EP1001076A1 - Procédé et installation de production de pâtes à papier - Google Patents

Procédé et installation de production de pâtes à papier Download PDF

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EP1001076A1
EP1001076A1 EP99480116A EP99480116A EP1001076A1 EP 1001076 A1 EP1001076 A1 EP 1001076A1 EP 99480116 A EP99480116 A EP 99480116A EP 99480116 A EP99480116 A EP 99480116A EP 1001076 A1 EP1001076 A1 EP 1001076A1
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EP
European Patent Office
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wood
impregnation
tank
liquid
mixture
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Application number
EP99480116A
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German (de)
English (en)
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EP1001076B1 (fr
Inventor
Manfred c/o Cabinet Hautier Hirshmann
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SICEM SAGA SPA
Original Assignee
Wingard Technologies Ltd
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Publication date
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Publication of EP1001076B1 publication Critical patent/EP1001076B1/fr
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/02—Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means
    • D21B1/021—Pretreatment of the raw materials by chemical or physical means by chemical means
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
    • D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
    • D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
    • D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
    • D21B1/14—Disintegrating in mills
    • D21B1/16—Disintegrating in mills in the presence of chemical agents
    • 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
    • D21C1/00—Pretreatment of the finely-divided materials before digesting

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing pasta used as raw material in the paper industry. She also relates to an installation for implementing the process.
  • paper pulp is made conventionally from pieces of wood, in particular from recycling.
  • the manufacture of such pulp includes different stages and in particular a defibration stage and a stage of delignification.
  • the processes and facilities for making pasta existing paper are heavy consumers of water, chemical additives and electrical energy.
  • Such pulp making processes are characterized by a preliminary impregnation phase requiring high intake of chemicals. These chemicals are necessary for effective impregnation to the delignification of wood.
  • Another disadvantage of current methods is that they realize an almost total dissolution of lignin by the contribution important chemicals and high temperature. Therefore, additional reprocessing of the liquid charged in lignin is required.
  • the object of the present invention is to overcome the drawbacks current methods and devices and presents, to do this, a process for producing dough used as a raw material in the paper industry which fights the current prejudice according to which defibration and delignification are two stages distinct which cannot be harmonized so as to synergy.
  • the invention by interposing the defibration step between two impregnation steps, achieves such synergy.
  • the impregnation prior to defibration limits the power and energy consumption required for refining allowing defibration.
  • the defibration carried out opens the fibers and consequently increases the contact surface between the impregnating liquid and the fibers. Thereby, the attack of the wood by the impregnating liquid is more effective that is to say faster and less greedy in chemicals.
  • Another object of the invention is to allow the elimination and the recovery of any foreign body originally present in the pieces of wood.
  • the present method and the present installation have the advantage allow the recovery of a large part of these bodies foreigners whether ferrous or not.
  • Another object of the invention is to improve the treatment of the water downstream of the impregnation. She has, for This has the advantage of separating the lignin from the fibers not requiring complete dissolution of lignin in the impregnation liquid. It follows that the step of liquid treatment to purify water is highly simplified.
  • Another object of the invention is to allow, at the end impregnation, separation of the fibrous phase, basis of the pulp, and liquid phase, by little means consumer of electrical energy.
  • the impregnation is finalized in at least two tanks of storage supplied alternately.
  • a decantation is carried out in order to separate the fibrous phase from the liquid phase and from the bodies residual foreigners.
  • the fibrous material produced is wrung out to dry it and collects the reinjectable liquid as impregnation liquid.
  • It includes, downstream of the storage tanks, a decantation to separate the fibrous phase from the phase liquid and residual foreign bodies.
  • the bottom of the settling tank receives means for pumping capable of evacuating the liquid phase and foreign bodies decanted residuals.
  • the fibrous phase obtained in the settling tank is pumped to a desiccator to get the dehydrated fibers and recover a part of the impregnation liquid.
  • the tanks include means for continuous or continuous mixing. discontinuous of their content.
  • Figure 1 shows an overview of the installation for the production of paper pulp according to the invention in a mode particular achievement.
  • the invention relates to the field of pulp production used as a raw material in the paper industry.
  • Pulp produced will not necessarily be paper pulp end products used to make the paper itself.
  • the wood constituting the raw material usable according to the pulp production installation process described here could be of any type and in particular be made of recycled wood.
  • the method according to the invention implements different steps in particular making it possible to greatly reduce the energy consumption of water and chemicals to achieve defibration and delignification.
  • the impregnation liquid may consist of different manners and is usually formed of water with possible adjuvants chemicals such as sodium hydroxide or peroxide hydrogen.
  • the function of the impregnating liquid 11 is to impregnate the wood or soak it so as to increase its volume and proceed to delignification.
  • the refining operation carried out here has the advantage of being exothermic and allows the installation to be brought to a temperature of the order of 60 to 70 ° C without additional heat supply.
  • a preparation is preferably carried out pieces of wood 1.
  • the means of routing used may be constituted in different ways and in particular by treadmills 7 such as illustrated in figure 1.
  • the time required to complete the impregnation is depending on the nature of the wood. This point can be troublesome for continuous production of dough used as raw material in the paper industry.
  • the tanks 4a, 4b formed in parallel allow masked time work and impregnation and therefore continuous production.
  • the refined mixture 12 is oriented, by means of a intermediate tank 16.
  • the fibrous phase 13 is oriented above the liquid phase 14.
  • the settling of foreign bodies has the advantage of not being conditioned by the character ferrous or not of these bodies.
  • the spinning of the fibrous phase 13 makes it possible to obtain dry fibers, constituting the raw material commonly used for the production of the final paper pulp.
  • the present invention also relates to an installation for the implementation of the process.
  • This installation includes for mixing wood 1 with the impregnating liquid 11, a mixing tank 2.
  • This tank 2 as illustrated in FIG. 1, can be commonly used like the other tanks used in the present installation.
  • the wood is defibred by means of a refiner 3 receiving the mixture 10.
  • a refiner 3 can be used.
  • the impregnation requires variable working time and, to do this, the refined mixture 12 is received in at least one storage tank 4a, 4b.
  • FIG 1 illustrates the realization of two storage tanks 4a, 4b placed in parallel and capable of alternately receiving the refined mixture 12. In this way, an impregnation is alternately achievable in both tanks for production continuous dough.
  • the installation according to the invention comprises preferably an intermediate tank 16 orienting the mixture refined 12 to one or other of the storage tanks 4a, 4b.
  • the intermediate tank 16 is therefore positioned at the outlet of the refiner 3 and is connected, at its outlet, to the two storage tanks 4a, 4b as presented in FIG. 1.
  • the shredder 5 used may in particular be a refiner with discs. Further processing of the pieces of wood 1 can be carried out by means of a matchstick cutout 9 shown in Figure 1.
  • These wood preparation means 1 allow obtaining wood chips of uniform size and reduced favoring their impregnation.
  • the installation comprises downstream of the storage tanks 4a, 4b, a storage tank decantation 17.
  • This tank 17 makes it possible to separate the fibrous phase 13 of the liquid phase 14 and residual foreign bodies such as presented in figure 1.
  • the latter can receive pumping means 10 as illustrated in figure 1.
  • a filter 21 will allow the retention of foreign bodies.
  • the fibrous phase 13 can, for its part, be pumped towards a desiccator 22 to obtain dehydrated fibers 15. We can also, in this way, recover a part of the liquid impregnation 11.
  • a doser 27 can be installed between the settling tank 17 and the desiccator 22.
  • the impregnation liquid 11 recovered at the outlet of the desiccator 22 will preferably be received in a tank 25 before re-injecting it into the mixing tank 2.
  • transfer means To carry out transfers between the different tanks that involves installation, transfer means will be used.
  • mixing means 23 can be used.
  • These mixing means 23 will be actuated at will in continuous or discontinuous depending on the nature of the desired mixture.
  • the storage tanks 4a, 4b will include reinjection means 28 ensuring cooperation with the mixing means 22, to homogenize the refined mixture 12 stored in the tanks 4a, 4b.
  • a metering device 26 can be used between the mixture 2 and the refiner 3 to regulate the flow in direction of the refiner 3.
  • Figure 1 illustrates, in dotted lines, the transfer of the liquid impregnation 11 reinjected from the outlet of the desiccator 22 in the mixing tank 2.
  • the invention allows a transfer of the mixture (10) between tanks without requiring valve or valve circuits who have the disadvantage of risking blocking the installation by accumulation of solid matter.

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Abstract

Procédé de production de pâtes utilisées comme matière première dans l'industrie du papier caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes successives suivantes : on mélange le bois (1) avec un liquide d'imprégnation (11) ; on raffine le mélange (10) pour défibrer le bois (1) ; on finalise l'imprégnation en cuve de stockage (4a,4b). Le mélange préalable au raffinage réduisant l'énergie nécessaire au défibrage, et l'importante surface de contact entre le bois (1) et le liquide d'imprégnation (11) produite par le défibrage optimisant la finalisation de l'imprégnation, pour la fabrication d'une pâte avec de faibles consommations en énergie, en adjuvants et en eau. L'invention concerne également une installation mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Application dans le domaine de la fabrication de pâte à papier notamment à partir de bois recyclé. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un procédé de production de pâtes utilisées comme matière première dans l'industrie du papier. Elle concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé.
La fabrication de pâte dite à papier s'effectue conventionnellement à partir de morceaux de bois, notamment de recyclage.
La fabrication d'une telle pâte à papier comprend différentes étapes et notamment une étape de défibrage et une étape de délignification.
Les procédés et installations de fabrication de pâtes à papier existant actuellement sont de forts consommateurs d'eau, d'adjuvants chimiques et d'énergie électrique.
En effet, les étapes de défibrage et de délignification telles que mises en oeuvre actuellement nécessitent de tels apports en quantité importante.
Plus particulièrement, on connaít des systèmes où le défibrage est réalisé à sec avant l'imprégnation. Dans ce cas, le défibrage à sec nécessite des raffineurs ou des défibrateurs puissants donc forts consommateurs d'énergie électrique.
On connaít également des systèmes où le défibrage est réalise en atmosphère humide. On réalise alors la délignification avant le défibrage.
En ce sens, l'état de la technique actuel comprend les brevets suivants :
  • FR-A-2.406.022 qui présente un procédé pour la fabrication de papiers ou de cartons à partir de matériaux devant subir un défibrage pour fournir les éléments fibreux cellulosiques constitutifs des papiers et des cartons. Il comprend, préalablement au déchiquetage mécanique de ces matériaux, un traitement comprenant la réalisation d'une ou plusieurs étapes de mis sous vide profond des matériaux à déchiqueter ; l'introduction du liquide d'imprégnation dans au moins la première étape ou l'étape unique de mise sous vide profond, et éventuellement l'intercalation entre ces étapes et/ou après la dernière d'au moins une étape de mise sous pression, et le retour à la pression normale avant l'opération de déchiquetage mécanique.
  • WO 94/18382 : qui présente un procédé de fabrication de pâtes à papier chimicothermomécaniques (CTMP), qui consiste tout d'abord, à tremper des copeaux de bois dans des réactifs chimiques ; à puis à défibrer mécaniquement ces copeaux (raffinage primaire) sous atmosphère de vapeur d'eau sous pression de sorte à obtenir une pâte brute ; et enfin à raffiner ladite pâte (raffinage secondaire) caractérisé en ce que pendant au moins une des deux heures de raffinage, on introduit de l'oxygène dans le milieu réactionnel comprenant lesdits copeaux ou ladite pâte brute.
De tels procédés de fabrication de pâte à papier sont caractérisés par une phase d'imprégnation préliminaire nécessitant de forts apports en produits chimiques. Ces produits chimiques sont nécessaires à la réalisation d'une imprégnation efficace pour la délignification du bois.
Les procédés actuels de fabrication de pâte à papier ont différents inconvénients et en premier lieu sont fortement consommateurs d'énergie, soit pour défibrer à sec les morceaux de bois, soit pour réaliser l'imprégnation. Dans ce dernier cas, un temps long et un apport thermique et chimique élevé sont nécessaires. Ces fortes consommations sont particulièrement dommageables sur le plan de la pollution.
En effet, une fois la fabrication de pâte à papier finalisée, il conviendra de retraiter le liquide d'imprégnation fortement chargé en produits chimiques pour l'épurer.
Les procédés actuels ont également l'inconvénient d'augmenter le coût de fabrication de pâte à papier compte tenu des consommations importantes précitées.
Un autre inconvénient des procédés de fabrication de pâte à papier réalisant une imprégnation préalable au défibrage est qu'il nécessitent un temps d'imprégnation important compte tenu de la faible surface de contact entre les fibres et le liquide d'imprégnation.
Un autre inconvénient des procédés actuels est qu'ils réalisent une dissolution quasi totale de la lignine de par l'apport important de produits chimiques et de par la température élevée. De ce fait, un retraitement supplémentaire du liquide chargé en lignine est nécessaire.
Un autre inconvénient des procédés et dispositifs actuels est qu'ils ne permettent pas la récupération d'éléments étrangers que comportent fréquemment les morceaux de bois recyclés lorsque ceux-ci ne sont pas ferreux.
La présente invention a pour but de pallier les inconvénients des procédés et dispositifs actuels et présente, pour ce faire, un procédé de production de pâte utilisée comme matière première dans l'industrie du papier qui combat le préjugé actuel selon lequel le défibrage et la délignification sont deux étapes distinctes qui ne peuvent être harmonisées de façon à dégager une synergie.
L'invention, en intercalant l'étape de défibrage entre deux étapes d'imprégnation, réalise une telle synergie.
En effet, l'imprégnation préalable au défibrage limite la puissance et la consommation d'énergie nécessaire au raffinage permettant le défibrage. Par ailleurs, le défibrage réalisé ouvre les fibres et augmente de façon conséquente la surface de contact entre le liquide d'imprégnation et les fibres. De ce fait, l'attaque du bois par le liquide d'imprégnation est plus efficace c'est-à-dire plus rapide et moins gourmande en produits chimiques.
Un autre but de l'invention est de permettre l'élimination et la récupération de tout corps étranger présent à l'origine dans les morceaux de bois.
Il est en effet fréquent, par exemple par la récupération de palettes, que le bois utilisé comme matière première pour la fabrication de pâte à papier, comporte des éléments ferreux ou non.
Le présent procédé et la présente installation ont l'avantage de permettre la récupération d'une grande partie de ces corps étrangers qu'ils soient ferreux ou non.
Un autre but de l'invention est d'améliorer le traitement de l'eau en aval de la réalisation de l'imprégnation. Elle a, pour cela, l'avantage de réaliser une séparation de la lignine et des fibres ne nécessitant pas une dissolution complète de la lignine dans le liquide d'imprégnation. Il s'ensuit que l'étape de traitement du liquide permettant d'épurer l'eau est fortement simplifiée.
Un autre objet de l'invention est de permettre, en fin d'imprégnation, la séparation de la phase fibreuse, base de la pâte à papier, et de la phase liquide, par des moyens peu consommateur en énergie électrique.
D'autres buts et avantages apparaítront au cours de la description qui va suivre et qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif.
La présente invention concerne un procédé de production de pâtes utilisées comme matière première dans l'industrie du papier, à partir de morceaux de bois, notamment de recyclage, permettant le défibrage et la délignification du bois caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes successives suivantes :
  • on mélange le bois avec un liquide d'imprégnation ;
  • on raffine le mélange pour défibrer le bois ;
  • on finalise l'imprégnation en cuve de stockage. Le mélange préalable au raffinage réduisant l'énergie nécessaire au défibrage, et l'importante surface de contact entre le bois et le liquide d'imprégnation produite par le défibrage optimisant la finalisation de l'imprégnation,
pour la fabrication d'une pâte avec de faibles consommations en énergie, en adjuvants et en eau.
L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé caractérisée par le fait qu'elle présente :
  • une cuve de mélange du bois avec un liquide d'imprégnation,
  • un raffineur recevant le mélange pour défibrer le bois,
  • au moins une cuve de stockage recevant le mélange raffiné pour finaliser l'imprégnation.
Selon un mode de réalisation du procédé, avant le mélange :
  • on déchiquette les morceaux de bois en copeaux
  • on élimine les corps étrangers ferreux par aimantation
  • on achemine les copeaux de bois jusqu'à une cuve de mélange du bois avec le liquide d'imprégnation.
On finalise l'imprégnation dans au moins deux cuves de stockage alimentées alternativement.
On oriente le mélange raffiné vers l'une ou l'autre des cuves de stockage par le biais d'une cuve intermédiaire.
En fin d'imprégnation, on réalise une décantation afin de séparer la phase fibreuse de la phase liquide et des corps étrangers résiduels.
On essore la matière fibreuse produite pour l'assécher et on récupère le liquide réinjectable comme liquide d'imprégnation.
L'installation pour la mise en oeuvre du procédé comprend en amont de la cuve de mélange :
  • au moins un déchiqueteur transformant les morceaux de bois en copeaux ;
  • au moins un dispositif magnétique pour la récupération des corps étrangers ferreux ;
  • au moins un tapis roulant pour l'acheminement du bois vers la cuve de mélange.
Ladite installation présente :
  • au moins deux cuves de stockage du mélange raffiné ;
  • une cuve intermédiaire orientant le mélange raffiné vers l'une ou l'autre des cuves de stockage.
Elle comprend, en aval des cuves de stockage, une cuve de décantation permettant de séparer la phase fibreuse de la phase liquide et des corps étrangers résiduels.
Le mélange est transporté entre les différentes cuves par des moyens de transfert composés :
  • de pompes ;
  • de canalisations.
Le fond de la cuve de décantation reçoit des moyens de pompage aptes à évacuer la phase liquide et les corps étrangers résiduels décantés.
La phase fibreuse obtenue dans la cuve de décantation est pompée vers un dessiccateur pour obtenir les fibres déshydratées et récupérer une part du liquide d'imprégnation.
Les cuves comportent des moyens de mélange en continu ou en discontinu de leur contenu.
Le dessin ci-joint est donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif. Il représente un mode de réalisation préféré selon l'invention. Il permettra de comprendre aisément l'invention.
La figure 1 présente une vue d'ensemble de l'installation pour la production de pâte à papier selon l'invention dans un mode particulier de réalisation.
L'invention s'inscrit dans le domaine de la production de pâte utilisée comme matière première dans l'industrie du papier.
Les pâtes produites ne seront pas forcément les pâtes à papier finales utilisées pour la fabrication du papier lui-même.
En effet, des étapes supplémentaires de traitement et de raffinage peuvent être nécessaires par exemple un blanchiment.
Le bois constituant la matière première utilisable selon le procédé d'installation de production de pâte ici décrit pourra être de tout type et notamment être constitué de bois de recyclage.
Pour la production de pâte utilisée comme matière première dans l'industrie du papier, deux opérations sont nécessaires à la transformation du bois. Il s'agit d'une part du défibrage correspondant à la séparation des fibres du bois. Il s'agit d'autre part de la délignification qui consiste à ôter la lignine enrobant les fibres.
Le procédé selon l'invention met en oeuvre différentes étapes de production permettant notamment de réduire fortement la consommation d'énergie d'eau et de produits chimiques pour réaliser le défibrage et la délignification.
En effet, selon l'invention, on réalise tout d'abord un mélange du bois 1 avec un liquide d'imprégnation 11.
Le liquide d'imprégnation pourra être constitué de différentes manières et est généralement formé d'eau avec d'éventuels adjuvants chimiques tels que de l'hydroxyde de sodium ou du peroxyde d'hydrogène.
La fonction du liquide d'imprégnation 11 est d'imprégner le bois ou encore de l'imbiber de façon à augmenter son volume et à procéder à la délignification.
Selon l'invention, on réalise alors une étape de raffinage du mélange 10 ainsi constitué par le bois et le liquide d'imprégnation 11. Le raffinage permet de défibrer le bois 1 c'est-à-dire de séparer les fibres les unes des autres.
On pourra, pour réaliser le défibrage, utiliser des raffineurs d'un type courant.
L'opération de raffinage ici réalisée a l'avantage d'être exothermique et permet de porter l'installation à une température de l'ordre de 60 à 70°C sans apport supplémentaire de chaleur.
Le défibrage du bois 1 effectué, on finalise alors l'imprégnation en cuve de stockage 4a,4b. Compte tenu de l'ouverture des fibres préalable à cette opération de par le raffinage, de l'augmentation de la température due à la production de chaleur du raffineur et au travail du liquide d'imprégnation 11, l'imprégnation est finalisée de manière efficace sans nécessiter un apport important en produits chimiques.
En effet, la surface de contact bois 1/liquide d'imprégnation 11 est rendue très importante par l'opération de défibrage.
Préalablement au mélange du bois 1 avec le liquide d'imprégnation 11, on réalise préférentiellement une préparation des morceaux de bois 1.
Pour ce faire, tel qu'illustré en figure 1, on procède aux opérations suivantes :
  • on déchiquette les morceaux de bois 1 en copeaux ; cette opération prépare le bois et facilite la première étape d'imprégnation.
  • on élimine les corps étrangers ferreux par aimantation.
Cette étape particulièrement utile dans le cadre d'utilisation de bois recyclé permet l'élimination des corps étrangers ferreux les plus importants tels que clous, vis ou agrafes.
  • On achemine les copeaux de bois jusqu'à une cuve de mélange 2 du bois 1 avec le liquide d'imprégnation 11.
Les moyens d'acheminement utilisés pourront être constitués de différentes manières et notamment par des tapis roulants 7 tels qu'illustrés en figure 1.
Le temps nécessaire à la finalisation de l'imprégnation est variable suivant, notamment la nature du bois. Ce point peut être gênant pour une production en continu de pâte utilisée comme matière première dans l'industrie du papier.
Pour remédier à cet inconvénient, le procédé selon l'invention réalise l'étape suivante :
  • on finalise l'imprégnation dans au moins deux cuves de stockage (Aa,4b) alimentées alternativement.
Ainsi, les cuves 4a,4b constituées en parallèle permettent un travail et une imprégnation en temps masqué et donc une production en continu.
Pour effectuer la distribution vers l'une ou l'autre des cuves 4a,4b, on oriente le mélange raffiné 12, par le biais d'une cuve intermédiaire 16.
En fin d'imprégnation, un mélange pâteux est constitué comportant de la lignine séparée des fibres mais non totalement dissoute. Cette distinction de phases présentes dans le mélange permet une séparation des différents constituants.
Dans ce sens, on réalise en fin d'imprégnation une décantation afin de séparer la phase fibreuse 13 de la phase liquide 14 et des corps étrangers résiduels.
La séparation des deux phases s'effectue par simple décantation donc sans apport d'énergie extérieur. L'évacuation des corps étrangers résiduels s'effectue par simple pesanteur dans le fond de la cuve de décantation 17.
De par leur masse volumique respective, la phase fibreuse 13 s'oriente au-dessus de la phase liquide 14.
Des moyens de pompage judicieusement positionnés sur la cuve de décantation 17 permettent de récupérer la phase fibreuse 13 ainsi séparée de la phase liquide 14.
La réalisation d'une décantation des corps étrangers résiduels a l'avantage de ne pas être conditionnée au caractère ferreux ou non de ces corps.
Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, on essore la matière fibreuse 13 produite pour l'assécher et on récupère le liquide réinjectacle comme liquide d'imprégnation 11. De cette façon, la consommation en liquide d'imprégnation est diminuée, ce qui est bénéfique pour le prix de revient de fabrication ainsi que pour les problèmes de pollution.
L'essorage de la phase fibreuse 13 permet d'obtenir des fibres sèches, constituant la matière première couramment utilisée pour la fabrication de la pâte à papier finale.
La présente invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé.
Cette installation comprend pour réaliser le mélange du bois 1 avec le liquide d'imprégnation 11, une cuve de mélange 2.
Cette cuve 2, telle qu'illustrée en figure 1, pourra être constituée de façon courante comme les autres cuves utilisées dans la présente installation.
Tel qu'indiqué précédemment, la défibrage du bois s'effectue au moyen d'un raffineur 3 recevant le mélange 10. Un raffineur 3 à disques pourra être utilisé.
L'imprégnation nécessite un temps de travail variable et, pour ce faire, le mélange raffiné 12 est reçu dans au moins une cuve de stockage 4a,4b.
La figure 1 illustre la réalisation de deux cuves de stockage 4a,4b placées en parallèle et aptes à recevoir alternativement le mélange raffiné 12. De cette façon, une imprégnation est réalisable alternativement dans les deux cuves pour une production de pâte en continu.
Pour remplir alternativement et à volonté les cuves de stockage 4a,4b, l'installation selon l'invention comprend préférentiellement une cuve intermédiaire 16 orientant le mélange raffiné 12 vers l'une ou l'autre des cuves de stockage 4a,4b.
La cuve intermédiaire 16 est donc positionnée en sortie du raffineur 3 et est reliée, à sa sortie, aux deux cuves de stockage 4a,4b tel que cela est présenté en figure 1.
Pour la préparation préalable du bois 1, l'installation pourra comprendre les éléments suivants :
  • un déchiqueteur 5 réalisant une transformation des morceaux de bois 1 en copeaux ;
  • au moins un dispositif magnétique 6 pour la récupération des corps étrangers ferreux ;ce dispositif magnétique 6 pourra être constitué notamment par des moyens d'aimantation sous forme de bobine d'induction ;
  • au moins un tapis roulant 7, comme illustré en figure 1, permettant l'acheminement du bois 1 vers la cuve de mélange 2.
Le déchiqueteur 5 utilisé pourra notamment être un raffineur à disques. Une transformation supplémentaire des morceaux de bois 1 peut être réalisée par l'intermédiaire d'un dispositif de découpe en allumettes 9 présenté en figure 1.
Ces moyens de préparation du bois 1 permettent l'obtention de copeaux de bois de taille homogène et réduite favorisant leur imprégnation.
L'imprégnation réalisée, il s'agit de récupérer seulement les fibres comprises dans le mélange raffiné et imprégné.
Pour ce faire, selon un mode de réalisation, l'installation comprend en aval des cuves de stockage 4a,4b, une cuve de décantation 17. Cette cuve 17 permet de séparer la phase fibreuse 13 de la phase liquide 14 et des corps étrangers résiduels comme présenté en figure 1.
Pour permettre d'évacuer la phase liquide 14 et les corps étrangers résiduels décantés de la cuve de décantation 17, celle-ci pourra recevoir des moyens de pompage 10 tels qu'illustrés en figure 1.
Un filtre 21 permettra la rétention des corps étrangers.
La phase fibreuse 13 peut, quant à elle, être pompée vers un dessiccateur 22 pour obtenir des fibres déshydratées 15. On peut également, de cette façon, récupérer une part du liquide d'imprégnation 11.
On pourra, pour cette opération, utiliser un dessiccateur à vis de type courant.
Entre la cuve de décantation 17 et le dessiccateur 22, un doseur 27 pourra être implanté afin de régulariser le débit vers le dessiccateur 22.
Le liquide d'imprégnation 11 récupéré en sortie du dessiccateur 22 sera préférentiellement reçu dans un réservoir 25 avant sa réinjection dans la cuve de mélange 2.
Pour réaliser les transferts entre les différentes cuves que comporte l'installation, des moyens de transfert seront utilisés.
Ces moyens de transfert seront composés :
  • de pompes 18
  • de canalisations 19
Ces pompes et canalisations sont schématisés en figure 1.
Par ailleurs, pour permettre des mélanges efficaces dans chacune des cuves 2, 12, 4a,4b et 17, des moyens de mélange 23 pourront être utilisés.
Ces moyens de mélange 23 seront actionnés à volonté en continu ou en discontinu selon la nature du mélange souhaité.
Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, les cuves de stockages 4a,4b comporteront des moyens de réinjection 28 assurant une coopération avec les moyens de mélange 22, pour homogénéiser le mélange raffiné 12 stocké dans les cuves 4a,4b.
Tout comme un doseur 27 est placé entre la cuve 17 et le dessiccateur 22, on pourra utiliser un doseur 26 entre la cuve de mélange 2 et le raffineur 3 pour régulariser le débit en direction du raffineur 3.
La figure 1 illustre, en pointillés, le transfert du liquide d'imprégnation 11 réinjecté depuis la sortie du dessiccateur 22 dans la cuve de mélange 2.
On réalise de cette façon une installation apte à recycler le liquide d'imprégnation 11 pour en limiter la consommation.
Par ailleurs, de faibles consommations de produits chimiques sont nécessaires à la réalisation du défibrage et de la délignification notamment, une simple addition d'adjuvants chimiques 8 au niveau du déchiqueteur 5 pourra être effectué sans ajout supplémentaire au cours du cycle de production.
De plus, l'invention permet un transfert du mélange (10) entre les cuves sans nécessiter des circuits à valves ou soupapes qui ont l'inconvénient de risquer de boucher l'installation par accumulation de matière solide.
La seule présence de pompes (18) et éventuellement de contrôleurs électroniques de leur alimentation (assurant la régulation du débit) permet un transfert du mélange (10) sans risque de boucher les canalisations (19).
REFERENCES
  • 1.Bois en morceaux
  • 2.Cuve de mélange
  • 3.Raffineur
  • 4a.4b. Cuves de stockage
  • 5. Déchiqueteur
  • 6. Dispositif magnétique
  • 7. Tapis roulant
  • 8. adjuvant chimique
  • 9. Dispositif de découpe en allumettes
  • 10. Mélange bois-liquide d'imprégnation
  • 11. Liquide d'imprégnation
  • 12. Mélange raffiné
  • 13. Phase fibreuse
  • 14. Phase liquide
  • 15. Fibres déshydratées
  • 16. Cuve intermédiaire
  • 17. Cuve de décantation
  • 18. Pompe
  • 19. Canalisation
  • 21. Filtre
  • 22. Dessiccateur
  • 23. Moyen de mélange
  • 24. pompe de la phase fibreuse
  • 25. Réservoir
  • 26. Doseur
  • 27. Doseur
  • 28. Moyens de réinjection

    • Claims (13)

    1. Procédé de production de pâtes utilisées comme matière première dans l'industrie du papier, à partir de morceau (1) de bois, notamment de recyclage, permettant le défibrage et la délignification du bois caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes successives suivantes :
      on déchiquette les morceaux de bois (1) en copeaux
      on mélange le bois (1) avec un liquide d'imprégnation (11) ;
      on raffine le mélange (10) pour défibrer le bois (1) ;
      on finalise l'imprégnation en cuve de stockage (4a,4b), le mélange préalable au raffinage réduisant l'énergie nécessaire au défibrage, et l'importante surface de contact entre le bois (1) et le liquide d'imprégnation (11) produite par le défibrage optimisant la finalisation de l'imprégnation,
      pour la fabrication d'une pâte avec de faibles consommations en énergie, en adjuvants et en eau.
    2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'avant le mélange :
      on élimine les corps étrangers ferreux par aimantation
      on achemine les copeaux de bois jusqu'à une cuve de mélange (2) du bois (1) avec le liquide d'imprégnation (11)
    3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait
      qu'on finalise l'imprégnation dans au moins deux cuves de stockage (4a,4b) alimentées alternativement,
      qu'on oriente le mélange raffiné (12) vers l'une ou l'autre des cuves de stockage (4a,4b) par le biais d'une cuve intermédiaire (16).
    4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait
         qu'en fin d'imprégnation, on réalise une décantation afin de séparer la phase fibreuse (13) de la phase liquide (14) et des corps étrangers résiduels.
    5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait
         qu'on essore la matière fibreuse(13) produite pour l'assécher et on récupère le liquide réinjectable comme liquide d'imprégnation.
    6. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée par le fait
         qu'elle présente :
      une cuve de mélange (2) du bois (1) avec un liquide d'imprégnation (11),
      au moins un déchiqueteur (5) transformant les morceaux de bois (1) en copeaux, en amont de la cuve de mélange (2) ;
      un raffineur (3) recevant le mélange (10) pour défibrer le bois (1),
      au moins une cuve de stockage 4a,4b) recevant le mélange raffiné (12) pour finaliser l'imprégnation.
    7. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 6 caractérisée par le fait
         qu'elle comprend en amont de la cuve de mélange (2)
      au moins un dispositif magnétique (6) pour la récupération des corps étrangers ferreux
      au moins un tapis roulant (7) pour l'acheminement du bois (1) vers la cuve de mélange (2).
    8. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 6 et 7 caractérisée par le fait
         qu'elle présente
      au moins deux cuves de stockage (4a,4b) du mélange raffiné (12)
      une cuve intermédiaire (16) orientant le mélange raffiné (12) vers l'une ou l'autre des cuves (4a,4b) de stockage.
    9. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 caractérisée par le fait
         qu'elle comprend, en aval des cuves de stockage (4a,4b), une cuve de décantation (17) permettant de séparer la phase fibreuse (13) de la phase liquide (14) et des corps étrangers résiduels.
    10. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9 caractérisée par le fait
         que le mélange (12) est transporté entre les différentes cuves par des moyens de transfert composés :
      de pompes (18) ;
      de canalisations (19)évitant l'utilisation de valves et les risques de bouchage des canalisations(19).
    11. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 9 caractérisée par le fait
         que le fond de la cuve de décantation (17) reçoit des moyens de pompage (20) aptes à évacuer la phase liquide (14) et les corps étrangers résiduels décantés.
    12. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 11 caractérisée par le fait
         que la phase fibreuse (13) obtenue dans la cuve de décantation (17) est pompée vers un dessiccateur (22) pour obtenir les fibres déshydratées (15) et récupérer une part du liquide d'imprégnation.
    13. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 12 caractérisée par le fait
         que les cuves (2, 4a, 4b, 16, 17) comportent des moyens de mélange (23) en continu ou en discontinu de leur contenu.
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