Procédé de traitement de la cellulose en vue de la transformer en alcali-cellulose et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans certaines industries où la transfor mation des matières premières en produits définis exige, comme traitement initial de ces matières, leur trempage dans un liquide de composition quelconque, il est générale ment indispensable d'exprimer, après ce trai tement initial d'imprégnation, l'excès de li quide absorbé par les matières traitées.
Par exemple, dans la fabrication du xanthate de cellulose, l'opération initiale qui consiste à transformer les feuilles de pâte de cellulose en alcali-cellulose est actuelle ment réalisée par le trempage desdites feuil les dans une solution ide soude caustique, suivi :d'un exprimage à la. presse hydrauli que.
La présente invention comprend un pro cédé ide traitement de la cellulose en vue de la. transformation en alcali-cellulose et une installation pour la. mise en oeuvre de ce pro cédé.
Ce dernier est caractérisé en ce que l'on imprègne de façon intime et homogène de la. cellulose avec une solution de soude causti- que, dont on mesure le volume, de manière que la cellulose n'absorbe que la quantité de solution nécessaire à sa transformation en alcali-cellulose, et eeci sans avoir à effec tuer aucun exprimage.
La cellulose traitée peut être en feuilles ou sous toute autre forme.
L'installation pour la mise en couvre du procédé est caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un bac de trempage .destiné à, rece voir la cellulose à traiter, un dispositif en liaison avec ce bac pour y faire circuler la solution de soude caustique en vue de l'im prégnation intime et homogène de la cellu lose et des moyens permettant de mesurer le volume :de solution de soude caustique ab sorbée par la cellulose.
Le dessin annexé représente, à. titre d'exemple, deux formes d'exécution d'une telle installation pour le traitement de cel lulose en feuilles. Les fâg. 1 et 2 montrent une première forme d'exécution de l'installation, dans la- quelle les feuilles de pâte de cellulose sont libres pendant tout le traitement, ces feuil les étant respectivement représentées au-des sus du bac de trempage et plongées dans le dit bac; La fig. 3 montre en vue schématique une seconde forme d'exécution ,de l'installation, dans laquelle les feuilles ,sont libres au dé but, mais pas à la fin du traitement;
La fig. 4 est une coupe verticale Iongitu- dinale faite suivant l'axe du bac de trempage de l'installation montrée à la. fig. 3; La fig. 5 est une coupe horizontale faite suivant la. ligne brisée A- B-C-D-E-I' de la. fig. .1; La fig: 6 est une coupe verticale trans versale du bac; La fig. 7 est une coupe partielle, à. plus grande échelle, d'un compartiment dû bac, représentant la. disposition dans ce comparti ment de feuilles de pâte,de cellulose;
La. fig. 8 est une coupe verticale trans versale suivant G-H de la fig 7; En référence aux fig. 1 et 2 du dessin annexé, les feuilles de pâte 1 sont suspendues libres dans un cadre 2 qui peut être soulevé et abaissé comme il sera, expliqué ci-dessous de manière à. sortir les feuilles 1 en dehors du bac id'e trempage 3, comme représenté fâg. 1, ou à les plonger dans ledit bac, comme représenté fig. 2.
Le cadre 2 est divisé- en un certain nom bre de compartiments au moyen de plaques 2a qui reposent sur deux des côtés parallèles dudit cadre au moyen d'épaulements 2b (fig. 2).
Dans ces compartiments sont disposées les feuilles de pâte de cellulose qui sont sus pendues dans le cadre par tout moyen appro prié et, par exemple, par des cordes 4 enfi lées dans des trous desdites feuilles 1 et des plaques 2e et nouées à. leurs extrémités.
Au-dessus de ce cadre et indépendant de celui-ci est disposé un jeu de rampes arro seuse- 5, qui sont alimentées de la solution de soude caustique contenue dans le bac 3 par le tuyau de refoulement 6 d'une pompe 7 aspirant au fond dudit bac. Le cadre 2 est .accroché en 8 à un câble 9 allant, par des poulies de renvoi 10, s'en rouler sur un treuil 11.. Dans le parcours de ce câble sont interposés un contrepoids 12 faisant équilibre au cadre 2 garni de sa charge de feuilles sèches (100 kg par exem ple), et un dynamomètre 13 destiné à indi quer le poids de solution de soude caustique retenu par les feuilles 1.
Le bac 3 est muni de deux niveaux dis posés l'un 14 à sa partie supérieure, l'autre 15 à sa. partie inférieure et dont les tubes sont gradués de manière telle que le volume de liquide compris entre la division zéro et la. division N dans chaque niveau soit celui qui est nécessaire pour transformer, par exemple, 100 kg de pâte en alcali-cellulose, c'est-à-dire 220 litres.
Le bar, d'immersion 3 étant rempli jus qu'au niveau N du tube supérieur 14 d'une solution de soude caustique à. 200 gm par li tre environ, et ce niveau N étant établi de manière telle qu'en plongeant le cadre 2 garni de ces feuilles 1 l'immersion de ces dernières puisse être complète, le traitement est con duit de la façon suivante:
Le cadre 2 garni de sa charge de feuilles (100 kg par exemple) est descendu comme représenté fig. 2. et immergé dans le bac 3, un temps assez court pour que ne soient pas retenus dans lesdites feuilles plus de 220 li tres de solution.
Le cadre 2 est ensuite tiré par le treuil 11 et retiré de la cuve pour être amené dans la. position montrée fig. 1 où il égoutte. :Si le niveau dans la cuve 3 se tient franchement au-dessus du degré zéro du tube de niveau supérieur 1-4, on recommence les manoeuvres de descente et de relèvement pour faire absorber la. solution, mais en quantité inférieure à 220 litres.
Si, après ces plongées réitérées, le niveau au tube supérieur est n. on ferme le robinet 16, on ouvre le robinet 17 et on met en action la pompe 7 qui refoule le liquide excédant 2,20 litres nécessaires à la pâte à la. récupération ou aux sous-pro duits selon son état d'impureté.
On suit la. descente au tube inférieur 15 dont le zéro correspond au fond du bac 3, on arrête la pompe 7 et on ferme le robinet 17 dès que le niveau arrive à n au tube in férieur de niveau. Pour achever la satura tion, le robinet 16 est ouvert et la pompe 7 est remise en action;
elle refoule au jeu de rampes arroseuses 5 jusqu'à ce que tout le li quide restant soit absorbé par les feuilles, c'est-à-dire jusqu'à ce que la pompe ne donne plus A ce moment, les 100 kg de pâte dans l'exemple considéré ont retenu 220 litres de solution de soude caustique à \200 gr par litre, c'est-à-dire la. dose correspondant à. la transformation en alcali-cellulose. Le dyna momètre 13 contrôle en indiquant 220 kg.
Les feuilles d'alcali-cellulose sont ensuite transportées au-dessus de la. trémie du .déchi- queteur en décrochant en 8 le cadre 2 qui, devenu libre, est transporté, soit par un câ ble ou par rails, auxquels il a été adapté avant son décrochage. Le cadre garni de ses feuilles d'aleali-cellulose étant arrivé au-des sus de la. trémie du déchiqueteur, il suffit de supprimer la suspension de ces feuilles en retirant par exemple les cordes 4, si elle est faite par cordes, pour que les feuilles tombent dans le déchiqueteur. Le cadre vide est ramené à son point. de départ et accroché au câble à dynamomètre prêt à. être rechargé de feuilles comme précédemment.
Les fig. 1 et 2 montrent le mode de sus pension avec une barre 18, dispositif per mettant par une translation horizontale de dégager le cadre des rampes 5.
On conçoit, par ce qui précède, que le dis po'sitif décrit permet de traiter des feuilles de pâte, libres à. l'état initial et à l'état fi nal, c'est=à-dire au début et îi la fin du trai tement.
La deuxième forme d'exécution clé l'ins tallation représentée schématiquement à la fig. 3, permet de traiter des feuilles de pâte, libres à l'état initial, .de les terminer à l'é tat comprimé et d'obtenir ainsi un résultat similaire à celui de la. presse, mais automa tiquement et sans presse hydraulique.
Si on veut traiter dans cette installation, par exemple, 100 kg ,de feuilles de Q00 mm sur 800 mm pesant. chacune en moyenne 200 grammes, c'est-à-dire 500 feuilles, on les répartit en quantités égales dans des com partiments d'un bac 3 représenté en détails aux fig 4 à 6.
Ces compartiments sont formés par des plaques mobiles 2a qui sont suspendues sur des cornières 2 du bac au moyen d'épaule ments 2b que lesdites plaques présentent à leur partie supérieure (fig. 6).
Les 500- feuilles de pâte 1 d'épaisseur moyenne de '/1o de millimètre sont, comme il a. été expliqué, réparties en quantités égales dans les divers compartiments qui sont, par exemple, au nombre de 20, ce qui correspond à 2;5 feuilles pour chacun d'eux.
Chaque compartiment offre une épais seur de 50 mm environ équivalente à celle d'un compartiment de bac-presse après expri- mage final laissant à. la pâte la dose de les sive caustique nécessaire à la. transformation en alcali-cellulose, soit environ 220 litres de solution à. 200 grammes de soude i@TaOH par litre environ, pour 100 kg de pâte de bois sèche.
Les plaques 2a et les feuilles 1 sont cha cune percées en leur centre d'un trou, rond par exemple, celui 1-9 .de chaque plaque 2a étant plus petit que celui 20 découpé dans les feuilles 1, afin que lors de leur gonflement ultérieur les feuilles ne s'impriment pas dans les trous des plaques, ce qui ,aurait l'incon vénient de les retenir accrochées au moment de les faire tomber dans la trémie du déchi queteur.
La solution de soude caustique contenue dans un réservoir 35 entre dans le bac 3 par un manchon central 21 sur lequel on peut visser le raccord mobile 22 d'un tuyau flexi ble<B>213</B> muni d'un robinet 36 et relié au côté de refoulement d'une pompe 37.
La sortie se fait â la partie supérieure du bac par une tubulure 2'4 sur laquelle se visse le raccord mobile 25 d'un tuyau flexi ble 26 avec robinet 2:7; la vidange se fait par une tubulure inférieure 28 munie d'un robinet 28a et permettant le vissage du rac- cord mobile 29 -d'un tuyau flexible à robi net 30.
A l'autre extrémité et à l'intérieur -du bac 3, un plateau 311 constitue un faux fond ménageant derrière lui un espace mort 32. Un -volant 33 à vis prisonnière 34 permet de ramener ce plateau 31 contre le fond verti cal.
L'installation comporte, en outre, deux cuves fermées 38 et 39 munies de niveaux 40 et 41.
La première de ces cuves 38 peut être mise en communication ou hors de commu nication avec le réservoir :35 -et avec la se conde cuve 39 par la manoeuvre convenable de robinets 42, 43, '44.
Cette seconde cuve 3,9, qui porte un robinet d'admission 45, est relise à l'aspiration de la pompe 37 par un conduit à robinet 46 Pour traiter ces 100 kg de pâte sèche, une fois le bac 3 garni, on laisse couler du réservoir 3'5 dans les cuves 38 et 39 et dans le bac 3, 600 litres d'une solution de soude caustique à. 200 grammes de soude par litre, les robinets 42, 43, 44, 46- et 36 étant ouverts, tous les autres fermés.
La .cuve fermée 38, d'une contenance de 20.0 litres, et celle 39, de 180 litres, s'em plissent. Elles ont leur partie supérieure en dessous du fond du bac 3 à feuilles, lequel a lui-même son: niveau supérieur en dessous du fond du réservoir d'alimentation 3-5, comme on le voit fia. 3.
Dès que les cuves 38 et<B>39</B> sont pleines, la solution commence à couler dans le bac 3, par le manchon 2,11. On laisse ouverts 42, 43, 44, 46 et 36 et on ouvre 2.7. La pompe 3,7 est mise en action. Elle envoie, par le ro binet 36 et par le manchon central 21, -flans la partie centrale des plaques et feuilles con tenues dans le bac 3 du liquide qui passe par les trous 19 et 20, -s'épanouit à la sur face des feuilles et sort à leur périphérie. Le bac 3- est maintenu plein, le liquide s'en écoule à ea partie supérieure par le robinet 27.
Ce liquide rentre par le robinet 43 dans la première cuve 38, passe par 44 dans la se conde cuve 39 puis, par 46, est aspiré par la pompe 37 qui refoule dans le bac 3 con tinuant ainsi son cycle de circulation.
Cette circulation est faite très rapide pour profiter de l'espace libre entre les feuilles 1. au début et bien les noyer de solution en tous leurs points. Le gonflement progressif of frant une résistance de plus en plus grande à la circulation en épanouissement du liquide, -on desserre progressivement le plateau 31 pour donner plus d'aisance.
On ouvre à demi les robinets 28a et 30 de façon que les cuves fermées 38-39 soient constamment pleines (contrôle obtenu par leurs tubes de niveau 40 et 41.
Pendant le traitement, on examine ï'as- pect de la lessive au tube de verre du niveau 40 et par une prise de contrôle par robinet. On met en temps utile la cuve 38 en dehors de la circulation, pour retirer de cette circu lation le volume de 200 litres que contient cette cuve. La lessive n'étant pas trop souil lée, on peut l'envoyer à la récupération une fois le traitement fini. Cet isolement de la cuve 38 est réalisé par la fermeture des deux robinets 43 et 44.
On ouvre ensuite le robinet 45 et la cir, culation continue avec la. cuve 39 seule. On règle le débit du robinet 46 pour que cette cuve 39 reste constamment pleine.
Cette circulation avec la cuve 39 seule, tenue constamment pleine est continuée jus qu'à ce qu'il ne reste plus de liquide libre dans le bac à feuilles 3, c'est-à-dire jusqu'à l'absorption finale, le réservoir 35 s'étant pendant ce traitement complètement vidé.
Pour faciliter cette absorption, on ramène vers le fond vertical extrême le faux-fond 31 pour desserrer un peu les feuilles et, en même temps, on ouvre en plein les robinets 28a et 30 du fond du bac à. feuilles 3.
Lorsqu'il ne reste plus de liquide au fond de ce bac, ce qu'indique le tube de niveau 15 placé au bas dudit bac, le récipient .39 étant maintenu plein, la pompe 37 cesse de donner.
La pompe 37 est alors arrêtée et le robi net 46 est fermé; la cuve 39 contient le li quide excédant les 220 -litres nécessaires à la transformation en alcali-cellulose. Les rac cords mobiles 25-22 et 29 des tuyaux flexi bles sont dévissés des tubulures 24-2l et 28 de sorte que le bac 3 est libre. Après fer meture des robinets 28a et 30, le bac est prêt à .être amené au-dessus de la trémie 50 du dé- chiqueteur pour y laisser tomber les feuilles d'alcali-cellulose.
Enfin, on ferme le robinet 36, on ouvre 46 et 51 et par la pompe 37, on refoule aux sous-produits par le robinet 51 la solution contenue dans 39.
Ensuite, on ouvre le robinet 44 et on re foule le contenu de 38 à la. récupération. Pour l'envoi des galettes d'alcali-cellulose dans la, trémie 50 du déchiqueteur, le bac à feuilles 3 est amené au-dessus de cette tré mie par un moyen quelconque, sur rails par exemple comme représenté fig. 6. On desserre l'écrou à anneau 52 maintenant fermé le fond 53 dudit bac 3, de façon à permettre de le basculer dans son échancrure et de libérer ledit fond. Après desserrage, on accroche à la boucle le crochet 54 d'un câble 55 qui passe sur des poulies de renvoi ,et se trouve tendu par un contrepoids susceptible d'équilibrer le poids .du fond 53.
On manoeuvre ce câble pour ouvrir le fond et l'amener à la, position d'ouverture représentée en traits mixtes fig. 6.
Ceci fait, on desserre le faux-fond 31 et on l'amène à. bloc contre le fond vertical de la cuve, pour faire tomber les galettes ren dues libres dans la trémie 50 ou dans le cha riot les conduisant dans le déchiqueteur.
On conçoit, par ce qui précède, qu'en rem plaçant le liquide contenu dans la. cuve '39; la cuve .38 étant<B>déjà</B>- hors de circuit, par une solution de soude caustique neuve, il est pos sible d'obtenir un produit affiné.
Les dispositions. décrites ci-dessus ne sont, bien entendu, données qu'à titre d'exemple; les formes, matières et dimensions des parties constitutives des appareils pouvant, être mo difiées sans changer en rien l'invention..
Comme on vient de le voir, le procédé décrit permet de réaliser l'imprégnation de cellulose -de façon intime et homogène, à dose déterminée et de supprimer toute opération d'exprimage à la presse ou par tout autre moyen.
Pour la réalisation de ce procédé, la solu tion peut enfin soit être refoulée du fond vers le dessus de la. cuve, les bords verticaux des feuilles faisant joints avec les parois verti cales de ladite cuve, soit être refoulée de haut en bas, la cuve étant fermée d'une manière étanche par un couvercle, soit enfin d'un côté de la cuve vers l'autre, ladite cuve étant fer mée et les feuilles faisant joint par leur bords horizontaux avec les fonds opposés de la. cuve.
Enfin le procédé décrit ci-dessus peut être appliqué non seulement au traitement des feuilles de pâte de cellulose, mais aussi au traitement de la cellulose sous toutes ses formes: fibres, chiffons, etc.
Lorsque la, cellulose, fibres, chiffons, etc., doit être traitée au moyen de l'installation représentée aux fig. 1 ;et 2-, il suffit de sup primer le dispositif de suspension indiqué en 4 et de le remplacer par une boîte ajourée, forée ou constituée par ,des treillis, dans laquelle -est placé l'ensemble des comparti ments auxquels elle est. fixée d'une manière amovible par tous moyens appropriés.
Le fond: de cette boîte peut avantageuse ment être constitué par une paroi coulissante de façon à permettre, en le tirant progressi vement, à la fin de l'opération de trempage, de laisser tomber le contenu de chaque com partiment, au fur et à. mesure que ces derniers sont démasqués.
Lorsque les chiffons, fibres, ete.,- doivent être traités au moyen de l'installation des fig. '3 à 8, on introduit dans le bac 3 une bro che qui est engagée dans ce bac par le man chon 21 et vient buter contre le faux-fond mobile 31.
La matière cellulosique est tassée dans chacun des compartiments du bac, après quoi la, broche est retirée et laisse ainsi, dans la. masse de matière cellulosique, le canal central destiné à la, pénétration rapide et uni forme de la, solution caustique dans la. tota lité des compartiments. L'ouverture du fond du ba-c, au lieu d'avoir la longueur totale .dudit fond., ne règne que sur une partie seulement à une extrémité, 'de pré férence celle voisine du faux-fond mobile M.
Cette ouverture est obturée par un volet, un registre ou autre dispositif approprié. Cet obturateur pourra être articulé ou coulis sant et permettra., en position d'ouverture, de faire tomber successivement le contenu de chaque compartiment soit dans un cha riot, soit dans le déchiqueteur par une fe nêtre de dimensions convenables, découpée dans le fond du bac, la pile de matière cel lulosique étant progressivement repoussée, par tous moyens appropriés vers le faux-fond mobile 31 contre lequel se rassemblent les plaques 2a des compartiments vidés.
On conçoit, par ce qui précède, que l'ins tallation décrite permet de traiter aussi bien les chiffons, fibres ou autres matières cel lulosiques que les feuilles de pâte de cellulose.
En raison du fait que les compartiments sont garnis d'une matière autre que des feuil- ler, l'épaisseur des cloisons 2a doit être aug mentée d'une manière appropriée à l'état phy sique de la. cellulose à traiter et au travail d'imprégnation.
Enfin, si on veut que, dès le début de la. circulation, les cuves gardent constamment les quantités :de liquide correspondant à 200 litres pour la cuve 38 et 180 litres pour la cuve 39, il suffira, de majorer la. contenance du réservoir 35 et .de la cuve 38, d'un vo lume X égal à l'espace mort représenté par les vides du bac 3, avant intervention du liquide.
On laissera couler du réservoir 35 (600 -+-- X) litres que l'on mettra en circulation comme précédemment dans les cuves 38 et 39 -et dans le bac 3. Ce dernier sera maintenu plein, taudis que la cuve '38 aura. son niveau maintenu à une contenance de 200 litres. Lorsqu'on le jugera. nécessaire, .on pourra re tirer 200 + X litres de la. circulation, en laissant la cuve 38 se remplir complètement et en fermant les robinets 43 et 44. A ce mo ment, il ne restera, en circulation que la quantité de liquide nécessaire à l'imprégna- Lion de la cellulose et au remplissage complet <I>de la</I> cuve 39.