FI62616B - Foerfarande och anordning foer alkalibehandling av lignocellulosamaterial - Google Patents

Description

RSrTI Γβΐ rt1v KUULUTUS/ULKAISU s 9 s Λ , $£Γφ lBj <11>UTLÄGGNiNOSSKIUPT OZblÖ C Patentti oy3nnotty 10 02 19S3

Vffig (*$) Patent nsddclat ^ ^ (51) Kv.lk.3/lnta.3 A 23 K 1/12 SUOMI —FINLAND (21) P»t*nttlh«k*«mM"-Pu*ncin«8knlng T706l9 . (22) HakwnltpUv· — AmMtnlnpdii 25.02.77 ^ * (23) AlkupUvI — Glttlghatsdaf 25-02.77 (41) Tullut julkMuI — Bllvlt offwitHg 28. 08.77

Patentti- ja r.ki«terfhallitu« Nlhtlv|k.lp«<m I. kuuUuIkrtun pvm. _

Patent- och ragittentyralaan AimMcm utiagd oeh utl.tkrlfun publlcand 29.10.82 ¢32)(33)(31) ««uoIImu*—»*gW prtorhM 27. 02.76 25.05.76, Ol.ll.76 Ruotsi-Sverige(SE) 7602799-^, 76059^3-5, 76059^3-5 (71) Boliden Aktiebolag, Sturegatan 22, Stockholm, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Gösta Bertil Lagerström, Ängelholm, Nils-Inge Nilsson, Billesholm, Ruotsi-Sverige(SE) (71*) Oy Kolster Ah (5^) Menetelmä ja laitteisto lignoselluloosamateriaalin alkalikäsittelyä varten - Förfarande och anordning för aikaiibehandling av lignocellu-losamaterial Tämän keksinnön kohteena on lignoselluloosamateriaalien ravintoarvon lisäämismenetelmä alkaliliuoksella käsittelemällä ja sitä seuraavalla neutraloinnilla happoliuoksella suljetussa systeemissä kierrättämällä käsittelyliuoksia.

Keksinnön kohteena on myös laitteisto lignoselluloosamateriaalien ravintoarvon lisäämiseksi alkaliliuoksella imeyttämällä, jonka jälkeen tapahtuu neutralointi happoliuoksella suljetussa systeemissä imeytysliuoksia kierrättämällä, joka käsittää imeytyssäiliön (1) käsiteltävää lignoselluloosamateriaalia varten, tämän säiliön (1) yläosaan sijoitetun levitinlaitteen (7) alkali- ja happoliuosten syöttöä varten sekä säiliön alaosassa sijaitsevan poistoputken (5) lig-noselluloosamateriaalista valuvia liuoksia varten.

Sopiva lignoselluloosamateriaali on olki, jolla tarkoitetaan tavallisesti tuleentuneen sadon puimisen jälkeen jääviä olkia. Olkea voidaan käyttää märehtijöiden rehuna, mutta sen ravintoarvo on vähäinen melko täydellisen lignifikaation vuoksi, so. selluloosa on kapse- loitunut ligniiniin. Ligniini kapseloi selluloosan ja estää märeh tijän mikro-organismien selluloosaa hajoittavien entsyymien toimin nan.

2 6261 6 Tässä muodossa oljen pääansiona on rehumassan tekeminen rakenteeltaan sopivaksi edistämään normaalia märehtimistoimintaa, mikä taas puolestaan vaikuttaa rehun sulavuuteen ja näin myös tuotannon taloudellisuuteen.

Seuraavassa taulukossa on analyysi joistakin erityyppisistä oljista.

Kasvityyppi Tuhkapitoisuus Ligniini Selluloosa Pentosaanit % % % %

Ohranolki 4 14 35 28

Kauranolki 5 15 37 29

Vehnänolki 3 17 39 29

Rukiinolki 4 18 40 27

Karja voi käyttää hyväkseen vain murto-osaa yllä olevista ravinteista. Tästä johtuu, että olkea voidaan käyttää vai rajoitetusti. Ensisijaisesti annetaan olkea kasvaville ja huono-tuottoisille märehtijöille, koska olki voi tyydyttää osan tällaisten eläinten ravinnontarpeesta, kun taas tuottaville eläimille oljen ravinteet eivät riitä. Siksi nykyisin pidetäänkin olkea enimmäkseen jätteenä ja se tavallisesti poltetaan pelloilla tai kynnetään maahan. Polttaminen on valitettavaa paitsi menetettyjen suunnattomien rehuarvo-jen vuoksi myös sen vuoksi, että runsas savunkehitys on epäsuotavaa luonnonsuojelunäkökannalta sekä huomattavan tulipalovaaran vuoksi. Näin onkin erittäin toivottavaa ottaa talteen tämä rehureservi, jota esiintyy runsain määrin koko maailmassa.

Selluloosan hyödyntämiseksi on ligniini rikottava tai siihen on ainakin saatava aukkoja, jotta märehtijän mikro-organismien selluloosaa hajoittavat entsyymit voisivat vaikuttaa selluloosaan. On tunnettua, että ligniini voidaan pehmittää käsittelemällä sitä erilaisilla kemikaaleilla, esim. natriumhydroksidilla, ammoniakilla, natriumsulfidillä jne. Enimmäkseen käytetään natriumhydroksidia, koska se on suhteellisen halpaa ja myös erittäin tehokasta. Näin saa- 3 6261 6 daan esiin arvokas rehuselluloosa, mikä tekee kemikaaleilla käsitellystä oljesta erittäin sopivan osan korkeatuottoisten märehtijöitten kokonaisrehusta, so. sellaisten eläinten, joille annetaan suuret vaatimukset tuottavuuteen nähden. Oljen alkalikäsittelyn tulokseen vaikuttavat etenkin alkalin konsentraatio, paine, lämpötila ja reaktioaika.

Oljen alkalikäsittelymenetelmät tunnettiin jo 1900-luvun alussa, ja erilaisia menetelmiä on kokeiltu vaihtelevalla menestyksellä, yhteistä tähän mennessä tunnetuille menetelmille on se, että ne kaikki kärsivät vaikeasti käsiteltävien jäteliuosten muodostumisen aiheuttamista haitoista, sekä siitä, että on käsiteltävä suuria määriä alkali-ja happoliuoksia tehokkaan imeytyksen aikaansaamiseksi.

Seuraavassa keksintöä kuvataan ensisijaisesti oljen suhteen, mutta on huomattava, ettei keksintö mitenkään rajoitu tähän, vaan käsittää kaikentyyppisten lignoselluloosamateriaalien imeytyksen. Kuten aikaisemmin on mainittu, oljen käsittelyn yhteydessä on vanhastaan ollut pulmana oljen alkalikäsittelyyn liittyvien jäteliuosten muodostuminen. Luonnollisista syistä on toivottavaa pysyttää jäteliuosten määrä mahdollisimman pienenä, jolloin suuremmitta tappioitta voidaan imeytymätön alkaliliuos jättää systeemiin ja neutraloida se siinä happo-liuoksella. Käytännössä jäteliuosmäärien minimoiminen on kuitenkin hyvin vaikeaa sen vuoksi, että oljen absorptiokyky vaihtelee suhteellisen laajoissa rajoissa. Näin tämä absorptiokyky riippuu mm. seuraavista tekijöistä: kosteuspitoisuus, oljen tyyppi, oljen laatu, puristusaste, painon vaihtelut. Nämä tekijät huomioon ottaen onkin tarpeen mitata liuosmäärät siten, että ne vastaavat maksimi absorptiokykyä. Tämä tarkoittaa tietenkin toisaalta^ että jäteliuosmäärät vaihtelevat suuresti imeytetyn oljen luonteesta riippuen. Niinpä ei aina saadakaan vain vähäisiä jäteliuosmääriä" mikä käytännössä on toivottavaa, ehkä peräti välttämätöntä toiminnan taloudellisuuden vuoksi.

Eräältä aspektiltaan keksintö perustuu siihen yllättävään ha-vaintoon^ että mikäli lignoselluloosamateriaalimassaa, esim. olkea, suihkutetaan ylhäältäpäin rajatun vyöhykkeen sisälle, joka siirtyy massan koko yläpinnan yli, alkalikäsittely tulee paljon tehokkaammaksi kuin jos suihkutus tapahtuisi samanaikaisesti koko pintaan kohdistuvana. Näin voisi odottaa, että massan koko yläpintaan kohdistuva suihkutus määrätyn pituisen ajan ja määrätyllä alkaliliuosmäärällä aikayksikköä kohti saisi aikaan suurin piirtein saman imeytystuloksen kuin massan suihkutus tämän keksinnön mukaisella menetelmällä käyttäen samaa kokonaissuihkutusaikaa ja samaa kokonaisliuosmäärää. Näin ei kuitenkaan 4 62616 ole laita eikä tätä ole vielä pystytty lopullisesti selittämään.

Alkaliliuoksen suihkutus voidaan suorittaa käytännöllisesti verhomaisena massan yli ulottuen siirtäen suihkutuskohdetta pitkin massan pintaa sen toisesta päästä toiseen ainakin kertaalleen. Alkali-liuos suihkutetaan ja se valutetaan pois massasta kiertoprosessina.

Keksinnön toisen aspektin mukaan on kehitetty menetelmä, jossa alkali- tai happoliuos lisätään massaan jatkuvana toimintona käsittelyn aikana sitä mukaa kuin neste imeytyy lignoselluloosamateriaaliin, jolloin jäteliuosmäärät pysyvät miniminä.

Keksinnön mukaisen menetelmän edullisen suoritusmuodon mukaan alkali- ja happoliuokset lisätään massaan väkevinä liuoksina, jolloin tarvittava laimennusvesi lisätään erikseen nopeudella, joka vastaa sitä nopeutta, jolla lignoselluloosamateriaaliin imeytyy nestettä. Käytännössä tämä liuoksen syöttö lignoselluloosamateriaaliin imeytymisno-peuden mukaisesti tapahtuu helpoimmin keräämällä lignoselluloosamate-riaalista valunut liuos lignoselluloosamateriaalin alla olevalta tasolta, jolloin kerätyn liuoksen pinnankorkeus pidetään olennaisesti vakiona kontrolloimalla liuoksen syöttöä.

Suorittamalla happoliuoksen lisäys jatkuvana vähenee kiertoliuk-sen pH suhteellisen hitaasti, mieluimmin ei 7:n alle. Tämä on tietenkin tärkeää käytetyn laitteiston korroosion vähentämiseksi.

Jatkuvasti tapahtuvan happoliuosneutraloinnin yhteydessä saadaan jäteliuos, joka voi aiheuttaa vaikeuksia sikäli, että seisoessaan se voi hapantua, jolloin sitä ei voida käyttää uuteen happoliuosannokseen. Tämän keksinnön mukaisesti on havaittu, että jos happoneutraloinnissa syntyvä jäteliuos muodostaa osan uuden olkimäärän imeytykseen käytettävästä alkaliliuoksesta, tämä vaikeus vältetään erittäin yksinkertaisella ja tehokkaalla tavalla.

Tämä keksintö käsittää myös laitteiston yllä olevaa menetelmää varten, jolloin tähän laitteistoon kuuluu laite lignoselluloosamateri-aalimassan kannattamista varten, tämän alla sijaitseva lignoselluloosa-materiaalimassasta valuneitten liuosten kokoomalaite sekä laite näitten liuosten suihkuttamiseksi lignoselluloosamateriaalimassaan. Laitteisto on tunnettu levitinlaitteesta, joka on tarkoitettu liuosten suihkuttamista varten rajatulle alalle lignoselluloosamateriaalimassaa, jolloin tätä levitinlaitetta voidaan liikuttaa lignoselluloosamateriaa-limassan koko yläpinnan yli. Levitinlaite voi käsittää lignoselluloo-samateriaalimassan yli ulottuvan sen laidasta laitaan liikkuvan mekanismin, jolloin tämä liike on toistettavissa lukemattomia kertoja. Laitteisto voidaan myös varustaa laitteella alkali- ja happoliuoksen ohjatuksi syöttämiseksi mainittuun kokoomalaitteeseen.

5 6261 6

Lisäksi laitteisto voi käsittää alkali-imeytyssäiliön käsitel-vää olkea varten, tämän säiliön yläosaan asennetun levitinlaitteen alkali- ja happoliuosten syöttämistä varten sekä säiliön alaosaan sijoitetun poistoputken oljesta valuvaa liuosta varten, laitteiston lisäksi käsittäessä mainitun poistoputken yhteyteen sijoitetun pumpun syöttöaltaan, johon liuokset syötetään ja mahdollisesti myös erikseen vesi, ja joka alapäästään on liitetty levitinlaitteeseen kierrätyspum-pun ja syöttöputken välityksellä. Laitteisto käsittää lisäksi pumpun tai syöttöaltaan yhteyteen sijoitetun pinnanosoittimen, joka säätää nesteen syöttöä pumpun syöttöaltaaseen siten, että syöttöaltaan nestepinta pysyy suurin piirtein vakiona.

Jotta jäteliuosmäärät pysyisivät mahdollisimman pieninä, on tietysti suositeltavaa, että pumpun syöttöaltaan vaakasuora läpileikkaus sen sisässä olevan nesteen pinnan tasolla on suhteellisen pieni verrattuna alkali-imeytyssäiliöön. Tämä pumpun syöttöallas voi sopivasti olla kartiomainen suipeten alaspäin. Pumpun kuivakäynnin välttämiseksi sijoitetaan sopivasti pumpun syöttöputken alapäähän toinen pinnan osoitin, joka kytkee irti kierrätyspumpun, jos pumpun syöttö-putkessa on nestepinta liian alhaalla.

Seuraavassa kuvataan keksintöä liitteenä olevien kaavioiden avulla, joissa: kuvio 1 esittää kaavamaisesti ylhäältä päin katsottuna tunnettua laitteistoa olkimassan koko pintaan kohdistuvaa samanaikaista suihkutusta varten ylhäältä käsin; kuvio 2 esittää kaavamaisesti sivulta päin tämän keksinnön mukaista laitteiston suoritusmuotoa· kuvio 3 esittää kuvion 2 suoritusmuotoa ylhäältä päin; kuvio 4 esittää kaavamaisesti osittain läpileikkauksena laitteiston toisen suoritusmuodon sivukuvaa; ja kuvio 5 esittää kuvion 4 laitteiston muunnelmaa.

Kuvion 1 mukaan käytetään oljen suihkuttamiseen, esim. olkipaa-lien muodossa, kuutta sumutussuutinta 4, jotka on sijoitettu olkipaa-leille tarkoitetun säiliön 1 yläpuolelle. Kunkin sumutussuuttimen 4 tehokas suihkutuspinta on ympyröitten 6 sisällä, kuten näkyy kuviosta 1. Kuten kuviosta 1 ilmenee, pitää ympyröitten 6 peittää toisiaan melkoisesti, jotta ne kattaisivat suhteellisen täydellisesti olkimassan yläpinnan. Tämä tarkoittaa, että se osa liuoksesta joka joutuu kosketukseen säiliön sivuseinien kanssa mitä todennäköisemmin valuu pitkin säiliön seiniä osallistumatta tehokkaasti oljen imeytykseen.

6261 6

Piirustusten kuvioissa 2 ja 3 esitetty suoritusmuoto on suunniteltu tämän keksinnön mukaan. Laitteisto käsittää säiliön 10 varustettuna matalahkolla suippenevalla kokoomaosalla 12 ja sitä kannattaa teline 41. Säiliöön 10 kuuluu vaakasuoraan sijoitettu sisäritilä IM, jonka tarkoituksena on kannattaa säiliöön sijoitettuja olkipaaleja 26. Kartiomaiseen kokoomaosaan 12 liittyy poistoputki 16 sen alaosassa, liitettynä moottorin 20 käyttämän pumpun 18 imuputkeen. Pumpun 18 poistoputki on kiertoputken 22 kautta yhteydessä levitinänit-teeseen 2M, joka jakaa kiertävän liuoksen säiliön 10 koko leveydelle. Levitinlaite 2M on siirrettävissä nuolten osoittamalla tavalla pitkin säiliön 10 koko pituutta tavalla, jota ei ole esitetty piirroksissa. Levitinlaite on suunniteltu syöttämään alkaliliuosta ja happoliuosta verhon muodossa kuvion 2 osoittamalla tavalla säiliön 10 yli ulottuen.

Kuten oikealla kuvioissa 2 ja 3 näkyy, säiliöön 10 kuuluu siirrettävä seinä, jonka kautta olkipaalit 26 voidaan siirtää säiliöön 10 ja ottaa sieltä pois käsittelyn jälkeen lavan 28 kautta.

Säiliön 10 yhteydessä sijaitsevat annostussäiliöt 30 ja 32 alkaliliuosta ja happoliuosta varten erikseen, ja kumpikin näistä annostussäiliöistä on yhteydessä pääsäiliöön 3M ja 36 kumpikin erikseen putkien 38 kautta. Annostussäiliöistä voidaan alkaliliuosta ja happoliuosta kumpaakin erikseen syöttää olkisäiliön kartiomaiseen osaan 12 halutulla nopeudella säätämällä erikseen ventt iileitä 39 ja MO. Säiliöön voidaan syöttää haluttu määrä vettä syöttöputken M? kautta. Edellä kuvatun laitteiston toiminta tapahtuu lyhyesti seuraa-vaan tapaan:

Lavan 28 ja avattavan säiliön 10 seinän kautta olkipaalit siirretään ritilälle 14, paalien määrän ollessa kuvatussa esimerkissä 16. Tämän jälkeen lisätään vettä kartiomaiseen kokoomaosaan 12 putken 42 kautta sopiva määrä. Sitten syötetään natriumhydroksidiliuosta kokoomaosaan 12 annostusastiasta 30 kierrättäen muodostunutta alkaliliuosta levitinlaitteen 24 kulkiessa edestakaisin olkipaalien yli.

Alkaliliuoksen kierrätyksen päätyttyä ja hyvän imeytystehon aikaansaamiseen tarvittavan imeytysajan, esim. 16-20 tuntia, kuluttua aloitetaan kierrätys uudelleen ja sitä jatketaan haluttu aika syöttämällä määrätty happoliuosmäärä annostussäiliöstä 32. Neutralointi-liuoksen valuttua alas olkipaalit otetaan pois säiliöstä 10 rehuna käytettäviksi. Happoneutraloinnista syntynyt jäteliuos sekoitetaan nyt sopivasti uuteen alkaliliuosannokseen, jotta vältytään edellä 6261 6 mainitulta hapantumiselta toistettaessa edellä esitetty menetelmä. Jatkuvassa toiminnassa voidaan alkaliliuos syöttää konsentraattina samanaikaisesti alkalin imeytymisen kanssa edellä esitetyllä lavalla.

Esimerkki 1

Tiiviiksi puristettujen olkipaalien natriumhydroksidin vesi-liuoksella saatu imeytysaste mitattiin kahdella kokeella, joista toisessa kokeessa käytettiin tavanomaista kokonaansuihkutustekniikkaa, kun taas toisessa kokeessa käytettiin tämän keksinnön mukaista tekniikkaa. Molemmissa kokeissa sijoitettiin neljä olkipaalia, kukin painoltaan noin 10 kg ja likimääräisiltä mitoiltaan 35x40x100 cm avoimeen suuntaissärmiösäiliöön, jossa oli vaakasuora ritilä ja sen alla kar-tiomaisesti suippeneva kokoomaosa pohjassa sijaitsevine poistoputki-neen. Kierrätysputken avulla liuokset voitiin siirtää pohjan poisto-putkesta suuntaissärmiösäiliön yläpuolella olevaan levitinlaitteeseen. Ritilä oli kooltaan 80x110 cm ja ritilän ja säiliön yläreunan välimatka oli 130 cm. Olkipaalit järjestettiin kahteen kerrokseen, kumpaankin kaksi paalia, joitten oljet olivat pääasiallisesti pystyasennossa. Näin järjestettyinä oljet peittivät käytännöllisesti katsoen ritilän koko pinnan.

Ensimmäisessä kokeessa alkaliliuos hajoitettiin kuuden sumutus-suuttimen 3 avulla, jotka oli sijoitettu kuviosta 1 näkyvällä Lavalla. Suuttimet olivat nk. täyskartiotyyppiä, joka hajoittaa liuoksen tasaisesti ympyränmuotoiselle alueelle. Säiliön seiniä pitkin valuvan liuoksen määräksi arvioitiin 15-20 % kokonaisvirtausmäärästä, joka korvattiin kahteen muuhun kokeeseen verrattuna, kuten käy ilmi jäljempänä esitettävistä koetuloksista.

Toisessa kokeessa syötettiin alkaliliuos käyttäen levitintä, joka levittää liuoksen viuhkamaisesti. Levitin oli kiinnitetty kuljet-timeen, jota säädettävällä pyörimisnopeudella toimivan moottorin avulla voitiin siirtää tasaisella halutulla nopeudella edestakaisin olkipaalien päällä siten, että jokainen ylimmän olkikerroksen kohta suihkutettiin ja vain mitätön määrä liuosta valui säiliön ulkoseiniä myöten alas. Tämä menetelmä on kuvioissa 2 ja 3 esitetyn suihkutus-periaatteen mukainen. Levittimen nopeus oli 1,26 m/min. lineaarisesti ja jokainen 105 cm:n matka kesti n. 50 sekunttia.

6261 6

Seuraavasta taulukosta ilmenevät kokeen olosuhteet ja koetulokset :

Koe 1 Koe 2

Oljen paino, kg 40,9 39,9

Kosteuspitoisuus, % 9,2 9,7

Kierrätysvirtaus, 1/min. 98 83

Kierrätysaika, h 22

Liuoksen alkumäärä, litroja 230 230

NaOH-konsentraatio alkuliuoksessa, g/1 12 12 Jäteliuosmäärä kierrätyksen ja 1 tunnin valumisen jälkeen, 1 l*+6 130

NaOH-konsentraatio jäteliuoksessa, g/1 6,5 4,3

Liuoksen alkulämpötila, °C 30 30

Imeytyneen liuoksen määrä/olki-kg, 1 2,05 2,51

Kuivan oljen määrä suihkutuksen jälkeen, kg

Kahdessa päällimmäisessä paalissa 0,2 0

Kahdessa alimmaisessa paalissa 3,4 0,2

Yllä olevista koetuloksista ja koeolosuhteista selviää ensinnäkin, että kokeessa 1 kierrätysvirtaus on säädetty korvaamaan säiliön seiniä pitkin tapahtuva liuoksen virtaus (98 1/min kokeessa 2 esiintyvän 83 1/min. sijasta). Toiseksi on aivan selvää, että imeyty-misteho oli huomattavasti suurempi keksinnön mukaisessa kokeessa 2, mikä myös ilmenee kuivan oljen määrästä alkaliliuossuihkutuksen jälkeen. Tämän keksinnön mukainen rajatun liikkuvan vyöhykkeen sisäpuolelle tapahtuva suihkutus saa näin ollen aikaan tehokkaamman imey-tyksen huolimatta siitä, että käsittelyaika ja kierrätysliuosmäärä on sama molemmissa kokeissa.

Esimerkki 2 Tämä esimerkki liittyy tämän keksinnön mukaan suoritettuihin neljään kokeeseen, joissa käytettiin levityslaitteen vaihtelevia nopeuksia. Muuten olosuhteet olivat samat kuin esimerkin 1 kokeessa 2. Muut olosuhteet ja koetulokset esitetään alla olevassa taulukossa.

Koe n:o 12 3 4

Oljen paino, kg 38,1 39,9 41,0 39,8

Kosteuspitoisuus, % 9,2 9,7 10,1 9,2

Levittimen nopeus, m/min. 0,63 1,26 2,61 5,20 Jäteliuoksen määrä kierrätyksen ja 1 tunnin valumisen jälkeen, 1 124 130 139 145

Imeytynyt liuosmäärä, 1/olki-kg 2,78 2,51 2,22 2,14 6261 6

Kuten ilmenee yllä olevista koetuloksista, levitinlaitteen nopeampi liike aiheuttaa asteettaisesti huonontuneen imeytymisen, mikä voidaan selittää siten, että rajatapaus, jossa käytetään äärettömän suurta nopeutta, vastaa kuvion 1 mukaisella laitteistolla tapahtuvaa koko pintaan kohdistuvaa samanaikaista suihkutusta. Muissa suhteissa esimerkki osoittaa selvästi tämän keksinnön mukaista tekniikkaa käyttäen saavutettavan imeytystehon paranemisen.

Piirustusten kuviossa 4 esitetty laitteisto käsittää alkali-imeytyssäiliön 1 varustettuna reikälevyllä 3 ja pohjan poistoputkelld 5. Kuten kuviossa on kaavamaisesti esitetty, sisältää alkali-imeytys-säiliö 1 tässä tapauksessa 12 olkipaalia, jotka ovat reikälevyllä 2. Alkali-imeytyssäiliön 1 yläpäähän on sijoitettu levityslaite 7, jolla olkipaalit suihkutetaan ylhäältä päin kyseessä olevilla liuoksilla edellä esitetyn mukaisesti.

Olkipaaleista virtaava liuos poistuu pohjan poistoputken 5 kautta alaspäin kartionmuotoiseen pumpun syöttöaltaaseen 11. Pumpun syöttöallas 11 on alapäästään liitetty kierrätyspumpun 9 imupuolelle putken 13 välityksellä, johon on sijoitettu termostaatti-ohjattu kuu-mennusvastus 15. Pumpun allas 11 käsittää kaksi tasonosoitinta 17 ja 31, joitten toimintaa selostetaan tarkemmin jäljempänä.

Lisäksi laitteisto käsittää alkalisäiliön 23, joka on liitetty pumppualtaaseen 11 syöttöpumpulla 27 ja putkella 28. Lisäksi laitteisto käsittää happosäiliön 25, joka vastaavasti on liitetty pumppualtaaseen 11 syöttöpumpulla 29 ja putkella 30. Lopuksi voidaan syöttää vettä magneettiventtiilin 21 ja putken 19 läpi pumppua!taa-seen 11.

Edellä kuvatun laitteiston toiminta tapahtuu lyhyesti seuraa-valla tavalla:

Oletetaan, että alkali-imeytyssäiliö 1 täytetään käsittelemättömällä oljella. Laitteisto käynnistetään käynnistämällä kierrätys-pumppu 9 ja aloittamalla alkaliliuoksen syöttö säiliöstä 23 samanaikaisesti putken 19 läpi tapahtuvan vedensyötön kanssa. Tason osoitin 17 on liitetty magneettiventtiiliin 21, jolloin pumppualtaan 11 nestepinta säilyy suurinpiirtein vakiona, pinnantason ollessa merkitty a:11a. Kun tarpeellinen määrä alkaliliuosta on syötetty, keskeytetään syöttö,jota vastoin veden syöttöä jatketaan nopeudella, joka vastaa olkeen imeytyvää nestemäärää. Kun liuosta on kierrätetty haluttu aika, esim. 4 tuntia, annetaan olkipaalien olla paikoillaan, jotta alkali- 6261 6 10 käsittelyllä saavutettaisiin toivottu teho. Tämän ajan kuluessa pieni määrä liuosta valuu alas poistoputkesta 5, jolloin pumppualtaan 11 nestepinta nousee b:llä merkitylle tasolle. Määräajan kuluttua, esim. 17 h, aloitetaan hapon annostus syöttöpumpun 29 läpi ja kierrätetään kierrätyspumpulla 9 säilyttäen pumppualtaan 11 nestepinta vakiona samalla tavoin kuin edellä on esitetty. Kun hapon syöttö ja kierrätys on lopetettu, liuoksen annetaan valua oljista ja oljet ovat näin valmiina käytettäväksi ja ne otetaan ulos alkali-imeytys-säiliöstä 1. Nyt voidaan asettaa sisään uudet olkipaaljt, laitteisto voidaan käynnistää ja menettely toistaa.

Kuten edellä on esitetty, on toisen tason osoittimen tehtävänä pysäyttää kierrätyspumppu 9, jotta vältetään pumpun kuivakäynti mikäli pumppualtaan 11 nestepinta jostakin syystä laskisi liikaa.

Liitteenä olevien piirustuksien kuviossa 5 on esitetty kuviosta 4 ilmenevän suoritusmuodon muunnelma. Tässä suoritusmuodossa tason säätö käsittää pumpun 9 paineputkeen liitetyn manometrin 31. Tämä manometri on varustettu sisäänrakennetulla painekatkaisijalla, joka paineen vähetessä pumppualtaan 11 nestevajauksen vuoksi avaa magneet-tiventtiilin 21 keskeyttäen samanaikaisesti kierrätyspumpun 9 toiminnan. Aikareleellä mahdollisesti säädettävän ajan kuluttua käynnistyy kierrätyspumppu 9 uudelleen magneettiventtiilin 21 sulkeutuessa. Tällä tavoin pumppualtaan 11 nestepinta säilyy jatkuvasti halutulla tasolla. Menettely on tietenkin sama neutralointivaiheen suhteen. Muissa suhteissa kuvio 5 vastaa täysin kuviota 4 viitenumeroitten merkityksen suhteen.

Yllä esitetty menetelmä tarjoaa monia olennaisia etuja. Niinpä keksinnön päätarkoituksen mukaisesti jäteliuosmäärät voidaan pitää minimissään. Tämä on tietenkin olennaista taloudelliselta kannalta, koska näin pidetään alkali- ja happoliuosten kulutus pienenä. Pumppu-altaaseen 11 putken 19 läpi syötettyä vettä voidaan käyttää vaahdon muodostuksen vähentämiseen pumppualtaassa, mikä käytännössä voi osoittautua hankalaksi pulmaksi.

Piirustuksen yhteydessä edellä kuvattua laitteistoa voidaan tietenkin muunnella monissa suhteissa. Niinpä ei ole välttämätöntä syöttää vettä erikseen pumppualtaaseen 11. Sen sijaan voidaan kon-sentraatioltaan oljen imeytykseen soveltuvia liuoksia varastoida säiliöissä 23 ja 25, jolloin alkali- ja happoliuosten syöttö, kumpikin erikseen, tapahtuu sitä mukaa kuin liuos imeytyy olkeen pinnan osoit- 6261 6 timen 17 mukaan. Pumppuallas 11 voidaan myös tietenkin rakentaa kiinteäksi osaksi alkali-imeytyssäiliötä 1, mutta erillinen konstruktio on kuitenkin soveliaampi käytännön kannalta huollon ja korjauksen suhteen.

Claims (11)

12 Patenttivaatimukset 6 2 61 6

1. Lignoselluloosamateriaalien ravintoarvon lisäämismenetel-mä alkaliliuoksella käsittelemällä ja sitä seuraavalla neutraloinnilla happoliuoksella suljetussa systeemissä kierrättämällä käsit-telyliuoksia, tunnettu siitä, että prosessiliuosta syötetään lignoselluloosamateriaalimassan ylhäältäpäin rajatun vyöhykkeen sisälle, joka vyöhyke saatetaan liikkumaan mainitun massan koko yläpinnan yli, ja että prosessiliuos syötetään käsittelyn aikana nopeudella, joka olennaisesti vastaa liuoksen imeytymisnopeutta ligno-selluloosamateriaaliin, jolloin käsittelystä syntyneet jäteliuosmää-rät pysyvät miniminä, ja että lignoselluloosasta valunut liuos otetaan talteen lignoselluloosamateriaalin alla olevalla tasolla, jolloin kerätyn liuoksen pinnantaso pidetään olennaisesti vakiona ohjatulla liuoksen syötöllä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessiliuos suihkutetaan massan yli ulottuvana verhona, jolloin tätä verhoa siirretään massan päästä päähän ainakin kerran.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkali- ja happoliuokset syötetään väkevinä liuoksina, jolloin laimennusvesi syötetään erikseen liuoksen imeytymisnopeutta lignoselluloosamateriaaliin vastaavalla nopeudella.

4. Laitteisto lignoselluloosamateriaalien ravintoarvon lisäämiseksi alkaliliuoksella imeyttämällä, jonka jälkeen tapahtuu neutralointi happoliuoksella suljetussa systeemissä imeytysliuoksia kierrättämällä, joka käsittää imeytyssäiliön (1) käsiteltävää lignosel-luloosamateriaalia varten, tämän säiliön (1) yläosaan sijoitetun le-vitinlaitteen (7) alkali- ja happoliuosten syöttöä varten sekä säiliön alaosassa sijaitsevan poistoputken (5) lignoselluloosamateriaa-lista valuvia liuoksia varten, tunnettu siitä, että pump-puallas (11) on sijoitettu tämän poistoputken (5) yhteyteen, johon pumppualtaaseen (11) nesteet (19, 28, 30) ja myös mahdollisesti vesi erikseen johdetaan ja joka alapäästään on liitetty levitinlaitteeseen (7) kierrätyspumpun (9) ja syöttöputken (8) välityksellä, sekä siitä, että laitteistoon kuuluu pumppualtaaseen (11) syötettävää nestettä säätävä tasonosoitin (17), joka pitää altaassa olevan nestepinnan olennaisesti pumpun toiminnalle sopivalla minimitasolla. 6261 6 13

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä, että laitteistoon kuuluvan pumppualtaan (11) läpileikkaus vaakatasolla on suhteellisen pieni imeytyssäiliöön verrattuna.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pumppuallas (11) on kartiomainen, jolloin terävä kärki on alaspäin.

7. Patenttivaatimuksen 4, 5 tai 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää pumppualtaan (11) alaosaan sijoitetun toisen tasonosoittimen (31), joka pysäyttää kierrätys-pumpun (9) nestepinnan laskiessa liikaa pumppualtaassa (11).

8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä,että siinä on pumpun (9) painepuolella sijaitseva mano-metri (31), joka keskeyttää pumpun toiminnan mikäli pumppualtaassa (11) on nestevajausta.

9. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 4-8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että siihen kuuluu levitinlaite (7) liuosten suihkuttamiseksi lignoselluloosamateriaalimassaan rajatun vyöhykkeen sisällä, jolloin tämä laite on liikuteltavissa ko. massan koko yläpinnan yli.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä, että levitinlaite (7) ulottuu mainitun massan yli ja sitä voidaan liikuttaa massan päästä päähän syötetyn liuoksen näin levitessä massan koko leveyden yli.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää laitteet alkali- ja happoliuos-ten erikseen tapahtuvaa ohjattua syöttöä varten kokoomalaitteeseen. 14 Patentkrav 62 61 6