CZ297015B6 - Zpusob výroby belené termomechanické buniciny (TMP) nebo belené chemotermomechanické buniciny (CTMP) - Google Patents

Abstract

Pri zpusobu výroby TMP a CTMP je lignocelulózový materiál rozvláknen po predehrevu a výsledná bunicina je belena ve forme suspenze s belicím cinidlem, které zvetsuje aniontovou nápln vláken buniciny,potom je bunicinná suspenze cistena a dále je mozná dalsí úprava, napr. belení, vyznacuje se tím, ze rozvláknení se provádí pomocí a) rafinéru, kterýmá protibezne se otácející disky, za vysoké teploty (HTDD), nebo b) rafinéru, který má jednoduchý rotacní rafinacní disk nebo disky s jednou rafinacní zónou nebo dvema paralelními rafinacními zónami,pri pouzití zvlást vysoké teploty a zvlást vysokéotácecí rychlosti disku (RTS). Cisticí proces zahrnuje prosévání bunicinné suspenze a pak cistení suspenze proudem vody, pricemz odpad získaný v kazdém cisticím procesu je individuálne upravován a upravený odpad se vrací do postupující bunicinné suspenze.

Description

Způsob výroby bělené termomechanické buničiny (TMP) nebo bělené chemotermomechanické buničiny (CTMP) (57) Anotace:

Při způsobu výroby TMP a CTMP je lignocelulózový materiál rozvlákněn po předehřevu a výsledná buničina je bělena ve formě suspenze s bělicím činidlem, které zvětšuje aniontovou náplň vláken buničiny, potom je buničinná suspenze čištěna a dále je možná další úprava, např. bělení, vyznačuje se tím, že rozvláknění se provádí pomocí a) rafinéru, který má protiběžně se otáčející disky, za vysoké teploty (HTDD), nebo b) rafinéru, kteiý má jednoduchý rotační rafínační disk nebo disky s jednou rafínační zónou nebo dvěma paralelními rafinačními zónami, při použití zvlášť vysoké teploty a zvlášť vysoké otáčecí rychlosti disků (RTS). Čisticí proces zahrnuje prosévání buničinné suspenze a pak čistění suspenze proudem vody, přičemž odpad získaný v každém čisticím procesu je individuálně upravován a upravený odpad se vrací do postupující buničinné suspenze.

Způsob výroby bělené termomechanické buničiny (TMP) nebo bělené chemotermomechanické buničiny (CTMP)

Oblast techniky

Uváděný vynález se týká způsobu výroby bělené termomechanické buničiny nebo bělené chemotermomechanické buničiny.

Termomechanickou buničinou se rozumí buničina, kde vlákna vstupujícího předběžně upraveného lignocelulózového materiálu byla vzájemně oddělena pomocí jedné nebo více rafínací při zvýšené teplotě a zvýšeném tlaku. Lignocelulózový materiál je normálně předběžně upraven napařením, vypíráním, pařením a vhodným nasycením pouze vodou nebo vodním roztokem složeného činidla. Výroba chemotermomechanické buničiny je ve velkém rozsahu podobná výrobě termomechanické buničiny. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že se do části předběžné úpravy vkládá krok přidání roztoku siřičitanu sodného k lignocelulózovému materiálu po určitou dobu při dané teplot. Výtěžnost buničiny je pak normálně o jedno nebo dvě procenta nižší než u termomechanické celulózy.

Jako 'výchozí materiál pro výrobu tohoto typu celulózy lze použít jakýkoliv lignocelulózový materiál. Příkladem takového materiálu je bambus, sláma, vylisovaná cukrová třtina a dřevo.Preferovaný výchozí materiál je dřevo, a to jak měkké tak tvrdé, buď samostatně nebo ve směsi. Na začátku výrobního procesu jsou dřevěné kulatiny s oloupanou kůrou normálně nařezány na nespočetný počet třísek.

Upravená a dokončená celulóza, která je buď dopravována do papírenského stroje nebo převedena do skladovatelné buničiny, je ve výrobním procesu relativně brzy v jednom nebo více krocích bělena oxidačními bělícími prostředky.

Výsledná buničina může být použita pro výrobu jakéhokoliv papíru s obsahem dřeva. Příkladem je papír pro časopisy typu LQC, tj. lehký lakovaný nebo křídový papír, tzn. potahovaný papír s lehkou gramáží a MF, tj. strojně dokončený, tzn. strojně hlazený papír. Buničina je zvláště vhodná pro výrobu typu SC, super hlazeného papíru pro časopisy. Tento časopisový papír může být rozdělen do tříd, a to SC-A, SC-A+, SC-A++, kjejichž kvalitní výrobě může být vyžita buničina vyráběná podle vynálezu. Buničina vyráběná podle vynálezu může být jedinou výchozí buničinou při výrobě výše uvedených typů papíru nebo vzhledem k množství může být při použití dvou nebo více výchozích buničin dominantní složkou.

Dosavadní stav techniky

Oddělování vláken v lignocelulózovém materiálu obvykle ve tvaru dřevěných třísek je základem obou výrobních postupů TMP i CTMP. Odvláknění nebo oddělování vláken se provádí pomocí jedné nebo několika rafínací za sebou. V oboru jsou známy různé typy rafínace. Většina rafínací spočívá v tom, že upravený materiál prochází mezi dvěma rafínačními disky. Normálně je jeden disk pevný a druhý se otáčí vysokou rychlostí. Tento typ rafínace se nazývá jednoduchá disková rafínace.

U druhého typu rafínace se otáčejí disky ve vzájemně opačných směrech. Tento typu rafínace se nazývá dvojitá disková rafínace.

Třetí typ rafínace má čtyři disky, kde centrálně umístěný rotor má rafínační disky umístěné po obou stranách. Tento rafínér má dvě paralelní rafínační zóny. Tento rafínér může být navzájem jednoduchým rafínérem a každá rafínační zóna je zde považována za samostatnou zónu.

-1 CZ 297015 B6

Čtvrtý typ rafinéru má obě části pevné, na ně jsou namontovány rafínační segmenty, část rotoru s namontovanými segmenty, má kuželové uspořádání, které vytvoří kuželovou rafínační zónu. Tento rafínér se může srovnávat s jednoduchým diskovým rafínérem s jednou rafínační zónou a je vždy uváděn jako kuželový rafínér.

Výběr rafinéru a jejich počet v sérii s ohledem na rozvláknění lignocelulózového materiálu značně závisí na typu TMP a CTMP, který má být vyráběn, jinými slovy na požadavcích kvality, která má být splněna. Jinak řečeno, závisí to na typu papíru s obsahem dřeva, který se má z buničiny vyrobit.

Existuje výrobní postup buničiny, při kterém jsou dva diskové rafínéry za sebou a každý z nich má jednu rafínační zónu. Oba rafínéry mají normálně teplotu kolem 140 °C a tlak dosahuje 4 bary. Rafínační disky každého zrafínérů se normálně otáčejí rychlostí v rozmezí 1500 až 1800 otáček za minutu. Tento výrobní postup může být navržen ve dvou stupních s důrazem na rozvlákňovací část procesu.

Lignocelulózový materiál se může před rozvlákňováním upravovat následujícím způsobem. Když je jako počáteční materiál normálně použito dřevo ve formě kulatin s odstraněnou kůrou, nejprve se z kulatiny nadělají třísky. Třísky jsou zpracovány do určitého tvaru vhodného pro výrobu buničiny a předběžně upraveny napařením, vypíráním, pařením a vhodným nasycením pouze vodou nebo vodním roztokem složeného činidla. Třísky jsou předehřátý v přetlaku těsně předtím, než jsou zavedeny do prvního rafinéru.

Buničina vytvořená v prvním rafinéru, jinými slovy první stupeň buničiny, je zanesena pomocí parního cyklonu do druhého rafinéru. Po průchodu tímto rafínérem je materiál, jinými slovy druhý stupeň buničiny, zanesen pomocí parního cyklonu do drtiče. Vstupující buničina má hustotu kolem 40 %, tato hustota je redukována například o 2 až 4 % v drtiče normálně pomocí bílé vody. Buničinová suspenze je pak vtlačena do čekací nádrže, ve které se buničinové třísky mohou narovnat. Buničinová suspenze se může dále rozdělit normálně bílou vodou během její cesty do čekací nádrže nebo alternativně v samotné nádrži. V tomto směru může být hustota dále redukována, například o 0,5 až 1 procento. Je také možné vynechat uvedený drtič a dovolit druhému stupni buničiny zanesení do čekací nádrže a potrubí pomocí parního cyklonu, nebo alternativně pomocí šroubového podavače. V tomto případě je hustota buničiny snížena těsně před uvedenou nádrží nebo v ní za současného míchání buničinné suspenze. Buničina je přečerpána z čekací nádrže do prosévací nádrže, která může být např. společná pro několik stejných výrobních linek termomechanické buničiny.

Buničina je přečerpána z prosévací nádrže do filtračního prostoru, kde je buničina rozdělena na přijatou buničinu a odpadní buničinu. Přijatá buničina normálně obsahuje 50 až 70 % vstupujícího toku buničitých vláken. Tátu buničina má nízký obsah třísek a lehce zvýšený poměr dobře zpracovaných buničitých vláken. Odpadní buničina normálně obsahuje 30 až 50 % vstupujícího toku buničitých vláken a prochází praním a lisováním průchodem nádrží pro odpadní buničinu, kde hustota buničiny normálně přesáhne více než 30 %. Tato odpadní buničina se normálně rafinuje ve dvou po sobě jdoucích rafinérech, které mají jednoduché rotační disky a jednoduchou rafínační zónu. Tlak a teplota převládají v rafinérech je stejná jako v úvodních zařízeních k rozvláknění lignocelulózového materiálu. Rovněž rychlost otáčení rafínačních disků je stejná. Rafinovaný buničinný odpad je parním cyklonem vnesen do rozvlákňovače nebo alternativně přímo do čekací nádrže. Tato úprava odpadní buničiny bude naprosto v souladu s dříve uvedeným, pokud se týká hlavního toku buničinné suspenze. Odpadní buničina je pak prosévána odpadními síty a odpad, získaný v této pozici tj. odpad odpadní buničiny je vtažen zpět do nádrže odpadní buničiny. Přijatá buničina, tj. ta odpadní buničina, která byla přijata v této pozici, je protlačena do bělícího oddílu společně s přijatou buničinou z hlavního toku buničinné suspenze nádržemi s buničinou a odvodňovací stanicí. V tomto místě postupu má normální buničina hodnotu odvodňování 30 až 40 ml. Vzhledem ktomu, že odvodnění bude používáno v celém tomto dokumentu, bude používáno odvodnění podle CSF, tj. Canadian Standard Freeness. Hodnota je

-2CZ 297015 B6 naměřený objem odvodněné buničiny. Buničina může být bělena v bělicím oddělení buď s oxidačním bělicím činidlem nebo redukčním bělicím činidlem. Mezi oxidačními bělícími činidly dominují předem namíchané směsi, mezi nimi peroxid sodný a peroxid vodíku, zatímco mezi redukčními bělícími činidly dominuje hydrogensiřičitan. Dokončená vybělená buničina pak obvykle přichází do papírenských strojů.

U druhého výrobního způsobu buničiny jsou používány tři rafínéry za sebou. První dva rafínéry jsou identické a každý má dvě rafínační zóny a jednoduché rotační rafínační disky namontované na protilehlých stranách centrálního rotoru. Třetí rafinér má jednu rafínační zónu s jednoduchým rotačním rafínačním diskem. Tlak, teplota a rychlost rafínačních disků jsou stejné ve všech rafínérech, dosahují hodnoty kolem 4 barů, 140 °C a 1500 až 1800 otáček za minutu. Tato výrobní metoda buničiny je navržena jako třístupňový proces s důrazem na rozvlákňující část postupu.

Před rozvlákňováním je lignocelulózový materiál upravován stejným způsobem jak už bylo popsáno s ohledem na dvoustupňový proces. Buničina vytvořená v prvním rafínéru, tj. buničina prvního stupně, je vnesena do druhého rafínéru parním cyklonem. Následně po průchodu tímto rafínérem je materiál, tj. buničina druhého stupně, vnesena parním cyklonem do třetího rafínéru. Po průchodu tímto rafínérem, tj. buničina třetího stupně, je upravena stejným způsobem jak bylo již výše popsáno, tj. ve dvoustupňovém výrobním postupu do prosévacího prostoru.

Prosévá buničiny a manipulace s odpadní buničinou získanou z třístupňového postupu se liší od výše popsaného dvoustupňového postupu. Předně prosévací proces je nastaven tak, aby 70 % vstupujících buničinných vláken bylo přijato a tvořeno přijatou buničinu. Tato buničina má nízký obsah třísek a poněkud zvýšený podíl dobře zpracovaných buničinných vláken. Za druhé, jakmile odpadní buničina, která tvoří kolem 30 %, dorazí do prosévacího prostoru, je zpracovávána následujícím způsobem. Stejně jako normálně prochází odpadní buničina rozvlákňovací nádrží k odvodňovací a lisovací stanici, kde se hustota buničiny zvyšuje až nad 30 %. Místo toho, aby procházela odděleným rafínérem, jde pak odpadní buničina přímo do druhého rafínéru v odvlákňovací lince, kde se odpadní buničina mísí s hlavním tokem buničinné suspenze. Jak bude zřejmé, tato výrobní metoda buničiny je účinná při absenci odděleného čištění odpadu a odděleného prosévání odpadu. Přijatá buničina opouštějící prosévací prostor je upravena stejně jak bylo popsáno výše s odkazem na dvoustupňový postup.

U třetí výrobní metody buničiny, která může být navržena jako alternativní třístupňový proces, je následující postup. Jak bylo poukázáno výše, tato metoda také používá v odvlákňovací lince tři rafínéry v sérii. Druhý a třetí rafínér jsou identické s rafínéry, užívanými podle popsaného třístupňového postupu. To předpokládá, že podmínky obvyklé v rafinérech, tj. pracovní parametry, jsou rovněž identické. Odlišnost spočívá v prvním rafínéru a pracovních parametrech v prvním rafínačním stupni. První rafínér má dvě rafínační zóny a jednoduché rotační rafínační disky namontované na příslušných stranách centrálního rotoru. Pracovní parametry jsou změněny natolik, že tlak je extrémně vysoký, kolem 6 barů, teplota je extrémně vysoká,kolem 160 °C a otáčecí rychlost disků je také zvlášť vysoká až do rozmezí 2000 až 3000 otáček za minutu, například 2300 nebo 2600 otáček za minutu.

Úprava lignocelulózového materiálu před rozvlákňovacím procesem se ve značném rozsah shoduje s dříve popsaným procesem předběžné úpravy. Ale jsou zde dvě základní odchylky. Následně po paření dřevěných třísek, které jsou nejběžnějším lignocelulózovým materiále, jsou třísky upraveny k průchodu přístrojem, který rozkládá třísky do určitého objemu, tj. zajistí, že třísky s větší délkou se rozštípnou a následně jsou rozděleny alespoň částečně do tyčinek s šířkou několika milimetrů. Vzhledem k předehřevu lignocelulózového materiálu předtím, než je uvedený materiál vnesen do prvního rafínéru, je předehřívací proces účinný při zvláště zvýšeném tlaku, a to kolem 6 barů, který se shoduje s tlakem v prvním rafínéru a také při zvlášť zvýšené teplotě kolem 160 °C. Dob pobytu v předehřívacím stupni je velmi krátká, přesněji se pohybuje kolem 10 sekund. S buničinou z třetího stupně, tj. s třetím stupněm buničiny, se postupuje do prosévacího prostoru stejným způsobem jak bylo už popsáno.

-3 CZ 297015 B6

U tohoto třetího výrobního postupu není buničinná suspenze čištěna pouze proséváním, ale také úpravou vodním proudem. Prosévací postup je nastaven tak že kolem 70 % vstupujících buničinných vláken bude přijato a tvoří přijatou buničinu. Tato přijatá buničina přichází k úpravě vodním proudem. Kolem 15 až 20 % vstupujících buničinných vláken je touto úpravou odstraněno jako odpad. Tok odpadní buničiny je smíšen s tokem odpadní buničiny z prosévacího prostoru, který tvoří kolem 30 % buničinných vláken vstupujících do prosévacího prostoru. Úprava tohoto kombinovaného toku odpadní buničiny je do značné míry podobná způsobu úpravy odpadní buničiny z prosévání u výše popsaného dvoustupňového postupu. V tomto případě je buničina čištěna tak, že prochází odpadním prosévacím prostorem a odpadní cyklony. Po těchto stupních je přijatá buničina vnesena do hlavního toku buničinné suspenze do stupně čištění vodním proudem. Odpadní buničina, získaná v tomto stupni, je vrácena zpět do nádrže odpadní buničiny. Konečná a celková přijatá buničina je pak upravena podobným způsobem, který byl dříve popsán, s ohledem na dvoustupňový postup a třístupňový postup s výjimkou jedné části v postupu bělení buničiny, který podle tohoto výrobního postupu je normálně prováděn peroxidem, zejména peroxidem vodíku při vysoké hustotě buničiny.

Bělení buničiny se u všech výše popsaných výrobních způsobů provádí ve výrobním řetězci až později. Ale i dřívější bělení buničiny je známo z literatury i z reálné praxe, například před čištěním buničiny, tj. proti proudu prosévacího postupu.

Všechna buničina vyráběná podle výše popsaných postupů může být použita při výrobě vláknového základu pro různé typy papíru pro časopisy. Ale s ohledem na vláknovou část časopisového papíru není možné zakládat uvedený papír jen na těchto buničinách, ale musí se používat směsi chemických buničin a polotovarů sulfátových buničin s dlouhými vlákny. Směs takových buničin v konečné buničině bude tvořit 10 až 20 %, tzn. že 80 až 90 % vytvoří popisované mechanické buničiny. Vlákna chemických buničin a obzvláště dlouhá vlákna sulfátová buničiny, vyrobená z měkkého dřeva, budou sloužit jako výztužná vlákna papíru časopisů. Je snaha co nejvíce redukovat část chemických buničin, protože tyto typy buničiny jsou mnohem dražší než TMP a CTMP.

Vzhledem k dodávkám buničiny, dodatečně používané bělení TMP a CTMP při vysoké produkci časopisového papíru, používají někteří výrobci papíru v současnosti směs bělených buničin s dřevitým základem namísto výše uvedených mechanických buničin a bělených chemických buničin a především sulfátovou buničinu s dlouhými vlákny. V těchto případech se používá vyšší podíl sulfátové buničiny než bylo dříve uvedeno, například 33 %, zatímco zbytek, tj. 67 %, tvoří buničina s dřevěným základem. Vyšší cena při použití vysokého procenta bělených sulfátových buničin s dlouhými vlákny je kompenzována použitím bělených buničin s dřevěným základem, které jsou z energetického hlediska levnější než bělené TMP i bělené CTMP. Dále buničina s dřevěným základem má mnoho výhod ve srovnání s známými buničinami TMP a CTMP vzhledem k optickým vlastnostem a hlavně její velice dobré schopnosti rozptylu světla.

Podstata vynálezu

Je zde potřeba levného způsobu výroby běleného TMP a běleného CTMP při zajištění alespoň stejných pevnostních vlastností buničiny tohoto typu jako je dosud vyráběných buničin a s optickými vlastnostmi, zejména schopností rozptylu světla, jako u běleného TMP a běleného CTMP, vyráběných podle dosud známých technologií a blížících se schopností rozptylu světla bělené buničiny s dřevěným základem.

Uváděný vynález splňuje tyto požadavky, řeší existující problémy a týká se způsobu výroby bělené termomechanické buničiny TMP a bělené chemotermomechanické buničiny CTMP, obsahující rozvlákněný a konečném stavu rozdělný lignocelulózový materiál, jako jsou dřevěné třísky. Po předehřevu následuje bělení suspenze výsledné buničiny bělicím činidlem, který zlep

-4CZ 297015 B6 suje aniontovou výplň vláken buničiny, potom je buničinná suspenze podrobena čisticímu procesu a dále následují další úpravy, např. bělení před přepravou do papírenských strojů nebo převedení na skladovatelnou buničinu. U této metody je charakteristické rozvláknění uvedeného lignocelulózového materiálu pomocí a) rafinéru, který má protiběžné rafínační disky za použití zvlášť vysoké teploty, HTDD, buď s nebo bez ihned poté následujícího rafinačního stupně, nebo b) rafinéru, který má jednoduchý rafínační disk nebo disky v jedné rafínační zóně nebo ve dvou paralelních zónách při použití zvlášť vysoké teplota a zvlášť vysoké rychlosti otáčení rafínačních disků, RTS, s nebo bez ihned poté následujícího rafinačního stupně; a kde čisticí úprava zahrnuje první prosévání buničinné suspenze a pak čištění uvedené buničinné suspenze proudem vody a kde odpad, získaný z každého čisticího postupu je sám o sobě upraven a upraveným odpad vrácen do postupujícího toku buničinné suspenze.

Výše uvedená složená slova HTDD a RTS jsou zkratky pro „vysokoteplotní dvojitý disk“ a „nízká retence, vysoká teplota, vysoká rychlost“ v uvedeném pořadí.

Jak už bylo vysvětleno, rozvláknění lignocelulózového materiálu se uskutečňuje určitým způsobem. To naznačuje, že je dostatečné počáteční rozvláknění nebo stupeň vláknového oddělování formou stupně HTDD nebo stupně RTS. Pokud není počáteční rozvlákňovací stupeň dostačující, tak to záleží na mnoha různých faktorech. Příkladem takových faktorů je vztah mezi požadovanou výrobou buničiny a dostupné velikosti rafinéru, výběr stupně HTDD nebo stupně RTS, odvodňování buničiny po prvním rafínačním stupni, pokud není první rafínační stupeň ihned po bělení buničiny. Toto bude detailně vysvětleno v dalším textu. Jednoduchý diskový rafínér s jednoduchou rafínační zónou se může s výhodou použít, je-li na výběr počáteční a dodatečný druhý rafínační stupeň.

Jako předehřevu lignocelulózového materiálu se dá použít jakýkoliv známý způsob předehřevu, včetně způsobu předehřevu, který byl už v tomto dokumentu popsán.

V případě vynalezeného způsobu je buničina, nebo spíše buničinná suspenze, bělena, už v počátečním stupni výrobního řetězce, přesněji po provedení rozvlákňovacího stupně a následného průchodu do vhodného drtiče a čekací nádrže a po případném odvodnění nebo stlačování buničiny. Buničina se může bělit bělicím činidlem, které zlepšuje aniontovou náplň vláken buničiny, jinými slovy oxidačním bělicím činidlem. Je dostupné množství oxidačních bělicích činidel, jak jsou oxid chloričitý, kyslík, ozón a různé příměsi. Preferovány jsou ty posledně zmíněné. Příklady příměsí: peroxidy jako je peroxid vodíku a peroxid sodíku, peroxidové kyseliny, okyselená perkyselina, peroxosírová kyselina, tzv. Carosova kyselina, perboráty a polyoxometaláty. Mezi peroxidovými přísadami, užívanými jako bělicí činidla, je nejužívanější peroxid vodíku. Například při zvolení peroxidu vodíku za bělicí činidlo se může bělení provádět s jakoukoliv hustotou buničiny, tj. s malou hustoto, střední hustotou nebo vysokou hustotou. Buničina může být bělena v jednom nebo více stupních. Použije-li se několikastupňový bělicí postup, může být hustota stejná nebo se může v různých stupních lišit, například stupeň se střední hustotou může následovat stupeň s vysokou hustotou.

Vybělená buničina může být rafinována více než jednou, optimální je pro praní buničiny a zvětšení hustoty buničiny. Tato rafinace může být provedena jak u buničiny s vysokou hustotou tak u buničiny s nízkou hustotou. Rafinace nízké hustoty je z energetického hlediska mnohem efektivnější než u rafinace vysoké hustoty. Vhodný rafínér je jednoduchý diskový rafínér, který má jen jednu rafínační zónu. Dříve popsaný třetí typ rafinéru, který má dvě paralelní zóny, je zvláště vhodný pro používání rafinace buničiny s nízkou hustotou v tomto stadiu. Tento rafínační stupeň umožňuje, aby byla přizpůsobena hodnota odvodnění buničiny a výsledkem mezi jiným je získání optimální čisticí úpravy bělené buničiny.

Čisticí úprava buničiny je charakteristická za prvé proséváním toku buničinné suspenze a pak čištěním buničiny vodním proudem a vyznačuje se zvláště tím, že je při prosévání z hlavního proudu buničinné suspenze vráceno poměrně malé množství buničinných vláken, dosahujících

-5CZ 297015 B6 nanejvýš 20 %, a tím, že při čištění buničiny vodním proudem je z hlavního toku buničinné suspenze odděleno jako odpad poměrně velké množství buničinných vláken, dosahující nejméně 30 %. A dále je charakteristickým rysem vynalezeného způsobu to, že dvě výsledné odpadní buničiny jsou upravovány samostatně a podobně je každá převedena k přijaté buničině předtím, než obě uvedené přijaté převedené buničinné toky jsou dopraveny, buď samostatně nebo ve směsi, k hlavnímu toku a sice proseté po proudu a upravené vodním proudem proti proudu.

Pokud se týče odpadu, získaného proléváním hlavního toku buničinné suspenze, tento materiál prochází jedním nebo dvěma rafínéry v sérii. Pokud se týče použitého typu rafinéru, je dávána přednost rafméru s jednoduchým diskem, který má jednu rafínační zónu. Rafínace proseté odpadní buničiny může být provedena buď s vysokou hustotou buničiny nebo s nízkou hustotou buničiny. Použijí-li se dva rafínační stupně, dává se přednost tomu, aby byl první rafínační stupeň proveden u buničiny s velkou hustotou a druhý u nízké hustoty buničiny. Tato rafinovaná buničinná suspenze je proseta v prosévacím prostoru včetně systému zacházení s prosetým odpadem, výsledkem je tok přijaté buničiny a tok odpadní buničiny. Tok přijaté buničiny je odveden do hlavního toku suspenze, jak už bylo dříve popsáno. Je preferováno, aby tok odpadní buničiny byl vrácen do prosévacího systému s odpadní buničinou a znovu rafinován v jednom nebo dvou stupních.

Pokud se týče odpadu, získaného po čištění hlavního toku buničinné suspenze, tento je nejlépe nechat projít dvěma rafínéry v sérii. Rafínéry s jednoduchými disky a jednoduchou rafínační zónou jsou v tomto ohledu vhodné typy rafínérů. Preferuje se, aby první rafínér pracoval s buničinou o vysoké hustotě a druhý rafínér pracoval s buničinou o nízké hustotě. Druhý rafínér může být kuželový rafínér. Veškerý odpad po rafínací vodním proudem je dopraven ve formě toku přijaté buničiny do hlavního toku buničinné suspenze výše popsaným způsobem. Pro čištění buničinné suspenze vodním proudem se používá velké množství vodních čističů, které jsou poskládány a spojeny do kaskády.

hlavním tokem buničinné suspenze, tj. s vyčištěnou buničinou, se pak může postupovat různými způsoby. Protože hustota buničinné suspenze je velmi nízká, např. pod 1 % po provedeném prolévání a čištění vodním proudem uvedené suspenze, hlavní tok buničinné suspenze prochází odvodňovacím filtrem, po němž se hustota buničiny zvedne k 10 %. Buničinná suspenze normálně prochází odvodňovacím filtrem nebo filtry do skladovacích zásobníků. Buničinná suspenze je ředěna bílou vodou buď na cestě do skladovacího zásobníku nebo uvnitř vlastního zásobníku až se dosáhne hustoty buničiny například 4 až 5 %. Namísto přepravy dokončené buničiny ve formě suspenze přímo do skladovacího zásobníku nebo věže se může použít dokončovací nádrž buničiny umístěná někde mezi odvodňovacím filtrem nebo filtry a skladovacím zásobníkem. V tomto případě může být buničinná suspenze ředěna bílou vodou ve dvou stupních, tj. proti proudu nebo v dokončovací nádrži až se dosáhne dočasná buničinná suspenze kolem 5 až %, k dosažení hustoty buničiny ve skladovacím zásobníku 4 až 5 % se pak pokračuje v proudu konečné buničinné nádrže nebo v uvedené skladovací nádrži.

Jestliže se výroba buničiny provádí ve společné papírně pro buničinu a papír, pak se buničinná suspenze odebírá ze skladovacího zásobníku k papírenskému stroji, kde je požadována.

Jestliže se výroba buničiny provádí v odbytové papírně, pak se buničinná suspenze odebírá ze skladovacího zásobníku ke stroji pro mokré zpracování, ve kterém se vytvoří buničinné archy vysoce vysušeného obsahu a zabalí se do balíků. Alternativní způsob úpravy je velmi rychlé vysušení buničiny a slisování této rychle vysušené buničiny do pevných tabulí.

Ačkoliv není nutné rozšiřovat výrobní postup podle vynálezu o jeden či více stupňů úpravy a/nebo další rafinaci vyráběné buničiny, je plně na výrobci, zda tak učiní. Například buničina může být bělena alespoň v jednom stupni po čištění. Toto bělení může být provedeno jakýmkoliv známým bělicím činidlem běžně používaným při bělení mechanické buničiny včetně oxidačních a redukčních bělicích činidel. Mnoho být použity i další rafínační stupně, které zlepšují buničinu.

-6CZ 297015 B6

Cena vyráběného běleného TMP podle uváděného vynálezu je výrazně nižší než cena vyráběného běleného TMP podle známých výrobních postupů. To je způsobeno tím, že pevná cena a proměnlivá cena zahrnují vliv postupu podle vynálezu leží pod odpovídající cenou známých způsobů vyrábějících takovou buničinu. Snížení pevné ceny je přímo spojeno se skutečností, že strojní park nebo sestava přístrojů, které jsou potřebné s ohledem na způsob výroby podle vynálezu, je levnější než strojní parky či sestavy přístrojů dosud používané. Snížení proměnné ceny je primárně spojeno s faktem, že spotřeba elektrické energie vztažená k výrobě daného množství buničiny podle vynálezu je menší než spotřeba elektrické energie potřebná k výrobě stejného množství buničiny podle dosud známých technologií. Množství elektrické energie spotřebované u dosud známých technologií vyrábějící bělené TMP není jednotné, ale vždy převyšují množství elektrické energie spotřebované při výrobě podle vynálezu.

Pokud se týká pevnostních vlastností běleného TMP vyráběného podle vynálezu, pak tyto vlastnosti jsou nejméně rovnocenné s vlastnostmi běleného TMP vyráběného podle dosud známých technologií.

Pokud jde o optické vlastnosti buničiny, které jsou důležité v uvedených souvislostech, a zejména primární schopnost rozptýlení světla buničinou, buničina vyráběná podle vynálezu je jasně výhodnější než buničina vyráběné podle dosud známých technologií.

Další výhoda poskytovaná běleným TMP vyráběným podle vynálezu je v tom, že obsah třískových shluků v buničině je překvapivě mnohem menší než obsah třískových shluků odpovídajících buničin vyráběných podle známých technologií. Výše uvedené výhody se také týkají CTMP vyráběného podle vynálezu ve srovnání s výrobou běleného CTMP podle dosud známých technologií.

Je zde počet hypotéz, jak je možné vyrábět buničinu podle uváděného vynálezu s mnohem nižšími výrobními náklady a daleko lepšími vlastnostmi v mnoha směrech než jsou ty, které byly dosaženy u dosud známých technologií. Předpokládá se, že zlepšený rozptyl světla buničiny může být připsán hlavně rozvlákňovací metodě ve formě počátečního stupně HTDD nebo RTS. Předpokládá se rovněž, že nízká celková spotřeba elektrické energie, tj. celková elektrická energie spotřebovaná ve všech rafinérech zahrnutých ve strojním parku a vztažená určitému objemu, je připisována skutečnosti, že buničina je bělena oxidačními bělícími prostředky v počátečních stupních výrobního řetězce nebo úprav. Zejména bylo zjištěno, že buničinný odpad, a hlavně odpadní buničina získaná z čištění buničinné suspenze vodním proudem, může být rafinován mnohem snadněji než odpovídající nebělený buničinný odpad, tj. nebělený oxidačními bělícími prostředky nebo odpovídající buničinný odpad z buničiny, která byla bělena redukčními bělícími činidly. Mezi dalšími aspekty tvoří tento fakt základ pro to, že odchází do odpadu mnohem více vláken buničiny v procesu čištění vodním proudem než v prosévacím procesu, na rozdíl od známých technologií. Uvažuje se, že důvod proč se to týká odpadní buničiny, tj. odpadu, který se získá při použití metody vynálezu, může být snadná rafmovatelnost následkem zvětšení náplně vláken od 100 mikroekvivalentů až do 200 mikroekvivalentů a snížením teploty měknutí ligninu ve vláknech z 75 °C na 60 °C. Vlivem morfologického složení vláknového materiálu jsou to silnostěnná letní vlákna, která nejpřísněji ovlivňují schopnost rafinovat a zlepšují vlastnosti. Zvětšení náplně je kvůli vytvoření karboxylových skupin v ligninu, které jsou výsledkem bělení oxidačním bělicím činidlem. Většina ligninu se nachází ve vrstvách S2 vláknových stěn, tato vrstva bývá nejsilnější právě u letních vláken. Je známo, že základní důvod zvýšené energetické efektivity při rafinaci vláken buničiny je zvýšený stupeň nabubření ve stěně vlákna. Je možné očekávat, že relativní vliv rafinace na letní vlákna bude větší než vliv na jarní vlákna, protože množství náplně v letních vláknech se může v absolutním čísle více zvětšit než v jarních vláknech.

-7 CZ 297015 B6

Ale obsah náplně ligninu v příslušných vláknových stěnách je přibližně stejný. A také se předpokládá, že výše popsaný hospodárný odpad rafínace vysvětluje extrémně nízký obsah uhlíků v buničině.

Přehled obrázku na výkrese

Obrázek 1 je zjednodušený postupovým diagram popisující výrobu děleného TMP nebo běleného CTMP způsobem podle vynálezu. V postupovém diagramu bylo vynecháno mnoho stupňů úpravy, a jsou zobrazeny pouze ty stupně úpravy, které mají obzvláštní význam při aplikaci vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Nyní bude popsáno s odkazy na postupový diagram v obrázku 1 provedení vynalezeného způsobu, kde určité podmínky jsou vysvětleny relativně důkladně na dvou následujících příkladech.

Na obrázku 1 je první buničinné potrubí 1 a první rafínér 2. Následuje druhé potrubí 3 buničiny a eventuální druhý rafínér 4, který je následován dalším potrubím 5 buničiny, které je potaženo do mixéru 6. Do mixéru je dodáván oxidační bělicí činitel a potrubím 7 dovnitř mixéru také buničinná suspenze. Dále následuje potrubí 8 buničiny, které ústí do bělicí věže 9. Z bělicí věže 9 vychází potrubí 10 buničiny, které ústí do eventuálního třetího rafínéru 11. Dále následuje potrubí 12 buničiny, které ústí do prosévacího prostoru 13. Přijatá buničina pak prochází potrubím 14 do čisticího zařízení 15 proudem vody. Přijatá buničina normálně prochází v této pozici potrubím 16 do odvodňovacího filtru, který není zobrazen na obrázku.

Odpad, získaný v prosévacím prostoru 13, prochází do rafínéru 18 potrubím 17. Dále následuje potrubí 19 buničiny, které ústí do prosévacího prostoru 20. V této pozici je přijatá buničina vedena potrubím 21 do hlavního toku buničinné suspenze v uvedeném potrubí 14. Odpadní buničina je v této pozici vedena potrubím 22 do potrubí 17, které ústí do rafínéru 18.

Odpadní buničina získaná v čističi proudem vody je vedena potrubím 23 do rafínéru 24, který je prvním rafínérem v tomto systému. Buničina pak prochází potrubím 25 do druhého rafínéru 26 tohoto systému. Konečně rafinovaná odpadní buničina z čištění proudem vody je vedena potrubím 27 zpět do hlavního toku buničinné suspenze v potrubí 14.

Podle prvního provedení vynalezené metody, která je také nejjednodušší možná metoda podle vynálezu se postupuje takto.

Lignocelulózový materiál, předběžně upravený jakýmkoliv způsobem - normálně ve tvaru dřevěných třísek, je veden předehřívací nádobou, která není zobrazena na obrázku, ve které je materiál držen po určitý časový úsek pod zvýšeným tlakem a zvýšenou teplotou pak je veden potrubím 1 do rafínéru 2 typu HTPP. Buničinná suspenze, která je výsledkem rozvlákňování, je dopravována do eventuálního drtiče, který není na obrázku zobrazen, proudem páry, také není na obrázku, a potrubím 3 a 5 a odtud k čekací nádrži, rovněž není na obrázku. Buničina pak přichází do mixéru 6, kam je dopraveno k buničinné suspenzi bělicí činidlo potrubím 7. Preferovaným oxidačním bělicím činidlem je peroxid vodíku. K peroxidu vodíku je přidávána alkálie, hydroxid sodný. Do buničinné suspenze mohou být přidávány i jiné přídavné chemikálie, jako je např. vodní sklo a síran hořečnatý. Když je bělení dokončeno, je možné buničinu proprat a pak rozředěná vedena do prosévacího prostoru 13 potrubími 10 a 12.

Podle jednoho preferovaného provedení vynalezeného způsobu nejméně 80 % buničinných vláken, které dorazí do prosévacího prostoru, prochází uvedeným prostorem jako přijatá buničina, tato buničinná suspenze je připravena buničinným potrubím 14 do zařízení 15 s čisticím proudem vody, kde 70 % vláken buničiny, která dorazila do prosévacího prostoru, může projít vodním

-8CZ 297015 B6 čištěním jako přijatá buničina, která je dále dopravována potrubím 16. Způsob zacházení s odpadem po prosévání a po čištění vodním proudem byl už dříve detailně popsán.

Podle tohoto provedení vynálezu je lignocelulózový materiál upravován pouze v jednom rafinéru v hlavním potrubí, tj. v systému zpracování 1 až 16, zvláště v rafinéru HTDD, tedy v rafinéru 2. To je možné při splnění mnoha podmínek. Předně, materiálu v rafinéru nesmí být příliš mnoho, tj. kapacita rafinéru bude převyšovat množství lignocelulózového materiálu dopraveného do rafinéru za jednotku času nebo nanejvýš dodávka lignocelulózového materiálu bude na úrovni kapacity rafinéru. Za druhé, odvodňování, následující po rozvlákňování, musí ležet na úrovni, která umožní čištění buničinné suspenze výše uvedeným způsobem.

Druhé provedení způsobu podle vynálezu lze realizovat, když kapacita HTDD rafinéru je lehce pod množstvím dopraveného lignocelulózového materiálu. V tomto případě je lignocelulózový materiál dodatečně rozvlákněn aspoň na určitý objem v rafinéru 2, výsledná buničinná suspenze je rafinována buď v rafinéru 4 nebo v rafinéru 11. V rafinéru 4 se dá s výhodou použít jednoduchý rafinér s jednom rafinační zónou. Rafinace je výhodná při vysoké hustotě. V rafinéru 11 je výhodné použití s nízkou hustotou a nejlépe jednoduchý diskový rafinér s dvěma paralelními rafinačními zónami.

Ačkoliv není přímo upřednostňováno třetí provedení metody vynálezu, je umožněno použití všech tří popsaných rafinačních stupňů, tj. v rafinérech 2,4 a 11. V tomto případě je důležité, aby byly tyto tři rafinační stupně kombinovány a vzájemně vyváženy tak, že celková spotřeba elektrické energie je udržována na přijatelné úrovni.

U čtvrtého provedení metody podle vynálezu je HTDD rafinér v pozici rafinéru 2 vyměněn na rafinér RTS. V tomto případě je obvykle nezbytné přidat předběžný rozvlákňovací stupeň s rafinací buničinné suspenze získané v rafinéru 4. V tomto případě je výhodné použít jednoduchý deskový rafinér s jednou rafinační zónou. Rafinace je nejvíc účinná u vysoké hustoty.

Ačkoliv není přímo upřednostňováno poté provedení metody vynálezu, má nově popsaná metoda doplněnou rafinaci buničinné suspenze v rafinéru Η.. To, co už bylo řečeno dříve ve vztahu k třetímu provedení, se dá použít i v tomto případě.

Pokud se týká raného oxidačního bělícího buničinné suspenze, je na obrázku 1 uvedena nejjednodušší forma, pomocí chemického mixéru 6 a bělicí věže 9. Jak bude zřejmé z následujícího, oxidačního bělení buničinné suspenze je účinné při každé hustotě buničiny. Ale bělicí proces může být proveden ve dvou nebo více stupních, doplňující jednoduchý stupeň. Přístroje, potřebné pro provedení různých bělicích postupů, nejsou z pochopitelných důvodů zahrnuty do schematického a stylizovaného obrázku 1.

Prosévací nádrž, která normálně zajišťuje protiproudový prosévací prostor 13, není zobrazena na obrázku, stejně jako žádný z přístrojů pro zvyšování a snižování hustoty vláken buničiny v buničinné suspenzi.

Příklad 1

Buničina byla úplně vyrobena podle vynálezu, tj. v TMP mlýnu až do bělícího stupně. Buničina byla pak přepravena v nádrži do laboratoře, kde postup podle vynálezu pokračuje na poloprovozním zařízení.

Výchozí materiál použitý pro výrobu buničiny byl čerstvý skandinávský smrk. Po oloupání kůry byly kmeny nařezány na třísky. Třísky byly pak roztříděny a vhodné třísky byly předběžně upraveny následujícím způsobem. Třísky byly předehřátý v termálním šneku pomocí páry 102 kg na tunu třísek. Třísky byly pak vyprány pomocí zvedacích šneků typu Sundsova rozvlákňovače. Pak

-9CZ 297015 B6 následoval postup třísek do parní nádoby o teplotě 93 °C. Doba průběhu byla 3 minuty. Napařené třísky pak byly podávány do tlakového šneku, poté byl materiál veden do nádoby s vodním sycením. Teplota byla udržována po určitou dobu na 71 °C, čímž byly třísky plně nasyceny vodou.

Třísky pak byly podávány do předehřívací nádoby s teplotou 155 °C a tlakem 5,5 baru. Doba průběhu byla několik sekund. Pak byly třísky vedeny do dvojitého diskového rafínéru, tj. do rafínéru se dvěma protiběžnými rafinačními disky o průměru 70 palců typu Sundova rozvlákňovače RGP68DD. Tlak a teplota v rafínéru byla stejná jako u předehřívací nádoby. Rafínační disky se otáčely rychlostí 1500 otáček za minutu. Rozvlákňovaný dřevěný materiál, tj. získaná buničina, byl foukán potrubním vedením k parnímu cyklonu, ve kterém hlavní část páry procházela současně s buničinnou suspenzí o hustotě kolem 40 % potrubním vedením k čekací nádrži, ve které byla hustota buničiny snížena ke 4 % pomocí bílé vody. Buničina měla hodnotu odvodnění 120 ml. Náplň nebo výroba v rafínéru byla 12,5 tuny buničiny za hodinu a příkon energie dosahoval 1520 kWh na tunu buničiny.

Čtyřprocentní buničinná suspenze byla čerpána z čekací nádrže do cisterny, která přepravila buničinnou suspenzi do laboratoře, ve které byla suspenze nejprve odvodněna na pásovém lisu na hustotu buničiny 30 %.

Buničina byla při této hustotě vybělena peroxidem vodíku. Teplota byla 80 °C a čas 120 minut. Navíc bylo k dodávanému peroxidu vodíku v množství 30 kg na tunu buničiny přidáváno 10 kg křemičitanu sodného na tunu buničiny a 20 kg hydroxidu sodného na tunu buničiny. Tyto chemikálie byly vmíchány do buničinné suspenze pomocí jednoduchého diskového rafínéru typu Sundova rozvlákňovače RGP42. Buničinná vlákna byla rafinována současně s vmícháváním uvedených chemikálií do buničinné suspenze.

Před postoupením buničinné suspenze do dalšího stupně zpracování, tj. před proséváním, byla buničinná suspenze rozředěna vodou na hustotu buničiny blížící se k 1,2 %. Prosévání se uskutečnilo na štěrbinovém sítu se šířkou štěrbiny 0,15 mm. 20 % vstupujících vláken buničiny bylo odpadem, to znamená, že 80 % vstupujících buničinných vláken bylo přijato.

Suspenze přijaté buničiny byla odvodněna na diskovém filtru a získaná voda ze suspenze byla vrácena zpět k ředění suspenze vstupující do prosévacího stupně, takže ztráta jemného materiálu je minimální. Odpadní buničinná suspenze byla odvodněna na pásovém lisu na hustotu buničiny 30 %. Tato buničinná suspenze procházela pak jednoduchým diskovým rafínérem typu Sundova rozvlákňovače RGP42. Tlak a teplota v rafínéru byly 3 bary a 130 °C a disky rafínéru se otáčely rychlostí 1500 otáček za minutu. Tento rafinovaný buničinný odpad měl hodnotu odvodnění 120 ml. Podle vynálezu se tato buničinná suspenze znovu prosévá a odpad získaný v prosévacím procesu se podrobí obnovené rafínaci podle výše uvedeného. V případě uvedeného experimentu se podařilo tento krok vynechat.

Přijatá buničinná suspenze a rafinovaná odpadní buničinná suspenze byly smíšeny a rozředěny vodou na hustotu buničiny 1,0 %. Tato buničinná suspenze prošla soustavou čističů vodním proudem typu NOSS AM 80F. Při provedeném čištění buničinné suspenze vodním proudem bylo 35 % vstupujících buničinných vláken bráno jako buničinný odpad a 65 % vstupujících buničinných vláken bylo vzato jako přijatá buničina. Buničina měla hodnotu odvodnění 30 ml. Přijatá buničinná suspenze byla odvodněna na diskovém filtru a extrahovaná voda byla použita pro ředění buničinné suspenze, vstupující do čističů vodním proudem. Odmítnutá buničinná suspenze byla odvodněna na diskovém filtru a pásovém lisu až se získala hustota buničiny 30 %. Tato buničinná suspenze pak procházela jednoduchým diskovým rafínérem typu Sundova rozvlákňovače RGP42. Rafínační tlak a teplota byly 1,5 baru a 111 °C a disk se otáčel rychlostí 1500 otáček za minutu. Rafinovaná buničina měla hodnotu odvodnění 80 ml. Tato buničinná suspenze byla rozředěna vodou a podrobena obnovenému čištění vodním proudem. Výsledná přijatá buničina měla hodnotu odvodnění 30 ml. V případě tohoto pokusu procházelo jen velmi malé množ

-10CZ 297015 B6 ství získaného buničinného odpadu výstupem nebo odtokem. Dvě přijaté buničinné frakce byly smíchány a vytvořena tak konečná buničina.

Tabulka 1 ukazuje určité parametry jakosti buničiny a specifickou spotřebu energie ve srovnání 5 s odpovídajícími druhy buničiny vyráběnými podle známých technologií.

Tabulka 1

Vlastnosti buničiny a spotřeba energie	Buničina vyráběná podle vynálezu	Buničina vyráběná konv. 2st. způsobem	Buničina vyráběná konv. 3st. způsobem	Buničina vyráběná 3st. způsobem (RTS)
Odvodnění ml	30	30	30	30
Pevnostní Nm/g index SCANM8:76	53	53	51	52
Index nNm/g dotržení SCANM8:76	6,5	6,5	6,5	6,5
Rozptyl m /kg světla SCANM7:76	58	53	54	55
Bělost % ISO 2470:1999	72	72	72	72
PQM ks/g množství pazdeří ·	10	80	80	60
Průměrná mm délka vlákna PQM 1000		1,5	1,5	1,4
Specifická kWli /tuna	2 500	3 400	3 200	2 800

energie 90% buničina • Měření získané přístrojem označeným „Pulp Quality Monitor 1000“ od Metso Automation Oy“

Metody výroby tří srovnávaných buničin byly popsány v tomto dokumentu v kapitole Dosavadní stav techniky. Údaje o těchto subjektech byly brány z literatury, která o uvedených metodách pojednává.

-11 CZ 297015 B6

Jak je zřejmé z tabulky, buničina vyráběná podle vynálezu má mechanickou pevnost, viz hodnoty pro pevnostní index, index dotržení a průměrnou délku vlákna, která je na úrovni buničin vyráběných podle dosud známých technologií. To platí i o bělosti.

Rozptyl světla u buničiny vyráběné podle vynálezu je jasně lepší než ostatní srovnávané buničiny. Množství pazdeří přítomné v buniěině podle vynálezu bylo mnohem menší než u srovnávaných buničin. Pokud se týče specifické spotřeby energie u výrobního procesu podle vynálezu, je evidentní, že metoda podle vynálezu je jasně nej lepší v tomto ohledu, následuje RTS třístupňová metoda a pak konvenční třístupňová metoda, zatímco dvoustupňová konvenční metoda vyžadovala největší spotřebu energie.

Tyto výsledky potvrzuje dřívější zpráva, že metoda podle vynálezu vede k levnějšímu způsobu výroby bělené TMP, přičemž jsou vlastnosti buničiny srovnatelné v několika směrech s vlastnostmi známých buničin tohoto druhu. V některých případech, množství pazdeří a rozptyl světla u buničiny, převyšují vlastnosti buničiny podle vynálezu zjevně vlastnosti známých buničin.

Vzorky byly odebírány z bělené termomechanické buničiny vyráběné podle vynálezu, odvodněny a zchlazeny pro budoucí výrobu papíru z této buničiny.

Příklad 2

Následující pokus byl prováděn v laboratoři v intencích simulace plného rozsahu výroby papíru pro časopisy, tj. výroby na papírenských strojích ze dvou různých skladů, jednoho konvenčního skladu a jednoho skladu, obsahujícího bělené TMP vyrobeného podle vynálezu s následujícím superkalandrováním papíru.

Při pokusu byly použity tři různé buničiny, zejména bělená buničina z dřevovité drti vyrobené z čerstvého smrkového dřeva, dvoustupňové bělená borová sulfátová buničina v rafinéru typu Votih SDM 1 a buničina uvedená v předcházejícím příkladu, vyráběná podle vynálezu a určitou dobu skladovaná ve zchlazeném stavu.

Aby byly všechny buničiny zpracovány na stejné úrovni, byla dřevitá buničina a vzorek z borové sulfátové buničiny odvodněny, zchlazeny a takto skladovány jeden týden.

Zchlazené buničiny byly současně vyjmuty z chladicího zařízení a ponechány při pokojové teplotě. Buničiny byly pak promíchávány ve vodě pomocí vrtulového míchadla při teplotě 85 °C, pak byla buničina rozředěna vodou na hustotu buničiny 1,5 %.

Po teplém rozvlákňování při teplotě 85 °C měla buničina následující hodnoty odvodnění: dřevovitá buničina měla hodnotu odvodnění 31 ml, borová sulfátová buničina měla hodnotu odvodnění 189 ml a buničina vyráběná pole vynálezu měla hodnotu odvodnění 28 ml.

Byly připraveny dvě buničinné papíroviny, jedna obvyklá papírovina obsahující v úplně suchém stavu 50 % dřevovinové buničiny, 20 % borové sulfátové buničiny a 30 % kaolinového jílu a jedna nová papírovina, obsahující v úplně suchém stavu 59 % buničiny vyrobené podle vynálezu, 11 % borové sulfátové buničiny a 30 % kaolinového jílu.

Kaolinový jíl byl přidáván jako dokončovací jílová kaše se suchým obsahem 28 % v obou případech a retenční činidlo ve formě polyakrylamidu, kteiý byl přidáván v množství 550 g retenčního činidla na tunu papíroviny, také v obou případech.

Z těchto dvou papírovin bylo vyrobeno na rázovém lisu typu Formette od švédské firmy Fibertech AB množství papírových archů. Zde jsou některé údaje z výroby těchto archů: hustota buničiny papíroviny = 0,3 %, použitá hubice č. 2510 s tryskacím úhlem pro buničinnou suspenzi

-12CZ 297015 B6

25° a průměrem otvoru 1 mm, rychlost otáčení bubnu 1250 otáček za minutu a tlak čerpadla pro vstřikování buničinné suspenze 3,2 bary.

Požadovaná gramáž vyráběných papírových archů byla 56 g/m² a bylo zjištěno, že gramáž všech vyráběných papírových archů ležela v rozmezí 56 až 58 g/m². Získané papírové archy byly lisované do roviny tlakem 6,3 baru. Papírové archy byly sušeny v sevřeném stavu ve válcové sušičce s následujícími parametry: tlak sevření 1,5 baru, teplota 100 °C, rychlost otáčení 1,5 m za minutu, čas 5 minut.

Tyto papírové archy byly vyhlazovány v laboratorním kalandru. Kalandr obsahoval mezi jiným ocelový válec a válec z polymerového plastu nebo s vnějším obalem s tvrdostí 89/91 měřeno v podpěře D. Ocelový válec měl teplotu 70 °C. Tři různé použité tlaky byly 20 kN/m, 52 kN/m a 131 kN/m. Archy postupovaly rychlostí 12 metrů za minutu a každý arch prošel popsaným lisováním třikrát. Byla to vždycky horní strana papírového archu, která přišla do styku s ocelovým válcem.

Tyto papírové archy byly testovány z hlediska různých vlastností papíru. Získané výsledky jsou uspořádány v tabulce 2.

Jak je zřejmé z toho, co už bylo řečeno v úvodu, bylo počítáno s tím, že by papír obsahoval 30 % jílu. Toho ale nebylo dosaženo, protože obsah popelu, který je měřítkem množství přítomného jílu, byl v jednom papíru 26,4 % a v druhém papíru 28,2 %. Tento rozdíl v obsahu jílu u dvou papírů neměl výraznější vliv na různé vlastnosti papíru, možná s výjimkou jejich pevnostních vlastností, když větší množství jílu způsobuje nižší pevnost papíru.

Papír vyrobený z papíroviny obsahující buničinu podle vynálezu měl vlastnosti od mírně zlepšených až do jasně zlepšených, a to pokud se týče drsnosti, olejové absorpce a poréznosti ve srovnání s papírem vyráběným z běžné papíroviny.

Pokud jde o pevnostní vlastnosti nového papíru ve srovnání s pevnostními vlastnostmi běžného papíru, pevnost v tahu je stejná a trhací pevnost je u nového papíru lehce zhoršená než je trhací pevnost u běžného papíru. V této souvislosti by mělo být připomenuto, že množství výztužných vláken ve formě bělených borových sulfátových buničinných vláken je u nového papíru jen poloviční proti množství výztužných vláken v běžném papíru. Je také třeba poznamenat, že vysoký obsah borové sulfátové buničiny není optimální z hlediska pevnosti. Přesněji, obsah této buničiny nelze brát v úvahu, protože množství borových sulfátových buničinných vláken v tomto papíru odpovídá pouze polovině těchto buničinných vláken v běžném papíru.

Rozptyl světla u nového papíru není na stejné úrovni jako u běžného papíru. V tomto směru je důležité poznamenat, že nový papír neobsahuje žádná dřevitá buničinná vlákna, jejichž první a poslední unikátní vlastnost je maximální schopnost rozptylu světla. Skutečnost, že schopnost rozptylu světlaje u nového papíru jen o 3,5 jednotek nižší než je schopnost rozptylu světla u běžného papíru, je třeba považovat za něco udivujícího.

Schopnost vytvořit základ, tj. vyrábět papír pro časopisy s dominantním množstvím poměrně levného běleného TMP vyráběného podle vynálezu, společně s malým množstvím drahé borové sulfátové buničiny a přitom získat papír, který dosahuje výše popsané vlastnosti, by měl být považován za jasný a významný krok vpřed.

Claims (9)

1. Způsob výroby bělené termomechanické buničiny (TMP) nebo bělené chemotermomechanické buničiny CTMP včetně rozvláknění lignocelulózového materiálu, jako jsou dřevěné třísky, po předehřevu a bělení výsledné buničiny ve formě suspenze s bělicím činidlem, které zlepšuje aniontovou náplň buničinných vláken, buničinná suspenze je podrobena čisticímu zpracování a pak je možné další čištění, například bělení, před přepravou buničinné suspenze k papírenskému stroji nebo přeměny uvedené suspenze do skladovatelné buničiny, vyznačující se tím, že rozvláknění lignocelulózového materiálu se provádí pomocí

a) rafinéru, který má protiběžné rafínační disky, za použití extrémně vysoké teploty HTDD s nebo bez bezprostředně následujícího rafinačního stupně; nebo

b) rafinéru, který má jednoduchý rotační rafínační disk nebo disky s jednoduchou rafínační zónou nebo se dvěma paralelními zónami, při použití zvlášť vysoké teploty a zvlášť vysoké rychlosti otáčení rafinačního disku nebo disků RTS s nebo bez bezprostředně následujícího rafinačního stupně;

a tím, že čištění obsahuje první prosévání buničinné suspenze a pak se uvedená suspenze čistí vodním proudem, kde odpad získaný při čištění je samostatně upraven a upravený odpad se vrací k postupující buničinné suspenzi.

2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že bělicí činidlo, které zlepšuje aniontovou náplň vláken buničiny, obsahuje oxidační bělicí činidla, jako jsou peroxidové směsi.

3. Způsob podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že buničinná suspenze prochází rafínérem po uvedeném bělení.

4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že uvedené rozvláknění se provádí při vysoké hustotě buničiny.

5. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že uvedené rozvláknění se provádí při nízké hustotě buničiny.

6. Způsob podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že při čištění buničinné suspenze se až 20 % celkového množství vláknitého materiálu stane odpadem po prosévání a nejméně 30 % celkového množství vláknitého materiálu po čištění vodním proudem.

7. Způsob podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že odpad, získaný při prosévání buničinné suspenze vstupuje ve formě odpadní buničiny do průchozího rafinéru při vysoké hustotě buničiny nebo při nízké hustotě buničiny, nebo do dvou průchozích rafinérů, nejprve s vysokou hustotou a pak s nízkou hustotou buničiny; a tím, že rafinovaný odpad buničinné suspenze po prosévání se střídavě prosévá tak, až je získána přijatelná buničinná suspenze a odpad buničinné suspenze; a tím, že aspoň získaná přijatelná buničinná suspenze je vedena do postupující buničinné suspenze v pozici po proudu při prosévání a proti proudu v pozici čištění vodním proudem.

8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že získaný odpad buničinné suspenze je vrácen do popsaného systému úpravy a podroben opakované rafinaci.

9. Způsob podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že odpad, získaný při čištění buničinné suspenze proudem vody ve formě odpadní buničiny z čištění proudem vody je veden nejprve do rafinéru s vysokou hustotou buničiny a pak do rafinéru s nízkou hustotou buničiny, pak odpadní buničinná suspenze po čištění vodním proudem rozvlákněná v uvedených dvou

-14CZ 297015 B6 stupních je vedena do postupující buničinné suspenze v poloze proti proudu čištění vodním proudem a po proudu v prosévací pozici.