DK154689B - Fremgangsmaade til fremstilling af til viderebearbejdning til absorptionsprodukter egnet udgangsmateriale - Google Patents

Description

DK 154689 B

Teknisk område

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til konvertering af banetørrede masser beregnet til fremstilling af absorptionsprodukter. Med masse menes cellulosemas-5 ser, såsom kemiske, kemisk-mekaniske og mekaniske masser.

Eksempler på sådanne cellulosemasser udgør sulfit- og sulfatmasser, pladeraffinør- og stenslibemasser. Opfindelsen kan således tillempes til praktisk taget alle typer af banetørrede masser.

10

Teknikkens standpunkt

Ved fremstilling af absorptionsprodukter anvendes store mængder massefibre fremstillet af forskellige lignocellu-losematerialer. Disse foreligger godt sammenpakkede i ark-15 form i form af baller eller ruller. Arkene i baller har sædvanligvis en længde på 400-800 mm, en bredde på 300-800 mm, en overfladevægt på 600-900 g/m og en densitet på 700-900 kg/m^ (ballemasse). Ruller består i princippet af ekstremt lange masseark opskårne i bredder varierende fra sædvanligvis 20 100 mm til 150 mm (rullemasse), med en densitet på 600-750 kg/m . Det er også kendt som råvarer til fremstilling af absorptionsprodukter at anvende en masse, som før tørringen er revet til flager eller fnug (flagemasse).

Flagerne har før tørringen et tørstofindhold på ca. 50%. Ef-25 ter tørring af flagerne til et tørstofindhold på 85-92% presses de til decimetertykke plader, som på grund af at hemicel-lulosen fungerer som klæbemiddel er meget hårde og vanskelige at sønderdele og som har en densitet i størrelsesordenen

O

550-800 kg/m .Flagemassen indeholder også en stor mængde fiber-30 knuder (nodules).Flagetørrede plader leveres i form af baller, hvis højde kan variere fra 300 mm til 1200 mm.

Redegørelse for opfindelsen 9§t_t§kiiiske_problem 35 Ved fremstillingen af absorptionsprodukter rives og defibreres rullemassen eller ballemassen på en sådan måde, at der opnås en voluminøs fluff. Et problem ved defibreringen af ballemasse er at det er vanskeligt at opnå en jævn produk-

DK 154689 B

2 tion. Det er desuden vanskeligt at opnå et ensartet tørstofindhold på grund af, at ballerne er sammensat af relativt store enkelte dele i form af ark eller plader. Ved håndteringen af sædvanlige baller kræves kraftige riveorganer, der 5 kræver en vis minimumsproduktion for at fungere godt. Fremstillere af relativt små mængder absorptionsprodukter kan derfor ikke så godt udnytte ballemasse men henvises til den dyrere rullemasse. Ud over behovet for en minimumsproduktion for riveorganerne bliver investeringsomkostningerne ureali-10 stisk høje for de fremstillere, der anvender en relativt lille mængde ballemasse.

Ved håndteringen af rullemasse anvendes enklere riveorganer end ved rivning af ballemasse. Procesteknisk fungerer rullemasse forholdsvis godt. En ulempe ved rullemasse 15 er imidlertid, at den er kostbar at fremstille i massefabrikation på grund af at den kræver længere tørretid for ikke at blive for hård. Rullemassen har en markedspris som ligger ca. 100 dollar pr. ton over ballemassens.

20 Løsningen

Med den foreliggende opfindelse løses de ovenfor beskrevne problemer. I overensstemmelse hermed angår opfindelsen en fremgangsmåde til fremstilling af til viderebearbejd-ning til absorptionsprodukter hensigtsmæssigt udgangsmateria-25 le, hvorved banetørrede cellulosemasser udnyttes som råmateriale.

Fremgangsmåden er ejendommelig ved at den tørrede cel-lusemasse i nær tilslutning til det i cellulosefabrikken værende banetørreanlæg sønderdeles til flager eller fnug og 20 at de vundne flager eller fnug komprimeres til større, let håndterlige og transportable enheder med en rumvægt på 200-800 kg/m^, fortrinsvis 300-700 kg/m^.

De vundne fnug eller flager komprimeres således allerede på cellulosefabrikken til større enheder med henblik på 25 at overføre dem i en til transport til et konverteringsanlæg hensigtsmæssig og let håndterlig form.

Særligt hensigtsmæssigt har det desuden vist sig at

DK 154689 B

3 være at den banetørrede masse har et tørstofindhold på mindst 80% før sønderdelingen, hvilket hensigtsmæssigt foretages ved rivning således at mindst 70% af massen efter rivningen foreligger i form af småstykker, hvis diameter eller længde 5 og bredde varierer mellem 2 mm og 70 mm, fortrinsvis mellem 3 mm og 40 mm. De resterende dele af massen har størrelser uden for dette interval. Før tilvirkningen af absorptionsprodukter i konverteringsanlægget rives og defibreres de således fremstillede fnug- eller flage-holdige enheder på kendt måde 10 ved hjælp af kendte indretninger. På grund af det ifølge opfindelsen fremstillede udgangsmateriales gode åbningsegenskaber kan rivningen derved ske på betydelig lettere måde end ved kendte ballemasser.

Ved tilpasning af fremgangsmåden ifølge opfindelsen 15 har det vist sig fordelagtigt, at man før den banetørrede cellulosemasse i massefabrikken sønderdeles til flager eller fnug skærer den banetørrede masse til ark, som stables løst liggende på hinanden, hvorefter arkstablen skæres i strimler, som igen sønderdeles til flager eller fnug, som derefter kom-20 primeres til dannelse af større enheder. Alternativt kan den banetørrede cellulosemasse direkte efter banetørreanlægget, uden at blive skåret til ark, sønderdeles til flager, som derefter komprimeres til dannelse af større enheder. Det sidstnævnte alternativ er fordelagtigt i det omfang, at det 25 giver en besparelse af udrustning til tilvirkning af ark samt stabling og skæring af disse.

Fordele

Opfindelsen medfører betydelige besparelser i energi sammenlignet med hvad der medgår ved konventionel overføring af ballemasse til fluff. Det er desuden muligt at eliminere den sædvanlige tilvirkning af ark samt presningen af disse i massefabrikken og i stedet direkte ved hjælp af en enkelt pigvalse at overføre den tørrede massebane til flager eller fnug, som derpå komprimeres til større,, let transporterbare enheder med den ønskede rumvægt. Det større omfang hos det ifølge opfindelsen fremstillede udgangsmateriale medfører desuden formindsket tilgang af træråvarer. Opfindelsen gør i

DK 154689 B

det også muligt for små fremstillere af absorptionsprodukter at gå over til anvendelse af billigere masse som udgangsmateriale og desuden at kunne eliminere visse udrustningsgenstande såsom guillotine og riveorgan af kraftig type.

5

Bedste_udførelsesform

Opfindelsen belyses nærmere af følgende udførelseseksempler, der repræsenterer foretrukne udførelsesformer og som hvert sammenlignes med forsøg i overensstemmelse med kon- 10 ventionel teknik.

Eksempel 1 I en sulfitfabrik, hvori der fremstilledes 2-trins-15 kogt helbleget sulfitmasse af gran med en viskositet på 1100 cm /g og lysheden 93% ISO, installeredes efter en tørremaskine et apparat til at skære baller af masseark til strimler, en såkaldt guillotine. Herved stabledes arkene løst på hinanden uden komprimering, hvorefter de blev skåret til strim-20 ler ved hjælp af guillotinen. Strimlernes bredde var 5 cm og deres længde 80 cm. Massens tørstofindhold direkte efter banetørreanlægget var 93%. Massestrimlerne førtes med en båndtransportør til en hammermølle, hvor strimlerne reduceredes til flager med en middellængde på ca. 20 mm og en middelbred-25 de på ca. 15 mm. Masseflagerne førtes til en pladepresse og derefter til en ballepresse. Ved forsøget tilvirkedes større enheder i form af baller med en vægt på 180 kg tørtænkt masse. Ballerne, som havde lige sider, havde en højde på 47 cm, en længde på 91 cm og en bredde på 65 cm. Dette gav en rumvægt 30 for hver balle på 650 kg/m . Efter to ugers konditionering transporteredes flageballerne til en konverteringsfabrik for tilvirkning af bleer. De havde da et tørstofindhold på 91,5%.

På denne fabrik blev de flageholdige baller åbnet og revet ved hjælp af et enkelt stiftriveorgan til små stykker. Disse 35 blev i størrelse og antal identiske med de flager, der vandtes før ballefremstillingen på massefabrikken. Masseflagerne førtes med en transportsnegl til en pladeraffinør til defibre-ring til fluff. Ved forsøget kunne det noteres, at det var 5

DK 154689 B

let at rive flageballerne itu og let at defibrere massen. Desuden kunne det noteres, at de vanskeligheder, som fremkom ved statisk elektricitet var væsentligt mindre end normalt.

Ved forsøget fremstilledes bleer med en vægt på ca. 32 g.

5 Spredningen af bleernes vægt gik op til + 1 g og var helt tilfredsstillende. Før fremstillingen af bleerne kontrolleredes massens bulk og absorptionsegenskaberne. Resultatet angives i tabel 1 nedenfor.

Til sammenligning blev der fra fabrikken udtaget ark-10 masse, som på konventionel måde stabledes og komprimeredes til baller med samme dimension som nævnt ovenfor. Ballernes 3 vægt var 190 kg (tørtænkt) og deres rumvægt blev 685 kg/m . Massens tørstofindhold direkte efter banetørreanlægget var 93%. Efter konditionering i 2 uger var tørstofindholdet 92,0%.

15 Masseballerne transporteredes da til konverteringsfabrikken, hvor de sønderdeltes til strimler med guillotine. Strimlernes bredde var 5 cm og deres længde 80 cm. Massestrimlerne førtes ved hjælp af en båndtransportør til en hammermølle, hvor de reduceredes til flager med en middellængde på ca. 20 mm og 20 en middelbredde på ca. 15 mm. Masseflagerne førtes ved hjælp af transportsnegle til en pladeraffinør til defibrering. Nogle vanskeligheder ved at tilvirke bleer af den defibrerede masse blev ikke noteret bortset fra visse problemer med statisk elektricitet. Ved forsøget fremstilledes bleer med en 25 vægt på ca. 32 g. Spredningen i blevægt var + 1.

Massens bulk og absorptionsegenskaber kontrolleredes direkte efter defibreringen, dvs. netop før fremstillingen af bleerne. Resultaterne er angivet i tabel 1 nedenfor. Samtlige målinger er udført ifølge SCAN-C 33:80.

30

Tabel 1

Sammenlig- Prøve ifølge __ningsprøve opfindelsen

Totalt energiforbrug til rivning og defibrering, kWh/ton masse 71 63 35 Bulk, m3/kg 18 20

Absorptionshastighed, sek. 6,0 5,5

Absorptionskapacitet, g H20/g masse 10,0 10,5

DK 154689 B

6

Som det fremgår af tabellen er der overraskende nok blevet forbrugt mindre energi ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen sammenlignet med den konventionelle metode. Nogen sikker forklaring til dette overraskende resultat kan ikke 5 gives, men en mulig teori kan være, at der opstår svagere og desuden et mindre antal af fiber-fiber-bindinger mellem flagerne under lagringen i de ifølge opfindelsen fremstillede, flageholdige balleenheder. Af tabellen fremgår det desuden, at den ifølge opfindelsen fremstillede masse har højere 10 bulk, hvilket gør det muligt at fremstille produkter med uændret rumfang under anvendelse af en mindre vægtmængde masse, dvs. man kan spare masse og dermed træråvarer. En anden overraskende og positiv effekt er at massens absorptionskapacitet ikke er forringet på grund af det lavere antal fibre pr. rum-15 fangsenhed. Den gode absorptionshastighed er desuden opretholdt.

Eksempel 2 På samme fabrik som i eksempel 1 blandedes sulfitmassen med 25% flatetørret granslibemasse med en freeness CSF på 300 ml, bleget med hydrogenperoxyd til en lyshed på 73% ISO. Slibemassen omdannedes i et pulpningsorgan til en 3-pro-cents massesuspension, som fortyndedes og førtes til indløbskassen på optagelsesmaskinen samtidigt med sulfitmassen, hvor-25 efter den blandede masse tørredes på optagelsesmaskinen til et tørstofindhold på 93%. De vundne masseark stabledes løst på hinanden uden komprimering og blev skåret til strimler i en guillotine, revet til flager i en hammermølle og presse-^ des til større enheder i form af baller med lige sider på samme måde som i eksempel 1.

Med iblandingen af 25% slibemasse mindskedes ballernes vægt til 150 kg tørtænkt masse og ballernes middelrumvægt 3 til 528 mg/m . Ballerne lagredes til konditionering i 2 uger ^ til udligning af fugtighedsindholdet. Ballerne transporteredes derefter til konverteringsfabrikken, hvor der fremstilledes bleer på samme måde som beskrevet i eksempel 1. Der blev udtaget prøver til måling af lyshed, bulk, absorptions- 7

DK 154689 B

egenskaber og bleernes middelvægt. Resultaterne er sammenstillet i tabel 2 nedenfor, som også angiver det totale energiforbrug til rivning og defibrering.

Til sammenligning udførtes et forsøg under anvendelse 5 af konventionel teknik. Herved anvendtes samme sulfitmasse som tidligere, som blandedes med 25% af den peroxydblegede granslibemasse, som var blevet flagetørret til et tørstofindhold på 90% og forelå i form af baller indeholdende 5 plader hver med højden 9 cm, Ved blandingen stabledes en pladeslibe-10 masse på hver balle sulfitmasse. Derefter blev den blandede balle skåret til strimler 5 x 80 cm med guillotine,, og strimlerne førtes med en båndtransportør til en hammermølle, hvor de reduceredes til flager med middellængden 20 mm og middelbredden 15 mm. Flagerne transporteredes med transportsnegl 15 til en pladeraffinør hvor de defibreredes til fluff. Prøver blev udtaget og analyseret i overensstemmelse med det ovenfor angivne. De vundne resultater fremgår af tabel 2 nedenfor.

Tabel 2 20 Sammenlig- Prøve ifølge ningsprøve opfindelsen

Totalt energiforbrug, kWh/ton 65 59

Lyshed, SCAN-C 11:75, ISO % 85,5 86,0

Bulk, m3/kg 19 21

Absorptionshastighed, sek. 6,5 6,0 25

Absorptionskapacitet, g ^O/g masse 10,4 10,8

Bleens vægt, middelværdi g 31,9 32,0 , middelafvigelse g + 1,5 +1,0

Det fremgår af tabellen, at energiforbruget var lavere ved udførelse af opfindelsen. Sammenlignet med anvendelse af sulfitmasse alene, som i eksempel 1, resulterede iblandingen af slibemasse i et overraskende lavt energiforbrug. Desuden fremgår det af tabellen at fremgangsmåden ifølge opfindelsen gav gennemgående bedre egenskaber ved produktet. Spe-35 cielt overraskende er den opnåede mindre spredning i blevægten.

Opfindelsen begrænses ikke til de angivne udførelses- 8

DK 154689 B

eksempler. Således er det også muligt at man efter massens tørring og rivning blander den med en anden tørret og revet masse af en anden kvalitet, fx sulfatmasse eller termomeka-nisk masse. Inden for rammerne af opfindelsen ligger også 5 muligheden for at blande den tørrede og revne masse med konventionelt flagetørret masse. Andre fibertyper, som kan blandes med den tørrede og derefter grovrevne masse, er eksempelvis returfibre og syntetiske fibre.

Ifølge opfindelsen kan man også benytte sig af andre 10 større enheder end baller med lige sider. Således er det muligt at fremstille større enheder ved fyldning af den tørrede og grovrevne masse i plastemballager af skiftende former og størrelser og komprimere disse til ønsket rumvægt.

15 Eksempel 3 I en sulfitfabrik, hvori fremstilledes 2-trins-kogt 3 helbleget sulfitmasse af gran med en viskositet på 1100 cm /g og lysheden 93% ISO, installeredes der efter en tørringsma-skine et defibreringsorgan til sønderdeling af massebanen.

Defibreringsorganet bestod af en roterende valse forsynet med spidse, pyramideformede pigge. Defibreringsorganet betegnes sædvanligvis en pigvalse og anvendes normalt til grovrivning af fugtig masse før konventionel flagetørring.

^ Massens tørstofindhold ved rivningen var 93,5%. Ved rivningen vandtes flager med en middelbredde på ca. 15 mm og en middellængde på ca. 20 mm. Masseflagerne førtes til en pladepresse og derefter til en ballepresse. Ved forsøget tilvirkedes større enheder i form af baller med lige sider og med en.vægt på 180 kg tørtænkt masse. Ballerne havde en højde på 47 cm, en længde på 91 cm og en bredde på 65 cm.

Dette gav en rumvægt for hver balle på 650 kg/m . Efter 2 ugers konditionering transporteredes flageballerne til en konverteringsfabrik til tilvirkning af bleer. De havde da et tørstofindhold på 91,5%. På denne fabrik blev den flage-35 holdige balle åbnet og revet ved hjælp af et enkelt stift-riveorgan til små stykker. Disse blev i størrelse og antal identiske med de flager, som vandtes før ballefremstillingen 9

DK 154689 B

på massefabrikken. Masseflagerne førtes med en transportsnegl til en pladeraffinør til defibrering til fluff. Ved forsøget kunne det noteres, at det var let at rive masseballen itu og let at defibrere massen. Desuden konstateredes 5 at de vanskeligheder som fremkom med statisk elektricitet var væsentligt mindre end normalt. Under forsøget fremstilledes bleer med en vægt på ca. 32 g. Spredningen i bleernes vægt udgjorde + 1 g og var fuldt tilfredsstillende. Før fremstillingen af bleerne kontrolleredes massens bulk og adsorp-10 tionsegenskaber. Resultaterne er angivet i tabel 3 nedenfor.

Til sammenligning blev der fra fabrikken udtaget en arkmasse, som på konventionel måde stabledes og komprimere-des til baller på samme måde som nævnt ovenfor. Ballernes 3 vægt var 190 kg (tørtænkt) og deres rumvægt blev 685 kg/m .

15 Massens tørstofindhold direkte efter banetørreanlægget var 93%. Efter konditionering i 2 uger var tørstofindholdet 92,0%. Masseballerne transporteredes da til konverteringsfabrikken, hvor de sønderdeltes i strimler med guillotine. Strimlernes bredde var 5 cm og deres længde 80 cm. Massestrimlerne førtes 20 med en båndtransportør til én hammermølle, hvor de reduceredes til flager med en middellængde på ca. 20 mm og en middelbredde på ca. 15 mm. Masseflagerne førtes ved hjælp af transportsnegle til en pladeraffinør til defibrering. Der noteredes ingen vanskeligheder ved at fremstille bleer af den de-25 fibrerede masse bortset fra visse problemer med statisk elektricitet. Ved forsøget fremstilledes bleer med en vægt på ca. 32 g. Spredningen i blevægten var + 1.

Massens bulk og absorptionsegenskaber kontrolleredes direkte efter defibreringen, dvs. lige før fremstillingen 30 af bleerne. Resultaterne er angivet i tabellen nedenfor. Samtlige målinger er udført ifølge SCAN-C 33:80.

Tabel 3

Sammenlig- Prøve ifølge ^ _ningsprøve opfindelsen

Totalt energiforbrug, kWh/ton 71 62

Bulk, m'Vkg 18 20

Absorptionshastighed, sek. 6,0 .5,5

AbsorDtionskaOacitet, σ Η„0/σ masse 10,0 10,5 10

DK 154689 B

Som det fremgår af tabellen er der også ved pigvalse-rivning af massebanen opnået lavere energiforbrug end ved konventionel rivning og defibrering. Desuden er der opnået et bedre slutprodukt.

5 10 15 20 25 30 35

Claims (6)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af til viderebearbejd-ning til absorptionsprodukter velegnet udgangsmateriale, hvor 5 banetørrede cellulosemasser udnyttes som råmateriale, kendetegnet ved at den tørrede cellulosemasse α nær tilslutning til det på cellulosefabrikken værende banetørreanlæg sønderdeles til flager og at de vundne flager komprimeres til større let håndterlige og transporterbare enheder med en rum-10 vægt på 200-800 kg/m^, fortrinsvis 300-700 kg/m^.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved at mindst 70% af den banetørrede cellulosemasse ved sønderdelingen danner stykker (flager) med en middellængde/bredde eller middeldiameter på 2-70 mm, fortrinsvis 3-40 mm.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendeteg net ved at den banetørrede cellulosemasses tørstofindhold er mindst 80%.

4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved at den banetørrede cel- 20 lusemasse skæres til ark, der stables løst liggende på hinanden, hvorefter arkstablen skæres til strimler, som sønderdeles til flager, som derefter komprimeres til dannelse af større enheder.

5. Fremgangsmåde ifølge et -hvilket som helst af kravene 25 1-3, kendetegnet ved at den tørrede cellulosemasse- bane direkte efter banetørreanlægget sønderdeles til flager, som derefter komprimeres til dannelse af større enheder.

6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved at de til større en- 30 heder komprimerede flager efter mellemliggende lagring føres til et konverteringsanlæg til defibrering til fluff og videre-bearbejdning til absorptionsprodukter. 35