stfi-Packforsk Ab | Method for the manufacturing of microfibrillated cellulose |
| EP2196579A1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-16 | Borregaard Industries Limited, Norge | Method for producing microfibrillated cellulose |
| EP2243871B1 (de) * | 2009-04-23 | 2012-05-23 | H. Stoll GmbH & Co. KG | Flachstrickmaschine mit mindestens einem längs einer Fadenführerschiene beweglichen Fadenführer |
| US8747612B2 (en) * | 2009-10-26 | 2014-06-10 | Stora Enso Oyj | Process for the production of microfibrillated cellulose in an extruder and microfibrillated cellulose produced according to the process |
| FI122145B (sv) * | 2009-12-31 | 2011-09-15 | Upm Kymmene Corp | Förfarande och system för tillverkning av en fiberhaltig produkt |
| BR112013029110B1 (pt) | 2011-05-13 | 2021-07-27 | Stora Enso Oyj | Processo para desidratar uma lama compreendendo celulose microfibrilada |
| FI126819B (sv) * | 2012-02-13 | 2017-06-15 | Upm Kymmene Corp | Förfarande för koncentrering av fibrillcellulosa samt fibrillcellulosaprodukt |
| SE537517C2 (sv) * | 2012-12-14 | 2015-05-26 | Stora Enso Oyj | Våtlagt arkmaterial innefattande mikrofibrillerad cellulosasamt förfarande för tillverkning därav |
-
2013
- 2013-11-07 SE SE1351315A patent/SE539535C2/sv unknown
-
2014
- 2014-11-05 PT PT14860160T patent/PT3066258T/pt unknown
- 2014-11-05 WO PCT/IB2014/002347 patent/WO2015068019A1/en active Application Filing
- 2014-11-05 EP EP14860160.2A patent/EP3066258B1/en active Active
- 2014-11-05 US US15/034,290 patent/US10240289B2/en active Active
- 2014-11-05 DK DK14860160.2T patent/DK3066258T3/en active
- 2014-11-05 CN CN201480060452.7A patent/CN105705698B/zh active Active
- 2014-11-05 BR BR112016010365A patent/BR112016010365A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2014-11-05 PL PL14860160T patent/PL3066258T3/pl unknown
- 2014-11-05 HU HUE14860160A patent/HUE042514T2/hu unknown
- 2014-11-05 ES ES14860160T patent/ES2717775T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015068019A1 (en) | 2015-05-14 |
| CN105705698B (zh) | 2019-08-23 |
| DK3066258T3 (en) | 2019-04-15 |
| EP3066258A1 (en) | 2016-09-14 |
| BR112016010365A2 (pt) | 2017-10-03 |
| US20160265160A1 (en) | 2016-09-15 |
| SE539535C2 (sv) | 2017-10-10 |
| PL3066258T3 (pl) | 2019-08-30 |
| EP3066258B1 (en) | 2019-01-09 |
| US10240289B2 (en) | 2019-03-26 |
| EP3066258A4 (en) | 2017-04-19 |
| ES2717775T3 (es) | 2019-06-25 |
| HUE042514T2 (hu) | 2019-07-29 |
| PT3066258T (pt) | 2019-04-26 |
| CN105705698A (zh) | 2016-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10240289B2 (en) | Process for dewatering microfibrillated cellulose | |
| FI125941B (sv) | Förfarande och anordning för processing av fibrillcellulosa samt fibrillcellulosaprodukt | |
| US10113005B2 (en) | Method for producing dewatered microfibrillated cellulose | |
| Hassan et al. | Enzyme-assisted isolation of microfibrillated cellulose from date palm fruit stalks | |
| Hietala et al. | Highly redispersible sugar beet nanofibers as reinforcement in bionanocomposites | |
| US10883226B2 (en) | Process for producing microfibrillated cellulose and a product thereof | |
| JP5916902B2 (ja) | フィブリルセルロースを濃縮するための方法、およびフィブリルセルロース製品 | |
| EP2917403B1 (en) | Mixing drying of nanofibrillated polysaccharide | |
| EP3212676B1 (en) | Method for producing microfibrillated cellulose and microfibrillated cellulose | |
| EP3728708A1 (en) | Filaments of microfibrillated cellulose | |
| US20200340183A1 (en) | Films of microfibrillated cellulose |