NO803021L - Fremgangsmaate ved fremstilling av tremasse, samt anordning for utoevelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte og anordning for fremstilling av mekanisk masse av lignocelluloseholdig materiale ved anpressing av materialet mot en slipesten (1) som er roterbar rundt sin aksel (2).. Materialet tilføres i bulk i parti-kellform, fortrinnsvis som treflis, idet et stort antall materialpartikler samtidig fastholdes, komprimeres og under vanntilsetning anpresses mot et eller flere slipeområder på den perifielle overflaten av slipestenen (1). Slipestenen (1) er omgitt av et sluttet hus (5), som står under overtrykk.

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte og en anordning for fremstilling av mekanisk masse av lignocelluloseholdige materialer ved at dette presses mot en slipesten som roterer;

rundt sin akse,

Ved den vanlige metoden for fremstilling av slipemasse presses kubb>'dvs. tømmerstokker oppdelt i en bestemt lengde, under vanntilsetning mot den perifere overflate av en roterende slipesten. Ved denne fremgangsmåte erholdes en ganske kortfibret masse som må armeres ved tilsetning av kjemisk masse til papirmasse. For å øke fiberlengden og kunne minske eller eliminere andelen av den dyrere kjemiske masse er det utviklet andre fremstillingsmetoder for mekanisk masse. Ved såkalt flisraffinering hugger man først veden til flis som innmates mellom to mot hverandre roterende maleskiver, hvor-ved flisen oppdeles i enkelte fibre. Ved fortsatt bearbei-ding fibrilleres disse og man erholder en langfibret masse .med gode styrkeegenskaper. Metoden er forbedret ved at man lar prosessen finne sted under damp-trykk, såkalt termomeka-nisk masse-fremstilling. Med denne metode kan man fra treflis, som er en billigere råvare enn rundved, fremstille en masse som helt eller for en stor del erstatter også de kjemiske massebestanddeler i avispapir og andre treholdige trykkpapirer, kartong eil.:\ Metoden krever imidlertid et større energiforbruk enn fremstilling av slipemassen.

For å forbedre slipemassens kvalitet har man også utført slipningen under overtrykk. Ifølge opplysninger blir derved fiberlengden og styrken forbedret uten økning av energifor-bruket. At metoden er begrenset til rundved er imidlertid fra et råvare—synspunkt en ulempe idet man ikke som ved flismetoden kan utnytte avfall fra sagverk så som spon, kutt, sterkt krokvokst tre etc.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å fremstille en mekanisk tremasse med et høyt langfiberinnhold og god styrke med lavt energiforbruk hvilket oppnås ved de særtrekk som er angitt i de etterfølgende krav.

Oppfinnelsen fremgår videre av patentkravene og den etter-følgende beskrivelse av en utførelsesform av denne i for-bindelse med tegningene.

Fig. 1 viser et vertikalsnitt og fig. 2 et horisontalsnitt gjennom en anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser et vertikalsnitt av en alternativ utførelsesform.

Som det fremgår av figurene 1 og 2 er en sylindrisk slipesten eller slipeskive 1 montert på en vertikal aksel' 2, som oppe-bæres av lagrene 3 og roteres av motoren 4. Slipeskiven 1

er innelukket i et lukket trykkhus 5. Mot skivenes periferi er anbragt fire skruer 6 med en sylindrisk og en konisk del. Skruen er innesluttet i et skruerør 7. Over skruenes sylin-driske del finnes et sluk 8 som har form av et rør med rek-tangulært tverrsnitt. Skrurøret 7 går over i et konisk,

■ ytre pluggrør 9 som vier seg ut mot slipeskiven 1 til et sylindrisk indre pluggrør 10 som gjennom en åpning i huset 5 munner ut helt inne ved slipeskiven. Skruen 6 dreies av motoren M med variabelt turtall. Mellom skruene finnes i huset anbragt dyser 11 som sprøyter varmt vann på skivenes periferi. I huset 5 finnes også anordnet et dampinntak 12

med en reguleringsventil 13. Huset avsluttes nedover mot utløpet 14 til en trykktank 15 som er: forsynt med ett eller flere dampavløp 16 med en reguleringsventil 17 og et masse-utløp 18 med reguleringsventilen 19.

Massen tilføres sluket 8 og faller ned på skruen 6. I den koniske delen av skruen sammenpresses flisen til en kontinuerlig, damptett plugg eller kort streng. Komprimerings-graden kan varieres ved valgrav skruens konisitet. Pluggen presses av skruen gjennom det ytre og indre pluggrør hen-holdsvis 9 og 10 mot slipeskivens perifere overflate. På denne måte oppdeles veden til enkeltfibre og fiberfragmenter som blandes med vann fra dysene 11 og spoles ned mot husets bunn gjennom'utløpet 14 til trykktanken 15. Fra trykktanken utblåses massen gjennom utløpet 18 og ventilen 19 til atmosfæren for, videre behandling, så som siling, virvelsortering etc. Ventilåpningen 19 reguleres slik at et massenivå opprettholdes i trykktanken.

Trykket i hus og tank opprettholdes ved innføring av trykk-damp gjennom dampinnløpet 12. Ønsket damptrykk innstilles ved hjelp av reguleringsventilen 13. Eventuell overskudds-damp utblåses gjennom dampavløpet 16 og reguleringsventilen 17.

Trykket i huset kan holdes mellom 100 og 400 til 1000 kPa absolutt og det mest egnede trykk er 150-250 kPa absolutt trykk hvilket tilsvarer en temperatur på 110-130°C. Ved denne temperatur mykegjøres ligninet i veden slik at fibrene skilles fra hverandre i en vesentlig uskadet tilstand. Flis-bitene er ved slipning fiksert i forskjellige fiberretninger, i motsetning til'slipning av rundved hvor fibrene er parallelle med slipeflaten eller ved flisraffinering hvor flisene er bevegelige. P.g.a. flisbitenes dimensjoner med største ut-strekning i fiberretningen vil de imidlertid ved komprimering og anpresning mot skiven "legge seg nedad", dvs. hovedsakelig orientere seg med fiberretningen i slipestenens rotasjon-retning. Andelen fibre som slipes med fiberretningen vinkelrett mot slipestenens rotasjonsretning blir derfor liten, hvilket naturligvis øker innholdet av langfibre.

En annen viktig faktor for bibeholdelse av fiberlengden er trykkdampatmosfæren. Kombinasjonen av høy fuktighet og høy temperatur som derved erholdes er gunstig for fibrenes frilegning. Andre faktorer som er bestemmende for massens kvalitet er mengden av sprøytevann, skivenes overflatestruk-tur, deres rotasjonshastighet, anpresningstrykket av flis-pluggen mot slipeskiven etc. Anpresningen bestemmes ved regulering av skruematerens turtall ved variering av motorene M's rotasjonshastighet. Når skruenes turtall økes økes anpresningstrykket og massen blir da grovere, dvs. at grov--

og langfraksjonene øker og mengden av finstoff avtar. Massens avvanningsmotstand minsker. Samtidig økes produksjonen og belastningen på slipemotoren. Slipestenen-er vanligvis opp-'bygget av keramiske korn, som er innesluttet i et bindemiddel.

Med forskjellig kornstruktur oppnås forskjellige massekvali-teter.

Det er viktig at det indre pluggrøret munner ut så nær slipeskivens overflate som mulig slik at udefibrerte flisfragmen-ter skulle gli ut og havne i massen. Det indre pluggrøret er derfor anordnet forskyvbart slik at det kan føres frem når stenens slipeflate slipes. Det er kjent fra sliping av kubb at det i første rekke er når presstrykket avlastes ved illegning av en ny kubb at vedfragmenter kommer inn i massen. Ved sliping holdes veden derimot fast av presstrykket. Risi-koen for flis i massen er naturligvis større når veden fore-ligger i form av små flisbiter. Det er derfor en stor fordel med den kontinuerlige plugginnmatning at presstrykket aldri avlastes. Man unngår også den plutselige effektminsk-ning på slipemotoren hvorfor denne vil gå jevnt belastet hele tiden. Man kan også med fordel styre turtallet for skruene

. slik at motoren går med jevn og full belastning, uavhengig

av variasjoner i matning p.g.a. varierende' flisestørrelse, vedkvalitet ovl.

Tilførsel av flis til sluket 8 kan eksempelvis utføres fra en overliggende sylindrisk flisbinge 20. Denne har en bunn 21 som er utformet konisk med en opphøyning i sentrum og med radielt anordnede medbringere 22. Bunnen roterer langsomt slik at flisen mates ut mot periferien til en sirkulær renne 23 som er plassert over slukene 8.med åpninger over disse slik at flisen faller ned i stupet (såkalt tallerken utmatere).

Den ovenfor beskrevne utførelse av fremgangsmåten og anord-ningen for utførelse av oppfinnelsen er kun et eksempel og kan varieres på forskjellige måter innenfor patentkravenes ramme. Slipeskivenes aksel kan være horisbntell, slik som vist i fig. 3. En, to eller flere slipeområder kan anordnes på forskjellige måter mot skivens periferi. Med tilførsel av flis til slipoverflaten kan skje på forskjellige måter. Fastholdings- komprimerings og pressorganene kan være av en annen type f.eks. trykksylindre eller ved kjededrift. Trykket i huset kan opprettholdes ved hjelp av et annet trykkmedium enn vanndamp, eksempelvis ved hjelp av luft eller en inert gass.

Slipeoverflaten kan eksempelvis være utført av stål, støpe-jérn, hårdmetall e.l. med opphøyninger og fordypninger i varierende mønster. Mønsteret kan utgjøres av. oppstikkende bommer eller klakker, mellom hvilke det danner seg kanaler eller spor og hvis høyde over slipeoverflaten er minst 1-2 mm og helst 3-5 mm. For å lette reparasjon av slitte partier på slipoverflaten kan slipeorganene være anordnet på et antall separate, utbyttbare sylindersegmenter. Utføring av masse fra trykkhuset kan skje på forskjellige måter.

Materialet kan forbehandles påjforskjellige måter, eksempelvis ved impregnering i forskjellige kjemikalie typer for oppmykning av fiberforbandet, endring av surhetsgraden (pH) eller for blekning. Kjemikalene kan også tilsettesrdirekte .ved slipningen passende oppløst i sprøytevannet. Materiålet må dog ikke nedbrytes på kjemisk;:eller mekanisk måte slik at det mister sin karakter som distinkte partikler med de til-nærme te dimensjoner som angis nedenfor. Denne aggregatform er nemlig nødvendig for at materiålet skal kunne fastholdes under slipningen i motsetning til det som er tilfellet for raffinering.

Oppfinnelsen angir således en fremgangsmåte og en anordning for fremstilling av mekanisk masse av lignocelluloseholdig materiale hvor dette i bulkform, bestående av et stoxt antall partikler, vanligvis treflis, under tilsetning av vann fastholdes og presses mot minst et slipeområde på den perifere overflate av en slipesten som roterer rundt en vinkelrett mot stenenes endeflater gjennomgående aksel i et lukket hus, som står under overtrykk. En passende partikel-størrelse for materiålet som skal anvendes ved utførelse av oppfinnelsen er derfor en lengde i fiberretningen på

ca 20-30 mm, én bredde på 10-20 mm og en tykkelse på 5-10 mm, dvs. en flisestørrelse som normalt anvendes ved cellulose-fremstilling.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av mekanisk masse av lignocelluloseholdig materiale ved anpresning av materiale mot en slipesten som roterer rundt sin aksel, karakterisert ved at materialet tilføres i bulk i form av partikler, fortrinnsvis og som treflis, idet et stort antall materialpartikler samtidig fastholdes, komprimeres under vanntilsetning og presses mot et eller flere slipeområder på den perifere overflate av slipestenen-, idet slipestenen er omgitt av et lukket hus som står under overtrykk.

2. Fremgangsmåte ifølge kravl, karakterisert ved at huset ved hjelp av vanndamp, luft og/eller en inért gass holdes under et trykk på 100-1000 kPa absolutt, fortrinnsvis 150-250 kPa absolutt.

3. Fremgangsmåte ifølge kravene 1' eller 2, karaktes- .risert ved at materialet innmates til slipestenen gjennom en eller flere åpninger i huset i form av en kontinuerlig damptett plugg eller kort streng.

4. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge kravene 1-3, omfattende en slipesten (1) som roterer om sin aksel (2), samt organ (6-10) for å fastholde, komprimere og anpresse og innmate et lignocelluloseholdig materiale mot slipestenen under vanntilsetning, karakterisert ved organer anordnet for samtidig å tilføre et stort antall material - partikler så som treflis, til et eller''flere slipeområdet på en slipestens perifere overflate og av et om slipestenen om-givende lukket hus (5), som kan settes under overtrykk.

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at huset ér' .forsynt med en eller flere åpninger gjennom hvilke materialer, innmates i form av en kontinuerlig damptett plugg eller kort streng.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved eh eller flere i tilhørende skruerør (7) roterbare, komprimerende skruer (6) for fremmatning og sammenpresning av materialet til den kontinuerlige, damptette plugg eller korte streng.

7. Anordning ifølge kravene 4-6, karakterisert ved at trykkhusets utløp (14) er forbundet med en lukket beholder (15) som står under ét samme trykk som huset og har et utløp (18) som er forsynt med en ventil (19) eller annen anordning for massens utslusing fra beholderen til atmosfæren, idet utsluk ningen reguleres slik at et massenivå bibeholdes i beholderen.

8. Anordning ifølge kravene 4-7, karakterisert ved at slipeoverflaten eller overflatene utgjøres av et mønstret, hårdt og slipebestandig materiale, så som stål, støpejern, hårdmetall eller keramiske korn fastholdt av et bindemiddel. .

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at slipeoverflaten eller overflatene er forsynt med utstikkende slipeorgan i form av bommer eller klagger mellom hvilke danner seg kanaler- eller spor og hvis høyde over slipeoverflaten er minst 1-2 mm og helst 3-5 mm.

10. Anordning ifølge kravene 4-9, karakterisert ved at slipeorganene er anordnet på et antall separate, utbyttbare sylindersegmenter.