ES2325221T3 - METHOD FOR THE TREATMENT OF A PROCESS MATERIAL WITH LARGE SURFACE PLASMA. - Google Patents
METHOD FOR THE TREATMENT OF A PROCESS MATERIAL WITH LARGE SURFACE PLASMA. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2325221T3 ES2325221T3 ES06763617T ES06763617T ES2325221T3 ES 2325221 T3 ES2325221 T3 ES 2325221T3 ES 06763617 T ES06763617 T ES 06763617T ES 06763617 T ES06763617 T ES 06763617T ES 2325221 T3 ES2325221 T3 ES 2325221T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- plasma
- high voltage
- process material
- generated
- radicals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 131
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 74
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000011282 treatment Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000123 paper Substances 0.000 claims description 43
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 35
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 29
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 claims description 21
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 claims description 13
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 4
- 230000008602 contraction Effects 0.000 claims description 4
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 4
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 claims description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 claims description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims 8
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 43
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 4
- VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N [O].[Ar] Chemical compound [O].[Ar] VVTSZOCINPYFDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 235000021395 porridge Nutrition 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000011049 pearl Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 229920001875 Ebonite Polymers 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001867 hydroperoxy group Chemical group [*]OO[H] 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 238000011369 optimal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
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
- D21C9/001—Modification of pulp properties
- D21C9/007—Modification of pulp properties by mechanical or physical means
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- 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
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
-
- 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
- D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
- D21H25/04—Physical treatment, e.g. heating, irradiating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Paper (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Percussion Or Vibration Massage (AREA)
Abstract
Método para el tratamiento de un material de proceso, donde - el material de proceso es puesto en contacto con un plasma de gran superficie, preferiblemente no térmico, preferiblemente a presión por lo menos atmosférica, - el plasma es generado en la inmediata cercanía del material de proceso o se genera una descarga de gas, en particular una descarga corona, en el material de proceso o en los alrededores inmediatos, preferiblemente a una presión por lo menos atmosférica, caracterizado porque la generación del plasma o bien la descarga del gas es provocada entre los electrodos (43, 44) de impulso de alto voltaje (66, 67) con una duración (62) de por lo menos 10 µs.Method for the treatment of a process material, where - the process material is contacted with a large surface area, preferably non-thermal, preferably at least atmospheric pressure, - the plasma is generated in the immediate vicinity of the material process or a gas discharge is generated, in particular a corona discharge, in the process material or in the immediate surroundings, preferably at at least atmospheric pressure, characterized in that the plasma generation or gas discharge is caused between the high voltage pulse electrodes (43, 44) (66, 67) with a duration (62) of at least 10 µs.
Description
Método para el tratamiento de un material de proceso con plasma de gran superficie.Method for treating a material Large surface plasma process.
La invención se refiere a un método para el tratamiento de un material de proceso, donde el material de proceso es puesto en contacto con plasma de gran superficie, preferiblemente no térmico, preferiblemente a una presión que es por lo menos atmosférica, el plasma es generado en la inmediata proximidad del material de proceso o se genera en el material de proceso o en la vecindad inmediata una descarga de, en particular, una descarga corona preferiblemente a una presión por lo menos atmosférica.The invention relates to a method for treatment of a process material, where the process material is brought into contact with large surface plasma, preferably non-thermal, preferably at a pressure that is at least Atmospheric, plasma is generated in the immediate proximity of the process material or is generated in the process material or in the immediate neighborhood a download of, in particular, a download crown preferably at at least atmospheric pressure.
El tratamiento de los materiales de proceso desencadena principalmente un cambio de una estructura molecular del material de proceso, en particular, en su superficie. Por ejemplo, en la industria del papel o en la industria de los textiles, los materiales de proceso como por ejemplo rollos completos de papel o rollos completos de textil tienen que ser tratados mediante la aplicación con sustancias determinadas. En el ejemplo del papel, se alcanzan así los siguientes efectos:The treatment of process materials primarily triggers a change of a molecular structure of the process material, in particular, on its surface. By for example, in the paper industry or in the paper industry textiles, process materials such as rolls Full paper or full textile rolls have to be treated by application with certain substances. At paper example, the following effects are thus achieved:
- --
- Eliminación de grupos moleculares "coloreados", mediante lo cual se logra un aclaramiento del papel por lo menos en el rango superficial,Elimination of molecular groups "colored", whereby a clarification of the paper at least in the surface range,
- --
- aumento de la capacidad de absorción para una tinta de impresión.increased absorption capacity For a printing ink.
- --
- Aumento de la estabilidad del papel.Increase the stability of the paper.
En los textiles y plásticos ya se realiza técnicamente el tratamiento de superficies con plasmas "fríos" no térmicos, para mejorar la capacidad de ser coloreados y/o la capacidad para ser estampados mediante una funcionalización superficial, o también para controlar otras propiedades determinadas a las que se aspira como por ejemplo protección contra llama, rechazo o atracción al agua.In textiles and plastics it is already done technically the treatment of surfaces with "cold" plasmas non-thermal, to improve the ability to be colored and / or the ability to be stamped through functionalization superficial, or also to control other specific properties to which one aspires as for example flame protection, rejection or attraction to water.
De la DE 198 36 669 A1 se conoce un método para el tratamiento superficial previo de papel o cartón con plasma.From DE 198 36 669 A1 a method is known for the previous surface treatment of paper or cardboard with plasma.
De las WO 2004/101891 A1 y FR-A-2711680 se conocen métodos para el tratamiento superficial con plasma de papel y fibras ligadas.Of WO 2004/101891 A1 and FR-A-2711680 methods are known for surface treatment with paper and fiber plasma linked.
Hasta ahora no se conocen métodos de tratamiento, como son por ejemplo imprescindibles en la industria del papel, para el control de las muy altas velocidades de proceso actuales.So far there are no known methods of treatment, as they are for example essential in the industry of the paper, for the control of the very high speeds of process current.
Es un objetivo de la invención un resultado del tratamiento que sea alcanzado mediante un tratamiento de un material de proceso con plasma, para mejorar y/o aumentar la efectividad de la generación del plasma.It is an objective of the invention a result of treatment that is achieved through a treatment of a plasma process material, to improve and / or increase the effectiveness of plasma generation.
El objetivo es alcanzado mediante la generación de plasma o bien de la descarga de gas entre electrodos de impulso de alto voltaje con una duración de por lo menos 10 \mus. El empleo de tales impulsos individuales cortos de alto voltaje ha mostrado ser particularmente ventajoso, frente a la aplicación de impulsos de radiofrecuencia (RF) o de microondas o de impulsos individuales de alto voltaje con más de 10 \mus de duración que son, de lejos, menos eficientes. Para obtener una buena eficiencia energética en la generación del plasma y sus efectos positivos, tanto en gases como también en líquidos, se trabaja por ello preferiblemente con impulsos de alto voltaje muy cortos. La duración del pulso debería ser claramente menor, comparada con la correspondiente a un tiempo de formación del tiempo total de perforación, en el medio respectivo.The goal is achieved through the generation plasma or gas discharge between impulse electrodes high voltage with a duration of at least 10 \ mus. He use of such short individual high voltage impulses has shown to be particularly advantageous, compared to the application of radiofrequency (RF) or microwave or pulse pulses individual high voltage with more than 10 \ mus duration They are by far less efficient. To obtain a good efficiency energy in plasma generation and its positive effects, both in gases and liquids, it works for it preferably with very short high voltage pulses. The Pulse duration should be clearly shorter, compared to the corresponding to a formation time of the total time of drilling, in the respective medium.
Según la invención, en contraposición a los procedimientos conocidos para textiles y plásticos, no se trabaja con un reactor de plasma a baja presión, lo cual es muy costoso debido a la indispensable generación de vacío, sino que se aplica presión atmosférica.According to the invention, as opposed to known procedures for textiles and plastics, it does not work with a low pressure plasma reactor, which is very expensive due to the indispensable generation of vacuum, but it is applied atmospheric pressure.
Preferiblemente, el material de proceso es un tejido fibroso no entretejido en una suspensión, en particular fibras o pulpa, un papel a ser fabricado, un cartón a ser fabricado, una cartulina a ser fabricada, sus materiales de partida para la producción y/o sus productos intermedios durante la producción, en particular una hoja húmeda o seca y/o no prensada.Preferably, the process material is a fibrous tissue not interwoven into a suspension, in particular fibers or pulp, a paper to be manufactured, a cardboard to be manufactured, a cardboard to be manufactured, its starting materials for production and / or its intermediate products during production, in Particularly a wet or dry and / or non-pressed sheet.
Preferiblemente, el plasma es generado a una distancia inferior a 20 cm, preferiblemente inferior a 10 cm, más preferido inferior a 5 cm del material de proceso. Para alcanzar un buen resultado del tratamiento, por ejemplo un blanqueo de un rollo de papel es ventajoso generar el plasma en el alrededor inmediato del material de proceso.Preferably, the plasma is generated at a distance less than 20 cm, preferably less than 10 cm, more preferred less than 5 cm of the process material. To reach a good treatment result, for example a bleach of a roll of paper it is advantageous to generate the plasma in the immediate surroundings of the process material.
Es ventajoso que el material de proceso entre en contacto con el plasma o bien sea tratado por medio de la descarga de gas por ambos lados. El tratamiento con plasma por ambos lados del material de proceso hace posible una alta eficiencia del tratamiento y una preferiblemente alta profundidad de penetración en el material de proceso de, por ejemplo, vehículos agresivos.It is advantageous for the process material to enter contact with the plasma or be treated through discharge of gas on both sides. Plasma treatment on both sides of the process material makes possible a high efficiency of the treatment and preferably high penetration depth in the process material of, for example, aggressive vehicles.
Una forma preferida de operar la invención es emplear el plasma o bien la descarga de gas para blanquear el material de proceso, en particular en un horno, en un recipiente de blanqueo o en una conducción. Si se aplica el método por ejemplo dentro de un elemento de unión o una conducción, la cual es preparada para el transporte del material de proceso, entonces puede aplicarse el método para el tratamiento del material de proceso en forma ventajosa durante el transporte de éste y con ello acortar el tiempo de proceso.A preferred way of operating the invention is use the plasma or the gas discharge to bleach the process material, in particular in an oven, in a container of bleaching or driving If the method is applied for example within a joint element or a conduit, which is prepared for the transport of the process material, then the method for the treatment of the material of process advantageously during transport and with it Shorten the process time.
En una modificación adicional preferida, se pone en contacto el material de proceso con por lo menos un electrodo para la generación del plasma o bien la descarga de gas.In a further preferred modification, it is set in contact with the process material with at least one electrode for plasma generation or gas discharge.
De forma adecuada, se aplica el método sobre diferentes tipos o bien estados de los materiales de proceso. En una aplicación preferida, el contenido del líquido portador, en particular agua, en el material de proceso está en el rango entre 40% y 99,9%, preferiblemente en el rango entre 80% y 98% y en particular en el rango entre 85% y 98%. Con el empleo del método acorde con la invención, dentro de un líquido portador pueden generarse también de modo ventajoso reacciones químicas particularmente eficientes que provocan el resultado del tratamiento.Properly, the method is applied on different types or states of the process materials. In a preferred application, the content of the carrier liquid, in particular water, in the process material is in the range between 40% and 99.9%, preferably in the range between 80% and 98% and in particular in the range between 85% and 98%. With the use of the method according to the invention, within a carrier liquid they can chemical reactions are also advantageously generated particularly efficient that cause the result of treatment.
Preferiblemente, en el plasma o por medio de la descarga de gas se genera radicales que actúan sobre los materiales de proceso. Estos radicales efectúan una reacción química, por ejemplo con efecto blanqueador, la cual apoya de modo efectivo el logro del propósito de tratamiento del proceso de tratamiento.Preferably, in the plasma or by means of the Gas discharge is generated radicals that act on the materials of process. These radicals effect a chemical reaction, by example with bleaching effect, which effectively supports the achievement of the treatment purpose of the treatment process.
Con particular ventaja se emplean radicales de diferente tipo o composición para diferentes estados del material de proceso en un proceso de producción de papel, cartulina o cartón, en particular en diferentes etapas del proceso.With particular advantage radicals of different type or composition for different material states of process in a paper, cardboard or cardboard production process, in particular at different stages of the process.
Es particularmente preferido y conveniente que en un proceso de producción de papel o cartón, el material de proceso sea expuesto a radicales de diferente tipo o composición dentro de unas etapas del proceso, preferiblemente uno después de otro en el tiempo. De este modo, etapa por etapa, se alcanza con ventaja un resultado óptimo del tratamiento.It is particularly preferred and convenient that in a paper or cardboard production process, the material of process is exposed to radicals of different type or composition within a few stages of the process, preferably one after Another in time. Thus, stage by stage, it is achieved with advantage an optimal treatment result.
Resulta conveniente que como radicales se generen ozono, peróxido de hidrógeno, hidroxilo, HO_{2} y/o HO_{2}^{-}.It is convenient that as radicals generate ozone, hydrogen peroxide, hydroxyl, HO2 and / or HO_ {2} -.
De manera ventajosa, en el blanqueado de los materiales de proceso, el plasma o la descarga de gas son aplicados de manera que como radicales se formen ozono y/o peróxido de hidrógeno aumentados.Advantageously, in the bleaching of Process materials, plasma or gas discharge are applied so that radicals form ozone and / or peroxide of increased hydrogen
Partiendo de la aplicación de diferentes tipos o combinaciones de radicales sobre diferentes insumos de proceso, es ventajoso que, durante el cribado y/o en el material de proceso distribuido bidimensionalmente, se aplique el plasma o la descarga de gas de tal manera que como radicales se formen hidroxilo, HO_{2} y/o HO_{2}^{-} aumentados.Starting from the application of different types or combinations of radicals on different process inputs, is advantageous that, during screening and / or in the process material Distributed two-dimensionally, apply plasma or discharge of gas such that hydroxyl is formed as radicals, HO 2 and / or HO 2 {-} increased.
De manera ventajosa se modula una tasa de generación de los radicales y/o la composición de los radicales generados, influyendo en una amplitud, una duración de impulso y/o una tasa de repetición de impulso del impulso de alto voltaje. Puesto que, aparte del tipo y composición de los radicales, también se genera la concentración de los radicales mediante un proceso eléctrico y con ello se modula muy bien en tiempo real, tal método es muy económico y puede ser ajustado posteriormente dentro de tiempo más corto, para diferentes resultados del tratamiento como por ejemplo en el contexto con algoritmos que tengan la capacidad de ser autoaprendidos.Advantageously, a rate of generation of radicals and / or radical composition generated, influencing an amplitude, a pulse duration and / or a pulse repetition rate of the high voltage pulse. Since, apart from the type and composition of the radicals, also the concentration of the radicals is generated by a process electrical and with it it modulates very well in real time, such a method It is very economical and can be adjusted later within shorter time, for different treatment results such as for example in the context with algorithms that have the ability to Be self-taught
Es conveniente que para la modulación y regulación de la tasa de generación y/o del tipo de radicales generados, se mida una concentración de los radicales generados. En un circuito de regulación o método de regulación preferiblemente empleados para la generación de plasma, se busca la concentración de radicales como valor real.It is convenient that for modulation and regulation of the generation rate and / or type of radicals generated, a concentration of the generated radicals is measured. In a regulation circuit or regulation method preferably used for plasma generation, the concentration of radicals as real value.
Para el control y la modulación de la tasa de generación o de la composición de los radicales generados, se alcanza un aumento adicional de la toma de influencia a la que se aspira, midiendo una propiedad de la suspensión, preferiblemente una propiedad de calidad, en particular su opacidad, brillo, blancura, fluorescencia coloreados. En virtud el resultado de la medición de las propiedades de calidad, se obtiene una retroalimentación que permite controlar de manera óptima el proceso del tratamiento.For the control and modulation of the rate of generation or composition of the generated radicals, it reaches an additional increase in the influence taken by aspirates, measuring a property of the suspension, preferably a quality property, in particular its opacity, brightness, whiteness, fluorescence colored. Under the result of the measurement of quality properties, you get a feedback that optimally controls the process of treatment
De manera adecuada se mide preferiblemente la concentración o bien la propiedad "en línea". Teniendo en cuenta un proceso automatizado, esto es particularmente ventajoso, preferiblemente con componentes de automatización y sensores, puesto que la reacción ocurre cuasi simultáneamente con una propiedad cambiante de calidad.Properly, the concentration or property "online". Having in It has an automated process, this is particularly advantageous, preferably with automation components and sensors, since the reaction occurs almost simultaneously with a Changing quality property.
Para la regulación, es adecuado cambiar la amplitud del impulso de alto voltaje a una tasa constante de repetición.For regulation, it is appropriate to change the high voltage pulse amplitude at a constant rate of repetition.
En una modificación adicional conveniente, para la regulación se cambia la tasa de repetición del impulso de alto voltaje a una amplitud constante.In a convenient additional modification, for the regulation changes the repetition rate of the high pulse voltage at a constant amplitude.
Se alcance un mejoramiento adicional del resultado del tratamiento, enriqueciendo con oxígeno el material de proceso, preferiblemente para el blanqueado, en el ámbito de incidencia del plasma.A further improvement of the result of the treatment, enriching with oxygen the material of process, preferably for bleaching, in the field of plasma incidence
Si el material de proceso está presente como suspensión o pulpa o como papilla de fibras, entonces es particularmente ventajoso que, teniendo en cuenta el resultado del tratamiento, preferiblemente para el blanqueado, se emplee una duración de impulso de alto voltaje inferior a 100 ns. Si por ejemplo se colocan los electrodos de un dispositivo de blanqueo por completo en el interior de la suspensión, en razón de la alta conductividad de la suspensión es muy ventajoso trabajar con pequeñas duraciones de impulso de alto voltaje. Cuanto más alta sea la conductividad, por ejemplo de la suspensión, mas puede presentarse " pérdida óhmica" a muy altas duraciones de impulso.If the process material is present as suspension or pulp or as fiber porridge, then it is particularly advantageous that, taking into account the result of treatment, preferably for bleaching, use a high voltage pulse duration less than 100 ns. Yes for example the electrodes of a bleaching device are placed by complete inside the suspension, because of the high suspension conductivity is very advantageous to work with Small durations of high voltage impulse. The higher it is the conductivity, for example of the suspension, but can present "ohmic loss" at very high durations of impulse.
Además, en el sentido de un óptimo resultado del tratamiento es conveniente que el material de proceso distribuido bidimensionalmente, en particular por tamizado, esté rodeado en el ámbito de incidencia del plasma por una atmósfera enriquecida con vapor de agua.In addition, in the sense of an optimal result of the treatment it is convenient that the distributed process material two-dimensionally, in particular by sieving, be surrounded in the field of incidence of plasma by an atmosphere enriched with water vapor.
Preferiblemente, para un material de proceso distribuido superficialmente, en particular pulpa o papilla de fibra o para hoja aún no prensada que se forma o formada, en particular en el tamizado, se emplea una duración de impulso de alto voltaje de 100 ns a 1 \mus. Como ya se mencionó, en suspensiones con alta conductividad se presenta pérdida "óhmica"; de allí que sea ventajoso emplear impulsos con una baja duración de impulso y una alta pendiente de flanco.Preferably, for a process material superficially distributed, in particular pulp or porridge fiber or for sheet not yet pressed which is formed or formed, in Particularly in sieving, a pulse duration of high voltage from 100 ns to 1 \ mus. As already mentioned, in suspensions with high conductivity loss occurs "ohmic"; hence it is advantageous to use impulses with a Low pulse duration and high flank slope.
Para suspensiones con conductividad extremadamente alta es adecuado preferiblemente, aplicar un impulso de alto voltaje con una duración inferior a 3 \mus, preferiblemente inferior a 1 \mus, preferiblemente inferior a 500 ns. La aplicación de impulsos cortos tiene la ventaja de que por un lado la mayor proporción de la energía de impulso no es transformada como fracción óhmica en calor y por otro se genera una carga de corriente con generación más eficiente radicales.For suspensions with conductivity extremely high is preferably preferably apply a pulse high voltage with a duration of less than 3 \ mus, preferably less than 1 [mu], preferably less than 500 ns. The application of short pulses has the advantage that for a side the largest proportion of the impulse energy is not transformed as an ohmic fraction into heat and on the other a Current load with more efficient radical generation.
Además, es particularmente ventajoso que para un material de proceso distribuido bidimensionalmente, en particular para pulpas o papilla de fibra o para hoja aún no prensada que se forma o formada, en particular en el tamizado, se aplique en los electrodos la amplitud correspondiente a por lo menos dos veces el valor, preferiblemente por lo menos tres veces el valor de un voltaje corona de empleo.In addition, it is particularly advantageous that for a process material distributed two-dimensionally, in particular for pulps or fiber porridge or for sheet not yet pressed which is form or formed, in particular in sieving, be applied in electrodes the amplitude corresponding to at least twice the value, preferably at least three times the value of a Corona employment voltage.
Además, es adecuado que para la generación del plasma o bien de la descarga corona se genere una descarga corona del mismo voltaje y la descarga corona del mismo voltaje se superponga con los impulsos de alto voltaje. La superposición de los impulsos de alto voltaje con un voltaje igual tiene la particular ventaja de que ya desde un nivel de energía muy alto pueden arrancar los impulsos de alto voltaje ricos en energía.In addition, it is appropriate for the generation of plasma or corona discharge a corona discharge is generated of the same voltage and the corona discharge of the same voltage is overlap with high voltage pulses. Overlapping high voltage impulses with an equal voltage have the particular advantage that already from a very high energy level they can start the high-voltage impulses rich in energy.
Además, se prefiere emplear una tasa de repetición de impulso entre 10 Hz y 5 kHz, en particular del rango de 10 Hz a 10 kHz.In addition, it is preferred to employ a rate of pulse repetition between 10 Hz and 5 kHz, in particular of the range from 10 Hz to 10 kHz.
Para la ya mencionada automatización del método es ventajoso que la inyección de potencia de energía eléctrica en el plasma sea gobernada principalmente por la regulación de la amplitud, la duración del impulso y la tasa de repetición del impulso, del impulso superpuesto de alto voltaje.For the aforementioned automation of the method it is advantageous that the injection of electric power power into the plasma is governed mainly by the regulation of amplitude, pulse duration and repetition rate of impulse, of the superimposed high voltage impulse.
En una aplicación preferida del método se genera un plasma homogéneo, de gran volumen, con alta densidad de potencia sin que haya contracción ó perforación del plasma. Mediante la generación de un plasma estable se puede mantener una tasa de generación constante y alta, si por el contrario ocurre la contracción ó perforación del plasma entonces se reduce la tasa de generación.In a preferred application of the method it is generated a homogeneous, high volume plasma with high power density without contraction or perforation of the plasma. By means of the stable plasma generation can maintain a rate of constant and high generation, if instead the plasma contraction or perforation then the rate of generation.
También es adecuado que, en caso de que se emplee un voltaje CD de tal altura, en el plasma se forme, en combinación con los impulsos superpuestos de alto voltaje, una descarga corona CD estable.It is also appropriate that, in case use a DC voltage of such height, in the plasma is formed, in combination with superimposed high voltage impulses, a download stable CD crown.
En ello, es particularmente ventajoso que la amplitud total empleada (voltaje CD + amplitudes de impulso) esté sobre el voltaje estático de ruptura del arreglo de los electrodos.In this, it is particularly advantageous that the total amplitude used (CD voltage + pulse amplitudes) be over the static breakdown voltage of the array of electrodes
Además, la amplitud total empleada es preferiblemente 2-5 veces el voltaje estático de ruptura correspondiente al arreglo de los electrodos.In addition, the total amplitude used is preferably 2-5 times the static voltage of break corresponding to the arrangement of the electrodes.
Es particularmente adecuado que las amplitudes de los impulsos de alto voltaje estén entre 10% y 1000% del voltaje CD empleado.It is particularly suitable that the amplitudes of the high voltage pulses are between 10% and 1000% of the voltage CD used.
Para una distribución uniforme del plasma sobre el material de proceso es adecuado que se genere una corriente de gas perpendicular al ordenamiento de los electrodos.For uniform distribution of plasma over the process material is suitable that a current of gas perpendicular to the arrangement of the electrodes.
De modo alternativo, es posible que se genere una corriente de gas paralela al ordenamiento de los electrodos.Alternatively, it may be generated a gas stream parallel to the arrangement of the electrodes.
Preferiblemente, ejemplos de operación de la invención que sin embargo en ningún caso son limitantes, son explicados ahora en más detalle en virtud de la ilustración. Para la aclaración se elabora la ilustración a escala, y ciertas características son representadas sólo esquemáticamente. Las correspondientes partes están en las figuras dotadas con símbolos de referencia de las mismas. Se muestra en detalle laPreferably, examples of operation of the invention that however are in no case limiting, are explained now in more detail by virtue of the illustration. For the clarification the illustration is drawn to scale, and certain Features are represented only schematically. The corresponding parts are in the figures provided with symbols of reference of the same. It shows in detail the
Fig 1 una representación esquemática de una instalación para la producción de papel con un dispositivo de tamizado, un dispositivo de prensado y una instalación de afinado y/o secado,Fig 1 a schematic representation of a installation for paper production with a device sieving, a pressing device and a tuning installation and / or dried,
Fig 2 un dispositivo de blanqueo,Fig 2 a bleaching device,
\newpage\ newpage
Fig 3 una representación (corte) de un arreglo para la generación de radicales en plasma corona en pulpa o aire: arreglo de placas paralelas o de tubos con alambre, el cual es superpuesto a un alto voltaje pulsante,Fig 3 a representation (cut) of an arrangement For the generation of plasma radicals in pulp or air corona: arrangement of parallel plates or tubes with wire, which is superimposed on a high pulsating voltage,
Fig 4 una representación del principio de impulsos para la generación de radicales en descarga corona en aire o en medios acuosos mediante el uso de impulsos de alto voltaje cortos (típicamente < 1 \mus) con alta tasa de repetición del impulso,Fig 4 a representation of the principle of impulses for the generation of radicals in corona discharge in air or in aqueous media through the use of high voltage pulses short (typically <1 \ mus) with high repetition rate of impulse,
Fig 5 a Fig 10 arreglo de electrodos y sistema de electrodos para la generación de descargas corona: arreglos placa-placa, placa-alambre-placa, alambre-tubo coaxiales, puntas-placa, polipuntas-placa, malla-placa (tubo), malla-malla,Fig 5 to Fig 10 electrode array and system of electrodes for the generation of corona discharges: arrangements plate-plate, plate-wire-plate, coaxial wire-tube, tips-plate, poly-plates-plate, mesh-plate (tube), mesh-mesh,
Fig 11 una descarga híbrida, donde un electrodo se encuentra completamente sobre el medio de la criba, mientras que el segundo electrodo está formado por la criba,Fig 11 a hybrid discharge, where an electrode It is completely over the middle of the sieve, while the second electrode is formed by the sieve,
Fig 12 un ordenamiento de placas o malla con superficies curvadas para el ajuste de la pared del recipiente o bien empleo de ellas como electrodo, electrodos concéntricos en forma de tubos para el empleo de la tubería o torres existentes para la pulpa como recipiente de reacción,Fig 12 an order of plates or mesh with curved surfaces for adjusting the vessel wall or good use of them as electrode, concentric electrodes in form of pipes for the use of the existing pipe or towers for the pulp as a reaction vessel,
Fig 13 una descarga pulsante en la zona de gas cercana a la superficie sobre el regulador de la criba con arreglo de placas y alambres múltiples, yFig 13 a pulsating discharge in the gas zone close to the surface on the sieve regulator with arrangement of multiple plates and wires, and
Fig 14 un sistema pulsante de descarga corona con alambres-tubos coaxiales, con burbujas de gas perladas, finamente distribuidas, de manera que en el rango de la descarga están presentes muy finas perlas de gas y sale predominantemente una formación de generador en las burbujas de gas.Fig 14 a pulsating corona discharge system with wires-coaxial tubes, with gas bubbles pearls, finely distributed, so that in the range of discharge are present very fine gas beads and comes out predominantly a generator formation in the bubbles of gas.
La Fig 1 muestra una representación esquemática de una instalación compleja para la producción de papel 1, como se emplea en las fábricas de papel de hoy. Su construcción y la composición de diferentes agregados son determinadas por el tipo de calidad de papel, cartón y cartulina a ser producidos así como del tipo de materia prima empleada. La instalación para la producción de papel 1 tiene una extensión en el espacio de aproximadamente 10 m de ancho y aproximadamente 120 m de largo. La instalación para la producción de papel produce hasta 1400 m de papel 27 por minuto. Toma sólo unos pocos segundos desde el primer choque de la suspensión o de la pulpa 39 sobre el dispositivo de cribado 9 hasta que el papel 27 esté listo, el cual finalmente es enrollado en un rollo 15. El material fibroso 30 (ver Fig 2) diluido con agua en una relación 1:100, junto con sustancias auxiliares es aplicado sobre el dispositivo de cribado 9 con el tamiz 10. Las fibras se depositan sobre el tamiz 10 juntas y una sobre otra. El agua de tamiz 23 puede drenar o ser aspirada por medio de varias zonas de cámaras de aspiración 24. De esta manera surge una unión homogénea de fibras la cual es deshidratada adicionalmente mediante la presión mecánica en un dispositivo de prensado 11 y con ayuda de vapor caliente. El proceso total de producción de papel se subdivide en ello esencialmente en las zonas de tratamiento del material, máquina de papel, refinado y dotación.Fig 1 shows a schematic representation of a complex installation for the production of paper 1, as employed in the paper mills of today. Its construction and the Composition of different aggregates are determined by the type of quality of paper, cardboard and cardboard to be produced as well as of type of raw material used. The production facility of paper 1 has an extension in the space of approximately 10 m wide and approximately 120 m long. The installation for the paper production produces up to 1400 m of paper 27 per minute. It takes only a few seconds since the first crash of the suspension or pulp 39 on the screening device 9 up to that paper 27 is ready, which is finally rolled in a roll 15. Fibrous material 30 (see Fig 2) diluted with water in a 1: 100 ratio, together with auxiliary substances is applied on the screening device 9 with the sieve 10. The fibers are deposited on the screen 10 together and one on the other. Sieve Water 23 It can be drained or aspirated by means of several chamber zones aspiration 24. In this way a homogeneous union of fibers arises the which is further dehydrated by mechanical pressure in a pressing device 11 and with the help of hot steam. He total paper production process is subdivided into it essentially in the material treatment areas, machine paper, refining and endowment.
El papel usado y por regla general también la celulosa llegan a una fábrica de papel en forma seca, mientras que la pulpa de madera normalmente es generada en la misma fábrica y es bombeada como mezcla de agua/fibra, por consiguiente como una suspensión de material fibroso entretejido, a la central de materiales 3. El papel usado y la celulosa 30 (ver Fig 2) son asimismo disueltos por adición de agua en una pila de fibras 35 (Fig 2). Los componentes extraños al papel son dejados salir sobre diferentes agregados de clasificación (no representados aquí). En la central de materiales 3 ocurre, dependiendo del tipo de papel deseado, la mezcla de las diferentes materias primas. Aquí también se añaden las sustancias auxiliares y de relleno, las cuales sirven para el mejoramiento de la calidad del papel y el aumento de la productividad.The paper used and as a rule also the cellulose arrive at a paper mill in dry form, while wood pulp is usually generated in the same factory and is pumped as a water / fiber mixture, therefore as a suspension of interwoven fibrous material, to the central Materials 3. Used paper and cellulose 30 (see Fig 2) are also dissolved by adding water in a pile of fibers 35 (Fig 2). The non-paper components are let out on different classification aggregates (not shown here). In material center 3 occurs, depending on the type of paper desired, the mixture of different raw materials. Here too auxiliary and filler substances are added, which serve for the improvement of paper quality and the increase of productivity.
El tope de material 7 de la instalación para la producción de papel 1 distribuye homogéneamente la suspensión de material fibroso sobre el ancho total del tamiz. Al final del dispositivo de cribado 9 el rollo de papel 27 contiene todavía aproximadamente 80% de agua.The material stop 7 of the installation for paper production 1 homogeneously distributes the suspension of fibrous material over the total sieve width. At the end of screening device 9 the paper roll 27 still contains approximately 80% water
En el dispositivo de prensado 11 ocurre mediante la presión mecánica un proceso adicional de deshidratado. En ello, el rollo de papel 27 es conducido por medio de un paño de fieltro sin fin absorbente entre rodillos de acero, granito o ebonita, y con ello deshidratada. Una parte del agua del tamiz 23 es recogida mediante la zona de cámara de aspiración 24 es transportada hasta un clasificador 5 y otra parte es recirculada hasta un recogedor de pulpa 17. Al dispositivo de prensado 11 está conectada una instalación de secado 13. El agua remanente que queda es evaporada en la instalación de secado 13. En forma deslizante el rollo de papel 27 pasa por varios cilindros de secado calentados por vapor. Al final, el rollo de papel 27 tiene un bajo porcentaje de humedad. El vapor de agua generado en la instalación de secado 13 es aspirado y conducido a una instalación de recuperación de calor no representada.In the pressing device 11 occurs by mechanical pressure an additional dehydration process. On it, paper roll 27 is driven by means of a felt cloth endless absorbent between steel, granite or ebonite rollers, and thereby dehydrated. A part of the water from the sieve 23 is collected by means of the suction chamber zone 24 it is transported to a classifier 5 and another part is recirculated to a collector of pulp 17. To the pressing device 11 is connected a drying system 13. The remaining water is evaporated in the drying installation 13. Sliding the roll of Paper 27 passes through several steam-heated drying cylinders. In the end, the paper roll 27 has a low percentage of humidity. The water vapor generated in the drying installation 13 is aspirated and led to a heat recovery facility not represented.
Para un tratamiento de la suspensión de fibra 39 como material de proceso de acuerdo al método acorde con la invención, están dispuestos en un primer ejemplo de operación entre el tope del material 7 y la zona del comienzo del dispositivo de cribado 9, un primer electrodo 43 debajo del dispositivo de cribado 9 y un segundo electrodo 44 sobre el dispositivo de cribado 9. Los electrodos 43 y 44 están dispuestos de modo que la suspensión de fibra 39 distribuida bidimensionalmente pasa entre ellos. Con ello, para el tratamiento de la suspensión de fibra 39 puede generarse un plasma de gran superficie a presión atmosférica en la inmediata proximidad de la suspensión de fibras 39, los electrodos 43 y 44 están unidos a un generador 46 de impulso de alto voltaje. Con este generador de impulso de alto voltaje se produce entre los electrodos 43 y 44 un plasma voluminoso con una gran sección transversal y con alta densidad de potencia. Con esto se distribuye una densidad del plasma de forma homogénea sobre la zona de tratamiento, la cual está cubierta por los electrodos 43 y 44. De acuerdo con la invención, este plasma voluminoso con alta densidad de potencia es generado de modo que se superpone a una descarga corona CD intensa, de impulsos de alto voltaje y corta duración, con una alta tasa de repetición de impulso de 1 kHz. Mediante esta forma de funcionamiento se genera un plasma homogéneo extremadamente voluminoso con una alta densidad de potencia, sin que durante las descargas corona CD ocurran contracciones conocidas del plasma.For a fiber suspension treatment 39 as process material according to the method according to the invention, are arranged in a first example of operation between the top of the material 7 and the area of the beginning of the device screening 9, a first electrode 43 under the screening device 9 and a second electrode 44 on the screening device 9. The electrodes 43 and 44 are arranged so that the suspension of Fiber 39 distributed two-dimensionally passes between them. With that, for the treatment of the fiber suspension 39 a large surface plasma at atmospheric pressure in the immediate proximity of the fiber suspension 39, electrodes 43 and 44 they are attached to a high voltage pulse generator 46. With this high voltage pulse generator is produced between the electrodes 43 and 44 a bulky plasma with a large cross section and with high power density This distributes a density of homogeneously plasma over the treatment area, which is covered by electrodes 43 and 44. According to the invention, This bulky plasma with high power density is generated from so that it superimposes on an intense, impulse corona corona discharge High voltage and short duration, with a high repetition rate 1kHz pulse This way of operation is generated an extremely bulky homogeneous plasma with a high density of power, without the occurrence of corona CD discharges known contractions of plasma.
Para apoyar el efecto del tratamiento, el cual ejerce el plasma voluminoso frío sobre la suspensión de fibra, se introduce en la zona de tratamiento entre los electrodos 43 y 44, dado el caso, oxígeno con argón como gas de soporte por medio de un distribuidor de gas 81 por una conducción de gas 80. Con la ayuda de la mezcla oxígeno-argón se generan de modo particularmente ventajoso radicales hidroxilo. Los radicales hidroxilo son particularmente agresivos y oxidantes, con lo cual se alcanza un efecto de blanqueado del material de proceso que permanece solo unos pocos segundos en la zona de tratamiento de entre los electrodos 43 y 44.To support the effect of the treatment, which exerts the cold bulky plasma on the fiber suspension, it introduces into the treatment zone between electrodes 43 and 44, if necessary, oxygen with argon as a support gas by means of a gas distributor 81 for a gas line 80. With the help of the oxygen-argon mixture are generated so particularly advantageous hydroxyl radicals. The radicals hydroxyl are particularly aggressive and oxidizing, thereby achieves a bleaching effect of the process material that remains only a few seconds in the treatment area of between electrodes 43 and 44.
En la Fig 1 se representa también un segundo ejemplo de operación de la aplicación del método según la invención:A second is also shown in Fig 1 example of operation of the application of the method according to the invention:
En forma análoga a lo anteriormente descrito, con un sistema de electrodos 47, 48 se genera en el dispositivo de prensado 11 un plasma de gran superficie para el tratamiento del rollo de papel 27, que aquí representa el material de proceso. El primer electrodo 47 en el dispositivo 11 está construido como un electrodo de malla semicircular. Por el diseño semicircular del electrodo 47, el recorrido del rollo de papel puede continuar sobre un rodillo de transporte 12. El segundo electrodo 48 en el dispositivo de prensado 11 está acondicionado como un electrodo de placa y arreglado de tal modo que el rodillo de transporte 12 puede ser operado entre los electrodos 47 y 48. Para estimular aquí también la formación de radicales en el plasma puede, dado el caso, hacerse incidir una mezcla de oxígeno-argón en la zona de tratamiento de plasma mediante el distribuidor de gas 81 con la conducción de gas 80.In a manner analogous to the above, with an electrode system 47, 48 is generated in the device pressed 11 a large surface plasma for the treatment of paper roll 27, which here represents the process material. He first electrode 47 in device 11 is constructed as a semicircular mesh electrode. For the semicircular design of the electrode 47, the paper roll path can continue on a transport roller 12. The second electrode 48 in the pressing device 11 is conditioned as an electrode of plate and arranged in such a way that the transport roller 12 can be operated between electrodes 47 and 48. To stimulate here also the formation of radicals in the plasma can, if necessary, having an oxygen-argon mixture affected the Plasma treatment zone by gas distributor 81 with gas conduction 80.
El procedimiento de prensado condensa la estructura del papel, influye de una manera determinante en una mayor estabilidad y una calidad de la superficie. Mediante el tratamiento del papel prensado con plasma frío, en particular con los radicales generados, se modifica adicionalmente la estructura molecular de la superficie del papel. Aumenta la estabilidad del papel 27 y mejora la capacidad para ser estampado.The pressing procedure condenses the paper structure, influences in a decisive way in a Greater stability and surface quality. Through the treatment of cold plasma pressed paper, in particular with the generated radicals, the structure is modified further molecular surface of the paper. Increase the stability of the 27 paper and improves the ability to be stamped.
Con los arreglos consabidos de los electrodos 43 y 44 así como 47 y 48 es posible, según el método acorde con la invención, conducir el rollo de papel 27 entre los generadores de descarga. Un generador es una forma especial de una nube de plasma que se desplaza en forma lineal o un canal de descarga ubicado en el desarrollo, que se forma a raíz de la alta intensidad estimulada de campo externo. Una formación de tal generador tiene lugar dentro de menos de 10 ns y se convierte muy rápido en un canal térmico de penetración. El arreglo consabido de los sistemas de electrodos, donde el rollo de papel 27 se encuentra entre los electrodos usados para el generador de descarga, es particularmente ventajoso puesto que el papel 27 actúa para ello parcialmente como una barrera dieléctrica por lo cual se reprime la ruptura del generador.With the usual arrangements of electrodes 43 and 44 as well as 47 and 48 is possible, according to the method according to the invention, driving the paper roll 27 between the generators of discharge. A generator is a special form of a plasma cloud that moves in a linear fashion or a discharge channel located in the development, which is formed following the stimulated high intensity of external field A formation of such a generator takes place within less than 10 ns and it becomes very fast in a thermal channel of penetration. The usual arrangement of electrode systems, where the roll of paper 27 is between the used electrodes For the discharge generator, it is particularly advantageous since that paper 27 acts partially as a barrier dielectric whereby the breakdown of the generator is suppressed.
La Fig 2 muestra un dispositivo de blanqueo 38
como tercer ejemplo de aplicación. Se transporta una materia prima
30, en particular celulosa, -aquí el material de proceso- sobre una
banda transportadora 33 a una pila de fibra 35. En la pila de fibra
35 se mezcla la materia prima 30 con agua y se bombea por una
conducción tubular 36 a una pila de blanqueo 37. Un primer
electrodo 43' y un segundo electrodo 44' son operados en cada caso
como un electrodo de malla de área circular. El primer electrodo 43'
está dispuesto en el espacio de cabeza de la suspensión 39 de
fibras de celulosa colocadas en la pila de blanqueo 37. El segundo
electrodo 44' está dispuesto en el interior de la pila de blanqueo
37 y con ello está completamente cubierto por la suspensión 39 de
fibras de celulosa. Entre los dos electrodos 43' y 44' se genera un
plasma frío de grandes dimensiones por medio del generador de
impulso de alto voltaje
46.Fig 2 shows a bleaching device 38 as a third application example. A raw material 30, in particular cellulose, is transported - here the process material - on a conveyor belt 33 to a fiber stack 35. In the fiber stack 35 the raw material 30 is mixed with water and pumped through a conduit tubular 36 to a bleaching cell 37. A first electrode 43 'and a second electrode 44' are operated in each case as a circular area mesh electrode. The first electrode 43 'is disposed in the head space of the suspension 39 of cellulose fibers placed in the bleach cell 37. The second electrode 44' is disposed inside the bleach cell 37 and is thus completely covered by suspension 39 of cellulose fibers. Between the two electrodes 43 'and 44' a large cold plasma is generated by means of the high voltage pulse generator
46.
Mediante un tratamiento directo de la suspensión 39 de fibras de celulosa con el plasma frío, se generan en la suspensión 39 preferiblemente los radicales OH^{-}, HOO^{-}, O, O_{3}. Estos radicales provocan una reacción química de blanqueo. El generador 46 de impulso de alto voltaje es operado de tal manera que genera un impulso de alto voltaje con una duración de 1 \mus entre los electrodos 43' y 44'. Un voltaje CD necesario para la generación de radicales y ozono en la suspensión de fibras de celulosa está en aproximadamente unos 10 kV a 100 kV. Los impulsos de alto voltaje se superponen al voltaje y forman de esta manera una amplitud total de unos 10 kV a 500 kV. Mediante el tratamiento de la suspensión 39 de fibras de celulosa con una descarga eléctrica fría, es decir el plasma, se generan in situ los radicales. De esta manera, pueden aplicarse grandes cantidades totales de radicales en la suspensión 39. Los radicales generados son además finamente distribuidos en la suspensión, de modo que también puede reducirse el costo que hasta ahora se necesitaba para la mezcla de los químicos con la suspensión.By direct treatment of the suspension 39 of cellulose fibers with the cold plasma, the radicals OH -, HOO -, O, O 3 are preferably generated in the suspension 39. These radicals cause a chemical bleaching reaction. The high voltage pulse generator 46 is operated in such a way that it generates a high voltage pulse with a duration of 1 mus between electrodes 43 'and 44'. A necessary DC voltage for the generation of radicals and ozone in the cellulose fiber suspension is approximately 10 kV to 100 kV. The high voltage pulses overlap the voltage and thus form a total amplitude of about 10 kV to 500 kV. By treating the suspension 39 of cellulose fibers with a cold electrical discharge, that is plasma, the radicals are generated in situ . In this way, large total amounts of radicals can be applied in the suspension 39. The generated radicals are also finely distributed in the suspension, so that the cost that until now was needed for mixing the chemicals with the suspension can also be reduced.
Para una mejora adicional del proceso de blanqueo se introduce en la pila de blanqueo 37 mediante una conducción de gas 80 una mezcla de oxígeno-argón, la cual fue preparada en un distribuidor de gas 81.For further improvement of the process bleaching is introduced into bleach stack 37 by means of a gas conduction 80 an oxygen-argon mixture, which was prepared at a gas distributor 81.
La Fig 3 muestra como cuarto ejemplo de aplicación una representación en corte de un recipiente de blanqueo. En el centro del recipiente de blanqueo está dispuesto un electrodo de alto voltaje 50. La carcasa exterior del recipiente de blanqueo está preparada como un contraelectrodo 51. En el recipiente de blanqueo se encuentra una suspensión de fibras de celulosa 39. Entre los electrodos 50 y 51 se representa un generador 53. Los radicales son originados en el generador de modo que electrones ricos en energía chocan con moléculas y mediante ello se disocian o activan. En la disociación se liberan inmediatamente radicales 59, mientras que en la activación son generados mediante un paso subsiguiente de luz UV radiante. Estos generados mediante luz UV reaccionan nuevamente con moléculas de agua y disocian estas.Fig 3 shows as a fourth example of apply a cut representation of a bleach container. An electrode is arranged in the center of the bleach container high voltage 50. The outer shell of the bleaching vessel it is prepared as a counter electrode 51. In the container of bleaching is a suspension of cellulose fibers 39. Between the electrodes 50 and 51 a generator 53 is shown. radicals are originated in the generator so that electrons rich in energy collide with molecules and thereby dissociate or activate. In dissociation radicals are immediately released 59, while in activation they are generated by a step subsequent radiant UV light. These generated by UV light they react again with water molecules and dissociate these.
En la Fig 4 se representa el voltaje
característico de los impulsos de alto voltaje, empleado de acuerdo
con la invención. Un primer impulso 66 y un segundo impulso 67, con
una amplitud de impulso 62 de menos de 10 \mus en cada caso,
exhiben un intervalo de un tiempo de repetición de pulso 63. En las
abscisas se indica el tiempo en ms y en las ordenadas se indica el
voltaje en kV. Las unidades son elegidas arbitrariamente. Un nivel
de aproximadamente
100 kV del voltaje CD desciende
conjuntamente con las abscisas representadas. El voltaje de impulso
representado es de este modo el voltaje CD superpuesto. Los impulsos
66 y 67 tienen un costado fuertemente ascendente con un tiempo de
ascenso 64 y un flanco que cae de manera menos inclinada. El tiempo
de repetición de pulso 63 está típicamente entre 10 \mus y 100
ms.In Fig. 4 the characteristic voltage of the high voltage pulses, used in accordance with the invention, is represented. A first pulse 66 and a second pulse 67, with a pulse amplitude 62 of less than 10 mus in each case, exhibit a pulse repetition time interval 63. In the abscissa the time is indicated in ms and in the ordered the voltage in kV is indicated. The units are chosen arbitrarily. A level of approximately
100 kV of the DC voltage drops together with the abscissa represented. The pulse voltage represented is thus the superimposed DC voltage. Pulses 66 and 67 have a strongly rising side with a rise time 64 and a flank that falls less inclined. The pulse repetition time 63 is typically between 10 µm and 100 ms.
En ello los impulsos individuales 66, 67 tienen tal amplitud total, tal que sobre la tensión continua predeterminada se alcanza además una densidad de energía predeterminada. Como se mencionó, el tiempo de elevación de pulso 64 es en ello corto en comparación con el tiempo de descenso de pulso. Mediante tal tipo de impulsos se logra que pueda evitarse la perforación eléctrica, la cual conduciría a distorsiones espaciales y temporales en la distribución homogénea de densidad del plasma.In this the individual impulses 66, 67 have such total amplitude, such that over the predetermined continuous voltage a predetermined energy density is also reached. How I know mentioned, the pulse lift time 64 is short on it Comparison with pulse reduction time. Through such type of impulses are achieved that electric drilling can be avoided, the which would lead to spatial and temporal distortions in the homogeneous distribution of plasma density.
Fig 5 a Fig 10 muestran otros ejemplos de sistemas de electrodos para la generación de descargas corona en medios preferiblemente acuosos, los cuales pueden estar para el uso según el método acorde con la invención. En la Fig 5 se representa un arreglo placa-placa de una primera placa 70a como electrodo y la segunda placa 70b como electrodo. La primera placa 70a y la segunda placa 70b están dispuestas paralelamente una respecto a la otra. La primera placa 70a forma el electrodo de alto voltaje y está unida con un cable de alto voltaje al generador de impulsos de alto voltaje 46. La segunda placa 70b forma el contra el contraelectrodo y está como electrodo puesto a tierra junto con el generador de impulso de alto voltaje 46.Fig 5 to Fig 10 show other examples of electrode systems for the generation of corona discharges in preferably aqueous media, which may be for use according to the method according to the invention. In Fig 5 it is represented a plate-plate arrangement of a first plate 70a as electrode and the second plate 70b as electrode. The first plate 70a and the second plate 70b are arranged in parallel a Regarding the other. The first plate 70a forms the high electrode voltage and is connected with a high voltage cable to the generator high voltage pulses 46. The second plate 70b forms the counter counter electrode and is like a grounded electrode along with the high voltage pulse generator 46.
En la Fig 6 se representa un arreglo correspondiente con electrodos especiales de placa planos. Existen nuevamente dos electrodos macizos de placa 70a y 70c a intervalo fijo, donde por el centro pasa un electrodo de alto voltaje 71. En este arreglo placa-alambre-placa, el electrodo de alto voltaje 71 es construido como alambre macizo y une el generador de impulso de alto voltaje 46 con la salida de alto voltaje. Las placas 70a, 70c están puestas a tierra asimismo junto con el generador de impulsos de alto voltaje.An arrangement is shown in Fig 6 corresponding with special flat plate electrodes. exist again two solid plate electrodes 70a and 70c at interval fixed, where a high voltage electrode 71 passes through the center. this plate-wire-plate arrangement, the high voltage electrode 71 is built as solid wire and joins the high voltage pulse generator 46 with the high output voltage. The plates 70a, 70c are also grounded together with the high voltage pulse generator.
La Fig 7 muestra un arreglo alambre -tubo como sistema de electrodos. En un electrodo 72 de forma cilíndrica, sobresale en la mitad un electrodo de alto voltaje 71. Como en la Fig 6, el electrodo de alto voltaje 71 está construido como alambre macizo y está unido con el generador de impulso de alto voltaje 46. El electrodo 72 de forma cilíndrica, el cual está diseñado preferiblemente como una red de alambre, está puesto a tierra junto con el generador de impulsos de alto voltaje 46.Fig 7 shows a wire-tube arrangement like electrode system On a cylindrical electrode 72, a high voltage electrode 71 protrudes in half. As in the Fig 6, the high voltage electrode 71 is constructed as a wire solid and is connected to the high voltage pulse generator 46. The cylindrical electrode 72, which is designed preferably as a wire net, it is grounded together with the high voltage pulse generator 46.
La Fig 8 muestra un arreglo de aguja-placa como sistema de electrodos. Tres agujas 73 están unidas con el generador de impulsos de alto voltaje 46 mediante una conducción de alto voltaje. Las agujas 73 están dispuestas de manera perpendicular a un electrodo de placas 74 puesto a tierra. La distancia de los electrodos de agujas 73 hasta el electrodo de placa 74 es ajustable y puede con ello ajustarse a diferentes condiciones de proceso.Fig 8 shows an arrangement of Needle-plate as electrode system. Three needles 73 are connected to the high voltage pulse generator 46 through high voltage conduction. The needles 73 are arranged perpendicular to a plate electrode 74 grounded. Distance of needle electrodes 73 to the plate electrode 74 is adjustable and can thereby adjust to Different process conditions.
La Fig 9 muestra un arreglo de sistema de electrodos, el cual incluye 3 placas 70a, 70d y 70e. La primera placa 70a, la cual está unida como electrodo de alto voltaje con el generador de impulso de alto voltaje 46, está dispuesta en la mitad entre dos placas macizas 70d y 70e. Las placas 70a y 70b están unidas sobre un conector de placas 70f. Puesto que la placa 70d está puesta a tierra como contraelectrodo junto con el generador de impulso de alto voltaje 46, la placa 70e sobre el conector de placas 70f tiene asimismo la función de un contraelectrodo puesto a tierra.Fig 9 shows a system arrangement of electrodes, which includes 3 plates 70a, 70d and 70e. The first plate 70a, which is connected as a high voltage electrode with the high voltage pulse generator 46, is arranged in half between two solid plates 70d and 70e. The plates 70a and 70b are joined on a 70f plate connector. Since the 70d plate is grounded as a counter electrode together with the generator high voltage pulse 46, plate 70e over plate connector 70f also has the function of a counter electrode set to land.
La Fig 10 muestran un sistema de electrodos como arreglo malla-malla. De forma análoga a la Fig 5 están aquí en forma paralela y frente a frente una primera malla 75a y una segunda malla 75b. La primera malla 75a forma con ello el electrodo de alto voltaje y está unida con el generador de impulsos de alto voltaje 46. La segunda malla 75b forma el contraelectrodo puesto a tierra y está unida con el generador de impulso de alto voltaje 46.Fig 10 shows an electrode system as mesh-mesh arrangement. Analogously to Fig 5 they are here in parallel and face to face a first mesh 75a and a second mesh 75b. The first 75th mesh thereby forms the high voltage electrode and is connected to the pulse generator high voltage 46. The second mesh 75b forms the counter electrode grounded and connected to the high pulse generator voltage 46.
Con el arreglo mostrado en la Fig 11 se genera una descarga híbrida, donde un electrodo 75a se encuentra completamente por fuera de una pulpa 39 a ser blanqueada y un segundo electrodo 76b está total o parcialmente sumergido en la pulpa 39. En este otro ejemplo de aplicación, el electrodo 76 es operado como un electrodo de malla y está unido al generador de impulso de alto voltaje 46. También, el contraelectrodo 76b puesto a tierra es operado como un electrodo de malla.With the arrangement shown in Fig 11, it is generated a hybrid discharge, where an electrode 75a is located completely out of a pulp 39 to be bleached and a second electrode 76b is totally or partially submerged in the pulp 39. In this other application example, electrode 76 is operated as a mesh electrode and is attached to the generator high voltage pulse 46. Also, counter electrode 76b set to Earth is operated as a mesh electrode.
La Fig 12 es una representación en planta de otro ejemplo de aplicación una tina de blanqueo con una pared de recipiente 77. Para la tina de blanqueo se emplea un arreglo de placas o de malla con superficies curvadas para el ajuste sobre las paredes del recipiente o bien el empleo de las paredes del recipiente como electrodo. Un electrodo de alambre múltiple 79 está dispuesto como electrodo concéntrico, el cual sigue el curso de la pared 77 del recipiente y está conectado con el generador de impulso de alto voltaje 46. Dos contraelectrodos están uno frente a otro: por un lado la pared 76 del recipiente y por un otro electrodo de placas 78. El electrodo de alto voltaje 79 está dispuesto libre de contacto entre la pared 76 del recipiente y el electrodo de placas 78. La pared 77 del recipiente y el electrodo de placas 78 están unidos uno a otro por la electricidad que conducen, y forman con ello los electrodos puestos a tierra, los cuales están unidos con el generador de impulsos de alto voltaje 46.Fig 12 is a plan representation of another example of application a bleach tub with a wall of container 77. For the bleaching tub an arrangement of plates or mesh with curved surfaces for adjustment over the container walls or the use of the walls of the container as electrode. A multiple wire electrode 79 is arranged as a concentric electrode, which follows the course of the wall 77 of the vessel and is connected to the pulse generator high voltage 46. Two counter electrodes face each other: on one side the wall 76 of the container and on the other electrode of plates 78. The high voltage electrode 79 is arranged free of contact between the wall 76 of the container and the plate electrode 78. The wall 77 of the container and the plate electrode 78 are united to each other by the electricity they conduct, and form with it is the grounded electrodes, which are connected to the high voltage pulse generator 46.
Para generar descargas pulsantes en el espacio de cabeza cercano a la superficie sobre la pulpa 39, se representa en la Fig 13 como otro ejemplo de aplicación un arreglo especial de electrodos. Un electrodo de alto voltaje 50 incluye varios electrodos de barra unidos eléctricamente unos a otros y está dispuesto en el espacio de cabeza cercano a la superficie de la pulpa 39 de tal manera que sus barras tienen un curso paralelo a la superficie. Un contraelectrodo 51 puesto a tierra está construido como placa y está dispuesto de manera equidistante sobre la superficie total del electrodo de alto voltaje 50.To generate pulsating downloads in space with a head close to the surface on the pulp 39, it is represented in Fig 13 as another example of application a special arrangement of electrodes A high voltage electrode 50 includes several bar electrodes electrically attached to each other and is arranged in the head space near the surface of the pulp 39 such that its bars have a parallel course to the surface. A grounded counter electrode 51 is constructed as a plate and is arranged equidistant on the total surface of the high voltage electrode 50.
La Fig 14 muestra como un último ejemplo de operación, un sistema de descarga corona en una solución acuosa o pulpa 39. El sistema de electrodos está formado de manera análoga a la Fig 3 como un sistema coaxial de electrodos y alambres. El electrodo de alto voltaje 50 está dispuesto de manera coaxial al contraelectrodo 51, el cual forma la pared del recipiente. Para apoyar el efecto blanqueador, se introducen a la zona de descarga, por la tubería de gas 80 por medio de un distribuidor de gas 81, perlas muy finas de gas. En las burbujas de gas 82 y 83 se forman preferiblemente los generadores mencionados en la Fig 3. A causa de las descargas del se generan oxidantes 57. De este modo, se generan en la suspensión determinados radicales.Fig 14 shows as a last example of operation, a corona discharge system in an aqueous solution or pulp 39. The electrode system is formed analogously to Fig 3 as a coaxial system of electrodes and wires. He high voltage electrode 50 is arranged coaxially to the counter electrode 51, which forms the wall of the container. For support the bleaching effect, they are introduced to the discharge zone, through the gas line 80 by means of a gas distributor 81, Very fine gas pearls. In gas bubbles 82 and 83 are formed preferably the generators mentioned in Fig 3. Because of the oxides of the oxidants 57 are generated. In this way, they generate in the suspension certain radicals.
Claims (36)
- --
- el material de proceso es puesto en contacto con un plasma de gran superficie, preferiblemente no térmico, preferiblemente a presión por lo menos atmosférica,he process material is contacted with a large plasma surface, preferably non-thermal, preferably under pressure at least atmospheric,
- --
- el plasma es generado en la inmediata cercanía del material de proceso o se genera una descarga de gas, en particular una descarga corona, en el material de proceso o en los alrededores inmediatos, preferiblemente a una presión por lo menos atmosférica,he Plasma is generated in the immediate proximity of the process material or a gas discharge is generated, in particular a corona discharge, in the process material or in the immediate surroundings, preferably at at least atmospheric pressure,
\newpage\ newpage
\global\parskip0.900000\baselineskip\ global \ parskip0.900000 \ baselineskip
\global\parskip1.000000\baselineskip\ global \ parskip1.000000 \ baselineskip
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102005028046 | 2005-06-16 | ||
| DE102005028046 | 2005-06-16 | ||
| DE102005049274A DE102005049274A1 (en) | 2005-06-16 | 2005-10-14 | Process for the treatment of a process material with large-area plasma |
| DE102005049274 | 2005-10-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2325221T3 true ES2325221T3 (en) | 2009-08-28 |
Family
ID=37012013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06763617T Active ES2325221T3 (en) | 2005-06-16 | 2006-06-09 | METHOD FOR THE TREATMENT OF A PROCESS MATERIAL WITH LARGE SURFACE PLASMA. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1891265B9 (en) |
| AT (1) | ATE432383T1 (en) |
| DE (2) | DE102005049274A1 (en) |
| ES (1) | ES2325221T3 (en) |
| WO (1) | WO2006134075A1 (en) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA973660A (en) * | 1972-05-29 | 1975-09-02 | Thomas Joachimides | Treatment of cellulosic matter with active nitrogen |
| CZ281826B6 (en) * | 1993-10-27 | 1997-02-12 | Masarykova Univerzita V Brně Katedra Fyzikální Elektroniky Přírod. Fakulty | Bleaching process and increasing adhesion of fibrous materials to dyestuffs |
| JPH11247098A (en) * | 1998-03-03 | 1999-09-14 | Toppan Printing Co Ltd | UV cut paper and method for producing the same |
| DE19836669A1 (en) * | 1998-08-13 | 2000-02-24 | Kuesters Eduard Maschf | Preparation of the surface of a paper or cardboard web for calendering or printing comprises treating with an atmospheric plasma |
| EP1623072A1 (en) * | 2003-05-13 | 2006-02-08 | Università Degli Studi Di Milano - Bicocca | Method for plasma treating paper and cardboards |
-
2005
- 2005-10-14 DE DE102005049274A patent/DE102005049274A1/en not_active Ceased
-
2006
- 2006-06-09 AT AT06763617T patent/ATE432383T1/en active
- 2006-06-09 WO PCT/EP2006/063049 patent/WO2006134075A1/en not_active Ceased
- 2006-06-09 DE DE502006003819T patent/DE502006003819D1/en active Active
- 2006-06-09 EP EP06763617A patent/EP1891265B9/en not_active Not-in-force
- 2006-06-09 ES ES06763617T patent/ES2325221T3/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE432383T1 (en) | 2009-06-15 |
| DE502006003819D1 (en) | 2009-07-09 |
| EP1891265B9 (en) | 2011-06-15 |
| EP1891265A1 (en) | 2008-02-27 |
| WO2006134075A1 (en) | 2006-12-21 |
| DE102005049274A1 (en) | 2006-12-28 |
| EP1891265B1 (en) | 2009-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2644403T3 (en) | Procedure for manufacturing paper products | |
| CN101534869A (en) | Diffusive plasma treatment and material processing | |
| JPH11508532A (en) | Ozone generation method and apparatus | |
| ES2325221T3 (en) | METHOD FOR THE TREATMENT OF A PROCESS MATERIAL WITH LARGE SURFACE PLASMA. | |
| JP2007196121A (en) | Water treatment method and water treatment apparatus | |
| CN101466642B (en) | Method for reducing impurities in water system during planar structure production | |
| ES2313678T3 (en) | SIZED DEVICE FOR THE MANUFACTURE OF PAPER AND PROCEDURE FOR THE TREATMENT OF NON-FABRICATED FIBROUS SUBSTANCES. | |
| ES2356256T3 (en) | METHOD FOR THE TREATMENT OF MATERIAL IN PROCESS FOR THE PRODUCTION OF PAPER, CARTON OR CARTULIN. | |
| ES2520891T3 (en) | Method for processing nonwoven fibrous materials and bleaching device | |
| ES2455519T3 (en) | Pressing device to compress paper and / or to extract carrier liquid from the paper and corresponding procedure | |
| ES2428694T3 (en) | Procedure to improve the quality of a fiber suspension | |
| CN101501272B (en) | Method for reducing adhering impurities in paper production | |
| RU2144964C1 (en) | Method and device for treatment of fibrous substrate in corona discharge zone | |
| AU2013203363B2 (en) | Paper products and methods and systems for manufacturing such products | |
| RU2233793C2 (en) | Ozone generator | |
| JPH0516916B2 (en) |