WO1991002838A1 - Process for the re-treatment of mechanical wood pulp - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for the thermal aftertreatment of mechanically produced wood pulp, which is used for paper, cardboard and cardboard production.
- the wood pulp used in the paper and cardboard industry is said to have the highest possible level of splinter-free properties and good strength properties such as tear length, tear resistance and burst pressure as well as high volume and rigidity. For this reason, an attempt is made to produce a wood grind with a high degree of grinding and few chips on the grinder. On the other hand, the high degree of grinding, which is favorable for the strength values, causes a deterioration on the paper machine screen Drainage behavior so that the speed of the paper machine is limited. So-called drainage accelerators have become known, which are based on polyethyleneimine or
- Polyamidamine-epichlorohydrin base initially showed good success, but due to the closed-circuit water in the cardboard and paper mills and the consequent accumulation of the organic contaminants from the wood pulp, their effectiveness became less and less.
- the thickened wood pulp is first exposed to water vapor at a dry content of 10 to 50%, and then the resulting vapor vapor, if necessary. subtracted using suitable means, such as blowers or expansion devices, so that the dry content of the wood pulp is essentially not affected.
- the amount of steam used for the aftertreatment is dependent on the flow rate per unit time - -
- the regulation of the amount of steam can advantageously be controlled by the wood pulp suspension fed to the thickener, the consistency of which is known.
- the temperature of the wood pulp treated with steam is monitored and does not exceed 110 ° C., since otherwise a noticeable yellowing occurs with all the adverse effects on the end product.
- the temperature of the wood pulp treated with steam is therefore expediently used as a further control variable for measuring the amount of steam.
- the thermal aftertreatment can be carried out with conventional wet or saturated steam, advantageously saturated low-pressure steam with a temperature of 105 to 180 ° C. being used.
- the vapor pressure is in itself only determined by the amount of water vapor to be used. It is advantageously chosen between 1.1 and 8.0 bar, the pressure being able to be used in addition to the mixture with the ground wood if the feed elements for the groundwood are appropriately configured. Higher vapor pressures are not recommended due to the structural and constructive measures that are then required.
- the duration of the thermal aftertreatment is advantageously chosen between 0.5 and 60 minutes. It should also be taken into account here that a shorter residence time is selected at higher steam temperatures and dry contents of the wood pulp to be treated, in order to avoid damage to the fibers.
- the temperature of the wood pulp after steam treatment is also advantageously used here as a control variable.
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Abstract
Described is a process for the thermal re-treatment of mechanically produced wood pulp by means of steam to modify the properties relevant to the production of paper from the mechanical wood pulp.
Description
Verfahren zur Nachbehandlung von Holzschliff Process for post-treatment of sanded wood
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen Nachbehandlung von mechanisch hergestelltem Holzschliff, der für die Papier-, Pappe- und Kartonproduktion eingesetzt wird.The invention relates to a method for the thermal aftertreatment of mechanically produced wood pulp, which is used for paper, cardboard and cardboard production.
Die Erzeugung von Holzschliff durch mechanische Zerkleinerung von Rundholz auf Schleifsteinen unter Wasserzug'abe ist bekannt und ausführlich in der Literaturstelle "TAPPI, Pulp and Paper Manufacture, Volume 2, Mechanical Pulping, 1987" beschrieben.The production of wood pulp by mechanical comminution of round wood on whetstones under water ' abe is known and described in detail in the reference "TAPPI, Pulp and Paper Manufacture, Volume 2, Mechanical Pulping, 1987".
Der in der Papier- und Kartonindustrie eingesetzte Holzschliff soll eine möglichst hohe Splitterfreiheit aufweisen bei gleichzeitig guten Festigkeitseigenschaften, wie Reißlänge, Fortreißfestigkeit und Berstdruck sowie- hohes Volumen und Steifigkeit. Daher wird versucht, bereits am Schleifer einen Holzschliff mit einem hohen Mahlgrad und wenig Splitter zu erzeugen. Der für die Festigkeitswerte an sich günstig.e hohe Mahlgrad verursacht jedoch andererseits auf dem Papiermaschinensieb ein verschlechtertes
Entwässerungsverhalten, so daß die Geschwindigkeit der Papiermaschine beschränkt ist. Es wurden zwar sogenannte Entwässerungsbeschleuniger bekannt, die auf Polyäthyleniminbasis oderThe wood pulp used in the paper and cardboard industry is said to have the highest possible level of splinter-free properties and good strength properties such as tear length, tear resistance and burst pressure as well as high volume and rigidity. For this reason, an attempt is made to produce a wood grind with a high degree of grinding and few chips on the grinder. On the other hand, the high degree of grinding, which is favorable for the strength values, causes a deterioration on the paper machine screen Drainage behavior so that the speed of the paper machine is limited. So-called drainage accelerators have become known, which are based on polyethyleneimine or
Polyamidamin-Epichlorhydrinbasis zunächst gute Erfolge zeigten, jedoch aufgrund der Kreislaufwasserschließung in den Karton- und Papierfabriken und der dadurch bedingten Anreicherung der aus dem Holzschliff stammenden organischen Störstoffe immer mehr an ihrer Wirksamkeit verloren.Polyamidamine-epichlorohydrin base initially showed good success, but due to the closed-circuit water in the cardboard and paper mills and the consequent accumulation of the organic contaminants from the wood pulp, their effectiveness became less and less.
Ein weiterer Nachteil des Holzschliffes, der mit hohem Mahlgrad erzeugt wird, besteht darin, daß das spezifische Volumen eines daraus gefertigten Papieres,Another disadvantage of sanding wood, which is produced with a high degree of grinding, is that the specific volume of a paper made from it,
3 ggeemmeesssseenn iinn ccmm 3//gg,, aabbnniimmmmtt und damit eine Verringerung der Steifiσkeit einhergeht.3 ggeemmeesssseenn iinn ccmm 3 // gg ,, aabbnniimmmmtt and this is accompanied by a reduction in stiffness.
Es wurden bisher bereits viele Versuche durchgeführt, durch zusätzliche Wärmezufuhr die Qualität des zu erzeugenden Steinschliffes zu verbessern. Die Literaturstelle "K. H. Klemm: Neuzeitliche Holzschli ferzeugung, Wiesbaden, 1957" berichtet auf Seite 250 ff. über das sogenannte Braunschliffverfahren, das einen bezüglich der Festigkeitswerte verbesserten Holzschliff ergibt. Dabei werden die zu verschleifenden Holzstämme einer Vorbehandlung mit Heißwasser oder Dampf unterzogen.So far, many attempts have been made to improve the quality of the stone grinding to be produced by adding additional heat. The literature reference "K. H. Klemm: Modern Timber Cutting Production, Wiesbaden, 1957" reports on page 250 ff. On the so-called brown sanding process, which results in an improved wood sanding in terms of strength values. The logs to be sanded are pretreated with hot water or steam.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß sich das HolzThe disadvantage of this method is that the wood
> stark verfärbt und der daraus erzeugte Holzschliff nur für Packpapiere und verschiedene Pappe-Qualitäten verwendet werden kann, bei denen der braune bis tiefbraune Farbton nicht' stört. Keinesfalls ist dieser Braunschliff zur Herstellung von hellem Zeitungsdruck
oder Schreibpapieren oder hellen Kartons geeignet. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das einen Holzschliff mit verringertem Mahlgrad und erhöhtem spezifischem Volumen bei Erhaltung der Weiße ergibt.> heavily discolored and the resulting sanded wood can only be used for wrapping paper and various cardboard qualities where the brown to deep brown color does not ' bother you. In no way is this brown cut for the production of bright newspaper printing or writing paper or light cardboard. It is therefore an object of the present invention to provide a process which gives a wood pulp with a reduced degree of grinding and an increased specific volume while maintaining the whiteness.
Die Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 und die darauf zurückbezogenen ünteransprüche 2 bis 5 gelöst.The object is achieved by the characterizing part of claim 1 and the subordinate claims 2 to 5 which refer back to it.
Obwohl in der oben angeführten Literatur bereits mehrfach auf die Vorteile einer Temperaturerhöhung während des SchleifVerfahrens hingewiesen wurde, wurde nun überraschend festgestellt, daß durch eine thermische Nachbehandlung des sogenannten "büttenfertigen" Holzschliffes, dessen Qualität noch entscheidend verbessert werden kann, ohne daß eine merkliche Verschlechterung der Weiße eintritt. Unter "büttenfertig" wird dabei ein Holzschliff verstanden, der am Ende des Schleifereiprozesses am Stoffeindicker mit einem Trockengehalt von 10 bis 50 % zur weiteren Verarbeitung in der Papierfabrik anfällt.Although the advantages of increasing the temperature during the grinding process have already been mentioned several times in the literature cited above, it has now surprisingly been found that a thermal aftertreatment of the so-called "hand-made" wood sanding, the quality of which can still be decisively improved without a noticeable deterioration in the White entry. "Ready-to-make" is understood to mean a wood sanding that occurs at the end of the grinding process on the fabric thickener with a dry matter content of 10 to 50% for further processing in the paper mill.
Erfindungsgemäß wird der eingedickte Holzschliff bei einem Trockengehalt von 10 bis 50 % zunächst mit Wasserdampf beaufschlagt und anschließend der entstandene Brüdendampf ggf . unter Einsatz geeigneter Mittel, wie Gebläse oder EntspannungsVorrichtungen, abgezogen, so daß der Trockengehalt des Holzschliffes im wesentlichen nicht beeinflußt wird.According to the invention, the thickened wood pulp is first exposed to water vapor at a dry content of 10 to 50%, and then the resulting vapor vapor, if necessary. subtracted using suitable means, such as blowers or expansion devices, so that the dry content of the wood pulp is essentially not affected.
Die zur Nachbehandlung eingesetzte Dampfmenge wird in Abhängigkeit von der pro Zeiteinheit durchgesetzten
- --The amount of steam used for the aftertreatment is dependent on the flow rate per unit time - -
Holzschliffmenge zwischen 0,1 und 1 t/Dampf pro Tonne atro Holzschliff gewählt. Dabei wird bei höherem Trockengehalt des Holzschliffes eine geringere Dampfmenge und umgekehrt angewendet. Die Regelung der Dampfmenge kann vorteilhaf erweise durch die dem Eindicker zugeführte HolzschliffSuspension, deren Stoffdichte bekannt ist, gesteuert werden.Wood pulp quantity between 0.1 and 1 t / steam per ton of dry wood pulp selected. A lower amount of steam and vice versa is used with a higher dry content of the sanded wood. The regulation of the amount of steam can advantageously be controlled by the wood pulp suspension fed to the thickener, the consistency of which is known.
Es hat sich weiter als vorteilhaft herausgestellt, daß die Temperatur des mit Dampf behandelten Holzschliffes überwacht wird und dabei 110 °C nicht überschreitet, da ansonsten eine merkliche Vergilbung mit allen nachteiligen Auswirkungen auf das Endprodukt eintritt. Zweckmäßigerweise wird deshalb die Temperatur des mit Dampf behandelten Holzschliffes als weitere Steuergröße zur Bemessung der Dampfmenge herangezogen.It has also been found to be advantageous that the temperature of the wood pulp treated with steam is monitored and does not exceed 110 ° C., since otherwise a noticeable yellowing occurs with all the adverse effects on the end product. The temperature of the wood pulp treated with steam is therefore expediently used as a further control variable for measuring the amount of steam.
Die thermische Nachbehandlung kann mit üblichem Na߬ oder Sattdampf durchgeführt werden, wobei vorteilhafterweise gesättigter Niederdruckdampf mit einer Temperatur von 105 bis 180 °C verwendet wird. Der Dampfdruck ist an sich nur durch die Menge des anzuwendenden Wasserdampfes bestimmt. Vorteilhafterweise wird er zwischen 1,1 und 8,0 bar gewählt, wobei der Druck bei zweckmäßiger Ausgestaltung der Zuführungsorgange zum Holzschliff zusätzlich zur Mischung mit dem Holzschliff herangezogen werden kann. Höhere Dampfdrücke sind wegen der dann er orderlichen baulichen und konstruktiven Maßnahmen nicht empfehlenswert.The thermal aftertreatment can be carried out with conventional wet or saturated steam, advantageously saturated low-pressure steam with a temperature of 105 to 180 ° C. being used. The vapor pressure is in itself only determined by the amount of water vapor to be used. It is advantageously chosen between 1.1 and 8.0 bar, the pressure being able to be used in addition to the mixture with the ground wood if the feed elements for the groundwood are appropriately configured. Higher vapor pressures are not recommended due to the structural and constructive measures that are then required.
Die Dauer der thermischen Nachbehandlung wird vorteilhafterweise zwischen 0,5 und 60 Min. gewählt.
Auch hier ist zu berücksichtigen, daß bei höheren Dampftemperaturen und Trockengehalten des zu behandelnden Holzschliffes eine kürzere Verweilzeit gewählt wird, um eine Faserschädigung zu vermeiden.The duration of the thermal aftertreatment is advantageously chosen between 0.5 and 60 minutes. It should also be taken into account here that a shorter residence time is selected at higher steam temperatures and dry contents of the wood pulp to be treated, in order to avoid damage to the fibers.
Vorteilhafterweise wird hier ebenfalls als Regelgröße die Temperatur des Holzschlif es nach der Dampfbehandlung herangezogen.The temperature of the wood pulp after steam treatment is also advantageously used here as a control variable.
Zur Durchführung des. Verfahrens haben sich übliche Mischapparturen, wie Rohrreaktoren, Ein- oder Zweiwellenmischer, die ggf. bei höheren Drücken mit Speise-Schnecken und Zellenschleusen o. ä. bekannten Vorrichtungen zur Druckhaltung bzw. Entspannung versehen sind. Diesen Mischapparaturen schließt sich eine AusdampfVorrichtung an, in der der erzeugte Brüdendampf abgezogen wird. Im einfachsten Fall ist die Ausdampfvorrichtung ein umlaufendes Siebband mit Abzugshaube. In dieser AusdampfVorrichtung kann zusätzlich noch Kühlluft zugeführt werden, um den behandelten Holzschliff auf eine übliche Weiterverarbeitungstemperatur von 40 bis 60 °C herunterzukühlen.Conventional mixing apparatuses, such as tubular reactors, single- or twin-shaft mixers, which may be provided at higher pressures with feed screws and cell locks or similar devices for maintaining or releasing pressure, have been used to carry out the process. This mixing apparatus is followed by an evaporation device in which the vapor generated is drawn off. In the simplest case, the evaporation device is a rotating sieve belt with an extractor hood. In this evaporation device, cooling air can also be supplied in order to cool the treated wood pulp down to a customary processing temperature of 40 to 60 ° C.
In dem nachfolgenden Beispiel 1 ist die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.The following example 1 describes the implementation of the method according to the invention.
Beispiel 1example 1
Ein auf einem Banddruckfilter auf einen Trockengehalt von 33 % atro entwässerter Holzschliff wurde mitA wood pulp dewatered on a belt pressure filter to a dry content of 33% atro was also used
a) 0,5 t Dampf / t Holzschliff
b) 1,0 t Dampf / t Holzschliffa) 0.5 t steam / t wood pulp b) 1.0 t steam / t wood pulp
in einem Einwellenzerfaserer oder in einer Bedampfungsschnecke behandelt. Dabei betrug die Temperatur des Dampfes 130 C und der Druck 2,8 bar, die Verweilzeit lag in beiden Aggregaten bis zu 5 Minuten. Am Ende stellte sich eine Temperatur des behandelten Holzschliffes von 90 bis 96 °C ein.treated in a single-wave fiberizer or in a steaming screw. The temperature of the steam was 130 C and the pressure 2.8 bar, the residence time was up to 5 minutes in both units. At the end, the temperature of the treated wood pulp reached 90 to 96 ° C.
Vor und nach der Behandlung wurden die papiertechnischen Werte des Holzschliffes bestimmt, die in der folgenden Tabelle wiedergegeben sind.Before and after the treatment, the technical paper values of the wood pulp were determined, which are shown in the following table.
o-Probe Dampfbehandlung mit 1,0 t 0,5 to-sample steam treatment with 1.0 t 0.5 t
Trockengehalt 35,1 33,4 33,0Dryness 35.1 33.4 33.0
% atro% atro
Mahlgrad ° SR 50 47 46Degree of grinding ° SR 50 47 46
spez. Vol. 2,48 2,57 2,62 cm /gspec. Vol. 2.48 2.57 2.62 cm / g
Weißgehalt 60,8 59,7 60,5White content 60.8 59.7 60.5
ElrephoElrepho
% (457 nm)% (457 nm)
Aus der Tabelle ist deutlich erkennbar, daß durch die erfindungsgemäße Behandlung die Werte für den Mahlgrad in ° SR abgesenkt und das spezifische Volumen erhöht werden können, ohne daß eine signifikante
Beeinflussung der Weiße stattfindet.
The table clearly shows that the treatment according to the invention lowers the values for the degree of grinding in ° SR and the specific volume can be increased without a significant Influencing the whiteness takes place.
Claims
1. Verfahren zur thermischen Nachbehandlung von mechanisch hergestelltem Holzschliff für die Papier-, Pappe- oder Kartonherstellung, dadurch gekennzeichnet, daß der Holzschliff bei einem Trockengehalt von 10 bis 50 % mit Wasserdampf beaufschlagt und daran anschließend der Brüdendampf abgezogen wird.1. A method for the thermal aftertreatment of mechanically produced wood pulp for paper, cardboard or cardboard manufacture, characterized in that the wood pulp is subjected to water vapor at a dry content of 10 to 50% and then the vapor is removed.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Holzschliff mit 0,1 bis 1 t Dampf pro t atro Holzschliff beaufschlagt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the wood pulp is treated with 0.1 to 1 t of steam per ton of dry wood pulp.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Holzschliff mit gesättigtem Niederdruckdampf mit einer Temperatur von 105 bis 180 °C und einem Druck von 1,1 bis 8 bar beaufschlagt wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the wood pulp with saturated low pressure steam at a temperature of 105 to 180 ° C and a pressure of 1.1 to 8 bar.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Holzschliff während eines Zeitraumes von 0,5 bis 60 Minuten mit Dampf beaufschlagt wird. 4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the wood pulp is subjected to steam for a period of 0.5 to 60 minutes.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfbeaufschlagung in einer Mischapparatur mit anschließender AusdampfVorrichtung durchgeführt wird. 5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the steam application is carried out in a mixer with subsequent evaporation device.
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