FI121816B - Refiner and pulp refining process - Google Patents
Refiner and pulp refining process Download PDFInfo
- Publication number
- FI121816B FI121816B FI20095009A FI20095009A FI121816B FI 121816 B FI121816 B FI 121816B FI 20095009 A FI20095009 A FI 20095009A FI 20095009 A FI20095009 A FI 20095009A FI 121816 B FI121816 B FI 121816B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- rotor
- refiner
- stator
- pulp
- mass
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000007670 refining Methods 0.000 title description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 21
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 21
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
- D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
- D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
- D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C7/00—Crushing or disintegrating by disc mills
- B02C7/11—Details
- B02C7/12—Shape or construction of discs
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
- D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
- D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
- D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
- D21B1/14—Disintegrating in mills
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
- D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
- D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
- D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
- D21B1/14—Disintegrating in mills
- D21B1/26—Driving or feeding arrangements
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
- D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
- D21D1/20—Methods of refining
- D21D1/22—Jordans
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
- D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
- D21D1/20—Methods of refining
- D21D1/30—Disc mills
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
- D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
- D21D1/20—Methods of refining
- D21D1/34—Other mills or refiners
- D21D1/38—Other mills or refiners with horizontal shaft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
Description
Jauhin ja menetelmä massan jauhamiseksiFlour milling and pulping method
Keksintö kohdistuu jauhimeen, joka on oheisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa esitettyä tyyppiä. Keksintö kohdistuu myös menetelmään 5 massan jauhamiseksi. Keksinnön ala on mekaanisen massan valmistus puuperäisestä raaka-aineesta.The invention relates to a refiner of the type described in the preamble of claim 1. The invention also relates to a method 5 for grinding pulp. Field of the invention is the production of mechanical pulp from wood-based raw material.
Mekaanista massaa valmistetaan teollisesti hiomalla tai hiertämällä puuraaka-aineesta. Hionnassa kokonaisia puita painetaan pyörivää lieriöpintaa 10 vasten, jonka pintarakenne on muodostettu sellaiseksi, että se irrottaa kuituja puusta. Saatu massa poistuu jauhimesta suihkuvesien mukana lajitteluun, ja rejekti jauhetaan levyjauhimen avulla. Tällä menetelmällä tuotetaan lyhyt-kuituista, valoa hyvin sirottavaa massaa. Tyypillisenä esimerkkinä hiontaprosessista voidaan mainita US-patentti 4381217. Hierteen 15 valmistuksessa lähtöaineena on puuhake, joka ohjataan levyjauhimen keskustaan, josta se keskipakovoiman ja höyryvirtauksen vaikutuksesta kulkeutuu levyn pinnassa olevien terien pienentämänä jauhimen kehälle. Tyypillisesti tässä prosessissa tarvitaan useampivaiheinen jauhatus valmiin massan saamiseksi. Prosessissa erottunut karkea jae voidaan ohjata ns. 20 rejektijauhatukseen. Edellä kuvattuun hiokkeeseen verrattuna menetelmällä saadaan pitkäkuituisempaa massaa. Hiertoprosesseja on esitetty mm. julkaisuissa WO-9850623, US-4421595 ja US-7237733.The mechanical pulp is manufactured industrially by grinding or grinding wood raw material. During grinding, whole wood is pressed against a rotating cylindrical surface 10 whose surface structure is formed to release fibers from the wood. The resulting pulp leaves the refiner with the jets to sort and the reject is ground using a disk refiner. This method produces a short fiber, light scattering pulp. As a typical example of a grinding process, U.S. Patent No. 4,381,217 may be mentioned. In the manufacture of thread 15, the starting material is wood chips which are guided to the center of the disc refiner, whereupon it is driven by centrifugal force and steam flow to the periphery of the disc. Typically, this process requires multi-stage refining to obtain a finished pulp. The coarse fraction separated in the process can be controlled by a so-called. 20 reject grinding. Compared to the above-described groundwood, the process yields a longer fiber mass. Circulation processes have been presented e.g. WO-9850623, US-4421595 and US-7237733.
Molemmille mekaanisen massan valmistusmenetelmille on ominaista korkea 25 energiankulutus. Esimerkiksi hiokkeen valmistuksessa energiankulutus LWC-paperin massaa varten on noin 2 MWh/tonni, minkä lisäksi lyhytkuituisuu-^ desta johtuen tarvitaan vielä rakennetta lujittavaa kemiallista kuitua paperi- ^ radan riittävän ajettavuuden saavuttamiseksi. Hierteen valmistuksessa tyypil- oö linen energiankulutus on LWC-paperimassalle noin 3 MWh/tonni. Tällä w 30 menetelmällä saadun tuotteen pitkäkuituisuudesta johtuen paperin rakenteen o x lujittamiseen ei välttämättä tarvita kemiallista massaa.Both mechanical pulping processes are characterized by high energy consumption. For example, in the manufacture of pulp, energy consumption for pulp of LWC paper is about 2 MWh / ton, in addition, due to the short fiber, a further structural reinforcing chemical fiber is required to achieve sufficient runnability of the paper web. Typical energy consumption for pulp production is about 3 MWh / tonne for LWC pulp. Due to the long fiber nature of the product obtained by this w 30 process, chemical pulping may not be required to strengthen the paper structure o x.
CCCC
CLCL
§ Maissa, joissa on vahva metsäteollisuus, voi mekaanisen massan valmistus§ In countries with a strong forest industry, the production of mechanical pulp can
Oo
g muodostaa merkittävän osan teollisuuden kokonaisenergiatarpeesta, ja se § 35 voi vaikuttaa jopa maan energiapoliittisiin ratkaisuihin. Kuidutusprosessin energiaintensiivisyydestä johtuen keinot, joilla vähennetään tuotetonnia kohti 2 tarvittavaa energiaa vaikka vain muutamalla prosentilla saattavat johtaa huomattaviin säästöihin tuotantokustannuksista.g constitutes a significant part of the total energy needs of industry, and § 35 may even influence the country's energy policy decisions. Due to the energy intensity of the defibration process, means of reducing the amount of energy required per tonne of product, even by only a few percent, can lead to significant savings in production costs.
Tämä keksintö kohdistuu juuri hierteen valmistusprosessin, jossa prosessiin 5 syötettävä kuituraaka-aine on partikkelimuodossa, esimerkiksi puuhaketta tai vastaavaa, ja sitä jauhetaan saattamalla se teräväliin, jossa liikkuvien pintojen muokkaustyö hienontaa sitä ja irrottaa siitä kuituja. Tällainen prosessi suoritetaan tavallisimmin korkeasakeusjauhatuksena (HC-jauhatus) edellä kuvatussa levyjauhimessa kahden pinnoiltaan profiloidun jauhinkiekon 10 välissä, jossa jauhettava massa ja siitä kehittyvä höyry kulkevat kiekkojen säteissuunnassa ulospäin. Tällaisessa jauhimessa teräväli on pieni, alimmillaan n. 0,2 mm.This invention is specifically directed to a pulping process in which the fiber feedstock to process 5 is in particulate form, for example wood chips or the like, and is ground by a sharp gap where it is comminuted and removed by moving surfaces. Such a process is usually carried out by high-consistency milling (HC milling) in the above-described disc refiner between two surface-profiled grinding discs 10 in which the pulp to be milled and the steam generated therefrom pass outwardly in the radial direction of the disks. In such a refiner, the blade gap is small, at about 0.2 mm at its lowest.
Toinen jauhintyyppi on kartiojauhin, jossa kuituraaka-aine syötetään 15 kartiomaisen pyörivän roottorin ja roottoria ympäröivän staattorin muodostamaan jauhatusvyöhykkeseen, jossa se jauhatuu massaksi. Tämä prosessi suoritetaan laimemassakäsittelynä n. 4% sakeudessa, jolloin teräväli on myös hyvin pieni, lähellä teräkontaktia. Jauhatus perustuu siihen että näin pienessä terävälissä kuitu litistyy ja suurina määrinä läsnä oleva 20 vesi voitelee terävällä. Tällainen käsittely ei sovi ensimmäisen vaiheen jauhatukselle.Another type of refiner is a cone grinder, in which the fibrous material is fed into a refining zone formed by a conical rotating rotor and a stator surrounding the rotor, where it is refined into pulp. This process is carried out as a dilute pulp treatment at a consistency of about 4%, whereby the blade gap is also very small, close to the blade contact. The milling is based on the fact that at such a small spacing the fiber is flattened and the water present in large quantities lubricates with sharpness. Such treatment is not suitable for the first stage grinding.
Keksinnön tarkoituksena on esittää uusi jauhin ja menetelmä massan jauhamiseksi, joita voidaan käyttää ensimmäisen vaiheen jauhatuksessa 25 korkeassa sakeudessa korvaamaan perinteinen energiaa kuluttavilla levyjauhimilla suoritettu hierteen valmistus. Tämän tarkoituksen toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle jauhimelle on pääosin tunnusomaista o ^ se, mikä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.It is an object of the present invention to provide a new refiner and a method for pulping pulps which can be used in the first stage refining at high consistency to replace the conventional mass production of energy-consuming disk refiners. To accomplish this purpose, the refiner of the invention is essentially characterized in what is set forth in the characterizing part of claim 1.
o Jauhatusvyöhyke on akselin ympäri pyöriväksi järjestetyn roottorin ja sitä o 30 ympäröivän staattorin välissä, jossa sakea massa saadaan kohdistettua g teräväliin roottorin aiheuttaman kesipakovoiman ansiosta. Teräväli on totuttua suurempi, n. 0,5 - 5 mm, edullisesti n. 1 - 3 mm, ja sen σ> § vastakkaisissa pinnoissa (roottorin terän jauhatuspinta ja staattorin sisäpinta) g on riittävä karheus/hienohammastus, jotta niillä on riittävä kitka välissä ^ 35 olevaan massaan. Näin masaan saadaan leikkausvoimia ja kuidut hiertävät myös toisiaan vastaan terävälissä. Massa kulkeutuu rengasmaisella jauhatusvyöykkeellä aksiaalisuunnassa eli roottorin pyörimisakselin 3 suunnassa syöttöpäästä poistopäähän koko ajan em. ilmiöiden alaisena. Massaan voidaan kohdistaa jauhatusenergiaa hyvällä hyötysuhteella.o The refining zone is located between the rotor arranged to rotate about an axis and the stator surrounding it, whereby a thick mass is applied to g through the centrifugal force caused by the rotor. The blade spacing is larger than usual, about 0.5 to 5 mm, preferably about 1 to 3 mm, and its σ> § on opposite surfaces (rotor blade grinding surface and stator inner surface) g has sufficient roughness / fine tooth to have sufficient friction between ^ 35 mass. In this way, shear forces are applied to the pulp and the fibers also rub against one another at a sharp interval. The pulp travels in the annular milling zone in the axial direction, i.e. in the direction of the rotation axis 3 of the rotor, from the feed end to the discharge end all the time under the aforementioned phenomena. The pulp can be subjected to refining energy with good efficiency.
Oheisissa epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa on esitetty jauhimen 5 edullisia rakenneratkaisuja sekä menetelmän toteutustapoja.Advantageous structural solutions of the refiner 5 and methods of implementing the method are disclosed in the dependent claims.
Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 10 kuva 1 esittää keksinnön mukaista jauhinta roottorin akselin suuntaisena pitkittäisleikkauksena, kuva 2 esittää jauhimen roottoria edestä, 15 kuva 3 esittää jauhimen roottorin ja staattorin pintoja yksityiskohtaisena kuvantona roottorin akselia vastaan kohtisuorana leikkauksena, ja kuva 4 esittää yhtä esimerkkiä roottorin terästä päällyskuvantona.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 10 shows a refiner according to the invention in longitudinal section of the rotor, Fig. 2 shows a front view of a refiner rotor and Fig. 3 shows a detailed view perpendicular to the rotor axis. an example of a rotor steel as a top view.
2020
Kuvassa 1 on esitetty keksinnön mukainen jauhin, jossa on akselille A pyöriväksi järjestetty roottori R, joka pyörii staattorin S sisällä. Roottorin ja staattorin väliin muodostuu rengasmainen tila, jossa jauhatus tapahtuu samalla kun jauhettava massa etenee roottorin pyörimisakselin suunnassa. Kuvan 1 25 jauhimessa kyseinen tila on raaka-aineen syöttösu untaan/ massan kulkeutumissuuntaan laajeneva, jolloin kysymyksessä on kartiojauhin, jonka 5 roottori on kartiomainen. Kyseeseen voi tulla myös jauhin, jossa mainittu ^ rengasmainen tila on halkaisijaltaan vakio, jolloin kysymyksessä on 9 lieriöjauhin, jossa on lieriömäinen roottori R.Fig. 1 shows a refiner according to the invention having a rotor R arranged on a rotary axis A rotating inside a stator S. An annular space is formed between the rotor and the stator, where the milling takes place while the pulp to be milled advances along the axis of rotation of the rotor. In the refiner of Fig. 1 25, this space is expandable in the feed direction of the raw material to the sleep / pulp direction, which is a conical refiner with a conical rotor. It may also be a refiner in which said annular space has a constant diameter, in the case of a 9 cylindrical refiner having a cylindrical rotor R.
C\l o 30 | Puupohjaista raaka-ainetta, joka on puuhaketta ta jo osittain jauhettua o, massaa, syötetään nuolen suunnassa roottorin ensimmäiseen päähän eli o jauhatusvyöhykkeen alkupäähän esimerkiksi syöttöruuvilla 1. Roottorin ja o staattorin välisen jauhatustilan alkupäässä on roottoriin kiinnitetytC \ l o 30 | Wood-based raw material which is already part of the wood chips powdered o, the pulp is fed in the direction of the arrow to the first end of the rotor, ie No refining zone upstream end of the feed screw 1. For example, the grinding chamber between the rotor and the stator No initial end is attached to the rotor
Oo
^ 35 murskaushampaat 2, joiden tarkoituksena on pienentää syötettyä haketta ennen kuin se joutuu varsinaiseen jauhatustilaan, jossa se jauhetaan 4 kuiduiksi. Jauhettava hake kulkee roottorin ja staattorin välisessä jauhatus-tilassa tietyllä viipymäajalla aksiaalisuuntaan, minkä jälkeen se otetaan ulos jauhimesta jauhettuna massana. Viipymäaika on pitempi kuin perinteisissä levyjauhimissa, joissa keskipakovoima pikemminkin siirtää massaa pois eikä 5 kykene painamaan sitä jauhatusvyöhykkeelle.^ 35 crushing teeth 2, the purpose of which is to reduce the amount of chips fed before it enters the actual milling space where it is milled into 4 fibers. The chips to be ground pass in the refining mode between the rotor and the stator with a certain residence time in the axial direction, after which they are taken out of the refiner as a pulp. The dwell time is longer than in conventional plate refiners, where centrifugal force tends to displace the pulp rather than press it into the refining zone.
Jauhatus on sakeamassajauhatus, jossa massan sakeus on vähintään 10%, edullisesti vähintään 18 %. Sakeus voi olla vähintään 30 %, esimerkiksi luokkaa 50%. Sakeuden säätö tapahtuu syöttämällä jauhimeen menevän 10 puuraaka-aineen sekaan vettä sopiva määrä, esimerkiksi syöttöruuuviin 1.Grinding is a pulp milling having a consistency of at least 10%, preferably at least 18%. The consistency may be at least 30%, for example about 50%. The consistency adjustment is effected by feeding a suitable amount of water to the wood raw material 10 entering the refiner, for example to the feed screw 1.
Kuvassa 2 on esitetty jauhimen roottori edestä eli ensimmäisen pään (jauhatusvyöhykkeen alkupään) suunasta nähtynä. Jauhimen roottorille on tyypillistä sen kehälle tietyin välein jaetut aksiaalisuuntaiset terät 3, joiden 15 väliin muodostuu solat 4, joiden pohjan muodostaa roottorin R runko. Koska sakemassajauhatuksessa syntyvä lämpöenergia muuttaa massassa olevaa vettä höyryksi, ovat aksiaalisuunnassa syöttöpäästä poistopäähän ulottuvat solat 4 keino ohjata höyryä pois jauhatusvyöhykkeeltä. Kyseiset terät 3 ja solat 4 suuntautuvat kulmassa ulospäin roottorin R kartiomaisuuden mukaan. 20 Terien 3 korkeus roottorin R rungosta eli solien 4 syvyys voi olla muutamien millimetrien luokkaa, esimerkiksi 5-15 mm, edullisesti noin 10 mm.Figure 2 shows a front view of the rotor of the refiner, i.e. the direction of the first end (beginning of the refining zone). The rotor of the refiner is characterized by axial blades 3 spaced at intervals around it, between which are formed grooves 4, the bottom of which is formed by the body of the rotor R. Since the thermal energy generated by pulping mill converts water in the pulp into steam, the axes extending axially from the feed end to the outlet end are a means of directing the steam out of the milling zone. These blades 3 and grooves 4 are angled outwardly in accordance with the conicity of the rotor R. The height of the blades 3 from the body of the rotor R, i.e. the depth of the blades 4, can be in the order of a few millimeters, for example 5-15 mm, preferably about 10 mm.
Roottorin R solille 4 on tyypillistä vielä se, että niissä ei ole mielellään esteitä, matalasakeusjauhatuksesta tuttuja ’’patoja”, vaan niiden muodostamat väylät 25 ovat auki roottorin alkupäästä (syöttöpäästä) roottorin loppupäähän (poistopäähän), jotta jauhatuksessa muodostuva höyry pääsee esteettä £ etenemään roottorin loppupäähän ja ulos jauhatusvyöhykkeeltä. On kuitenkin ^ mahdollista, että soliin sijoitetaan korkeintaan 2/3 korkeudelle pohjista 00 9 ulottuvia esteitä, jotta höyryvirtaus ei vie mukanaan jauhamatonta o 30 puuainesta. Keksinnöllä kohdistetaan jauhatusenergiaa kuitenkin | jauhatustilassa olevan massan mekaaniseen muokkaukseen, ja höyryn ^ syntyminen massassa olevasta vedestä minimoitu, koska se vie energiaa.Further, the R Sol 4 of the rotor is characterized by the fact that they are preferably free of obstructions, known as "dams" of low consistency milling, but have openings 25 open from the beginning (feed) end of the rotor to the end (discharge) of the rotor. downstream and out of the grinding zone. However, it is possible that obstacles up to 2/3 of the bottom 00 9 are placed in the bucket so that the steam stream does not carry unground wood. However, the invention applies refining energy the mechanical shaping of pulp in the refining space, and the generation of steam from the water in the pulp is minimized as it consumes energy.
o oo o
LOLO
o Kuvassa 3 on esitetty suuremmassa mittakaavassa roottorin R ja staattorin SFigure 3 shows a larger scale of the rotor R and the stator S
o ™ 35 välinen jauhatustila 5. Kunkin terän 3 ulkopinnan 3a (jauhatuspinnan) ja staattorin S sisäpinnan väliin muodostuu ns. terävälys d, joka tässä 5 tapauksessa on suurempi kuin matalasakeusjauhatuksessa, eli luokkaa 0,5 -5 mm, edullisesti 1-3 mm. Terävälys voidaan säätää helposti muuttamalla roottorin sijaintia aksiaalisuunnassa. Jauhatuksessa vaikuttavan keskipakovoiman johdosta jauhettava kuitumateriaali M on vasten staattorin 5 S sisäseinää, ja se siirtyy jatkuvasti jauhautuen staattorin seinää vasten aksiaalisuunnassa kohti poistopäätä. Teollisissa jauhimissa käytetyillä roottorin R halkaisijoilla (kartiojauhimen maksimihalkaisija tai lieriöjauhimen vakiohalkaisija tavallisesti yli 1 m), pyörimisnopeuksilla ja sakean massan suuren kiintoainepitoisuuden ansiosta syntyy sellainen keskipakovoima, joka 10 painaa massan jauhatustilaan vasten staattorin S sisäseinämää ja jauhatus tapahtuu terien 3 ulkopintojen 3a (jauhatuspintojen) hiertäessä tätä massaa. Jotta kuituihin kohdistuisi energiaa, tulee sekä terien 3 jauhatuspinnoissa että staattorin sisäseinämässä olla kitkaa ylläpitävä rakenne. Tällöin kuidut eivät liiku roottorin R liikkeen mukana, vaan hiertävät toisiaan vasten myös terä-15 välissä. Samalla se höyry, joka syntyy jauhatuksessa, pääsee vapaasti säteissuunnassa sisäänpäin jauhatustilassa roottorin sisäseinämää vasten puristuneena olevasta massasta soliin 4 ja edelleen pois aksiaalisuunnassa solien 4 pohjia pitkin.o ™ 35 grinding space 5. Between the outer surface 3a (grinding surface) of each blade 3 and the inner surface of the stator S, a so-called "milling" is formed. the sharpness d, which in this case is greater than in low consistency milling, i.e., in the order of 0.5 to 5 mm, preferably 1 to 3 mm. Sharpness can be easily adjusted by changing the position of the rotor in the axial direction. Due to the centrifugal force acting on the milling process, the fibrous material M to be ground is against the inner wall of the stator 5S and is continuously milled against the stator wall in the axial direction towards the discharge end. The rotor R diameters used in industrial refiners (maximum cone refiner diameter or standard cylindrical refiner diameter usually greater than 1 m), rotational speeds and high solids content of the pulp produce mass. In order to apply energy to the fibers, both the grinding surfaces of the blades 3 and the inside wall of the stator must have a friction-maintaining structure. In this case, the fibers do not move with the movement of the rotor R, but also rub against each other also between the blade 15. At the same time, the steam generated during grinding is freely radially inward from the pulp pressed against the inner wall of the rotor in the milling space to the benches 4 and further away in the axial direction along the bottom of the benches 4.
20 Staattorin kitkaominaisuuksien aikaansaamiseksi siinä voi olla kehälle jaettuna tietynlevyisiä vyöhykkeitä, joissa on hienohammastus tai staattorin sileää pintaa muulla tavalla karheampi pinta. Nämä voidaan saada aikaan metallin työstö- tai pintakäsittelymenetelmin. Karheampi pinta voidaan saada aikaan kiinnittämällä pintaan esim. kovia partikkeleita (grittejä). Jos nämä 25 vyöhykkeet suuntautuvat suoraan aksiaalisuuntaan, niin niiden hienohammastus (vuorottaiset uurteet ja kohoumat) voi olla saman 5 suuntainen tai kulmassa aksiaalisuuntaan (esimerkiksi maksimissaan 45 ^ asteen kulmassa), jolloin niillä saadaan hiertovaikutuksen lisäksi myös 9 eteenpäin kuljettava vaikutus. Vyöhykkeet voivat kohota hieman roottorin C\j o 30 sileästä pinnasta, esimerkiksi maksimissaan 3 mm, edullisesti 1-1,5 mm.In order to achieve the frictional properties of the stator, it may have bands of a certain width distributed on the circumference, which have a fine tooth or an otherwise coarser surface than the smooth surface of the stator. These can be achieved by metal working or surface treatment methods. A rougher surface can be obtained by attaching, for example, hard particles (grits) to the surface. If these bands 25 are directed axially, their fine serration (alternating grooves and elevations) may be the same 5 or at an angle in the axial direction (e.g., at a maximum angle of 45 degrees), thereby providing not only a traction effect but also a 9 forward drive. The zones may rise slightly from the smooth surface of the rotor C 30, for example up to a maximum of 3 mm, preferably from 1 to 1.5 mm.
| Jos vyöhykkeiden karheudella ei ole sinänsä suuntaavaa ominaisuutta, nämä ^ karheammat vyöhykkeet voivat suuntautua kulmassa aksiaalisuuntaan § nähden, edullisesti maksimissaan 45 asteen kulmassa, jolloin niilläkin o voidaan saada eteenpäin kuljettava vaikutus.| If the roughness of the bands does not have a directional characteristic per se, these bolder bands may be oriented at an angle to the axial direction, preferably at a maximum angle of 45 degrees, so that they too can provide a forward propagation effect.
o ™ 35 6o ™ 35 6
Staattorin em. vyöhykkeiden leveys kehän suunnassa on esimerkiksi 15-30 mm ja niiden etäisyys kehän suunnassa voi olla 15-30 mm. Kuvassa 3 on esitetty teräväli, joka on muodostunut hetkellisesti roottorin R terän 3 ja staattorin S sisäpinnan hammastetun vyöhykkeen väliin. On selvää, että 5 roottorin pyöriessä terät 3 tulevat vuorotellen tällaisten vyöhykkeiden kohdalle ja roottorin sileämpien osuuksien kohdalle.For example, the aforementioned zones of the stator have a width in the circumferential direction of 15 to 30 mm and their distance in the circumferential direction may be 15 to 30 mm. Figure 3 shows a blade gap formed momentarily between the blade 3 of the rotor R and the toothed zone of the inner surface of the stator S. It will be appreciated that as the rotor 5 rotates, the blades 3 will alternate between such zones and the smoother portions of the rotor.
On mahdollista, että staattorissa on em. kitkaa lisäävä pinta koko kehällä, mutta kokemus on osoittanut, että sellaisten vyöhykkeiden vuorottelu, jossa 10 kitkaominaisuudet vaihtelevat (sileät - hienohammastetut tai pintaan upotettuja partikkeleita sisältävät) antavat paremman tuloksen.It is possible that the stator has the aforementioned friction-enhancing surface throughout the circumference, but experience has shown that alternating zones with varying frictional properties (smooth - fine toothed or embedded with particles) gives better results.
Kuvassa 3 näkyy, että myös roottorin terän ulkopinnassa 3a voi olla hienohammastus, jolloin uurteet/kohoumat voivat mennä yhdensuuntaisena 15 terän kanssa tai olla maksimissaan 45 asteen kulmassa siihen nähden, kuten kuvassa 4 on esitetty. Myös tällä saadaan roottorin R pyörimisen ansiosta suuntaavaa vaikutusta esimerkiksi siinä tapauksessa, että staattorin sisäpinnan vyöhykkeissä on uurteet, jotka ovat aksiaalisuuntaiset, tai staattorin sisäpinnassa on muulla tavalla karheammat vyöhykkeet, jotka 20 suuntautuvat aksiaalisuuntaan. Myös roottorin terien jauhatuspintojen 3a karheus voidaan saada aikaan sopivilla metallin työstö- tai pintakäsittelymenetelmillä, esimerkiksi kiinnittämällä siihen kovia partikkeleita (grittejä).Figure 3 shows that the outer surface 3a of the rotor blade may also have fine serration, whereby the grooves / protrusions may extend parallel to the blade 15 or at an angle of up to 45 degrees to it, as shown in Figure 4. Again, this also provides a directional effect due to the rotation of the rotor R, for example, if the zones of the inner surface of the stator have grooves that are axially oriented, or the inner surface of the stator has otherwise coarser zones 20 which are axially oriented. Also, the roughness of the grinding surfaces 3a of the rotor blades can be achieved by suitable metal working or surface treatment methods, for example by attaching hard particles (grits) to it.
25 Keksintöä ei ole rajoitettu edellä selityksessä ja piirustuksissa esitettyyn suoritusmuotoon, vaan sitä voidaan muunnella patenttivaatimusten 5 puitteissa. Keksinnössä käytettävä jauhin on edullisesti kartiojauhin, koska ^ sillä voidaan teräväli säätää helposti, ja lisäksi teräkosketusvaara on pieni, 9 koska aksiaalivoimat ovat pienet verrattuna levyjauhimiin. KartiojauhimenThe invention is not limited to the embodiment described above in the specification and drawings, but may be modified within the scope of claims 5. The refiner used in the invention is preferably a conical refiner because it can be easily adjusted and the risk of blade contact is small because the axial forces are small compared to the disc refiners. a cone
CMCM
o 30 roottorin kartiokulma (pinnan kulma pyörimisakselin A suhteen) on | esimerkiksi 10-30 astetta, edullisesti 15-25, mutta näitä lukuarvoja ei tule oj käsittää rajoittaviksi. Keksinnön piiriin kuuluu kuitenkin myös lieriöjauhin.o 30 rotor cone angle (surface angle with respect to axis of rotation A) is | for example, 10-30 degrees, preferably 15-25 degrees, but these numbers should not be construed as limiting. However, the invention also includes a cylindrical refiner.
o oo o
LOLO
o Roottorin terien jauhatuspinnat voivat olla vakioetäisyydellä staattorin ™ 35 pinnasta, tai ne voivat olla myös lievästi kulkusuuntaan ja/tai jättösuuntaan 7 avautuvia. Edellä määritelty teräväli on tällöin jauhatuspinnan ja staattorin pinnan minimietäisyys.o The grinding surfaces of the rotor blades may be at a constant distance from the surface of the stator ™ 35, or they may also open slightly in the travel direction and / or in the discharge direction 7. The blade spacing as defined above is then the minimum distance between the grinding surface and the stator surface.
Keksintö on erityisesti tarkoitettu 1. vaiheen jauhatukseen, jolloin 5 syötettävänä puuraaka-aineena on hake, mutta sitä voidaan soveltaa myös 2. vaiheen sakemassajauhatukseen, jossa käsitellään jo kertaalleen jauhettua massaa.The invention is particularly intended for stage 1 milling, wherein the wood feedstock 5 is wood chips, but it can also be applied to stage 2 milling pulp, where pulp which has already been milled once is treated.
δδ
(M(M
co oco o
(M(M
Oo
XX
enI do not
CLCL
σ> o o m σ> o oσ> o o m σ> o o
(M(M
Claims (6)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20095009A FI121816B (en) | 2009-01-08 | 2009-01-08 | Refiner and pulp refining process |
| PCT/FI2010/050009 WO2010079263A2 (en) | 2009-01-08 | 2010-01-08 | A refiner and a method for refining pulp |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20095009 | 2009-01-08 | ||
| FI20095009A FI121816B (en) | 2009-01-08 | 2009-01-08 | Refiner and pulp refining process |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20095009A0 FI20095009A0 (en) | 2009-01-08 |
| FI20095009L FI20095009L (en) | 2010-08-04 |
| FI121816B true FI121816B (en) | 2011-04-29 |
Family
ID=40329467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20095009A FI121816B (en) | 2009-01-08 | 2009-01-08 | Refiner and pulp refining process |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI121816B (en) |
| WO (1) | WO2010079263A2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI122889B (en) * | 2010-12-31 | 2012-08-31 | Upm Kymmene Corp | Method and apparatus for producing nanocellulose |
| CN115198550B (en) * | 2022-06-06 | 2024-07-09 | 江苏博汇纸业有限公司 | Conical pulping machine for chemical pulp for paper production |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3327952A (en) * | 1964-08-01 | 1967-06-27 | West Virginia Pulp & Paper Co | Method for the preparation of fibrous materials for the production of paper and cardboard |
| US3661328A (en) * | 1970-03-30 | 1972-05-09 | Bauer Bros Co | Pulp refining system and process |
| FI62149C (en) | 1979-01-12 | 1984-03-20 | Yhtyneet Paperitehtaat Oy | FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV VARMSLIPMASSA |
| FI61052C (en) | 1980-11-18 | 1982-05-10 | Tampella Oy Ab | FOERFARANDE FOER ATT HOEJA TEMPERATUREN AV SPRITSVATTEN SOM SKALL TILLFOERAS TILLVERKNINGSPROCESSEN FOER SLIPMASSA |
| US5200038A (en) * | 1985-08-28 | 1993-04-06 | International Paper Company | Pulp refiner with fluidizing inlet |
| DE19541892C1 (en) * | 1995-11-10 | 1996-11-21 | Voith Sulzer Stoffaufbereitung | Mechanical treatment of consolidated fibrous material, esp. waste paper |
| SE511370C2 (en) | 1997-05-05 | 1999-09-20 | Sunds Defibrator Ind Ab | Apparatus for feeding and milling lignocellulosic fibrous material |
| AT408768B (en) * | 2000-02-03 | 2002-03-25 | Andritz Ag Maschf | REFINER FOR MILLING FIBER FIBERS |
| FI20022050A7 (en) | 2002-11-18 | 2004-05-19 | M Real Oyj | Method and apparatus for producing mechanical fiber |
-
2009
- 2009-01-08 FI FI20095009A patent/FI121816B/en active IP Right Grant
-
2010
- 2010-01-08 WO PCT/FI2010/050009 patent/WO2010079263A2/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010079263A3 (en) | 2010-08-26 |
| FI20095009L (en) | 2010-08-04 |
| FI20095009A0 (en) | 2009-01-08 |
| WO2010079263A2 (en) | 2010-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103429815B (en) | For the production of the method and apparatus of nano-cellulose | |
| EP2066447B1 (en) | Process for producing fibrillated fibers | |
| CN103122595B (en) | Conical rotor refiner plate element for counter-rotating refiner having curved bars and serrated leading sidewalls | |
| CN102066657B (en) | Refiner and method for refining fibrous material | |
| RU2747477C1 (en) | Wood fiber processing method | |
| CA2639890A1 (en) | Multi-zone paper fiber refiner | |
| FI126263B (en) | Blade element for refiner and refiner for refining fiber material | |
| JPH0220294B2 (en) | ||
| US8870109B2 (en) | Spare part for disc refiners for the production of paper | |
| CN108729289A (en) | A kind of grinding plate of pulping machine | |
| FI121816B (en) | Refiner and pulp refining process | |
| FI127628B (en) | Single-disc refiner | |
| US4614304A (en) | Rotor/mixer for controlling mixing and refining of pulp material | |
| FI3899135T3 (en) | Refining arrangement | |
| CN114072554A (en) | Device and method for processing wood fibers | |
| CA2604639C (en) | Disc housing | |
| WO1997018037A1 (en) | A pair of co-operating refining elements intended for a disc refiner | |
| FI121629B (en) | Process for the manufacture of mechanical pulp | |
| RU2365694C1 (en) | Tackle of disk mill | |
| US20060186235A1 (en) | Method for refining paper or cellulose fibers in an aqueous suspension | |
| RU2262384C1 (en) | Crushing tackle of the disk mill | |
| FI121887B (en) | Mechanical pulp as well as system and method for manufacturing the mechanical pulp | |
| FI68269C (en) | ANORDNING FOER DESINTEGRERING AV FIBERMATERIAL | |
| EP2562307A1 (en) | Spare parts for disc refiners for the production of paper | |
| WO1981000580A1 (en) | Method and apparatus for controlling the refining of pulp |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 121816 Country of ref document: FI |
|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: METSO PAPER SWEDEN AB |