NO761746L - - Google Patents

Description

"Fremgangsmåte for fremstilling av en mekanisk raffinørmasse"

Foreliggende oppfinnelse går ut på en fremgangsmåte for fremstilling av mekanisk raffinørmasse av høy kvalitet av fibermateriale av forskjellig slag. Med en minimal energiinnsats oppnåes på denne måte fiberprodukter som oppviser meget gode kvalitetsdata og som kan utnyttes for fremstilling av kartong- og papirkvaliteter, som oppfyller meget høye kvalitetskrav.

Det er kjent at defibrering av forskjellig slags fiber-

m ateriale i høy grad lettes hvis fibreringsmaterialet innen de,t utsettes for mekanisk bearbeiding i raffinøren, forvarmes ved for-høyet trykk og temperatur i en viss tid, hvoretter den påfølgende defibrering og raffinering utføres under samme trykk og temperatur, som hersker i systemets forvarmningssone. Den tid fibermateria let oppholder seg i forvarmningssonen er relativt kort og er i alminne-lighet ikke lengere enn 1-3 minutter. Lengere tider kan imidlertid fo-rekomme ved visse fibermaterialer. Karakteristisk for slike systemer er at trykket og den dertil svarende temperatur i forvarmningssonen opprettholdes i rommet mellom raffinørens defibreringsorgan, uansett om disse utgjøres av to motroterende raffineringsflater (dobbeltskiveraffinør) eller en roterende og en fast rafffnerings-flate ( enkeltskiveraffinør) samt at disse raffineringsflater er omgitt av et malehus, som likeledes står under trykk. Karakteristisk for disse systemer er videre at raffineringsprosessen uansett om den utføres med dobbeltskiveraffinør eller enkeltskiveraffinør, ut-

føres i minst to trinn, hvorunder det første raffineringstrinn under trykk følges av ytterligere minst ett raffineringstrinn under atmosfæretrykk. Karakteristisk for disse systemer.er videre at ettersom det første trinn er helt lukket og under trykk, må hele den betydelige dampmengden som dels dannes under passasjen mellom raffineringsflåtene og dels kan medfølge fra forvarmningssonen, passere ut gjennom den forholdsvis smale spalten mellom disse flater. Dette kan i betydelig grad begrense mulighetene til,

om man ønsker det, å øke energiforbruket i trykkraffineringstrinnet, hvilket tilveiebringes ved at spalten mellom raffineringsflåtene minskes. Dette øker da damphastigheten mellom disse flater og denne damphastighet når lett kritiske verdier. For å unngå at fibermater ia let misfarges av den høye temperaturen og mørkner under transporten til og gjennom påfølgende raffineringstrinn, må man ofte kjøle fibermateria let etter trykkraffineringstrinnet, hvilket vanligvis betyr det samme som utspeing med vann, noe som innvirker ugunstig på energiforbruket i påfølgende atmosfæriske raffineringstrinn.Tilsetning av blekemidler hindrer også en senk-ning av fibermaterialets lyshet. Dette medfører imidlertid økte omkostninger.

Et hovedformål med foreliggende oppfinnelse er å skaffe et forbedret system og fremgangsmåte for fremstilling av mekaniske raffinørmasser av en slik kvalitet at de også kan anvendes for fremstilling av høykvalitativt trykkpapir, hvor anvendelsen av slike raffinørmasser tidligere har vært i høy grad begrenset. Oppfinnelsen har dessuten vist seg å være fordelaktig for visse s orter sluttprodukter hvor det stilles meget høye krav til massens styrkeegenskaper, men hvor kravene til produktenes lyshet er av underordnet betydning.

Ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse utsettes råmaterialet først for en forvarmning med damp til en temperatur som overstiger 110°C og et til temperaturen svarende forhøyet trykk. Forvarmningstiden er relativt kort, hensiktsmessig 1/2 - 3 minutter. Materialet innføres deretter i raffinøren ved et trykk som er noe høyere enn atmosfæretrykket. Dette trykk reguleres ved avledning av en del av den damp som utvikles under raffineringen. Denne damp føres fra det sentrale rom mellom maleskivene bakover gjennom raffinørens innmatningsåpning og avledes fra materialet gjennom en særskilt ledning. Også den fra forvarm-ningssohen eventuelt medfølgende damp kommer naturligvis til å avledes gjennom nevnte ledning. Dette innebærer at man, i motsetning til tidligere systemer, har større frihet til å raffinere ved mindre spalter, dvs. større energiinnsatser, uten at det oppstår alvårlige prosessforstyrrelser på grunn av høye damphastigheter i spalten mellom raffineringsflåtene. ved i ønsket utstrekning ved hjelp av hensiktsmessige anordninger å evakuere den under raffineringen utviklete damp, kan man opprettholde ønsket trykk i sonen mellom raffineringsflåtene og ved etter forvarmningsprosessen fritt å kunne velge passende trykk i raffineringssonen, er det mulig, i motsetning til tidligere systemer, å utføre hele defibrerings- og raffineringsprosessen til ferdig produkt i et eneste-trinn, dvs. man legger ned hele den nødvendige energi i dette eneste, trinn. Det er videre mulig, i motsetning til ,tidligere sy-temer, å utføre prosessen med huset som omgir maleskivene trykk-løst og åpent, ettersom passende trykk under raffineringen aldri er større enn at forskjellen mellom.dette trykk og raffinerings-trykket i malehuset kan tas opp som trykkfall over spalten mellom de roterende raffineringsflater. Dette muliggjør anvendelsen av standardraffinører med åpent malehus, som ikke altid behøver å utstyres med særskilt trykkhus.

Oppfinnelsen muliggjør fremstilling av meget gode mekaniske raffinørmasser med kvalitetsegenskaper, som i de fleste tilfeller er tilstrekkelig høye for de papirkvaliteter hvor raffi-nørmassen skal inngå som en komponent. Det foreligger dog tilfeller f. eks. når man skal fremstille meget høyverdig trykkpapir for bestrykning, hvor kravene til ra ffinørmassens renhet, dvs. frihet for ikke-defibrerbare flisbiter (spet) er så høye at det

er nødvendig å utføre raffineringsprosessen i to trinn. Herunder fordeles det for prosessen nødvendige energiforbruk på de to trinn, slik at de for sluttproduktet ønskede egenskaper oppnåes, og hensiktsmessig slik at den største delen av den nødvendige energimengde forbrukes i det første raffineringstrinn umiddelbart etter forvarmning av flisen. Den energimengde som derunder bør forbrukes i det første trinn, er imidlertid også som oftest ved totrinns-raffinering så stor, at den under prosessen utviklede damp kan for-årsake driftsforstyrrelser hvis den som ved tidligere konvensjo-nelle systemer i sin helhet skulle tvinges til å passere gjennom spalten mellom malesegmentene.

Den resterende del av den for gjennomføringen av prosessen nødvendige energimengde forbrukes deretter under raffineringen i påfølgende trinn til ferdig produkt. I begge trinn anvendes raffinører med åpne malehus.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til tegningen hvor fig. 1 og 2 viser to riss av en utførelsesform og hvor fig. 3 og 4 viser to riss av en annen utførelsesform.

Utførelsesformen på fig. 1 og 2 omfatter en roterende cellemater 1, som mater fibermateria le inn i et forvarmningskar 2. Fibermaterialet doseres i riktig mengde for hvert tilfelle av en doseringsskrue eller - bånd, som befinner seg foran celle materen 1 ( ikke vist). Gjennom karet 2 føres fibermaterialet frem av en skrue 3 med en slik hastighet at oppholdstiden i dette forvarmningskar blir som tilsiktet ( se ovenfor). Skruen 3 er for dette formål forsynt med variabel drivanordning. Med damptilførse1 gjennom et antall ledninger 4, som er tilsluttet til forvarmningskaret 2 langs dets lengde, frembringes den atmosfære i karet som gir den ettertraktete oppmyking av fibermaterialet før det kommer inn i raffinøren.

Cellemateren 1 kan også erstattes med en skrue, som mater fibermaterialet inn i form av en pluggstrøm.

Det oppvarmede fibermateriale mates da fra forvarmningskaret 2 gjennom en annen roterende cellemater 5, forbundet med forvarmningskaret 2 med et etter de lokale forhold tilpasset nedløpsrør 6, hvoretter fibermaterialet via ytterligere et nedløpsrør 7 overføres til en på raffinøren montert horisontal innmatningsskrue 8. Denne skrue 8 er forsynt med variabel drivanordning og mater inn fibermaterialet mellom raffinørens med raffineringsflater 9,10 forsynte maleskiver 11, 12 gjennom innmatningsåpninger 13

i den ene roterende skiven 11.

På oversiden av innmatningsskruens 8 hus inntil raffi-nøren er det anordnet et uttak 14 til hvilket er tilsluttet en ledning 15 med reguleringsventil 16. Ledningen 15 er hensiktsmessig tilsluttet til en vifte. Den damp som utvikles under defibrerings- og raffineringsforløpet mellom de roterende raffineringsflater 9, 10 har derved mulighet til via åpningene 13 å forlate raffineringssonen og kan evakueres gjennom ledningen 15 hvorved all damp som utvikles under raffineringsprosessen, ikke behøver å transporteres gjennom den smale spalten mellom raffineringsflåtene 9, 10. Ved innstilling av reguleringsventilen 16 og hensiktsmessig mønsterbestrykning av de roterende raffineringsflater kan man på denne måten fordele transporten av denne damp slik at ønsket trykk og temperatur etableres i raffineringssonen. Hvis transporten av dampen bakover blir for stor, forstyrres innmatningen av fibermaterialet og hvis transporten av damp gjennom malespalten blir for stor, forstyrres maleforløpet mellom raffineringsflåtene. Mønsterbestrykningen av raffineringsflatene, likesom naturligvis også slitasjen av disse flater, påvirker damptransporten. Således hindrer raffineringsflater med fint mønster eller slitte flater damptransporten mere enn grovere mønster eller nye flater. Ved regulering av trykket kan ønsket, damptransport tilveiebringes ved forskjellige raffineringsflater. Dette innebærer at raffine- ringflåtene også kan anvendes lengere tid uten å utskiftes. Videre har man, sammenlignet med tidligere systemer, hvor all damp må passere gjennom spalten mellom raffineringsflåtene, mulighet til å utføre defibrering.og raffinering av fibermaterialet med betydelig mindre spalter mellom raffineringsflåtene og på den måten at fibermaterialet overfører betydelig større energimengder uten å forstyrres, av store damphastigheter i spalten. Herved er det mulig å utføre hele defibrerings- og raffineringsfor løpet i ett eneste trinn. Med vanntilsetning på vanlig måte gjennom inn-sprøytningsmunnstykker 17 kan raffineringen av fibermaterialet utføres ved ønsket fiberkonsentrasjon.

Utførelsesformen på fig. 3 og 4 er konstruert på i prin-sippet samme måte som den ovenfor beskrevne utførelsesform, men med den forskjell at innmatningsskruen 8 heller skrått oppover. En slik innmatningsskrue er den på markedet mest vanlig forekommende innmatningsanordning ved dobbeltskiveraffinører, hvorfor systemet ifølge oppfinnelsen meget enkelt kan tilpasses på alledede forekommende raffinører.Innmatningsanordningen ifølge den første utførelsesform er ellers å foretrekke, da den lettere kan dimen-sjoneres etter prosessen.

Ved fremstilling av raffinørmasser med en slik kvalitet at de kan anvendes for høykvalitativt trykkpapir forbehandles fibermateria let i relativt kort tid, 1/2 - 3 minutter, hensiktsmessig 1/2- 1 1/2 minutt, og utsettes da for en oppvarmning til 110-140°C, hensiktsmessig 125-135°C og et til temperaturen svarende forhøyet trykk.

For andre sorter sluttprodukter hvor det stilles meget høye krav til massens styrkeegenskaper, men hvor kravene til produktenes lyshet er av underordnet betydning, må forvarmningen ut-føres ved høyere temperatur. Temperaturen skal i slike tilfeller ligge over 140°C, fortrinnsvis 140 - 170°C. Forvarmningen av flisen innen dette temperaturinterval. gir et mørkere sluttprodukt enn om forvarmningen utføres innen intervallet 110 - 140°C/ mens dets styrkeegenskaper forbedres.. Det har videre vist seg hensiktsmessig i disse tilfeller å forlenge forvarmningstiden for flisen.

Oppfinnelsen er naturligvis ikke begrenset til de viste utførelsesformer, men kan varieres innenfor rammen av patentkrave-ne. F. eks. kan raffinøren eller raffinørene være av enkeltskive-typen.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av mekanisk raffinør-masse for kartong og.papir fra fibermateriale ved høy konsentra-sjon hvorunder fibermaterialet forvarmes under forhøyet trykk til en temperatur som overstiger 110° og deretter raffineres i en skive-raffinør, karakterisert ved at den under raffineringen dannede damp delvis føres bakover gjennom raffinørens innmatningsåpning og føres ut gjennom en ledning (15) hvorunder dampavledningen og derved trykket ved materialets innføring i raffinøren reguleres ved hjelp av en i ledningen (15) anordnet ventil (16)

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at damp suges ut ved hjelp av en vifte som er tilsluttet til ledningen (15).

3 Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at trykket ved materialets innføring i raffinøren ikke holdes høyere enn at det kan opptas som trykkfall over spalten mellom raffinørens maleskiver.