Procédé et appareil pour réduire le papier en pulpe. L'invention est relative à un procédé pour réduire le papier en pulpe et à un ap pareil pour sa mise à exécution. Suivant ce procédé, on immerge le papier dans un li quide et on cil écarte les fibres les unes des autres en les soumettant à l'action de forces opposées, dont l'une provient du frottement du papier contre le liquide dans lequel il est en suspension.
L'invention a pour but d'effectuer cette réduction (qui sera désignée dans la suite par "défibrage") aussi _ complètement que possible, et sans raccourcir, amincir et dété riorer les fibres qui sont contenues dans le papier à défibrer.
Elle se distingue en cela des procédés connus, qui ont l'inconvénient de ne pas désagréger suffisamment le papier, qui dé tériorent la fibre et qui tendent en outre, lorsque le papier est imprimé, à faire péné trer l'encre d'imprimerie dans. la fibre, ce qui en rend le nettoyage particulièrement diffi cile. Ce nettoyage a principalement pour but de débarrasser les fibres de l'encre d'impri merie qui y adhère; il sera désigné dans la suite par "désencrage".
On a remarqué que le fait de désagréger complètemênt le papier, comme se le propose l'invention, détache de la fibre les particules qui constituent l'encre d'imprimerie, parti cules qui, par leur nature, ne font qu'adhé rer à la fibre, mais ne la pénètrent pas; cette séparation peut être complète si l'on exécute le défibrage dans des liquides dé tersifs, comme il sera expliqué plus loin; dans - ce cas le défibrage et le désencrage sont simultanés et peuvent être exécutés dans un temps relativement court, à tempé rature modérée, et dans des solutions forte ment diluées.
Cette combinaison des deux opérations permet de tirer parti du papier beaucoup plus complètement que lorsque ce dernier doit être bouilli longuement dans des solutions détersives concentrées, après avoir séjourné lontemps dans l'eau, ce qui expose la fibre à se rétrécir, à se décolorer et même à pourrir. Le dessin annexé représente une forme d'exécution, donnée . à. titre d'exemple, d'un appareil pour l'exécution du procédé suivant l'invention.
Fig.1 est une coupe longitudinale de l'appareil par un plan vertical, et Fig. 2 une coupe transversale par un plan vertical passant par 2-2 de fig. 1. L'appareil représenté possède deux pieds 1 supportant deux raccords coudés 17 et 18 fixés aux extrémités d'une chambre de travail tubulaire 6, à l'intérieur de laquelle peuvent tourner deux hélices 11 et 12; ces hélices différent entre elles par le diamètre et le pas; elles sont fixées sur un arbre 9 qu'ac tionne à grande vitesse une courroie passant sur une poulie 13; cedit arbre 9 est porté par deux paliers presse-étoupe 10.
4 est une chambre de charge, passable ment plus grande en diamètre que la chambre de travail 6; reliée à cette dernière par une tubulure d'admission tronconique â et par le raccord coudé 17; le fond supérieur de la chambre 4 est percé d'un orifice de charge 16, orifice muni d'un entonnoir de charge 2, et pouvant être fermé par un couvercle 3.
7 est une tubulure d'évacuation également tronconique fixée au raccord 18 et prolongée par une tubulure de retour horizontale 8 qui débouche à l'intérieur de la chambre de charge 4.
La chambre de travail 6 est percée d'un orifice de décharge 15 muni d'un registre. Le sens dans lequel la matière circule à l'intérieur de l'appareil est indiqué par des flèches.
Les dimensions suivantes sont celles de l'appareil le plus employé:
EMI0002.0008
diamètre <SEP> de <SEP> l'hélice <SEP> 11 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 140 <SEP> mm
<tb> " <SEP> " <SEP> 12 <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> . <SEP> 165 <SEP> min
<tb> distance <SEP> de <SEP> ces <SEP> deux <SEP> hélices <SEP> . <SEP> . <SEP> 325 <SEP> mm
<tb> diamètre <SEP> de <SEP> la <SEP> chambre <SEP> de <SEP> travail <SEP> 6 <SEP> 175 <SEP> mm. On peut cependant faire varier ces di mensions dans de larges limites sans nuire au bon rendement de l'appareil.
Le fonctionnement est le suivant: Par l'orifice 2 on introduit un mélange du papier à défibrer et d'un liquide qui peut être de l'eau, au cas oit il n'est pas question de désencrage, mais qui est très généralement la solution détersive dont il sera question plus loin, puisque - comme il a été dit plus haut - le défibrage s'applique presque toujours à des papiers imprimés.
La forme et la vitesse de rotation des hélices 11 et 12 sont choisies de faon à ce que le mélange soit déplacé en tourbillon de gauche à droite et cha=ssé par la force cen trifuge contre les parois de la chambre de travail 6; il en résulte qu'il se crée un vide derrière chaque hélice. Gomme ce déplacement s'effectue, grâce à l'inertie du mélange et aux changements de direction qu'il doit subir, à une vitesse inférieure à celle des hélices, ces dernières frappent constamment les par ticules de papier en suspension dans les veines liquides qui les baignent; et les dé chirent; ce déchirement réalise le défibrage au plus prés des conditions idéales exposées dans l'introduction.
Les hélices exercent, en outre, sur le mélange une poussée axiale suffisante pour que ce dernier soit entretenu en circulation, de la chambre de charge 4 à la tubulure de retour 8, sans le secours d'une pompe auxi liaire. Au déchirement des particules de pa pier vient encore s'ajouter la friction de ces dernières contre les parois de l'appareil, et celle qu'elles subissent entre elles, entre les diverses couches concentriques, la vitesse dans une même section transversale diminuant progressivement du centre de la section à la périphérie. Une friction analogue, favorisant également le défibrage, se produit encore lorsque le mélange subit des changements de direction, et pendant sa chute à la sortie de la tubulure de retour 8.
Dans le modèle dont on a donné les di mensions plus haut l'arbre 9 portant les hélices est actionné à raison de 1800 à 2500 tours à la minute; la vitesse de translation dans la chambre de travail est d'environ 370 mètres à la minute. On comprend donc que, dans une opération qui dure, suivant le genre de papier à traiter, de 1'/s à 10 minutes, les mêmes particules de papier passent plu sieurs centaines de fois devant chaque hélice.
Lorsqu'on juge que l'opération est ter- minéé, on décharge le contenu de l'appareil par l'orifice 15 et on le transvase dans une machine à papier oii il est- lavé comme de coutume, soit à chaud, soit à froid, pendant 2 à 3 heures.
Voici quelques indications complémentaires relatives à ce même appareil: Pour le papier de livres ou de journaux, on introduit environ 7 kg de papier préalable ment réduit à la main en morceaux de 10 à 40 cm' de surface, dans un récipient quel conque contenant de l'eau (de préférence à <B>700)</B> où il séjourne 5 à 10 minutes; on charge ensuite ce mélange dans l'appareil à défibrer par l'entonnoir 2. La proportion en poids de papier sec dans le mélange circu lant dans l'appareil doit être de préférence d'environ 5 %; la température doit être d'environ 70 à 90 0.
Lorsqu'il s'agit seulement de défibrer le papier sans avoir à le désen- crer, la proportion de papier peut être beau coup plus forte. Le désencrage est d'autant plus parfait que la proportion de liquide est plus grande, jusqu'à une certaine limite.
Il y a lieu de remarquer, d'ailleurs que ces données peuvent être modifiées dans une large mesure, sans que le résultat des opé rations soit compromis. En particulier le pa pier peut être introduit dans le défibreur à l'état sec, bien que cela ne soit pas recom mandable.
La pulpe obtenue au moyen 'de papier de revues, par le défibrage et le désencrage si multanés, a une couleur blanche très claire qui ne nécessite aucun blanchiment subsé quent; on peut donc immédiatement la colo rer suivant les besoins.
Par contre la pulpe obtenue au moyen de journaux quotidiens a la couleur jaunâtre bien connue de la pulpe de bois neuve addi- tionnée de 30% de sulfite; cette coloration peut être corrigée au moyen d'un colorant bleu et rouge et, au besoin, au moyen d'un peu d'argile.
On peut, par ce procédé, récupérer environ 80 % à 87,5 % de la matière introduite dans l'appareil, suivant qu'il s'agit de papier de livres ou de papier de journaux, et cela en une pulpe qui permet de fabriquer un papier comparable; au point de vue de- la solidité, au papier original, ce qui est une conséquence du fait que les fibres ne sont pas détériorées au cours des opérations.
Il est d'ailleurs probable que la perte de 20'/o (respectivement 12,5%) ne porte que sur l'encre et la matière de remplissage.
Comme on l'a signalé plus haut, le dé- fibrage décrit a pour effet de séparer des fibres une forte proportion des pellicules d'encre qui y adhèrent. Or l'encre d'impri merie consiste généralement en un pigment et en un acide gras, une huile ou une résine, qui lui servent de véhicule, le pigment, dans le cas de l'encre noire, étant en général du noir de fumée; on comprend donc que l'on puisse réaliser un désencrage parfait du pa pier en mélangeant à l'eau -du défibreur un détersif susceptible de saponifier le véhicule gras et de libérer les plus petites particules de pigment; ces dernières surnageant, il est facile de les éliminer définitivement par dé cantation;
la matière de remplissage, l'ami don ou les autres substances que renfermait le papier traité, sont éliminées, comme il a été expliqué plus haut, par un . lavage subséquent. La formule suivante, relative à. un liquide que l'on ajoute avantageusement à raison de 5 % environ du poids du papier, dans le mélange d'eau et de papier dont la propor tion a été indiquée ci-dessus, a donné de bons résultats:
eau 9 kg, potasse caustique 0,9 kg, suif (ou autre matière saponifiable) 0,9 à 1,350 kg, silicate de soude 1,350 kg, chlorurure d'aluminum 0,900 kg, solution à 58% d'un alcali, par exemple de soude, 1,800 kg, ' cette solution étant préparée à chaud.
On peut cependant imaginer d'autres so lutions et d'autres concentrations qui donnent des résultats satisfaisants. Si l'on diminue la proportion de papier, il est bon de ne pas diminuer la concentra tion du bain; par contre, si on augmente la proportion de papier, on peut augmenter la concentration du bain.
On peut aussi imaginer d'autres formes d'exécution de l'appareil, notamment en ce qui concerne les hélices. Ces dernières peuvent être remplacées par des palettes plates dispo sées obliquement par rapport à l'arbre 9, ou, au contraire, dans un même plan perpendi culaire à ce dernier; dans ce cas, la circu lation doit être entretenue par un moyen quelconque, par exemple au moyen d'une pompe auxiliaire.
On peut encore intercaler sur le trajet dudit mélange des lames fixes sur lesquelles frotte le papier à défibrer en circulation; dans ce cas, ce n'est pas l'organe rigide qui déchire le papier, mais le papier qui se déchire contre un organe rigide, ce qui revient exac tement au même; ces lames présentent l'avantage d'empêcher le mélange de prendre un mouvement de rotation.
Orr potinait munir l'appareil dune seule hélice, mais on a reconnu qu'il est avanta geux d'en monter deux sur l'arbre, l'inclinai son des pales de la seconde étant plus grande que celle de la première.