ES2559384T3 - Procedimiento y dispositivo de preparación de materias primas en la fabricación de papel, cartón o placas fibrosas - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de preparación de materias primas para la fabricación de papel, cartón o placas fibrosas, en el que se transforman las materias primas en una suspensión fibrosa acuosa que se muele seguidamente en un molino, caracterizado por que se alimenta nitrógeno a las materias primas y/o a la suspensión fibrosa antes del proceso de molienda, enfriándose al menos localmente las materias primas o la suspensión fibrosa hasta valores de menos de 0ºC por efecto de la adición del nitrógeno y poniéndolas seguidamente a una temperatura de más de 0ºC.
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento y dispositivo de preparacion de materias primas en la fabricacion de papel, carton o placas fibrosas.
La invencion concierne a un procedimiento de preparacion de materias primas para la fabricacion de papel, carton o placas fibrosas, en el que se transforman las materias primas en una suspension fibrosa acuosa que se muele seguidamente en un molino. La invencion concierne tambien a un dispositivo correspondiente.
En la fabricacion de papel, carton o placas fibrosas se aplican las materias primas fibrosas qmmica y mecanicamente acondicionadas, por ejemplo pasta de madera, celulosa molida o papelote triturado, eventualmente con otros aditivos, como una suspension fibrosa acuosa, sobre una cinta de tamiz movida sin fin en la parte de tamiz de la maquina papelera, retirandose una gran parte del agua contenida en la suspension y formandose paulatinamente la banda de papel. Para lograr altas calidades es necesario en general moler mas o menos fuertemente la suspension fibrosa, antes de la alimentacion a la parte de tamiz, en molinos especiales, los llamados “refinadores”. En particular, las propiedades mecanicas (propiedades de resistencia) del papel, el carton o la placa fibrosa son influenciadas por el grado de molienda de la suspension fibrosa. En la molienda se acortan, fibrilan y aplastan las fibras, con lo que se incrementan su flexibilidad y su superficie espedfica. Aumenta asf tambien el numero de los posibles enlaces entre las fibras. Estos a su vez determinan la resistencia mecanica del producto final. El trabajo de molienda necesario esta ligado a un consumo de energfa considerable. Dependiendo de la clase de fibra, el grado de molienda y los parametros de molienda, se tienen que consumir aproximadamente 120 a 200 kWh por cada tonelada de material fibroso. Ademas, las suspensiones fibrosas altamente molidas presentan una menor velocidad de drenaje en la parte de tamiz que las suspensiones fibrosas no molidas o poco molidas, de modo que el grado de molienda determina sensiblemente el rendimiento de la maquina papelera.
En el documento DE 101 15 421 A1 se propone reducir el uso de energfa en el proceso de molienda cargando una suspension fibrosa con una concentracion prefijada de solidos de, por ejemplo, 30% a 40% con un producto de precipitacion, tal como, por ejemplo, carbonato de calcio y efectuandose el proceso de molienda unicamente a continuacion de la carga. El carbonato de calcio que se adiciona como material de relleno a las fibras favorece la molienda subsiguiente y reduce asf el consumo de energfa.
El problema de la invencion consiste en reducir aun mas el consumo de energfa necesario para la molienda de la suspension de fibras en el refinador.
Este problema se resuelve por medio de un procedimiento con las caractensticas de la reivindicacion 1.
Por tanto, el procedimiento segun la invencion para la preparacion de materias primas destinadas a la fabricacion de papel, carton o placas fibrosas, en el que se transforman las materias primas en una suspension fibrosa acuosa que se muele seguidamente en un molino, se caracteriza por que se alimenta nitrogeno a las materias primas y/o a la suspension fibrosa antes del proceso de molienda. La duracion del tratamiento depende en este caso de la semipasta utilizada y de las propiedades deseadas del producto final. La adicion del nitrogeno conduce a un hinchamiento de las fibras debido a un mecanismo aun no investigado hasta ahora. El hinchamiento de las fibras a su vez facilita la molienda subsiguiente de la suspension fibrosa. De esta manera, se puede ahorrar una parte considerable de la energfa gastada para la molienda. Por supuesto, ademas de la adicion del nitrogeno, se puede anadir a la suspension fibrosa un producto de precipitacion de la manera anteriormente descrita para lograr ahorros de energfa adicionales en el proceso de molienda. La molienda subsiguiente se efectua de la manera usual, por ejemplo segun un procedimiento descrito en el documento DE 10 2004 039 986 A1. La aportacion del nitrogeno se efectua por medio de sistemas de aportacion adecuados, por ejemplo lanzas, con ayuda de los cuales se aporta nitrogeno a la suspension fibrosa o a las materias primas con alta velocidad, por ejemplo con velocidad ultrasonica, y a continuacion este nitrogeno penetra en las fibras. El agua contenida en las fibras se encuentra asf antes de la molienda, al menos parcialmente, en estado lfquido. En el caso de materias primas secas, estas pueden exponerse tambien a una atmosfera de nitrogeno. El nitrogeno puede aportarse en forma gaseosa o, como se explica mas adelante, en estado licuado a temperatura ultrafna. En el caso de una aportacion en forma gaseosa, es ventajoso el empleo de nitrogeno gaseoso fno. El tratamiento con nitrogeno puede efectuarse tambien en dos o mas pasos consecutivos, alimentandose, por ejemplo, nitrogeno a las materias primas antes de la produccion de la suspension fibrosa y alimentandolo seguidamente a la suspension fibrosa.
Una alimentacion de nitrogeno lfquido a una suspension papelera es conocida tambien por el documento DE 10 2006 042 429 B3. La accion del fno de un agente frigonfico criogeno aportado a una suspension papelera consistente predominantemente en papelote se utiliza allf para reducir la pegajosidad de restos adhesivos contenidos en la suspension, las llamadas pegatinas, para poder retirarlos seguidamente de la suspension con ayuda de procedimientos de separacion ffsico, como, especialmente, tamices. Sin embargo, en contraste con esto, la invencion no aspira justamente a un efecto de refrigeracion, sino a un hinchamiento de las fibras que facilite la molienda y que es provocado por el nitrogeno que penetra en las fibras.
Un perfeccionamiento ventajoso de la invencion preve que se anada el nitrogeno a la suspension fibrosa y/o a las materias primas en forma licuada a temperatura ultrafna. El nitrogeno lfquido se introduce en la suspension fibrosa o
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en las materias primas por medio de un dispositivo adecuado, por ejemplo una lanza o una tobera, y/o se le entremezcla con la suspension fibrosa o con las materias primas, por ejemplo, con un mecanismo agitador o un refrigerador de tornillo sinfm generador de turbulencia. La adicion de nitrogeno Kquido conduce especialmente en la produccion de placas fibrosas a que, a una resistencia sustancialmente identica a la de las placas fibrosas de esta clase que se han fabricado por la via convencional, se necesiten en conjunto menos fibras para la produccion de las placas fibrosas. Las placas fibrosas resultan ser asf mas ligeras y al mismo tiempo se ahora materia prima en el proceso de produccion.
Ventajosamente, las materias primas o la suspension fibrosa se enfnan al menos localmente hasta un valor de menos de 0°C mediante la adicion del nitrogeno ultrafno, licuado o gaseoso y a continuacion se las lleva a una temperatura de mas de 0°C, por ejemplo 2-4°C. Por tanto, en este caso se enfnan preferiblemente primero las materias primas y seguidamente se las calienta de nuevo hasta un valor por encima de 0°C y se las alimenta al sitio de molienda. Este modo de proceder conduce a un hinchamiento especialmente eficaz de las materias primas o de la suspension fibrosa, mediante el cual se facilita la molienda.
Otra forma de realizacion preferida de la invencion se caracteriza por que, empleando papelote como materia prima, se alimenta el nitrogeno al papelote antes de la produccion de la suspension fibrosa con miras a mejorar la capacidad de desprendimiento de tintas de imprenta existentes. Por motivos aun no completamente comprendidos hasta ahora, la adicion del nitrogeno facilita el desprendimiento de tintas de imprenta de las fibras de papelote.
El problema de la invencion se resuelve tambien por medio de un dispositivo de preparacion de materias primas para la fabricacion de papel, carton o placas fibrosas, que comprende un equipo para proporcionar las materias primas, un equipo para producir una suspension fibrosa a base de las fibras de las materias primas y un molino para moler la suspension fibrosa, cuyo dispositivo se caracteriza por que el molino lleva antepuesto un equipo para alimentar nitrogeno, especialmente nitrogeno lfquido, a las materias primas y/o a la suspension fibrosa.
Por tanto, segun la invencion, se efectua por medio del equipo de alimentacion del nitrogeno una aportacion de nitrogeno a las materias primas y/o a la suspension fibrosa. El equipo de alimentacion del nitrogeno lfquido comprende unos equipos de aportacion adecuados disenados para la alimentacion de medios ultrafnos. Por ejemplo, el nitrogeno en forma licuada a temperatura ultrafna se alimenta a la suspension fibrosa acuosa con una disposicion descrita en el documento DE 10 2006 027 561 A1. En esta disposicion esta integrada en la alimentacion de nitrogeno una valvula de presion diferencial que se abre unicamente al presentarse una sobrepresion prefijada del nitrogeno aportado con respecto a la presion a la suspension fibrosa y que libera la adicion de nitrogeno lfquido. Se evita asf eficazmente una congelacion de la alimentacion del nitrogeno lfquido; ademas, es posible alimentar tambien el nitrogeno a una parte inferior de una vasija que recibe la suspension fibrosa.
Ejemplo:
Se disgregan balas de celulosa secas, por ejemplo conteniendo papelote, en un disgregador de pasta con adicion de agua. A este fin, se alimentan las balas de celulosa al disgregador de pasta sobre una cinta transportadora. En la cinta transportadora se efectua un rociado de las balas de celulosa con nitrogeno lfquido. Como complemento o como alternativa a esto, la aportacion de nitrogeno lfquido se efectua en el disgregador de pasta. Se calienta luego la suspension fibrosa enfriada localmente por la adicion de nitrogeno hasta valores de temperatura de menos de 0°C por efecto del contacto con la suspension mas caliente circundante hasta valores de mas de 0°C y se la alimenta en este estado al lugar de molienda. Por tanto, el nitrogeno no conduce a una fragilizacion originada por congelacion, sino a un hinchamiento de las fibras que facilita la molienda.
Claims (4)
- REIVINDICACIONES1. Procedimiento de preparacion de materias primas para la fabricacion de papel, carton o placas fibrosas, en el que se transforman las materias primas en una suspension fibrosa acuosa que se muele seguidamente en un molino, caracterizado por que se alimenta nitrogeno a las materias primas y/o a la suspension fibrosa antes del proceso de5 molienda, enfriandose al menos localmente las materias primas o la suspension fibrosa hasta valores de menos de 0°C por efecto de la adicion del nitrogeno y poniendolas seguidamente a una temperatura de mas de 0°C.
- 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que se anade el nitrogeno a las materias primas y/o a la suspension fibrosa en forma licuada a temperatura ultrafna.
- 3. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que como al menos una 10 materia prima se utiliza papelote y el nitrogeno se alimenta al papelote antes de la produccion de la suspensionfibrosa con miras a mejorar la capacidad de desprendimiento de tintas de imprenta existentes.
- 4. Dispositivo de preparacion de materias primas para la fabricacion de papel, carton o placas fibrosas, que comprende un equipo para proporcionar las materias primas, un equipo para producir una suspension fibrosa a base de las fibras de las materias primas y un molino para moler la suspension fibrosa, caracterizado por que el molino15 lleva antepuesto un equipo para alimentar nitrogeno, especialmente nitrogeno lfquido, a las materias primas y/o a la suspension fibrosa.
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