JPH07507103A - パルプ漂白装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 バルブ漂白装置及びその方法 発明の分野 本発明は、木ｊ［繊維素バルブをオゾンを用いて漂白するための反応装置、及び 、その方法に関し、更に詳細には、含オゾン気体内をプラグフロ一様の方法にお いて通過する半径方向に分散されたバルブ粒子を運搬するために回転するエレメ ントを有する反応装置に関する。

発明の背景 バルブその他の木質繊維素材料用の漂白剤として塩素を使用することを避ける！ こめに、化学バルブの漂白用としてオゾンを使用することは既に試行済みである 。

当初においては、零貢繊１１素材料用の漂白剤としてオゾンは理想的な材料であ るように思われたが、オゾンの例外的な酸化性、及び、その比較的高いコストの ために、来貢繊維素バルブ用としての満足なオゾン漂白過程の開発は以前から制 限されてきた。

バルブのオゾン潔白に関しては多数の論文及び特許が公表されている。例えば、 オゾンを使用する一連の漂白過程に関しては、Ｓ、　Ｒｏｔｈｅｎｂｅｒｇ　、 　Ｄ、　Ｒｏｂｎｉｓｏｎ、及び、Ｄ、　Ｊｏｈｎｓｏｎｂａｕｇｈによる［オ ゾンによる酸素バルブの潔白Ｊ　Ｔｉｐｐｌ、１８２−１８５　（１９７５年） 　−Ｚ、　ＺＥＺ、　ＺＰ、及びＺＰａ　（Ｐａ−過酢酸）が公表済みてあり、 また、Ｎ、　５ｏｔｅｌａｎｄにより［酸素、及び、オゾンによる化学バルブの 潔白Ｊがカナダにおりるバルブ及び紙に関する雑誌Ｔｌ　５３−５８　（１９７ ４年）−ＯＺＥＰ、ＯＰ、及び、ＺＰに公表済みである。更に、Ｓｉｎｇｈに許 可された米国特許４．１９６．０４３において、廃液回収によるオゾン及び過酸 化物利用の多段式漂白プロセスが開示されており、この場合にも、塩素合成物の 使用を排除するごとが試行されている。

同様に、種々の特許によって、高濃度レンジでのバルブのオゾン漂白のための垂 直ベッドタイプ反応装置が開示されており、この場合には、本質的に静止するか 、或いは、ゆっくり移動するベッドの上面にバルブが堆積して、そして、ベッド を通って含オゾン気体が導入される。例えば、Ｆｒｉ　Ｌｚｖｏｌｄの米国特許 Ｎｏ。

４、２７８．４９６は、高濃度の（すなわち３５−５０％）バルブを扱うための 垂直オゾン発生器について開示しており、この場合、気体がパルプ粒子と密接に 接触するように、横断面全体に亘って分布させるために、酸素／オゾン気体及び バルブは共に、反応装置の上面（トップ）に運ばれる。バルブと気体の混合物は 、上下に連続する→のチャンバ内の支持手段の上に層状に配分される。支持手段 は、バルブがそれを横切ってマスブリッジを形成するような形状を備えた小孔ま たはスリットを備え、気体は反応装置全体を通過してバルブと接触する。

Ｆｒｔ　ｔｚｖｏｌｄ等の米国特許Ｎｏ、　４．１２３，３１７は、前述のＦｒ １ｔｚｖｏｌｄ　’４９６特許に開示された反応装置について更に明確に開示し ており、また、Ｆｒｉ　ｔｚｖｏｌｄ等に許可された米国特許Ｎｏ、　４，２７ ９，６９４は、′４９６特許において開示された反応装置を用いてバルブのオゾ ン漂白を行うための方法及びシステムについて開示している。

Ｃａｒｌ　ｓｗ＋ｉ　ｔｈに許可された米国特許第３．７８５．５７７．３．８ １４．６６４　、及び、３．９８４．９６２号においては、それぞね、特にオゾ ン漂白を指向した°６６４特許に従ったＦ自ｔｚｖｏｌｄ装置に類似する垂直設 計を用いた反応装置について開示している。先行特許において開示済みの垂直ベ ッドタイプ設計は、漂白均一性の観点から満足な結果が得られない。

ヨーロッパ特許出願Ｎｏ、　３０８．３１４に開示されたオゾン反応装置は、閉 鎖されたフライトスクリューコンベヤ（［アルキメデス式スクリュウ」）を利用 し、ここに、オゾンは中央シャフトを経て汲み上げられ、そして、理想的には、 高さが約ｌθセンチメートルのバルブ層を処理するために反応装置内に注入され る。バルブの濃度は２０−５０％である。ヨーロッパ特許出Ｉ［ＦＪｏ、　２７ ６．６０８においては、バルブをオゾン処理するための別の装置が開示されてい る。この装置においては、逆ネジ区分を備えた二重スクリュウ機械によって、オ ゾンのバルブ繊維への接触を可能にするために、好ましくは濃度４０〜４５％の バルブを順次に圧縮及び膨張させる。

オゾンは、木質と容易に反応し、バルブ内の木質の量を効果的に減少させる。

しかし、一方において、オゾンは、多くの条件の下において、木質を急速に過剰 に除去し、そして、木材の繊維素（セルローズ）繊維を構成する炭水化物に激し く作用して、結果として得られるバルブの強度を著しく低下させる。これらの理 由により、そして、既に検討した種々の開示内容にもかかわらず、当該技術分野 においては、一般に、高濃度バルブのオゾン漂白から遠ざかるように教示されて いる。例えば、Ｌｉｎｄｈｏｌｍによる（オゾンを用いたバルブ漂白における不 均質性の影響Ｊ　（Ｐａｐｉｅｒｉ　ｊａ　Ｐｕｕ、　ｐ、　２８３．１９８６ 年）においては、濃度レンジが３０−４０％のバルブにおいては、オゾンバルブ 反応は全く不均質的であると述べられている。この場合の不均質性は、平均量よ りも多量のオゾンを受け取ったバルブの一部はオゾンと反応し、他の部分はオゾ ンと全く反応しないことに起因すると言われている。また、最近公表されたカナ ダの特許出願Ｎｏ、　２．０１２．７７１（１９９０年１１月１０日公表）は、 オゾン、水、及び、バルブの泡様混合物を作ることにより、オゾンを用いて、中 間濃度のバルブを漂白する方法について開示している。この出願書は、３０％濃 度において漂白すれば、バルブの外側表面は過剰に漂白さね、内側表面は漂白さ れないので、１０％、または、１％において漂白する場合よりも悪い結果が得ら れることを教示している。

更なるタイプの反応装置は、中間濃度でのバルブの酸素の木質除去のために１Ｊ ａｒｋｈａ＋ｍ等の米国特許Ｎｏ、　４．３６３，６９７に発表される。Ｍａｒ ｋｈａｍ装置は、酸素の存在で反応管を経てバルブを運ぶために、パドルと共に 、またパドルなしで、一連のスクリュウフライト或いは、変形例としてのネジフ ライトを有していてもよい。

１Ｊａｒｋｈλｍ等への米国特許Ｎｏ、　４．３８４．９２０は、酸素気体の流 れの存在を介してバルブを運ぶために、低い速度で回転させられるパドルフライ トの使用を同様に発表する。ただし、Ｍａｒｋｈａａ特許において発表された方 法は、概して酸素、及び、バルブ／木質のそれと比べるとはるかに速い反応速度 のオゾン、及び、バルブ／木質により、そしてまた、）４＋ｒｋｈｕによって、 接触し、そして、漂白を均一化する画一的気体繊維を供給するために発表された 装置の無力のためにオゾン漂白反応に適していない。

上で論じられた不均質、または、非−均一性の問題は、低い濃度の中間で白くな ることによって少なくとも部分的に克服されるかもしれない。低い濃度の中間で 、増大された含水量は、オゾンが均一性を増大するために、バルブを経て更に等 しく放散することを可能にする。ただし、増大された含水量は、増大された均一 性より勝っているかもしれない他の欠点を造る。第一の欠点は、より多くの水の 存在があるとき、オゾンの拡散のために必要とされた増大された時間から生じる 。これは、水中での増大したオゾン分解に至り、したがってオゾン分解副産物の 影響のため更に貧しい漂白選択性と同様に、高いオゾン経費に至る。結果は、低 い濃度の中間で、更に大きい量のオゾンが、高濃度漂白に相当する結果を達成す るために要求されることである。ただし、当該技術分野に熟練した人によって理 解されたように、水におけるオゾン溶解度による水に溶解され得るオゾンの量に 関して実用的限界がある。従って、低濃度の中間でオゾンでの白色度における重 大な増加を達成することを企てることは、しばしば実用的ではなく、あるいはコ スト的に効果的ではない。

本発明に関連した他の分野は、運搬の、特に、パドルコンベヤを備えた技術分野 である。種々直径のパドルコンベヤにおける使用のための平らなパドルの寸法は 、運搬装置製造業者協会（ＣＥＭＡ）によってそれらの公報ＡＮＳＩ／ＣＥＭＡ ３００−１９８１において「スクリュウコンベアの寸法規格」によって規格化さ れている。同様に、Ｃｏ１１ｊｎ　ｒばら積み固体用機械式コンベア」　にュー ヨーク、１９８５年）は、運搬にお（プる一般的な背景として参照されるかもし れない。典型的な先行技術のコンベアは、材料を反応環境にさらすのに有益であ るか、或いは、バルク状固体の一般的なブレンドのために有益である。そして、 上で論じられた多数の引用例は、コンベヤの種々タイプを使う。一般の先行技術 コンベヤは、効率的且つ均一なオゾン漂白反応を達成し、そして、上で論じられ た先行技術の問題を回避するために、オゾン有する気体へのバルブの必要な分散 を提供することが可能ではない。

発明の要約 従って、本発明の目的は、実質的に均質な増大した白色度のバルブを得るために 、オゾンを用いて高濃度で繊維素パルプを効果的に漂白するための反応装置、及 び、方法を提供することにある。

本発明の更なる特別の目的は、オゾンへのパルプ粒子の露出を最大にし、それと 同時に、全ての粒子が、おおよそ同じ量の時間、オゾンにさらされることを保証 することにある。この点において、本発明は、オゾンを有する気相ｌ＼のバルブ 粒子の半径方向分散を最大限にし、同時に、最小の軸線方向の分散で気相によっ て粒子を運ぶことが可能なユニークな構造を提供することにある。この特徴は、 バルブ粒子の大多数が気相で懸濁され、そして、おおよそ同じ時間の間それぞれ オゾンに１されることを確保する。

本発明に基づいた全体の漂白装置は、概してフラッフ１手段と、高濃度パルプを 漂白するための反応装置と、バルブのディエントレインメント（ｄｅ−ｅｎｔｒ ｓｉｎＩＩｅｎｔ）手段と、反応急冷手段と、漂白された低濃度パルプを受け入 れて排出する手段とを有する。

フラッフ１手段は、バルブの綿毛寸法を減少し、そして、減少された容積密度を バルブに提供する。

反応装置は、バルブ及びオゾンを有する気体を受け取るようになっている細長い シェルを有する。オゾン有する気体の入口は、気体の流れを漂白装置、及び、反 応器シェルに導入する手段を与えるために、様々な形状で設けられている。シェ ルは、バルブの入口（フラッファからのバルブを受け取る）、及び、バルブ化【 コを形成する。シェルは、円筒状及びおおよそ水平であるのが好ましい。反応装 置は、更に、バルブがシェルの全体的な横断面を放射状に分散される状態でシェ ルを通るプラグフロー状の方法で高濃度のバルブを運搬する手段を有し、バルブ 粒子の大多数は、シェルを通るバルブの放射状の分散された、そして、プラグ７ ０−状の動きを与えるために、オゾン有する気体中に浮遊される。

好ましい実施例において、運搬手段は、第２の低い運搬速度でバルブを運搬する ための第２の手段によって継れる第１の運搬速度でバルブを運搬するための第１ の手段を有する。入口に入るバルブは、フラッファによって形成された減少した 容積密度で第１の運搬手段によって受け取られる。第１の運搬手段は、容積密度 を増すためにバルブに作用して、そして、増大された容積密度で第２の運搬手段 にバルブを送る。同様に、第１及び第２の運搬手段の操作パラメータを制御する ための手段が、所要反応器充填密度、バルブ粒子の滞在時間、及び又は、漂白剤 の滞在時間を形成するために、用いられる。

本発明の更なる好ましい実施例によれば、運搬手段は、約１２５「四未満の回転 手段の全回転速度で約７未満の分散指数でシェルを通ってバルブを運搬するため の回転手段を有する。より詳しくは、運搬手段は、前記シェルを長手方向に延び る回転シャフトを、該シャフトに設けられ、らせん形の４分の１−ピッチパター ンで約２４０°の間隔でシャフト回りに配置された複数の放射状に伸延している パドルとを有していてもよい。好ましい実施例において、パドルは、らせん形の ２分の１ピツチパターンで約１２０°の間隔でシャフトの回りに設けられる。

パドルは、パドルの回転直径の約０．１１倍未満に等しいパドル間で一掃されて いない距離を形成するために長手方向に間隔が隔てられている。

予め選択された数のパドルは、回転直径０．３倍のより少ない幅を有するのが好 ましい。より詳しくは、第２の運搬手段のパドルは、上記直径の約０．１５倍に 等しい幅を持つべきであり、第１の運搬手段のパドルは、より大きい幅を持つべ きであり、好ましくは、前記直径の０．３倍である。

バルブディエントレインメント手段は、漂白装置からオゾンを有する気体の流れ を除去し、そして、その除去前に、送出されたパルプ繊維をオゾン有する気体か ら分離する。ディエントレインメント手段は、流れがバルブの移動と同じ流れか 、反対流であるかに拘らず、反応装置のシェルからの気体の流れを受け取るため に設けられている。

急冷手段は、バルブに水を加えることにより、バルブでのオゾン漂白反応を冷す （止める）。急冷手段は、反応装置の出口からのバルブを受け取るために設けら れている。バルブに水を加えることは、またその濃度を低下させる。急冷手段か らの低下した濃度のバルブを受け取るための手段は、攪拌器を備えたタンクであ るのが好ましい。

代りに、運搬手段は、シャフトから及びシャフトに沿って半径方向且つらせん状 に延びる切断され且つ折り曲げられ、そして所定のピッチを有するネジフライト であってもよい。スクリュウフライトは、複数の部分を有し、該部分は、フライ トからカットされ、開口を形成し、カットされた部分は、シャフトに対して所定 の角度に曲げられる。更なる代替は、運搬手段が、シャフトを中心に半径方向且 つ、らせん形に延び且つ所定のピッチを有するリボンブレードを含む。リボンブ レードが使われるとき、無限ピッチを有する傾いたリボンを用い得る。

無限のピッチのリボンを除く任意の実施例のために、パドルブレード、または、 ネジフライトのピッチは、更に高いフィルレベルを得るためには、同じシャフト ＲＰＭに減少し得る。これは、装置におけるパルプ滞在時間を増大させ、ガスの 漂白エージェントの変換を増大させる。シャフトの第１の端部におけるピッチは 、シャフトの第２の端部におけるピッチより高くすることができ、バルブが最も 低い容積密度を持つシェルのパルプ人口端部において増大された運搬速度を提供 する。同様に、ピッチは、運搬効率を減少するために、修正され得る。そのよう なシャフトは、ガスの漂白エージェントとバルブ粒子との更に効率的な接触、そ して、ガスの漂白エージェントの増大した変換のために高いＲＰＭで回転させる ことができる。その間、バルブ粒子の実質的にの一定の滞在時間を維持すること ができる。

パドルブレード、または、ネジフライトの代りに、一連のくさびを形フライト、 または、エルボ形、リフタを用いることができる。但し、それらがブリッジング 又はプラギング（ｐｌｕｇｇｉｎｇ）を最小限にする、或いは、回避するのに十 分な距離を隔てていることが条件となる。

本発明の方法によれば、オゾン含有ガス、及び、高濃度のバルブ粒子の流れは、 細長い略水平のシェルに導入される。バルブ粒子が約７以下の分散インデックス を有するプラグクロー状にシェルを通して運ばれるとき、バルブ粒子は、シェル 全体の横断面全体に亘って分散される。

好ましい実施例の詳細な説明 図１に示すように、本発明に基づく装置全体は、フラッファ（綿毛状他装置）１ ０、バルブ繊維ディエントレイメント（同伴拒否）ゾーン１２、反応装置１４、 急冷ゾーン！６、及び、受取りタンク１８を有する。バルブは、フラッファに入 る前に、バルブの濃度を制御するための脱水装置（図示せず）、及び、含オゾン 気体が逃げることを防止するための気体密封部を形成するプラグスクリュウフィ ーダ（図示せず）を通過する。

本発明における使用に適する含オゾン気体混合物は、必須ではないが一般に、重 量比にして約１−８％のオゾン／酸素混合物、又は、重量比にして１−４％のオ ゾン／空気混合物を含む。好ましい混合物は、つりあい（バランス）主要酸素と 約６％オゾンの混合物である。バルブを漂白するための他の要因は、所定重量の バルブを漂白するために使われるオゾンの相対重量である。バルブ内に存在する 約５０％から７０％程度のリグニン（木質素）と反応するために成る量のオゾン が用いられることが好ましい。更に、炉乾燥したバルブの重量に基づく添加オゾ ンの量は、所要のリグニンレベルに到達するために、一般に、約０．　２％から 約２％までであることが好ましい。

フラソファｌＯに入るバルブは、通常、濃度が２０％以上の高濃度パルプである 。フラノファ１０に入るバルブの濃度は約２８％から５０％程度の範囲内である ことが好ましく、約３５％から４５％までの間であることが更に好ましく、そし て、約４０％ないし４２％程度の濃度であることが理想的である。フラッファ１ ０（コミニュータとも称する）は、バルブの容積密度を減少させ、そして、パル プ繊維の大部分が、直径約６ｍｍ未満、更に好ましくは直径約３ｍｍ未満のフロ ック内に含まれるように、フロック（バルブ繊維の個々の束）の寸法を小さくす る。この用途を目的とする多数の異なる装置は市販されており、そして、これら の動作は、当該技術分野における熟練者にとって、理解可能である。

バルブ繊維は、フラッフ化（綿毛状化）された後で、ディエントレインメントゾ ーン１２を通過し、そして、反応装置１４内に垂直に落下する。含オゾン気体の 流れは、バルブの動きに反流する、即ち、バルブは、フラッファ１０がら装置を 通って受取り装置まで移動し、含オゾン気体は、急冷ゾーン１６において添加さ ね−そして、ディエントレインメントゾーン１２において除去される。ディエン トレイメントゾーン１２は、気体流の方向に横断面積が増大する円錐形、或いは 、外側に向かってフレアのついた壁部分２ｏを有する。このように面積が増大す ると、出て行く気体の速度は、懸濁パルプ繊維が持ち込み拒否され、そして、ガ ス出口２２を通って気体と共に除去されることのない点まで低下する。

フラッファからディエントレインメントゾーンに入るバルブは、内部の円筒形導 管２４によってガス出口２２を通り過ぎて方向づけられる。気体がフラッファＩ Ｏ内に逆流することを防止する目的を以て、流れを所要方向に維持するために、 含オゾン気体の小さい流れが、フラッファを経て導入される。

落下するバルブは、反応装置１４に入り、そして、そこを通って運ばれ、同時に 、含オゾン気体において供給されるオゾンと反応し、以下に説明するように、バ ルブを均一に漂白し、白色度を強化する。バルブは、反応装置を離れ、そして、 急冷ゾーンＩ６を通って受取りタンク１８内に落下する。

漂白されたバルブは、オゾン化された後で、リグニンの量が減少し、従って、Ｋ 番号が減少し、受は入れが許容される粘度となる。Ｋ番号及び粘性に関して得ら れる正確な値は、バルブに適用される特定の処理に依存する。結果として得られ るバルブは、同様に、処理開始時のバルブよりも著しく白色度を増す。

図２に示すように、急冷ゾーン１６は、反応装置を円筒区分２８に接続する伸縮 継手２６を有する。伸縮継手は、漂白装置の熱膨張を補償するために、外側の折 り畳まれた金属スリーブ、及び、内側の円筒形スリーブを有する。この種の継手 の製造方法および動作の詳細については、当該技術分野における普通の技術を身 につけた者にとっては理解可能である。

含オゾン気体を導入するための気体人口３０は、区分２日に取付けられる。例え ばオゾン発生機（図示せず）のようなオゾン源は、含オゾン気体を供給する。

環状のバイブ３２は、急冷水を供給するために、区分２８の下側端部を囲む。フ ランジ３４は、給水源に接続される。環状パイプ３２からの水は、バルブを生戻 しくソーク）する水シヤワーを作るためにノズル３６によって区分２８内に導か れ、そして、バルブ粒子に対するオゾン漂白反応を急冷する。反応装置内におい て達成された漂白均一性を保存するために、急冷は、出来る限り均一かつ迅速に 行われることが望ましい。従って、ノズル３６は、区分２８の下側端部を横断す る均一な生戻し用水シャワーを提供するように配置される。バルブを受取りタン ク１８内に向かって強制し、そして、バルブの自由落下を抑制するような水カー テンの形成を回避するために、ノズル３６は、水平位置に対して少なくとも３０ 度、好ましくは約４５度の下方角度を持つように配置される。

受取りタンク１８は、漂白されたバルブ、及び、急冷ゾーンにおいて加えられた 水を受け取る。バルブスラリを形成するために、漂白されたバルブの濃度を約３ ％に減少する目的で、所要量の水が添加される。この種のスラリは、更に所要の 処理を適用するために、パルプ出口３８を通って、受取りタンクの底から容易に 汲み出しても差し支えない。シャフト４０によって操作されるタンク内のプロペ ラは、約３％のほぼ均一な濃度を維持するために、パルプスラリを撹拌する。

タンク内におけるバルブスラリのレベル（水位）は、一定の放出濃度を提供し、 かつ、当該装置の当該端部において含オゾン気体が逃げることを防止するための ガスシール（気体密封性）を提供するために十分な撹拌時間を提供するよう維持 される。

図１において、オゾン反応装置は、水平配置された細長いシェル（胴体）として 図示される。当該シェルは、必要に応じて、重力がパルプ粒子の前進を援助する ことを許容するために、水平に対してわずかに角度を持たせても差し支えない。

一般に、　「前進角度」は、最大２５度までを使用しても差し支えない。

既に説明したように、図１に示す本発明の実施例においては、含オゾン気体とバ ルブとが逆流することが意図されている。含オゾン気体は、入口３ｏから出口２ ２まで流瓢そして、バルブは、反対方向に移動する。好ましい別の代替実施例に おいては、含オゾン気体及びバルブは、装置内を通って一緒の流れで移動しても 差し支えないように意図されている。この場合、出口２２は、含オゾン気体の入 口となり、そして、入口３０は出口となる。更に、図１の場合と異なる点は、例 えばゾーン１２のようなディエントレインメントゾーンは、急冷ゾーン１６内に 組み込まれるか、或いは、急冷ゾーン１６に隣接していると言うことである。

このような改造は、当該技術分野における通常の技術者であれば、ここに含まれ る開示内容に基づいて実施可能な範囲内に属するものであるので、別途図示する 必要はない。

多重ポート気体導入方式を用いた更に別の好ましい代替実施例が意図される。

この場合には、急冷ゾーン１６の周辺に入りロポートを分散配置するか、或いは 、例えば図３および４に示すように、反応シェル上の種々の位置に複数のボート ３０Ａから３０Ｅまでを配置しても差し支えない。この種のポートは、オゾン消 費及び漂白効率を最大限にするように種々の組合わせ及び配置を用いても差し支 えない。

バルブ滞在時間および滞在時間配分を正確に決定することにより、例えば本発明 のような反応装置の性能を正確に評価することが可能になる。特定のコンベヤの バルブ滞在時間を決定するために、リチウム塩を用いたインジケータ技法が開発 された。この技法は、反応装置に入りつつあるバルブに、トレーサとしてリチウ ム硫酸塩またはリチウム塩化物のようなリチウム塩を特定の時間に添加する過程 を含む。リチウムが使われる理由は、部分的にリグニン除去されたバルブ内には 、一般に、リチウムが存在しないことに因る。反応装置から出るバルブは、リチ ウム塩を添加した後で、前身て決定済みの時間間隔をもってサンプル採取される 。各サンプル内のリチウム量を測定し、リチウム濃度対時間グラフを描かれる。

図１８は、内径１９．５インチの反応装置ンエルにおける５つの異なるパドルコ ンベヤに関する滞在時間分布を示す。この場合には、少量のリチウム処理された バルブを反応装置のバルブ入口において添加し、その後において、定期的時間間 隔を保って、反応装置のバルブ出口からサンプルを採取する。反応装置は、各コ ンベヤ構成に対して２０％フィルレベルにおいて、１日パルプ供給遠度２０）ン で稼働した。所要フィルレベルを維持するためには比較的高いＲＰＭので運転す る必要のある効率の低い方のコンベヤにおいては、現実のプラグ７０−に近い比 較的狭いバルブ滞在時間分布が得られることが曲線がら分かる。バルブ滞在時間 分布全体に亘ってこの種の制御を行うことは、以下において更に詳細に説明する ように、バルブ漂白の均一性に貢献する。

バルブ滞在時間分布（ｒＲＴＤＪ　）は、既に説明したリチウムインジケータ技 法を用いて測定できる。ＲＴＤを測定するためには、少量のバルブを、リチウム 塩トレーサで処理する。次に、処理済みバルブは、時間ゼロ（ｔ＝０）において 反応装置入口において、全体を一度に加える。次に、個別のバルブサンプルを採 取し、そして、リチウム濃度を測定することによって、バルブ内のリチウム濃度 は、反応波！出口において、監視される。リチウム濃度を連続的に監視すれば、 連続的なＲＴＤが得られる。

次の定義は、Ｌ　ｅ　Ｖ　ｅ　ｎ　ｓｐ　ｊ　ｅ　ｌ、０．の「化学反応装置選 集ＪＯＳＵＢｏｏｋ　５ｔｏｒｅｓ社、１９８９年１月発行（ＩＳＢＮ：　０− ８８２４６−１６４−８）を出典とする。平均バルブ滞在時間を次に示す。

トレーサ濃度Ｃ１が連続的に得られ、一方、Ｃ２が離散形式で表される場合には 、ｔ−ａｖｇは次式で近似できる。

この場合、滞在時間分布に対してｎ個のサンプルが得られたことを意味する。滞 在時間分布の分散σ８は、その幅を表す尺度であり、次式で与えられる。

離散分布に対しては、次式で近似される。

完全なプラグフロー容器の場合には、分散はゼロである。分散が大きければ大き い程、バルブ滞在時間分布の幅が広くなり、従って、軸縦方向の混合が盛んにな る。更に、滞在時間分布の幅が広くなればなる程、均一漂白の程度が低下する傾 向があり、成る繊維は過度に漂白され、また、成る繊維は漂白不足となる。これ により、漂白バルブの品質が低下し、漂白剤を過剰に消費し、バルブの品質が低 下することが有り得る。このように、分散は漂白の均一性を表す尺度として使用 することが可能であり、この場合は、小さい数程好ましい。

平均滞在時間の異なる実験結果の間の漂白均一性を比較するためには、分散を標 準化することが必要である。ばらつき指数（ＤＩ）は次式で定義される。

この式は、連続測定された滞在時間分布に適用さね一次式によって近似できる。

この式は離散型分布に適用される。ばらつき指数は分散に比例する。プラグフロ ーからの偏差を測定するこの正規化済み分散は、軸方向のばらつきを表す尺度で あり、従って、漂白均一性のインジケータとして使用される。この値がゼロであ れば、完全なプラグフローを示す。この値が大きければ、漂白均一性に乏しいこ とを示す。

考え方について説明するために、実験的に決定したバルブ滞在時間分布を、２種 類のパドルデザインに関してプロットした場合を、図１９に示す。即ち、重複パ ドルによる６０度フルピッチの場合、及び、重複しないパドルによる２４０度の ４分の１ピツチの場合を示す。いずれの場合にも、バルブ生産速度（レート）は ｚｏｔｐｄとした。パドルシャフト回転速度は、それぞわ、２５ｒｐｍと９゜ｒ ｐｍであった。平均滞在時間はほぼ同じ（それぞれ、４９秒と４５秒）であった が、分布の幅は非常に異なる。

第１の場合（６０度構造）においては、バルブの約ｌθ％の滞在時間が約３２秒 未満であり、一方、バルブの別の約ｌθ％の滞在時間が約７１秒を超過する。

第２の場合（２４０度構造）においては、第１の場合に対応する範囲は３６秒と ５５秒である。高い方のばらつき指数は２．６対８．２である。平均漂白量に対 して、滞在時間が最も短いバルブは漂白不足であり、滞在時間が最も長いバルブ は漂白過剰である。ばらつき指数が大きければ大きい程、この効果は大きい。

反応装置１４の構造および動作について詳細に説明することとする。図１に示す ように、反応装置１４は、上側及び下側区分１４Ａ及び１４Ｂを有する。ただし 、これらの２区分は、本発明の必要条件には該当しないことを理解されたい。

本発明に基づいた反応装置は、例えば、装置の寸法及び容量、及び、設置のため に利用可能なスペースのような種々の要員に応じて、１つの単一区分、或いは、 複数区分として設計しても差し支えない。

反応装置の各区分１４Ａ及び１４Ｂは、概して円筒形のシェル４２Ａ及び４２Ｂ を有する。上側シェル４２Ａは、パルプ人口４４Ａ及びバルブ出口４６Ａを形成 する。バルブ人口４４Ａは、ディエントレインメントゾーン１２に連結され、そ して、このディエントレインメントゾーン１２に導通ずる。下側シェル４２Ｂは 、バルブ入口４４Ｂを形成する。このバルブ入口は、上側バルブ出口４６Ａに接 続されて、これと導通し、下側バルブ出口４６Ｂは、急冷却ゾーン＋６の伸縮継 手２６に接続されて、これと導通ずる。

各区分＋４Ａ及び１４Ｂは、シェルを通って入口から出口までのバルブを運ぶた めの回転運搬および分散部材を有し、同時に、全横断面を横断してバルブを分配 するために、シェルの半径の周辺にバルブを半径方向に分散させる。好ましい形 としては、この部材は、図５から図８までに示すように、複数の放射状（半径方 向）に延ばすパドル５２Ａ及び５２Ｂを備えた回転しているシャフト４８Ａ及び ４８Ｂを有する。シャフト４８Ａ及び４８Ｂは、図１に示すモータ５０Ａ及び５ ０Ｂによってそれぞれ回転される。

ＣＥＭＡ規格（発明の背景において検討済み）によれば、所定の直径に対するパ ドルブレード寸法が規定されている。本発明においては、それらの寸法を「標準 」寸法と称する。バルブと気体の接触面を大きくするために、大型パドルの面積 は標準サイズの２倍とする。ただし、この種の大型パドルを使用すると、運搬速 度（レート）も大幅に増大する。混合効果を大きくするために、標準パドルの面 積の約半分の面積を持つ小型パドルを使用しても差し支えない。

パドル角度も、必要に応じて、変えても差し支えない。軸方向の移動を最大にす るためには４５度の角度が好ましいが、以下に説明するように、反応装置内にお けるバルブの滞在時間を増大するために、前記以外の角度を用いても差し支えな い。

バルブのブリッジングが起きると、バルブ漂白の均一性が損なわれるので、バル ブが反応装置を通って移動する際におけるバルブのブリッジングを防止するため に、パドルの間隔（スペーシング）が重要である。ブリッジング（即ち、バルブ が大きい塊となって前進するために、連続するパドルの間にアーチが形成される ）は、バルブ密度を増大させ、そし人、バルブがバルブ自体に接着する能力を増 大させる稠密化力および圧密力が増大することに起因する。

あらゆる特定のコンベヤ設計に関して、当該技術分野における熟達者は、パドル の遠心運動に起因する慣性力、及び、その中に含まれるバルブの重量に起因する 静水頭を用いて、コンベヤの作動特性から、圧密力の推定値、又は、バルブにか かるストレス（応力）を算定することが可能である。直径の異なる標準パドルコ ンベアを、種々のＲＰＭおよび約２５％のフィルレベルにおいて運転した場合に おける圧密圧力を図１６に示す。例えば、直径２フイートのパドル反応装置を６ ＯＲＰＭで運転した場合、生成される圧密圧力は約３５ｐｓｉである。

漂白しようとする特定のバルブに関しては、バルブの強度対圧密圧力を測定し、 そして、ブリッジングを避けるために必要とするパドルの間隔（すなわち、それ を超過するとバルブがその重量を支持できず、より小さい破片になるような所定 の長さ）を推測することが出来る。密度４２％の南部産軟材バルブに関し、算定 された臨界（最小）パドル間隔対圧密圧力の図的表現を図１７に示す。この特定 例に関して、圧密圧力が３５ｐｓｉの場合における最小パドル間隔は約６インチ であることが提案される。

パドル間隔は、隣接するパドルエツジの最も近い２点間の直線距離を測定するこ とによって決定される。２４０度４分の１のピッチパドルコンベヤの場合、最も 近い２点は、第１のパドルの後行端と第４のパドルの先行端である。例えば６０ 度フルピッチのような他の構造に関して、最も近い２点は、第１のパドルの後行 端と第２のパドルの先行端である。あらゆる特定パドルの構造に関し、ブリッジ ングを防止するためには、この距離は、バルブのアーチ形成臨界寸法より太き（ なくてはならない。ただし、パドル間隔は、ブリッジングを防止する寸法でなく てはならないが、例１と関連して以下に説明する最大非掃引距離に相当する値を 超過してはならない。

本発明においては、改良されたオゾン漂白有効性及び均一性を提供するために、 パドルの独特な配置方法が考案された。図５及び図６において、各シャフト４８ Ａ及び４８Ｂは、３２箇所のパドル位置を有し、それぞれの位置には１個の単一 パドルを有する（３２番目の位置は例外であり、４個のパドルを有する）。

図５及び図６において、パドルは、それらの位置に基づいて称呼される。即ち、 例えば、位置２８における下側シャフト上のパドルは、５２Ｂ−２８と呼ばれる 。

説明を容易にするために、図５及び図６におけるシャフトの反復的な部分は除外 することとし、従って、全てのパドル位置は図示されない。

各シャフト上のパドルは、３つの概略ゾーン（区域）に区分可能である。即ち、 供給ゾーン、反応ゾーン、及び、端部ゾーンである。供給ゾーンの第１バドル５ ２Ａ−１及び５２Ｂ−１は、それぞれパルプ人口４４Ａ及び４４Ｂの下に位置す る。端部ゾーンのパドル５２Ａ−３２及び５２Ｂ−３２は、それぞれ、バルブ出 口４６Ａ及び４６Ｂの直ぐ後に位置する。上側シャフト４８Ａ上において、供給 ゾーンは、パドル５２Ａ−１から５２Ａ−９までを有し、そして、反応ゾーンは 、パドル５２Ａ−１０から５２Ａ−３１までを有する。下側シャフト４８Ｂ上に おいて、供給ゾーンは、パドル５２Ｂ−］、−２、及び、−３のみを有し、そし て、反応ゾーンは、パドル５２Ｂ−４から５２Ｂ−３１までを有する。

供給ゾーン及び反応ゾーンにおけるパドルは、らせん形の４分の１ピツチパター ンによる２４０度間隔配置されることが好ましい。端部ゾーンは、パドル位置− ３２のみを有する。この位置には、逆角度（図１１に示すように約４５度である ことが好ましい）を持つ４個のパドルが配置される。

図９から１１までに示すように、各パドルは、ブレード５４及びサポート５６を 有する。供給ゾーンパドルを図９に示す。これらのパドルは、標準フルサイズＣ ＥＭＡバドルである、即ち、ブレード５４の表面積は、本発明に基づいた反応装 置シェル４２Ａ及び４２Ｂに対して指定された直径と同じ直径寸法のパドルコン ベヤにおける標準パドルに対してＣＥＭＡによって指定された表面積と同じであ る。従って、図９に示すように、寸法５９は、標準ＣＥＭＡパドルの場合とほぼ 同じである。同様に図９及び表Ｉに示すように、ＣＥＭＡの指示とは逆に、供給 ゾーンにおけるパドル角度（θ）は、シャフトに沿って減少する。

表■　供給ゾーンパドル角度 上側シャフト４８Ａ　下側シャフト４８Ｂパドル位置　パドル角度　パドル位置 　パドル角度５２Ａ−１４５°　５２Ｂ−１，４５゜５２Ａ−２４５°　５２Ｂ −２４０’″５２Ａ−３４５”　５２Ｂ−３３５゜ ５２Ａ−４４５’ ５２Ａ−５４３゜ ５２Ａ−６４１” ５２Ａ−７３９゜ ５２Ａ−８３７゜ ５２Ａ−９３５” パドル角度（θ）は、シャフト４８Ａ、及び、４８Ｂの中心線５８から測定され る。供給ゾーンにおける好ましいパドル角度を表■に示す。反応ゾーンにおける パドル角度は約４５度であることが好ましい。一般に、本発明の反応ゾーンにお けるパドル各度は約３０度から５０度までの範囲であれば有用であり、この場合 、供給ゾーンにおけるパドル角度は、ここに示す開示内容に応じて調節されるも のとする。

供給ゾーンは、反応装置におけるバルブのフィルレベルを維持するための手段を 提供する。反応装置におけるバルブのフィルレベルは、一般に、約ｌＯ％から１ １％までの範囲でなくてはならず、約１５％から４０％までであることが好まし く、最も好ましいフィルレベルは約２０％から２５％までの範囲である。フィル レベルとは、バルブによって占有される反応装置の容積のパーセンテージを意味 する。ただし、バルブは、反応装置の底部には所在せず、反応装置の容積全体に 亘って連続的に分散される。フィルレベルの維持及び制御は、漂白過剰または漂 白不足を起こすことなく能率的にオゾンを消費するために、十分なバルブが適切 に分散されるように十分なバルブが存在することを保証するために重要である。

反応装置に入るバルブ容積密度はフラッファｌＯにおいて著しく小さくされるの で、供給ゾーン用としては特定の設計が工夫される。従って、反応装置を通過す るようにバルブを押すパドルの力により、バルブは締め固められる。本発明に基 づいた供給ゾーンを使用しない場合には、反応装置内におけるバルブのフィルレ ベルは、パドル、または、その他の運搬エレメントによって加えられる締固め力 により入口から出口に向かって減少する。この問題を軽減するために、本発明の 供給ゾーンにおける運搬速度（レート）は、次の反応ゾーンにおける運搬速度よ りも大きくしである。図９及び表■に示すように、徐々に平坦な角度を持つパド ルを徐々に大きくすることにより、供給ゾーンにおける運搬速度は、先ず比較的 高い運搬速度を提供するように工夫されている。この比較的高い運搬速度は、反 応ゾーンにおける運搬速度にほぼ等しくなるまで暫時減少される。この方法にお いて、容積密度が非常に低い入来バルブは、最も高速で運搬さ娠そして、締固め 力によって容積密度が増大するにつれて、運搬速度は徐々に減少する。これによ り、フィルレベルはほぼ一定に維持される。容積密度の減少は、出口４６Ａ及び 入口４４Ｂを通って落下するバルブのみに起因し、従って、フラッファｌＯによ る容積密度の減少よりも著しく小さいので、下側反応装置区分１４Ｂにおける供 給ゾーンは、僅か３個のパドルを有するに過ぎない。

パドルの設計を変えることによってフィルレベル及びバルブ滞在時間に及ぼす影 響を図２０及び図２１に示す。これらの図においては、種々のパドルの形状を示 すために速記表記法が使われる、即ち、最初の数はパドルの角度間隔であり、こ の数に後続し、て、それぞれ、フルピッチ、ハーフピッチ、または、４分の１ピ ツチのパドル配置を表す文字Ｆ、Ｈ，または、Ｑが付記される。次に、２つの文 字は、パドルサイズを示す、即ち、ＳＤは標準サイズ（即ち、フルピッチコンベ ヤに対するＣＥＭＡ規格）、ＬＧは大型（標準の２倍）サイズ、ＳＭは小型（標 準の半分）サイズを表す。　図２０及び２１に示すコンベヤの場合において、バ ルブ供給量は１日当たり炉乾燥（ＯＤＴＰＤ）２０　トンであり、シャフトに対 するパドル角度は、別途指示されていない限り４５度であり、そして、３５３Ｃ ＦＭにおけるオゾン／酸素混合度は６％であった。気体滞在時間は、約６０秒で あった。バルブの濃度は、０．Ｄ、バルブに対するオゾン使用量が１％であるよ うに、約４２％とした。これらのデータは、炉乾燥バルブに対するオゾン使用量 が約１％であり、シャフト速度が４０から９ＯＲＰＭまでの場合において、フィ ルレベルは約２０から４０％までの間であり、バルブ滞在時間は約４０から９０ 秒までの間であることが好ましいことを意味する。更に、これらのグラフは、シ ャフトＲＰＭが、フィルレベル、バルブ滞在時間、及び、オゾン変換に及ぼす影 響について示す。本発明においては、気体滞在時間は、バルブ滞在時間の少なく とも約５０％以上であることが有用であり、少なくとも約６７％であることが好 ましい。

図２０及び図２１において、グラフ上のデータポイントと関連した数値によって パーセントオゾン変換を示す。これらの数値は、それぞれのパドル設計及び反応 装置運転条件と共に例１Ｏの表Ｘにも示される。これらのデータは、コンベヤの ピッチを減少し、より小さいパドルを使用し、或いは、より平坦なパドル角度を 使うことによって、より高いフィルレベルが達成可能であることを意味する。

特に、パドル角度を４５度から２５度に変えるだけで、運搬効率は急激に低下す る。

全体を通じてオゾン及びバルブが共存すると言う事実のために、反応装置１４全 体を通じて漂白作用の程度は同じではないが、オゾンによる漂白反応が主として 発生する場所は、本発明の反応ゾーンである。反応ゾーンのパドルは、反応装置 を通ってバルブを運搬する間に、オゾン消費及び漂白均一性を最大にするように 設計されている。この目的のために、反応ゾーンパドルは、同じ直径のコンベヤ 用のフルサイズ標準ＣＥＭＡサイズよりも小さい。典型的な反応ゾーンパドルを 図１０に示す。この場合、寸法６０は、標準ＣＥＭＡサイズの約半分であること が好ましく、パドル角度は約４５度である。従って、反応ゾーンにおけるパドル の好ましい配置は、標準の半分または小型サイズのパドルを用いたらせん形４分 の１ピツチパターンにおける２４０度間隔（２４０−Ｑ−３ｍ）である。

パドルコンベヤが好ましいが、他のコンベヤ構成も使用可能である。有用な反応 装置は、図２６の１５２に示すように、いわゆる、ｒ切り欠きと折曲げ」フライ トを備えたスクリュウフライトコンベヤを用いて作ることが出来る。フライト１ ５６のオーブン（切り欠いた）部分１５４は、気体がここを通ることを可能にし 、一方、折曲げた部分１５８は、所要の均一な漂白をもたらすように、バルブが 前進するにつれて、気体が半径方向に配分させ、そして、気体内においてバルブ を適切に持ち上げ、撹拌し、場所を置き換え、半径方向に分散させる。

他の手段として、一連のくさび形フライト１６０（図２９に横断面を示す）、或 いは、エルポー形のりフタエレメント１６２（図２８に側面図、及び、横断面を 示す）も、気体漂白媒体中を通ってバルブを運び、かつ、放射状に分散させるた めに、有用である。

リボンミキサ１６４（図２７）は、別の有用な代替を示す。完全に平らなリボン フライトを用いる傾斜した反応装置、即ち、平らなブレードの代わりに角度のつ いた無限ピッチを用いた反応装置は、所要の気体とバルブの接触及び反応を実施 するために同様の持ち上げ及び落下作用を伴って繊維粒子を運搬する。傾斜した リボン構造を用いると、分散したバルブは後方混合を殆ど起こすことなしにプラ グ状流として前進するが、この構造は、パドルコンベヤはど容易には調節可能で ない。

パドル、及び、切り欠きと折曲げフライトとの組合わせは、必要に応じ、そして 、前述の趣旨に従って、使用することが許可される。ただし、典型的な修正され ない完全スクリューフライドパコンベヤは、使用許可されない。この理由は、こ の種のコンベアは、パドルコンベヤ及び前述の代替コンベアの場合のようにバル ブを持ち上げ、投下し、そして、撹拌することなしに、全体的にバルブを「押す 」ことに因る。

本発明によれば、高濃度バルブのオゾン漂白に関する２つの重要な要因が発見さ れた。即ち、（１）反応装置内の含オゾン気体の全体に亘ってバルブが分散され ること、及び、（２）各バルブ繊維は、他の全てのバルブ繊維の滞在時間と正確 に同じ時間だけ、出来るだけ長い時間に亘って、オゾンの存在する中に滞在する ことである。ここでは、第２の要因を半径方向の分散と呼び、第２の要因をプラ グフローと称する。第２の要因は、軸方向の分散が最小であることに起因する。

更に、先行技術による標準パドルコンベヤは、これらの２つの重要な要因を同時 に満足させることが出来ないことが、思いがけなく発見された。

本発明に基づく反応装置１４は、これらのバルブが反応装置シェル内を通って運 搬されるに従って、バルブ繊維の大部分が含オゾン気体中に懸濁するように、バ ルブを半径方向に最大限に分散させる。これは、反応作動中のあらゆる所定時間 において、バルブを放射状に分散するためにバルブを持ち上げて投げるパドルの 動作により、バルブ粒子が、一部はシェルの頂部を含む全円周の周辺に位置配置 されて、反応装置シェルの横断面全体に亘って分散されることを意味する。この 種の半径方向の分散は、運搬されつつある粒子の大部分がコンベヤの底に所在す る従来のコンベアの場合の分散方向と対照的である。本発明は、更に、前述の半 径方向分散を低下させることなしに、バルブ粒子の滞在時間分布を狭くするよう に、バルブが反応装置シェルを通って運搬されるにつれて、バルブの軸方向の分 散を最小限にする。この効果は、半径方向分散と共に、本発明による均一かつ効 率的な漂白作用に貢献する。

バルブの半径方向分散は、部分的に、コンベヤによってバルブに与えられる遠心 力に依存する。他の重要な要因は、例えば、パドルの面積および角度である。

面積および角度は、反応装置内においてどの程度の量のバルブが持ち上げられ、 そして、投下されるかを決定し、一方、遠心力の量は、持ち上げられて投下され るバルブの分散の程度を決定する。分散の程度は、バルブがパドルから間単に滑 り落ちることと反対に反応装置の周囲方向に向かって推進される傾向を意味する 。

例えば、本発明にかかるバルブ漂白反応装置のような回転方式においては、バル ブに作用する遠心力は、回転速度および回転パドルの直径に依存する。ここに記 述される本発明の開示内容、及び、回転速度及び直径に基づき、当該技術分野に おける一般的技術者は、ここで検討するあらゆるサイズの装置の場合に匹敵する 結果を達成するために、適切な直径及び回転速度を選択することが出来るはずで ある。

先行技術による標準パドルコンベヤを正常回転速度よりも高速で運転することに より、半径方向の分散を増大させることが可能であるかも知れないが、先行技術 コンベヤの高速運転には２つの不利な効果が伴う、即ち、第１に、バルブ粒子の 軸方向の分散が非常に増大する。２番目に、バルブ粒子が高速で運搬されるので 、その結果、フィルレベルおよび反応装置内滞在時間を正当な値に維持すること が不可能である。これらの不利な効果は、先行技術による構造をオゾン漂白装置 として使用することを否定する。更に、これらの効果を評価しないことが、先行 技術においてオゾン漂白装置の商業上成功しなかったことの理由であると推測さ れる。

これら２つの不利な効果を訂正するために、本発明に基づいた反応装置の運搬効 率は、先行技術によるコンベヤに比較して引き下げらね一一方では、回転速度の 範囲全体に亘ってプラグフローに近付くように軸方向の分散性能を改良した。

これは、パドルサイズの縮小、らせん形パドル間隔の増大、及び、ピッチの縮小 を組合わせることによって達成される。パルプの半径方向分散を可能にするよう に高速回転におけるフィルレベル及び滞在時間を維持するために運搬速度を低下 させ、本発明に基づいてこれらの修正を実施することにより、軸方向の分散を最 小限にすると言う全く予期しなかった結果が提供される。このようにして、本発 明は、半径方向にバルブ粒子を分散させ、はとんど完全に近いプラグフローを達 成する。

例１ 本発明により改良された半径方向および軸方向の分散特性が、従来の先行技術に よるコンベヤよりも優れていることを実証するために次の例を示す。内径が１９ ．５インチ、長さが２０フイートのシェルを有するコンベヤ／反応装置が本例に 用いられた。当該コンベヤのフルピッチは、１９インチであった（フルピッチは 、運搬エレメントの直径に等しい）。本例に使われたパルプは、濃度が約４２％ の部分的に漂白された軟材バルブであった。反応装置は、表１１に示すように、 異なるパドル構成を使うように改修可能であった。

以前に説明したように、漂白均一性のための１つの重要要因は、パルプの軸方向 分散である。軸方向の分散は、表ＩＩにおいて分散指数ＣＤＩ）によって示され る滞在時間分布として定量化可能である。以前に説明したように、完全なプラグ フローは、ＤＩがゼロであることによって表される。

実験運転Ａには、本発明の反応ゾーンに従って配置されたパドルを備えた反応装 置を用いた。間隔は半標準（小型）サイズパドルを備えた４分の１のピッチの２ ４０度らせん形（２４０−Ｑ−３ｍ）であった。実験運転Ｂには、本発明の好ま しい程度がやや低い実施例に従って改造されたパドルコンベヤが用いられた。

標準サイズパドルが９．らせん形のハーフ−ピッチパターンにおいて１２０度間 隔（１２０−Ｈ３ｄ）に配置された。実験運転Ｃ１及び、Ｄには、１２０度らせ ん形間隔、フルピッチ、標準サイズパドル（１２Ｏ−Ｆ−８ｄ）に配置された先 行技術によって構成されたコンベヤが用いられた。これらの実験運転は、本発明 および先行技術に関して、分散特性、及び、フィルレベル及び滞在時間に及ぼす 影響を比較するように考案された。

本発明の開示内容を理解するためには、表１夏に示すように、本発明にかかるオ ゾンパルプ漂白作用における半径方向の分散と軸方向の分散との間の関係を理解 しなければならない。この関係は、次のように説明できる、即ち、正常な先行技 術による回転速度において運転された先行技術による標準コンベヤの場合と同様 に、パルプが少なくとも最低限度半径方向に分散され、そして、コンベヤの底部 に沿って単に押されるだけに過ぎないような最小の回転速度に到達してしまった 後においては、漂白均一性に影響を及ぼす第１要因は、分散指数になる。この最 小点に到達した後で、増大した半径方向の分散は、均一性を成る程度まで増大さ せるが、しかし、反応装置を通るパルプの動きがプラグフローに接近しない場合 には、半径方向の分散が増大したことによって得られたあらゆる利点は確実に失 われる。これらの理由に関しては、表■１がら明白であるように、半径方向の分 散は可能であるけれども、先行技術によるパドルコンベヤは、オゾンバルブ漂白 には不適当である。

図１２及び１３において、先行技術の分散特性と本発明のそれらとを比較すため の用いたデータについて要約する。分散データを獲得するために使われたパルプ は軟材バルブであったが、分散特性は、パルプのタイプによって特に影響されな い。従って、濃度の同じ硬材および軟材パルプは、同じ分散特性を示すものと予 測することができる。図１２は、本発明に従ったＤＩ２．６及びＤＩ４．８と、 表１■の実験運転Ａ、Ｂ、及び、Ｃに示す先行技術におけるＤＩ８．９との間の 差異を図示する。

例えば、オゾン濃度が６重量％の含オゾン気体を用いて、入来白色度が４１％Ｇ ＥＨの硬材バルブを所要の目標白色度６３％ＧＥＢにするためには、本発明に基 づいた反応装置内のバルブ滞在時間は約４３秒でなくてはならない。この目標に 対しては、許容白色レンジは約６０−６６％ＧＥＢである。この白色度レンジは 、約３０から５９秒までの間の滞在時代によって獲得される。白色度が６６％Ｇ ＥＢ以上のパルプは漂白過剰である。がなりの量のこの種漂白過剰バルブが含ま れている場合には、パルプ強度は著しく低下する。図１２に示すように、ＤＩ２ ．６において、約９５％のパルプは、所要滞在時間内に含まれる。バルブ全体の ３％未満が過度に漂白される。本発明の好ましさの程度が幾分低い実施例におい てさえも、８８％が所要レンジ内に所在する。一方、先行技術によるコンベヤに 関する先行技術分布曲線上の長い「テール（裾部分）」は、その滞在時間が約５ ９秒を超過する遥かに多量のパルプの存在を示す。実際、先行技術によるコンベ ヤにおいては、約７６％だけが所要レンジ内に所在し、そして、２２％のパルプ の滞在時間は５９秒を超過する。滞在時間の長いパルプは漂白過剰された状態と なり、結果として、非均一性、セルロース低下、及び、先行技術における高濃度 バルブのオゾン漂白と関連した強度損失をまねく。先行技術コンベヤに関する発 散指数を、本発明による好ましい２４０−Ｑ−８ｍ反応装置および好ましさの程 度がやや劣る１２０−Ｈ−Ｓｔｄ反応装置に対して、広範囲の運転速度に亘って 比較した結果を図１．３に示す。低速度においては、本発明の場合のＤＩがわず かに低いが、３つ全ての場合におけるＤＩは同様である。ただし、例えば２５ｒ ｐｍのような低速度においては、適切な半径方向分散を提供するために遠心力は 十分でなく、パルプは、主として反応装置の底に沿って運ばれ、パルプと気体の 接触力坏十分となり、結果として、ＤＩが低い場合であっても、繊維は均一に漂 白されないことが分かる。半径方向の分散を達成するために速度が増大されるに つれて、本発明のＤＩは比較的一定値に維持され、約１２５ｒｐｍにおいても約 ５−７を超過しない。一方、先行技術コンベヤのＤＩは、２０以上まで急速に増 大する。

先行技術の軸方向の分散特性が優れない１つの理由は、パドルがより頻繁にらせ ん形間隔を以て配列され、そして、本発明の場合のパドルより大きい場合であっ ても、各パドルの間に比較的大きい非掃引距離が存在することである。パドル間 の非掃引距離が大きい結果として、図１４に示すように、先行技術１２０−Ｆ− ３ｔｄコンベヤの底部にパルプの大きい土手または***が生成される。

プレキシガラスシェルを有する直径１フインチのコンベヤを用いた場合に生成さ れた状態を図１４Ａ−Ｂ及び１５Ａ−Ｂに示す。このコンベヤは、パルプ連続供 給を行わなかった。その代りに、シェルをパルプで満たし、そして、停止したパ ルプが端部において出て行く時まで、コンベヤを作動させた。その時点において 、図１４及び１５に用いられたストップアクション写真が撮影された。図１４及 び１５に示す全てのパルプは、丸くされたプレキシガラス製シェルの底の上に、 実質的にはあらゆる方向に移動することなしに、静止して置かれた状態であった （空中に所在するように見えるパルプは、実際には、透明なシェルの背部の上向 きに曲げられた部分に所在する）。

図１４Ａと図１４Ｂ、そして、図１５Ａと図１５Ｂとの間の差異は、図１４Ａ及 び１５Ａに示す各パドルの端部とプレキシガラス製シェルとの間に用いられる比 較的小さな隙間に現れている。図１４Ａ及び１５Ａにおいて、この隙間は約ｌ／ ８ないし１／４インチであった。図１４Ｂ及び１５Ｂにおいて、この隙間は１／ ４ないし３／８インチであった。当該技術分野における一般的な技術者であれば 、本発明の開示内容に基づき、この種の隙間における変化が、本発明に従った装 置に及ぼす影響を評価するはずである。

図１４Ａ及びＢに示すパルプの土手（マウンド）は、パドルによって作用される ことのないデッドゾーンである。マウンドは比較的寸法力吠きいので、多数のバ ルブ粒子がマウンド内に「閉じ込められた」状態になり、一方、他のパルプ粒子 はパドルによって前進させられる。マウンド寸法が大きいことは、マウンド内の 全てのパルプ粒子が、マウンドを通って循環し、そして、新しい粒子によって完 全に置き換えられるためには比較的長い期間が必要とされることを意味する。

置き換えにより、マウンドの元の粒子は次のマウンドに移動させら札このように して、コンベヤを通過する。各マウンドに対する循環周期が長いために、図１２ に示す先行技術分布曲線に長い裾部分を生じる。パドルによる作用を受けないマ ウンド内に多量のパルプが存在することも、半径方向の分散を減少させる。

一方、図１５Ａ及びＢは、本発明に基づいたパドル配置２４０−Ｑ−Ｓｍの反応 装置内におけるパルプを示す。図１５Ａ及びＢは、本発明が、図１４Ａ及びＢに 示す先行技術の場合のような明瞭なマウンド及び溝を生じることなしに、比較的 より均一なパルプ分布を提供することを示す。個々のパルプ粒子は、がなりの個 数のパルプ粒子がパドル間のマウンド内において遅延するような状態を生じるこ となく、本発明によって、より均一に移動する。その結果として、本発明の場合 の分散指数が小さくなる。

あらゆるパドルコンベヤを対象として、非掃引距離が算定可能であり、本発明と 先行技術との間の有益な比較を可能にする。図６に示すパドル５２Ｂ−２８及び ５２Ｂ−２９において、非掃引距離Ｙは次式により計算可能である。

Ｙ＝Ｘ−Ｂｃｏｓθ ここに、Ｘは隣接するパドルの中心線間距離であり、Ｂは、パドル幅、例えば、 図１Ｏにおける寸法６０であり、θは、図９及び図１０に示すパドル角度である 。

更に、本出願者は、先行技術の標準ＣＥＭＡバドルに、次の関係式が一般的に適 用されることを発見した。

Ｂ＝０．３１　Ｄ ここに、Ｂは同じくパドル幅であり、Ｄはコンベヤの直径である。この関係式は 、当初、直径が６インチから２４インチまでの間のコンベヤに関してＣＥＭＡ規 格Ｎｏ、３００−００８に基づいて算定され、そして、直径の全範囲に亘って有 効であると確信される。

小型パドル、即ち、半標準サイズのパドルに対しては、次の関係が適用される。

Ｂ＝Ｏ，１５５Ｄ この場合にも、同様に、Ｘは、次式により、直径Ｄ（直径はピッチに等しい）に よって表わされる。

Ｘ＝Ｄ／ｐ　ｐ　ｐ ここに、ｐｐｐはピッチ当たりのパドル個数であり、換言すれば、長さが直径に 等しい任意の区分におけるシャフトに沿ったパドル数である。例えば、本発明に 基づいた２４０−Ｑ−３ｍ反応装置コンベヤにおいて、ｐｐｐ＝ｓである。先行 技術に基づいた＋２Ｏ−Ｆ−Ｓｔｄコンベヤにおいては、ｐｐｐ＝３である。

従って、非掃引距離Ｙは、あらゆる所定のパドル構成に対して、パドル角度θに のみ基づき、直径りにより表わすことが可能である。４５度のパドル角度を用い ると、本発明のための反応ゾーンにおける非掃引距離Ｙは０．０６Ｄである。

先行技術コンベヤに対する非掃引距離は０．１１Ｄである。従って、非掃引距離 が約０．１１Ｄ未満の本発明にかかるパドル構成は、改良された結果をもたらす はずである。非掃引距離は、約０．０９Ｄ未満であることが好ましく、そして、 約０．０６Ｄ以下であることが更に好ましい。ある種のパドル構成は、重複パド ルを意味する負の非掃引距離値を生じることがある。この種の重複構成も許容さ れるが、重複パドルは、パドル間のパルプブリッジングに関して他の難問を提示 する。ブリッジングを防止するためのパドル間隔に関する必要条件については、 前記及び例１２において詳細に検討さ札そして、重複パドル構成について取り扱 う場合には、慎重に考察しなければならない。

例２−１４ 発明の範囲は、更に例２−１４に関連して示される。それは、説明のみの目的の ために示されており、あらゆる方法における発明の範囲を制限するとして解釈さ れるべきではない。別段、示されない限り、全ての化学パーセンテージは、オー ブンの乾燥した（ＯＤ）４のウェイトに基づいて計算される。同様に、当該技術 分野における熟達者は、標的白色度値が標的からの正の、或いは、負２％のＧＥ Ｂ値が受け入れられるので、正確に達成される必要がないと理解するであろう。

これらの例における供給パルプは、膨らませられた酸素が約ｌＯかそれ以下のに 数を持つパルプを漂白したことである。粘性の約１３ｃｐｓより大きい約４２％ の一貫性、及び、普通は約３８−４２％ＧＥＢのレンジにおける入っている白色 度。発明の反応装置に紹介されつつある前に、このパルプは、約２の１ペーハー まで酸性化される。

後続する例２−１１、及び、１４において反応装置は、１９，５インチの内部の 直径であった２０フイートの長いシェルを備える運搬インタバルその中に定義済 みである。別段、指定されない限り、この反応装置のための十分なピッチは、１ ９インチ、及び、送り速度である概して部分的に漂白された４２％一貫性の１日 に２０）ン位であった軟材パルプは、上で記述した。別段、言及されない限り、 反流オゾン気体フローは、利用された。例１２、及び、１３におけるデータは、 １フインチコンベヤにおいて獲得された。

例２ カットされた、そして、折られたネジ（スクリュー）フライト設計を利用するこ とが、パドルコンベヤの使用によって入手できるそれらと幾分か同様の結果を獲 得するということが分かった。カットされた、そして、折り目積形スクリューコ ンベヤ反応装置と、同様のパルプの給送装置、回転速度、及び、気体滞在時間を 利用する本発明のパドルタイプコンベヤ反応装置の１実施例とが比較された。

同様に、表ＩＩＩにおいて例証された結果によって証明されるパドル形状の使用 は、カット折りスクリューコンベヤ反応装置によって得られたものより約１８パ ーセント更に高いオゾン変換に帰着した。同様にパドル反応装置は、改良された （すなわち下側）分散インデックスを示した（更にプラグフローに近いパルプの 動きを示している）。

例４ パドルコンベヤ上のパドルの設計は、更に高いＲＰＭ動作を可能にするために２ ０パーセントの一定のフィルレベルをっている間に２０乃至１８オーブン乾燥ト ンは７１日の供給速度に保ちながら変更された。それによって、パルプ滞在時間 を一定の状態に保つ。表Ｖによって証明されたように、設計変更は、オゾン変換 における重要な増加を産出した。この例によって示されたようにこの発明によっ て教示さレタ十分なピッチの変更による従来のパドルアレンジは、妥当なフィル レベルの作動を高いＲＰＭにすることによって、ガス−ファイバー接触を改良す る。

例５ 論じられたように、好まれたパドル形状は、２４０度であるパドルを備える次元 １つを使う４分の１のピッチ設計４５度運搬角度におけるＣＥＭＡの標準の取り 付けのハーフ。例３のパドルコンベヤにおいて例証されたように、この形状の使 用は、高いオゾン変換効率を供給する。驚くべきことに、この形状の使用は、一 定の滞在時間コンディション、そして、４滞在を使用することの広いレンジ上の 配分を維持することの付加的利益を提供する、漂白のこのように次の均一性であ る。これは、図２２に示されたリチウムインジケータデータで例証される。

例６ 反流及び共同流れ気体フローの比較は、気体フローの双方の方向のための好意的 な結果に帰着した。表■において例証された効率における増加は、反流気体フロ ーの使用に起因した。

表■ パドル　フィル　滞在時間　オゾン　ＧＥＢ、。

供給速度　回転速度　気体流速　レベル　バルブ　変換　白色度変化（ＯＤＴＰ Ｄ）　（ＲＰＭ）　（ＳＣＰＭ）　（％）　（秒）　（％）　（％）２０　９０ 　３６　１４　３２　Ｂ６　１．１例９ 次のテストは、一定供給および同一シャフトＲＰＭに対し、パドル設計の変化の 効果を示すために実施された。

これらのデータ増大している間に、更に小さいパドルへの変化が運搬効率を実質 的に減少することを示すレベルを満たし、そして、反応装置においで滞在時間を バルブにする。白色度におけるオゾン変換、及び、変化によって測定されたよう に、これらの変化は、改良された漂白パフォーマンスに帰着した。

付加的変化は、例１０に示される。この情報から、当該技術分野における熟達者 は、いかに特定のパドルコンベヤ反応装置を特定のバルブ上を漂白する所望の度 に設計すべきか、そして、運転すべきかかを最も良く決定（７得る。

例１Ｏ 次の表Ｘは、図２０、及び、図２１を生成するために使われた特定のパドル設計 、及び、オペレーティングコンディションを要約する。２０ＴＰ］）のバルブ供 給、及び、１９．５１．Ｄ、の反応装置ンエル寸法は、表ＸＣの最初の５列に対 して約２０％の目標フィルレベルで使用された。更に、媒体を漂白する６重量パ ーセントのオゾンは、ＯＤパルプの約１％のオゾンを加えるために、３５ＳＣＦ Ｍの量て使われた。

図２０、及び、図２１におけるそのグラフィック表現に関する表Ｘにおけるデー タ例証する。種々の可能な結果、作動することは、最高の気体−パルプ接点とオ ゾン変換レベルを決定するために種々の作動範囲に亘って可能な漂白結果が表Ｘ に示されている。データは又フィルレベル及びバルブ対時間を制御すべく、軸の ＲＰＭをいかに変更すべきがを教示している。

例１１ 図１６、及び、図１７に呈示された理論上の計算がパドルコンベヤの現実の動作 を代表したことを確かめるために、一連のテストが異なるパラメータの下で操作 された種々パドルコンベヤにおいてバルブブリッジングを決定れた。これらのテ ストを実施するために１フインチコンベヤが５つの異なるパドルスペーシングを 持つパドルシャフトを装備していた。即ち、−−３，５インチ、４．７．５．９ ．７．２、及び、９インチーーそして表ＸＩにおいて示されたように、その時操 作された。平方フィートにつきポンドにおける現実のバルブ圧密圧力力（Ｐ　Ｃ Ｆ）は、計算され、そして、最小のパドルスペーシングは、理論上のデータから 、そして、現実の結果と比べるで見積られた。

これらのデータは、理論上の計算が±１インチ内の現実の観測と一致すること、 そして、理論上の計算は、最小のパドルスペーシングを見積るのに有益であるこ とを示唆している。

例１２ 異なるオペレーティングコンディションにおける反応装置のオーブンスペースへ のバルブの分散の相対角度を決定するために、次のテストは、実施された。

１フインチ２４０度４分の１ピツチの標準寸法の４５度コンベヤを逆時計口りに 異なるＲＰＭで操作した。反応装置は、各テストに対して同一フィルレベルーー 約２５％を有する。カメラは、シャフトの１端部に設けられ、そして、停止・行 動写真をとった。ブレードの１つが１２時の位置にあったとき、シャフトは、異 なるＲＰＭで動作していた。画像分析は、反応装置の左上の部分における制御さ れた領域において行わわへそして、計算上どのくらいのバルブがこの面積部分を 占有したかを判定した。これは、特定のシャフト速度で操作されたとき、コンベ ヤの相対的バルブ分散特性を示すからである。結果は、表Ｘｌｌにおいて、そし て、図２３−２５に示される。

表Ｘ１１ 回転速度　矩形バルブ％ （ＲＰＭ） ２０　２２％ ４０　４７％ ６０　５８％ これは、更に高いＲＰＭで操作されたとき、更に大きいパドルコンベヤの分散能 力を示す。上述したように、更に高いシャフトＲＰＭが使われるとき、反応装置 のフィルレベルは、減少される。しかし、このデータは、同じフィルレベルのた めの更に高いＲＰＭで達成され得るバルブ分散において、利点を例証する。

例１３ パドルコンベヤは、バルブの送り速度の広いレンジに亘って優れた結果を達成し 得る。例えば、オゾン交換１８０ＤＴＰＤ及びｌｌ０ＤＴＰＤの送り速度で達成 された白色度増加の少なくとも９０％、そして、同様のレベルは、反応装置にお けるおおよそ一定のフィルレベルを維持するために、１１０ＤＴＰＤでパドル回 転速度が減少された場合、表ＸＩＩ＋に示される。

表Ｘ１１１ ＥＢ 供給速度　パドル回転速度　フィルレベル　オゾン交換　白色度変化（ＯＰＴＰ Ｏ）　（ＲＰＭ）　（％）　（％）　（％）本発明は、上記目的を達成するよう に首尾良く設計されることが明白であり、当業者には、多くの変更及び実施例を 工夫し得るであろう。例えば、好ましいパドルコンベヤに加えて、カットされ且 つ折られたネジフライトのような池の運搬エレメント、リボンミキサ、エルボ形 フライトエレメント、そして、くさび形フライトエレメントを図２６−２９に示 されたように、使用し得る。請求項は、本発明の真の精神、及び、範囲の中に所 在したような修正、及び、実施例の全てをカバーすることを意図したものである 。

図面の簡単な説明 図１は、パドルコンベヤを示すために部分的に切断した、本発明に基づく装置の 側両立面図である。

図２は、図１に示す装置の急冷ゾーンの拡大された側両立面図である。

図３は、本発明の代替実施例の側面図であり、多重ボート気体入口を示す。

図４は、図３に示す装置の横断面図である。

図５は、図１に示す反応装置の上側区分のパドルコンベヤの部分的な側面図であ る。

図６は、図１に示す反応装置の下側区分のパドルコンベヤの部分的な側面図であ る。

図７は、線７−７に沿って見た、図５に示すパドルコンベヤの区分された部分の 端面図である。

図８は、線８−８に沿って見た、図６に示されたパドルコンベヤの区分された部 分の端面図である。

図９は、図５及び６の線９−９に沿って見た、典型的な供給ゾーンパドルの端面 図である。

図１Ｏは、図５及び６の線１０−１０に沿って見た、典型的な反応ゾーンパドル の端面図である。

図１１は、図５及び６の線１１−１１に沿って見た、典型的な端部ゾーンパドル の端面図である。

図１２は、本発明及び先行技術に基づいた反応装置に関して、バルブの滞在時間 を決定するために、リチウム処理されたバルブが反応装置入口においてインジケ ータとして添加された後における、反応装置から出るバルブのリチウム濃度対経 過時間の関係を表すグラフである。

図１３は、本発明に基づく反応装置の軸方向の分散と先行技術コンベヤの場合と を比較するために分散指数対パドル回転速度の関係を表すグラフである。

図１４Ａ及びＢは、先行技術に基づいて構成されたパドルを備えたコンベヤを撮 影したストップモーションビデオのプリントアウトであり、比較的大きい非掃引 距離によって作られたバルブによるマウンド及び溝を示す。

図１５Ａ及びＢは、本発明に基づいて反応装置の内部を撮影した図１４Ａ及びＢ 図と同様のプリントアウトであり、比較的完全なバルブ除去の状態及びバルブの 均等な配分状態を示す。

図１６は、異なる直径のパルプコンベヤに関し、シャフトＲＰＭ対パルプ圧密圧 力の関係を表すグラフである。

図１７は、濃度４２％の南部軟材パルプに関し、バルブの圧密圧力対パドルの臨 界間隔の関係を表すグラフである。

図１８は、成る種のパドルコンベアに関し、バルブの反応装置内滞在時間を決定 するために、リチウム処理されたバルブが反応装置入口においてインジケータと して添加された後における、反応装置から出るバルブのリチウム濃度対経過時間 の関係を表すグラフである。

図１９は、成る種のパドルコンベアに関し、比較的広いバルブ滞在時間分布およ び比較的狭いパルプ滞在時間分布を示すグラフである。

図２０は、異なるパドルコンベアに関し、反応装置のフィルレベル対シャフト速 度の関係を表すグラフである。

図２１は、異なるパドルコンベアに関し、バルブの滞在時間対シャフト速度の関 係を表すグラフである。

図２２は、例５のパドルコンベアに関し、リチウム処理されたバルブが反応装置 入口において添加された後における、反応装置から出るバルブのリチウム濃度対 経過時間の関係を表すグラフである。

図２３−２５は、種々のシャフト速度の関数としてバルブ分散を示すために、シ ャフトに平行な線に沿って反応装置内を撮影したストップモーションビデオのプ リントアウトである。

図２６−２９は、本発明に従って使用するための、異なる運搬エレメントの見取 り図である。

ＦＩＧ　２ ＦＩＧ、　７ ＦＩＧ、ｌｌ ■ ＦｆＧ、１４Ａ　従来技術 ＦＩＧ、’１４Ｂ　従来技術 ＦＩＧ、　１５Ａ ＦｆＧ、１５Ｂ ２０　１でＰ　Ｍ　軸速度 ボックス領域の２２％がバルブを含む θ○ＲＰＭ　軸速度 ボックス領域の５８％がバルブを含む ＦＩＧ、２７ ＦＩＧ、２９ 手続補正前（方式） １、事件の表示　平成５年特許願第５１２３９４号（ＰＣＴ／ＵＳ　９２１０３ ３８９） Ｚ発明の名称　バルブ漂白装置及びその方法３、　）ｉｌｔ　ｉ［をする行 １Ｓ件との関係　出　願　人 ５、補正命令の日付　平成７年２月２８日６、補正の対印　特許法第１８４条の ５第１項の規定による書面の

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．高濃度パルプ粒子を漂白するための反応装置において、横断面を持ち、そし て、パルプ入口及びパルプ出口を形成するシェルと、高濃度のパルプ粒子をシェ ルの入口に導入するための手段と、実質的にシェルの全横断面に亘って前記のパ ルプ粒子を半径方向に分散させるための回転手段とを有し、一方において、前記 回転手段の約１２５ｒｐｍ以下の全ての回転速度におけるパルプの分散指数が約 ７未滿であることによって実証されるようなプラグフロー様の様態においてシェ ルを通って前記のパルプ粒子を出口まで同時に運搬することを、 特徴とする反応装置。 ２．請求項１記載の反応装置において、前記回転手段が、回転可能なシャフト上 に所定の配置において取り付けられた半径方向に伸延するパドルを有することを 特徴とする反応装置。 ３．請求項２記載の反応装置において、パドルが、らせん形の４分の１ピッチパ ターンにおいて、約２４０度の間隔を以てシャフトの周囲に配置されることを特 徴とする反応装置。 ４．請求項１記載の反応装置において、前記回転手段が、回転手段のピッチを決 定するスクリュウフライトを有し、前記のスクリュウフライトが、開口部を形成 するためのフライトから切り欠いた複数の部分を有し、 前記の切り欠き部分は、シャフトに対して所定の角度で曲げられていることを特 徴とする反応装置。 ５．請求項１記載の反応装置において、前記回転手段が、回転手段のピッチを決 定するスクリュウフライトを有し、前記のスクリュウフライトが、各フライトに 取り付けられた１つ又は複数の持ち上げエレメントを有することを特徴とする反 応装置。 ６．請求項１記載の反応装置において、回転手段が、所定のピッチを以て回転可 能なシャフトの周囲にらせん形に取り付けられたリボンブレードを有することを 特徴とする反応装置。 ７．請求項１記載の反応装置において、回転手段が、回転可能なシャフトから伸 延する無限ピッチを有する傾斜したリボンを有することを特徴とする反応装置。 ８．装置において、 細長い内部空間を形成するシェルと、 前記の空間内に長さ方向に取り付けられた回転シャフトと、回転直径を形成する ように、前記のシャフトから半径方向に伸延する複数の部材とを有し、前記の部 材が、らせん形の４分の１ピッチパターンにおいて、約２４０度の間隔を以てシ ャフトの周囲に配列されることを特徴とする装置。 ９．請求項８記載の装置において、 前記の半径方向に伸延する部材がパドルであり、そして、前記パドルのうちの前 以て選定された個数のパドルの幅が、回転直径の約０．３倍未漢であることを特 徴とする装置。 １０．請求項９記載の装置において、 事前選定された個数のパドルの第１の部分が、それぞれ、直径の約０．１５倍に 等しい幅を持ち、そして、前記の個数のパドルの第２の部分が、それぞれ、第１ の部分より大きい幅を持ち、そして、第１の部分のパドルが、同一回転速度で回 転する第２の部分のパドルの運搬速度未満の運搬速度を提供することを特徴とす る装置。 １１．請求項１０記載の装置において、各々のパドルが、シャフトの中心線に対 して３０度から５０度までの間の角度においてシャフトの取り付けられることを 特徴とする装置。 １２．フロック（綿毛）の範囲に該当するサイズのパルプ粒子によって構成され る高濃度パルプをオゾン漂白するための漂白装置において、パルプ粒子のフロッ クサイズを減少させ、そして、第１の容積密度の粒子を供給するためのフラッフ ァ手段と、 反応装置とを有し、この反応装置において、パルプ及び含オゾン気体を受け取る ように適用された細長いシェルを有し、前記のシェルが、前記のフラッファ手段 からパルプを受け取るパルプ入口及びパルプ出口を形成し、プラグフロー様の様 態においてシェルを通って高濃度のパルプ粒子を運搬するための手段を有し、こ の場合のバルブ粒子は、シェルの全横断面に亘って完全に半径方向に分散され、 その結果、大部分のバルブ粒子はそのようなその１つの大多数が含オゾン気体内 に懸濁して、シェル内を通過する半径方向に分散したパルプのプラグフロー様運 動を提供し、この場合、前記の運搬手段は、第１の運搬速度においてパルプ粒子 を運搬するための第１手段を有し、更に、第２のより低い運搬速度においてパル プ粒子を運搬するための後続する第２手段を有し、前記第１手段は、第１の容積 密度におけるパルプ粒子を入口からの受け取り、そして、第２の増大した容積密 度におけるパルプ粒子を前記の第２手段に送り出し、 プラグフロー様運動中の半径方向分散されたパルプ粒子と反応させるために反応 装置シェルを通る流れとして含オゾン気体流を漂白装置に導入するための手段と 、 漂白装置から気体流を除去し、そして、気体除去に先立って前記の気体からパル プ繊維を分離するためのパルプディエントレインメント手段とを有し、前記のデ ィエントレインメント手段は、反応装置シェルからの気体流を受け取るように配 置され、 パルプ粒子に水を加えることによりオゾン反応を急冷し、そして、パルプ濃度を 下げるための手段を有し、前記急冷手段は、反応装置出口からパルプを受け取り 、 前記急冷手段から前記の濃度が低下したパルプを受け取るための手段と、を有す ることを特徴とする装置。 １３．高濃度のパルプ粒をオゾン漂白するための漂白装置に含まれる反応装置に おいて、 パルプ及び含オゾン気体を受け取るように適用された細長いシェルを有し、前記 のシェルはパルプ入口及びパルプ出口を形成し、プラグフロー様の様態において シェルを通って高濃度のパルプ粒子を運搬するための手段を有し、この場合のパ ルプ粒子は、シェルの全横断面に亘って完全に半径方向に分散され、その結果、 シェル内を通過する半径方向に分散したパルプのプラグフロー様運動を提供する 、ことを特徴とする装置。 １４．請求項１３記載の漂白装置において、前記の運搬手段が、約１２５ｒｐｍ 未の前記回転手段の回転速度全域に亘って約７未満の分散指数において、シェル を通ってパルプを運搬するための回転手段を有することを特徴とする装置。 １５．請求項１４記載の漂白装置において、前記回転手段が、前以て決定済みの 回転速度において運転され、そして、分散指数が、前以て決定済みの速度におい て約４．８以下であることを特徴とする装置。 １６．請求項１５記載の漂白装置において、分散指数が、前以て決定済みの速度 において約２．６以下であることを特徴とする装置。 １７．請求項１３記載の漂白装置において、前記の運搬手段が、シェルを通って パルプを運搬するための回転手段を有し、前記回転手段の約１２５ｒｐｍ未満の 回転速度全域に亘って、分散指数が約５未満であることを特徴とする装置。 １８．請求項１３記載の漂白装置に含まれる運搬手段において、シェルを通って 長さ方向に伸延する回転可能なシャフトと、前記運搬手段の回転直径を形成する ように前記シャフトに配置された半径方向に伸延する複数のパドルとを有し、前 記のパドルが、らせん形の４分の１ピッチパターンにおいて約２４０度の間隔を 以てシャフトの周囲に配置される、ことを特徴とする装置。 １９．請求項１３記載の漂白装置に含まれる運搬手段において、シェルを通って 長さ方向に伸延する回転可能なシャフトと、前記運搬手段の回転直径を形成する ように前記シャフトに配置された半径方向に伸延する複数のパドルとを有し、前 記のパドルが、らせん形の４分の１ピッチパターンにおいて約１２０度の間隔を 以てシャフトの周囲に配置される、ことを特徴とする装置。 ２０．請求項１３記載の漂白装置に含まれる運搬手段において、シェルを通って 長さ方向に伸延する回転可能なシャフトと、前記運搬手段の回転直径を形成する ように前記シャフトに配置された半径方向に伸延する複数のパドルとを有し、 前記の運搬手段の回転直径の約０．１１倍未満に等しいパドル間の非掃引距離を 提供するように、前記のパドルが長さ方向に間隔を保って配置される、ことを特 徴とする装置。 ２１．請求項１３記載の漂白装置に含まれる運搬手段において、シェルを通って 長さ方向に伸延する回転可能なシャフトと、ピッチを形成するためにシャフトに 取り付けられた切り欠いて折り曲げられた１つのらせん形スクリュウフライトと を有し、前記のスクリュウフライトが、その中に開口部（オープニング）を形成 するために切り欠かれた部分を有し、前記の切り欠かれた部分がシャフトに対し て所定の角度で折り曲げられる、ことを特徴とする装置。 ２２．請求項１３記載の漂白装置において、この装置に含まれる運搬手段におい て、シェルを経度の点で伸延する回転可能なシャフトと、複数のエレメントをパ ルプにさせる前記のネジフライトは、その上に取り付けられたピッチを定義する ためのシャフト上のらせん形スクリュウフライトと、を有することを特徴とする 装置。 ２３．請求項１３記載の漂白装置において、この装置に含まれる運搬手段におい て、シェルを通って長さ方向に伸延する回転可能なシャフトと、シャフトの周辺 にらせん状に前以て決定済みのピッチで取り付けられたリボンブレードと、 を有することを特徴とする装置。 ２４．請求項１３記載の漂白装置において、この装置に含まれる運搬手段におい て、シェルを通って長さ方向に伸延する回転可能なシャフトと、シャフト上に取 り付けられたシェル、及び、シャフトは、水平位置への傾向がある無限ピッチリ ボンと、 を有することを特徴とする装置。 ２５．請求項１３記載の漂白装置において、この装置に含まれる前記の運搬手段 において、 前記の反応装置運搬手段は、最初に運搬のために手段を含む運搬のための第２の 手段に続く運搬レートにおけるパルプ１抄におけるパルプ、下側運搬レートで作 動する第１の手段とを有し、 前記の第１手段が容積密度における入口からのパルプを受け取り、そして、第２ の増大された容積密度でパルプを前記の第２の手段に配達する、ことを特徴とす る装置。 ２６．請求項２５記載の漂白装置において、この装置に含まれる前記の運搬手段 において、 シェルを通って長さ方向に伸延する回転可能なシャフトと、放射状に拡張する複 数の傾向がある前記のシフト上で前記の運搬手段の回転直径を規定する複数のパ ドルとを有し、前記の第１の手段のパドルは、前記の第２の手段のパドルより大 きい表面の面積部分を持つ、 ことを特徴とする装置。 ２７．請求項２６記載の漂白装置において、第２の手段のパドルは、約０．１５ 倍幅を待つ回転直径、及び、第１の手段のパドルは、約０．３倍幅を持つことを 特徴とする装置。 ２８．請求項２７記載の漂白装置において、パルプ、及び、供給される綿毛寸法 を減少するための重なる有する前記の第１の容積密度を持つパルプ用フラッファ 手段を有し、反応装置入口の上に垂直に配置されつつある前記のフラッファ手段 そして前記の入口を通る反応装置シェルと導通する前記の第１の運搬手段のバル ブ上に垂直に配置されることを特徴とする装置。 ２９．請求項２８記載の漂白装置において、漂白装置からの前記の気体の除去前 に前記のオゾンを有する気体からパルプ繊維を分離するための更なる有するパル プディエントレインメント手段と、前記のディエントレインメント手段が、増加 している断面積を供給し、そして、パルプの経過のための反応装置入口、及び、 前記のフラッファ手段の間に配置されつつあるために、そこを通って反応装置入 口に円錐形の壁を有することを特徴とする装置。 ３０．請求項２９記載の漂白装置において、受け取りタンクと、 前記のパルプに対するオゾン漂白反応を合計加算水でバルブに抑制し、そして、 パルプの濃度を下げるための手段とを有し、そこから漂白されたパルプを受け取 るために、反応装置出口の下方へ垂直に配置された手段を抑制する前記の、及び 、有された複数のは、パルプを散水による受け取っているタンクに押し込むため にノズルを下方に向かって曲げることを特徴とする装置。 ３１．請求項１３６記載の漂白装置において、反応装置シェルが第１の入口に関 する最初におおよそ水平の円筒の区分、及び、第１の出口を有し、 第２の入口に関する２番目におおよそ水平の円筒の区分、及び、第２の入口が第 １の出口と導通する第２の出口を有し、前記の運搬手段は、シェルの第２の区分 に中心に配置されたシェル、及び、第２の回転可能シャフトの第１の区分に中心 に配置された第１の回転可能シャフトを有し、 回転直径を定義するために、その上に配置されたパドルを放射状に拡張する複数 のを持つ各々のシャフトを有し、 各シャフト上のパドルは、それぞれの、第１のそして第２の入口からのパルプを 受け取るために前記の供給図示区域が位置している反応ゾーンに続く供給ゾーン を提供するために配置され、 供給ゾーンが、パドル供給提供を有したそれぞれの次の反応ゾーンにおけるパド ルの運搬速度より大きい運搬速度を有する、ことを特徴とする装置。 ３２．請求項３１記載の漂白装置において、供給ゾーンパドルは、反応ゾーンパ ドルより大きい表面の面積部分を持ち、供給ゾーンパドルは、パドルのを備える を有した供給ゾーンに沿って減少している運搬レートに提供するための減少して いるパドル角度を有し、即座に反応ゾーンに先行する供給ゾーンパドルの運搬レ ートは、おおよそ反応ゾーン運搬レートと同じであることを特徴とする装置ω３ ３．請求項３２記載の漂白装置において、各々のパドルのシャフトに取付けられ たシャフト中心線に垂直である線に対する角度が３０度から５０度までの範囲で あることを特徴とする装置。 ３４．請求項３３記載の漂白装置において、パドル角度が、約４５度から約３５ 度まで供給ゾーンにおけるシャフトに沿って徐々に減少することを特徴とする装 置。 ３５．請求項１３記載の漂白装置において、オゾン含む気体が、パルプの動きに 対して反流として流れることを特徴とする装置。 ３６．請求項３５記載の漂白装置において、含オゾン気体が、多重ポートを通っ て反応装置シェルに供給されることを特徴とする装置。 ３７．請求項１３記載の漂白装置において、オゾン含む気体が、パルプの動きに 対して同じ方向の流として流れることを特徴とする装置。 ３８．高濃度パルプ粒子をオゾン漂白するための方法において、高濃度のパルプ 粒子及び含オゾン気体を反応ゾーンに導入する過程と、実質的に完全に反応ゾー ン全体に亘ってパルプ粒子を分散する過程とを有し、同時に、プラグフロー様の 様態において当該ゾーンを通ってパルプ粒子を運搬し、バルブ粒子に関する分散 指数が約７以下であり、このようにして、パルプ粒子の全ての表面を反応用の含 オゾン気体に実質的に曝す、ことを特徴とする方法。 ３９．請求項３８記載の方法において、パルプ粒子を反応ゾーンに導入する以前 に、第１の容積密度を提供するために、パルプ粒子を分離させる過程と、 初めに、パルプを第１運搬速度によって運搬し、その後において第２の低い方の 運搬速度によってパルプ粒子を運搬し、同時に、第１の運搬速度におけるパルプ の容積密度を第２の運搬速度における第２の容積密度まで上昇させる過程と、 を有することを特徴とする方法。 ４０．請求項３９記載の方法において、更に、パルプの運搬速度を第２の運搬速 度まで徐々に低下させる過程を有することを特徴とする方法。 ４１．請求項３８記載の方法において、第１の流速において同搬パルプ粒子と共 に気体流れを反応ゾーンから除表する過程と、除去した気体の流速を、同搬パル プ位子が非同搬状態となる速度まで減速する過程と、非同搬状態となったパルプ 粒子を反応ゾーンに戻す過程と、を有することを特徴とする方法。 ４２．請求項４１記載の方法において、漂白されたパルプを反応ゾーンから除去 する過程と、パルプ粒子の濃度を低下させる漂白反応を抑制するために漂白され たパルプを水と共に噴霧する過程と、 散水を前記の受け取り手段に向かって方向変換することによりパルプを受取り手 段内に強制する過程と、 を有することを特徴とする方法。