NO148783B - Fremgangsmaate ved fremstilling av slipmasse. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved fremstilling av slipmasse.

Ved fremstilling av slipmasse har det vist seg fordelaktig

å utføre slipingen ved forhøyet temperatur for derved å minske energibehovet og lette defibreringen. Det er spesielt gunstig å kombinere forhøyet temperatur med sliping i lukket kammer i nærvær av en gass, f.eks. damp eller luft under overtrykk, for ytterligere å minske energiforbruket og øke rivstyrken, dreneringsevnen og volumet for det fremstilte materiale. Således er i svensk patentskrift nr. 318178 en fremgangsmåte beskrevet for oppdeling av lignoceiluloseholdig materiale i fibre, hvor materialet utsettes for en slipebehandling i et i det vesentlige lukket kammer i nærvær av en gass som er inert overfor materialet som befinner seg i kammgret, og under et overtrykk av 1,05-10,5 kp/cm 2, fortrinnsvis 2,1-7,0 kp/cm , og.vann med en temperatur av minst 71°C, fortrinnsvis ca. 99°C, tilføyes til materialet under slipebehandlingen.

Ved denne fremgangsmåte fås sammenfatningsvis en masse som har

bedre dreneringsevne under forbruk av mindre energi og en forbedret rivstyrke sammenlignet med vanlig slipmasse. Det har imidlertid vist seg at denne fremgangsmåte er beheftet med ad-skillige ulemper. Det fremgår således av patentskriftet at lys-heten blir utilfredsstillende lav for strenge krav. Bare ca. 48-54% GE kan oppnås ifølge tabell I på side 4 i patentskriftet uten tilsetning av kjemikalier til spritsvannet, mens den lyshet som fås ved tilsetning av kjemikalier, er ca. 35-55% GE, til tross for at den tilsatte mengde kjemikalier er meget stor. Strekk-fastheten er, selv om den er bedre enn for vanlig slipmasse, dessuten ikke så høy som ønsket, på samme måten som rivindeksen og overflatejevnheten. Det er dessuten ønskelig ytterligere å ned-sette prosessens energibehov.

Ved den foreliggende oppfinnelse tas det sikte på å avhjelpe de ovennevnte ulemper. Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte ved fremstilling av slipmasse fra lignocelluloseholdige materialer, hvor barkede vedstokker slipes på kjent måte i et lukket slipeverk som står under overtrykk av damp og/eller luft, under kontinuerlig tilsetning av til minst 70°C oppvarmet spritsvann inneholdende organiske og uorganiske kjemikaler, hvorefter den erholdte slipmasse siles, fortykkes, blekes, fortynnes, fortykkes og tørkes eller viderebehandles i en papirmaskin, og den foreliggende fremgangsmåte er særpreget ved kombinasjonen av de trekk at

a) blekeavluten anvendes dels for fortynning av den blekede masse, dels efter oppvarming tilføres til spritsvannet og eventuelt

også dels tilføres til sileriet uten oppvarming,

b) massesuspensjonen fra slipeverket tilføres til en hydrosyklon for fraskillelse av damp, c) den for damp befridde massesuspensjon fortykkes i et første trinn til en konsentrasjon av 5-40%, hvorefter den fortynnes

til en konsentrasjon av 0,5-4,0% og siles,

d) den silte masse fortykkes i et annet trinn til en konsentrasjon av 10-50% og blandes derefter med blekekjemikalier og

blekes og fortynnes med blekeavlut til en konsentrasjon av 1-6%,

e) den fortynnede, blekede masse fortykkes i et tredje trinn til en konsentrasjon av 10-50% og tørkes derefter eller viderebehandles i en papirmaskin, f) proses^vann fra det første fortykningstrinn tilføres til slipeverket som spritsvann, g) prosessvann fra det annet fortykningstrinn tilføres til sileriet, og h) damp fra hydrosyklonen anvendes for oppvarming av den blekeavlut som tilføres til spritsvannet.

Ved den foreliggende kombinasjon av forholdsregler er det overraskende blitt mulig å fremstille en slipmasse med en betydelig nedsati samlet energitilførsel sammenlignet med fremstillingen av massen beskrevet i svensk patentskrift nr. 318178, og vesentlig forbedrede styrkeegenskaper og en kraftig forbedret iyshet helt opp til ca. 80% SCAN. Den ved den foreliggende fremgangsmåte fremstilte slipmasse har et meget høyt innhold av fleksible fibre som muliggjør fremstilling av papir med lavere flatevekt og lavere flateråhet enn hva som hittil har vært mulig med slipmasser. Den ved den foreliggende fremgangsmåte fremstilte masse kan biandes med kjemisk masse, f.eks, sulfat- eller sulfittmasse, i en større andel enn hva som hittil har vært mulig, hvorved omkostningene for fremstilling av treholdig papir kan minskes. Dessuten er den egnet som råvare for fremstilling av papir innenfor et større og mer variert kvalitetsområde enn hva som normalt er tilfellet for masser innenfor utbytteområdet 90-99%, beroende på en større andel lange fibre og en høyere holdfasthet.

Den foreliggende fremgangsmåte medfører dessuten fordeler ut fra miljømessige vurderinger ved at utslippsvolumet for de samlede prosessvann minskes og forholdsreglene for å rense avløps-vannet derved lettes vesentlig. Ved den nye fremgangsmåte for å ta vare på damp fra slipeprosessen og å utnytte denne i og utenfor prosessen blir prosessens energibehov betydelig minsket i forhold til for kjente prosesser.

Det er spesielt gunstig ved utførelsen av den foreliggende fremgangsmåte å tilføre den oppvarmede blekeavlut til et eget oppbevaringskar for blanding med prcrsessvannet fra det første fortykningstrinn og å overføre prosessvannet til en egen uffert-beholder. Derved unngås varmetap og kjemikalietap. Den oppvarmede blekeavlut inneholder organiske kjemikalier, som organiske syrer som skriver seg fra nedbrytning og oppløsning av lignocellulose-materialet, f.eks. maursyre, eddiksyre, oxalsyre, forskjellige fett- og harpikssyrer og organiske kompleksdannere, og uorganiske kjemikalier, som hydrogenperoxyd, dithionitt, natriumhydroxyd, natriumsilikat, natriumfosfat og magnesiumsulfat. Til blekeavluten kan om ønsket stabiliseringsmidler for blekekjemikaliene tilsettes, f.eks. magnesiumsulfat, dessuten kompleksdanner for å binde tungmetallene, f.eks. ethylendiamintetraeddiksyre (EDTA),

og dessuten ferske blekekjemikalier og pH-regulerende materialer, f.eks. alkalihydroxyder eller alkalisilikat. Disse materialer kan med fordel tilsettes i oppbevaringskaret for blekeavluten. Spritsvannet kan med fordel tilføres til det lukkede slipeverk ved hjelp av en høytrykkspumpe som til sin sugeside får tilført oppvarmet blekeavlut og prosessvann fra det første fortykningstrinn. Blandingen av prosessvannet og blekeavluten kan utføres før tilførselen til pumpen,aller i selve pumpen. Volumet

av oppvarmet blekeavlut i forhold til volumet av prosessvann fra

det første fortykningstrinn beror på prosessens varmebalanse,

spesielt på den temperatur som anvendes i bleketårnet, og skal ifølge oppfinnelsen være 1:30-5:1.

Massesuspensjonen som kommer fra slipeverket, overføres

efter at grovere vedpartikler er blitt fjernet fra denne, fortrinnsvis via en mellomliggende trykktank til en hydrosyklon for fraskillelse av damp. Den fraskilte damp anvendes for å opp-

varme den blekeavlut som skal tilføres til slipeverket, og opp-varmingen utføres fortrinnsvis ved direkte kondensering. Overskuddsdamp utnyttes for oppvarmingsformål i tilknytning til

prosessen eller for andre oppvarmingsbehov. På samme måte kan overskuddsdamp som blåses ut fra slipeverket, utnyttes, f.eks.

for oppvarming av veden i slusemateren.

Ifølge en spesielt fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen tappes en del av prosessvannet av fra det første fortykningstrinn til en varmeveksler og overføres derfra tii sileriet eller fjernes fra prosessen. Dette muliggjør på egnet måte en regulering av temperaturen i sileriet og blekeriet og en utnyttelse av overskuddsvarme fra prosessen. Det er gunstig før prosessvannet fra det første fortykningstrinn anvendes som spritsvann i slipeverket å befri prosessvannet for fibre og forurensninger.

Kjente fremgangsmåter kan anvendes for å bleke slipmassen.

Det er imidlertid ifølge oppfinnelsen spesielt gunstig å utføre blekingen som tårnbleking og derved umiddelbart efter blandingen med blekekjemikalier i en blandeanordning og før den innføres i bleketårnet å utsette massesuspensjonen som kommer fra annet fortykningstrinn, for en hurtig for-fortykning og å tilbakeføre det således erholdte overskudd av blekemiddeloppløsningen til biandeanordningen efter avkjøling.

Foretrukne trykk- og temperaturbetingelser ved utførelsen av

den foreliggende fremgangsmåte er et overtrykk i det lukkede slipeverk av 0,2-10 kp/cm<2>og en spritsvanntemperatur av 85-100°C. Det trykk som vedstokkene utøver mot slipestenoverflaten, bør fortrinns-2 2

vis være 4-40 kp/cm , helst 6-30 kp/cm .

Den foreliggende oppfinnelse vil bli nærmere beskrevet under henvisning til tegningen som viser et flytskjema for fremgangsmåten.

Barkede vedstokker 1 med et fuktighetsinnhold av 30-65% innføres via en slusemater 2 i et slipeverk 3 som er forsynt med måleanordninger for temperatur og trykk. Slusemateren består i prinsippet av et kammer med en bevegbar bunnluke og en bevegbar luke på oversiden. I slusemateren fås en viss forvarming av vedstokkene på grunn av damp som er blitt utviklet i slipeverket, men spesiell damp fra et eller annet sted i prosessen hvor overskuddsvarme oppstår, kan også tilføres til slusemateren. De forvarmede stokker mates inn i selve sliperommet ved hurtig å skyve bunnluken bort, slik at stokkene på grunn av sin egen tyngde faller ned mot den roterende slipesten 4. For å bevirke at stokkene skal trykkes kraftig mot slipestenen, presses disse ved hjelp av et stempel (ikke vist) mot slipestenen. Et egnet stempeltrykk er 4-40 kp/cm 2 , fortrinnsvis 6-30 kp/cm 2. I slipeverket fås et overtrykk av 0,2-10 kp/cm 2. Valget av overtrykk avgjøres av kravet til ønsket massekvalitet. Jo høyere kvalitetskravet er, desto høyere bør overtrykket holdes innenfor de angitte grenser. Mens veden slipes, tilføres oppvarmet spritsvann gjennom ledningen 5. Volumet av spritsvannet varierer mellom 400 og 2500 liter pr. minutt. Fra slipeverket mates defibrert masse til en trykktank 6, idet eventuelle forekommende stikker knuses i en stavmølle 7. Den defibrerte ved overføres frå trykktanken til en hydrosykion 8 hvori- damp fraskilles med en temperatur av 100-170°C. Den fraskilte damp overføres via ledningen 36 til en kondensator 9, hvori den, fortrinnsvis ved direkte kondensering, avgir varme til blekeavlut som skal tilføres til slipeverket. Overskuddsdamp fjernes fra dampkondensatoren via ledningen 10 og utnyttes på et annet sted i prosessen eller for andre oppuarmings-eller energibehov, f.eks. en flashtørker, dampturbin eller et annet industrianlegg. Fra hydrosyklonen transporteres massen til en avvanningsanordning 11, f.eks. en presse, hvori den fortykkes fra en konsentrasjon av 0,5-10% til en konsentrasjon av 5-40%. Prosessvannet fra pressen og som har en temperatur av 95-100°C, pumpes via beholderen 12 og ledningen 13 til en filtreringsanordning 14 og derfra til en puffertbeholder 15 som er forsynt med en måle-anordning for registrering av temperaturen og volumet og eventuelt også av kjemikaliekonsentrasjonen. En del av det filtrerte prosessvann kan fjernes via ledningen 16. En del av prosessvannet kan efter behov fjernes fra pressen 11 via ledningen 17 og tilføres til en varmeveksler 18 for å oppvarme vann som tilføres via ledningen 19 og fjernes via ledningen 20. Prosessvannet kan derefter tilbakeføres til sileriet 21 eller delvis fjernes via ledningen 22. Fra pressen 11 overføres massen til sileriet 21, hvori massen fortynnes til en konsentrasjon av 0,5-4% med prosessvann som tilføres via ledningen 32 fra en annen avvanningsanordning 23, og siles. Fra sileriet overføres massesuspensjonen til avvanningsanordningen 23 som fortrinnsvis utgjøres av en presse, hvori massesuspensjonen avvannes til en konsentrasjon av 10-50%.

Fra pressen 23 overføres massen til en blandeanordning 24, hvori blekekjemikalier, fortrinnsvis peroxyder eller natrium-dithionitt, tilsettes. Ifølge en spesielt fordelaktig utførelses-form som er vist på tegningen, utsettes dessuten massen som er blitt blandet med blekekjemikalier, umiddelbart efter blandingen for en hurtig avvanning i en presse 25, hvorfra den avpressede blekemiddeloppløsning efter avkjøling i varmeveksleren 26 til-bakeføres til blandeanordningen 24 via ledningen 27.

Den spesielle hurtige avvanningsmetode medfører den fordel at en høy lyshet fås ved lavt kjemikalieforbruk.

Den avvannede og med blekekjemikalier blandede masse utsettes derefter for bleking, fortrinnsvis ved en temperaturav 40-75°C og en konsentrasjon av 10-50%, i et bleketårn 28, hvori opp-holdstiden er 15-180 minutter. Før massen kommer ut av tårnet, fortynnes den til en konsentrasjon av 1-6% med blekeavlut. Den blekede masse fortykkes derefter til en konsentrasjon av 10-50%

i en tredje fortykningsanordning 29, fortrinnsvis en filterpresse, hvorefter den tørkes eller overføres direkte til en integrert papirfabrikk.. Blekeavlut som kommer fra fortykningsanordningen 29, tilbakeføres deis som fortynningsvæske til bleketårnet 28

via ledningen 30 og dels via ledningen 31 til varmeveksleren 9, hvori den oppvarmes med damp fra hydrosyklonen 8 og via ledningen 33 tilføres til oppbevaringskaret 34, hvor stabiliseringsmidler og eventuelt fersk blekemiddeloppløsning tilføres via ledningen 35. Om dette viser seg å være gunstig, kan en del av blekeavluten fra fortykningsanordningen 29 tilbakeføres til sileriet

via ledningen 43.

En annen egnet måte å oppvarme blekeavlut med damp fra hydrosyklonen 8 på er helt eller delvis å overføre dampen til puffertbeholderen 15, som antydet ved den med brutte streker an-

gitte ledning 37, eller til oppbevaringskaret 34, som antydet ved den med brutte streker angitte ledning 38.

Eksempel 1

Dette eksempel beskriver fremstilling av slipmasse av barket granved, dels ifølge den kjente metode med sliping ved atmosfære-

trykk med spritsvann av normal temperatur inneholdende blekeavlut (metode A), dels ifølge den kjente metode med sliping i lukket kammer ved forhøyet trykk og med spritsvann, uten blekekjemikalier,

med forhøyet temperatur (metode B), dels ifølge metoden A med for-

høyet trykk (metode C), dels med sliping i lukket kammer ved for-

høyet trykk og med et spritsvann med forhøyet temperatur inne-

holdende blekeavlut og som oppvarmes med ekstern damp fra en dampkjele (metode D), og dels ifølge metode D med ivaretagelse av damp utviklet ved slipeprosessen istedenfor eksternt tilført damp,

ifølge de i hovedkravets karakteriserende del angitte trekk (metode E).

Et åpent slipeverk i et tresliperi inneholdende 8 slipeverk

ble ombygget til et lukket slipeverk i overensstemmelse med det på Fig. 1 viste slipeverk 3 og ble forsynt med temperatur- og trykkmålere for å måle temperaturen og trykket inne i slipeverket. Barkede granstokker med et midlere fuktighetsinnhold av 51% ble

i en mengde av 150 kg tørr ved tilført til slipeverket. Ved-

stokkenes trykk mot slipestenoverflaten var 6 kp/cm 2. Ved dette stempeltrykk ble slipestenens drivmotors effektforbruk målt til 650 kW både ved atmosfæretrykk og ved forhøyet trykk. Sprits-

vann ble tilført til slipestenoverflaten i en mengde av 600 liter pr. minutt. Ved samtlige forsøk var systemtrykket inne i slipe-

verket 1,0 kp/cm 2 overtrykk med unntagelse av ved metoden A hvor atmosfæretrykk ble anvendt. De øvrige betingelser ved de for-

skjellige forsøk er nærmere forklart nedenfor.

Metode A

Spritsvanntemperaturen var 6 2°C. Spritsvannet besto av

blekeavlut fra et tårnbleketrinn og hadde tilnærmet sammensetningen:

og hadde en pH av 8,5.

En temperatur av 65°C ble målt i slipeverket. Den erholdte masse ble silt, tilsatt kompleksdanner og avvannet fra en masse-konsentrasjon av 0,5-1% mk til 13% mk på et filter. Derefter ble den ublekede masses lyshet og papirtekniske egenskaper målt. Massen ble derefter blandet med blekekjemikalier og bleket i et bleketårn. Denne metode er beskrevet i US patentskrift nr. 4029543.

Metode B

Spritsvanntemperaturen var 96°C og spritsvannet besto av rent vann. En temperatur av 112°C ble målt i slipeverket. Den erholdte masse ble silt, avvannet og tørket. Massens lyshét og papirtekniske egenskaper ble målt. Denne metode er beskrevet i svensk patentskrift nr. 318178.

Metode C

Metoden a ble gjentatt, men med den forskjell at slipingen ble utført under ,et overtrykk av 1,0 kp/cm 2. En temperatur av 70°C ble målt i slipeverket. Massekonsentrasjonen ved utgangen fra slipeverket ble målt til 2,72%. Massesuspensjonen ble derefter overført til en hydrosyklon for fraskillelse av damp, hvorefter den ble avvannet i en skruepresse til en mk av 23%. Derefter ble massen silt, avvannet og tørket. Den således erholdte masses lyshet og papirtekniske egenskaper ble målt.

Metode D

Metoden C ble gjentatt, men med den forskjell at det bleke-avlutholdige prosessvann fra skruepressen ble oppvarmet med ekstern damp fra en dampkjele til en temperatur av 99,5°C og anvendt som spritsvann i slipeverket. En temperatur av 112°C ble da målt i slipeverket. Massekonsentrasjonen ved utgangen fra slipeverket ble målt tii 2,89%

Metode E

Metoden D ble gjentatt, men med den forskjell at det bleke-avlutholdige prosessvann fra skruepressen og som hadde en temperatur av 96°C, delvis ble anvendt som spritsvann i slipeverket sammen med ca. 5 voluml blekeavlut fra et bleketårn, idet blekeavluten ble oppvarmet til en temperatur av 99°C med damp fra hydrosyklonen. En temperatur av 113°C ble målt i slipeverket.

De forskjellige metoders innvirkning på massens egenskaper

fremgår av den nedenstående tabell.

Det fremgår av tabellen at den ifølge oppfinnelsen (metode E) fremstilte masse har en betydelig høyere lyshet (ca. 10%) før blekingen sammenlignet med massen fremstilt ifølge svensk patentskrift nr. 318178 (metode B), og dette gjør det mulig ved an-vendelse av en påfølgende blekeprosess å oppnå en sluttlyshet av 80%. Dette er betraktelig høyere enn hva som kan oppnås ifølge

svensk patentskrift nr. 318178, og dessuten fås denne lyshet med en meget lav kjemikalieomkostning på grunn av tilbakesirkuleringen av blekeavlut. Dessuten fås ifølge oppfinnelsen en økning av rivindeksen med ca. 24% sammenlignet med metoden B og med hele 60% sammenlignet med metoden A (US patentskrift nr. 4029543) og

med metoden C (US patentskrift nr. 4029543 under forhøyet trykk), og dette medfører at den ved den foreliggende fremgangsmåte fremstilte masse er usedvanlig godt egnet for fremstilling av papir på en papirmaskin på grunn av at risikoen for banebrudd"-er vesentlig redusert. Hva gjelder strekkindeksen som er et tilnærmet mål på hvor lang den papirremse er som kan trekkes ut av massen før remsen brister på grunn av sin egen tyngde, er den ifølge oppfinnelsen fremstilte masse ca. 29% bedre enn massen fremstilt ifølge svensk patentskrift nr.318178, mens hva gjelder freeness samtlige undersøkte masser er likeverdige. Den'i forhold til massen ifølge det svenske patentskrift lavere densitet for massen ifølge oppfinnelsen gjør at den er spesielt egnet for fremstilling av trykkpapir og kartong med lav flatevekt. Det fremgår av tabellen at den foreliggende fremgangsmåte medfører en betydelig senkning av energiforbruket for selve fiberfrileggingen i slipeverket sammenlignet med kjente metoder. Ved at damp tas vare på ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fås dessuten den fordel at slipmassen kan fremstilles ved høy temperatur uten til-førsel av ekstern damp, hvorved meget store energimengder, ca. 1450 kWh/tonn masse, spares dersom overskuddsdamp fra slipeverket anvendes for forvarming av veden. Ved forvarmingen av veden ned-settes dessuten slitasjen av slipestenene på grunn av mindre varmespenninger i stenmaterialet.

Sammenfatningsvis kan det således fastslå at den foreliggende fremgangsmåte muliggjør fremstilling av en sterkere slipmasse ved et lavere energiforbruk enn ved vanlig teknikk. Dessuten fås en overraskende høy lyshet for massen fremstilt ved den foreliggende fremgangsmåte, til tross for den gjentatte tilbakeføring av blekeavlut som det var rimelig å vente ville misfarve massen på grunn av akkumuleringen av misfarvende materialer.

EKsempel 2

I dette eksempel er beskrevet fabrikkmessig fremstilling av slipmasse ved den foreliggende fremgangsmåte i et anlegg som vist på tegningen."

Barkede granvedstokker 1 med et fuktighetsinnhold av 49%

ble innført i en slusemater 2 som var forsynt med luker, og forvarmet med overskuddsdamp fra slipeverket, idet dampen via en

trykkreguleringsventil (ikke vist) og ledningen 39 ble tilført til slusemateren. Kondensat fra slusemateren ble avledet via ledningen 40. Efter at stokkene var blitt innført i det lukkede sliperom, ble de trykket mot slipestenen ved hjelp av et stempel med et stempeltrykk av 7 kp/cm 2. I sliperommet ble et overtrykk av 1 kp/cm 2 opprettholdt. Volumet av spritsvann gjennom ledningen 5 var 800 liter pr. minutt, og 5,5 volum% av spritsvannet utgjordes av oppvarmet blekeavlut fra oppbevaringskaret 34. I hydrosyklonen 8 ble damp fraskilt med en temperatur av 101°C. Den fraskilte damp ble overført til direkte-kondensatoren 9 for forvarming av blekeavlut fra ledningen 31. Fra direkte-kondensatoren ble via ledningen 2,2 kg damp pr. minutt fjernet ved en temperatur av 100°C, og denne damp ble anvendt for forvarming av tørkeluften i en flashtørker. Massesuspensjonen hadde en konsentrasjon av 2,38% og en temperatur av 111°C da den kom ut fra slipeverket. Massen ble fra hydrosyklonen overført til en skruepresse 11 hvori den ble fortykket fra en konsentrasjon^ av 2,44% til en konsentrasjon av 24%. Prosessvannet fra pressen hadde en temperatur av 98°C. 720 liter av dette ble pr. minutt pumpet via beholderen 12 til buesilen 14, hvori fibre og forurensninger ble fraskilt, og derfra til puffertbeholderen 15.

Ca 16 liter av prosessvannet pr. minutt ble fjernet fra pressen 11 via ledningen 17 til varmeveksleren 18 for oppvarming av vann som ble anvendt som spritsvann ved en temperatur av 50°C i filterpressen 29. Prosessvannet som ble fjernet via ledningen 41, hadde en temperatur av 60°C og ble i sin helhet tilført til sileriet 21. Massen ble fra pressen 11 overført til sileriet 21, hvori den ble fortynnet til en konsentrasjon av 1,0% med prosessvann som ble tilført via ledningen 32, og med det ovennevnte prosessvann fra ledningen 41. Fra sileriet ble den ferdigsilte masse som hadde en konsentrasjon av 0,8%, overført til avvanningsanordningen 23 som besto av en kombinert rørav-vannet/skruepresse, hvori den ble avvannet til en konsentrasjon av 26%. Fra pressen 23 ble massen overført til blandeanordningen 24. Til blandeanordningen ble via ledningen 42 en fersk bleke-middeloppløsning tilført i en mengde av 2,8% hydrogenperoxyd,

4% Na2Si02og 1,2% NaOH, beregnet på vekten av tørr masse. Dessuten ble resirkulerende, avkjølt blekemiddeloppløsning via ledningen 27 tilført til blandeanordningen 24 i en slik mengde

at den utgående massesuspensjon fikk en konsentrasjon av 12%. Umiddelbart efter blandingen i blandeanordningen 24 ble den blekemiddelholdige massesuspensjon avvannet i skruepressen 25 til en konsentrasjon av 24% og derefter overført til bleketårnet 28. Den i pressen 25 pressede blekemiddeloppløsning ble i

kjøleren 26 avkjølt til en temperatur av 40°C før den ble til-bakeført til blandeanordningen. Massen ble bleket i tårnet ved

o

en temperatur av 58 C i 1,5 time. Før den kom ut fra tårnet, ble massen fortynnet til en konsentrasjon av 4% ved tilsetning av blekeavlut erholdt fra filterpressen 29. Massen ble fortykket til en konsentrasjon av 50% på filterpressen 29. Blekeavlut fra filterpressen ble delvis tilbakeført (416 liter pr, minutt) til bleketårnets bunn via ledningen 30, mens 44 liter pr. minutt ble overført til dampkondensatoren 9 via ledningen 31. Blekeavlut som ble ledet gjennom ledningen 31, hadde en

temperatur av 58°C. Den ble i kondensatoren 9 oppvarmet til 98°C, hvorefter den ble tilført til oppbevaringskaret 34 som var forsynt med et overløp. Til oppbevaringskaret 34 ble via

ledningen 35 0,05% MgSO^ . 71^0 og 0,03% diethylentriaminpenta-eddiksyre (DTPA), beregnet på vedens tørrvekt, tilført. Blekeavlut ble fra oppbevaringskaret 34 via ledningen 44 overført til sugesiden av høytrykkspumpen 45.

Energiforbruket ved fiberfrileggingen var 1150 kWh/tonn masse. Den erholdte masse hadde følgende egenskaper:

Tilsetningen av stabiliseringsmiddel i oppbevaringskaret 34 i kombinasjon med den spesielle blekeprosess førte således til en overraskende høy lyshet ved et uventet lavt kjemikalieforbruk. Energiforbruket var meget lavt til tross for en lav freeness, og ca. 14 50 kWh/tonn masse ble spart i dampenergi ved at varme som ble utviklet i prosessen, ble tatt vare på.

Eksempel 3

Papir ble fremstilt på en halvstor pilot-papirmaskin fra ca. 1 tonn slipmasse fremstilt i overensstemmelse med opp-

finnelsens eksempel 2. Ved det samme tilfelle ble papir frem-

stilt fra slipmasse erholdt som beskrevet i US patentskrift nr. 4029543, og fra en kommersiell termomekanisk masse som i alminnelighet anses for å være den sterkeste av alle kjente mekaniske masser. Samtlige masser var bleket. Massenes papirtekniske egenskaper og energiforbruket ved fremstillingen er angitt nedenfor, og det bør i den forbindelse noteres at massen fremstilt ifølge oppfinnelsen ble fremstilt med en lavere freeness enn ifølge eksempel 1 for å minske papirets overflateråhet.

Det fremgår av tabell 2 at ved fremstilling av termomekanisk masse går det med nesten dobbelt så meget energi som ved fremstilling av stenslipmasse ifølge oppfinnelsen. Det fremgår dessuten at den termomekaniske masse har den høyeste verdi for rivindeks.

Før papirfremstillingen ble mekanisk masse blandet med hel-bleket furusulfatmasse som var malt til en freeness av 450 ml (malegrad 28° ifølge Schopper-Riegler) og med en lyshet av 91,2% SCAN. Andelen av bleket sulfatmasse utgjorde 40%, mens den resterende masse, dvs. 60%, besto av den masse som skulle under-søkes. De ferdige papirs egenskaper fremgår av den nedenstående tabell:

Det fremgår av sammenstillingen i tabell 3 at papir med slipmasse fremstilt ifølge oppfinnelsen overraskende nok er blitt gjennomgående sterkere enn papir inneholdende termomekanisk masse. Det er spesielt overraskende at rivindeks og forlengelse er blitt høyere enn for papir som inneholder termomekanisk masse, da denne masse ifølge arkundersøkelsen i tabell 2 hadde den høyeste riv-indeksverdi. En sikker forklaring på hvorfor massen ifølge oppfinnelsen førte til et så sterkt papir i blanding med kjemisk masse, finnes for tiden ikke. Fibermorfologiske undersøkelser har imidlertid vist at fibrene synes å frilegges på en annerledes måte ved defibrering ifølge oppfinnelsen enn ved vanlig slipmassefrem-stilling og termomekanisk massefremstilling. Ved defibrering

ifølge oppfinnelsen synes de enkelte fibre å bli løsgjort fra lignocellulosematerialets primærvegg og første sekundærvegg (S^) , slik at midtlamellene som består nesten utelukkende av lignin, blir omgitt av cellulose. Fibrene synes dessuten å bli godt fibrilert og fleksible, hvilket begunstiger fiber-fiber-

bindingene ved fremstilling av papir. Ved vanlig stensliping fås ofte brudd tvers gjennom fibrene, og dette fører til fiber-forkortning og dessuten synes fibrene å være rette og stive.

Ved den termomekaniske prosess skjer ofte fiberfrileggingen tvers gjennom midtlamellene og cellulosens primærvegg. Resul-tatet blir at visse fibre får et belegg av lignin fra midtlamellene, og dette forringer fiber-fiberbindingene ved fremstilling av papir.

Det kan sammenfatningsvis sies at de fordeler som kan oppnås ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, medfører at frem-stillingsomkostningene for massen blir lavere enn hva som er mulig å oppnå ved kjent teknikk. For å oppnå en viss styrke i papir kan energiforbruket senkes vesentlig ved massefremstil-lingen. Dessuten kan papir med lavere flatevekt fremstilles, fortsatt under bibeholdelse av egenskaper, eller til og med papir med bedre egenskaper kan erholdes, som en bedre formasjon og høyere opasitet. Ved fremstilling av papir i blanding med kjemisk masse,som sulfat- eller sulfittmasse, kan vektandelen av den kjemiske masse minskes. Sluttresultatet blir papir med uforandrede eller bedre egenskaper, men til en lavere frem-stillingspris. Papirets opasitet øker med høyere andel av mekanisk masse, og dette befordrer papirets trykkegenskaper.

Ved resirkulasjon av spritsvann ved den foreliggende frem? gangsmåte fås en konsentrasjon av utløste vedsubstanser, og dette gjør det lettere å ta hånd om og behandle miljøforstyrrende materialer.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av slipmasse fra lignocelluloseholdige materialer, hvor barkede vedstokker slipes på kjent måte i et lukket slipeverk som står under overtrykk av damp og/eller luft, under kontinuerlig tilsetning av spritsvann som er oppvarmet til minst 70°C og som inneholder organiske og uorganiske kjemikalier, hvorefter den erholdte slipmasse siles, fortykkes, blekes, fortynnes, fortykkes og tørkes eller viderebehandles i papirmaskin, karakterisert vedden kombinasjon av trekk at a) blekeavluten (fra 29) anvendes delvis for fortynning av den blekede (28) masse, tilføres delvis, efter oppvarming, til spritsvannet (5) og tilføres eventuelt også uten oppvarming delvis til sileriet (21), b) massen fra slipeverket (3) tilføres til en hydrosyklon (8) for fraskillelse av damp, c) den for damp befridde massesuspensjon fortykkes i et første trinn (11) til en konsentrasjon av 5-40%, hvorefter den fortynnes til en konsentrasjon av 0,5-4,0% og siles (21), d) den silte massesuspensjon fortykkes i et annet trinn (23) til en konsentrasjon av 10-50%og blandes derefter med blekekjemikalier (24) og blekes (28) og fortynnes med blekeavlut (fra 29) til en konsentrasjon av 1-6%, e) den fortynnede, blekede massesuspensjon fortykkes i et tredje trinn (29) til en konsentrasjon av 10-50% og tørkes derefter eller behandles videre i papirmaskin, f) prosessvann fra det første fortykningstrinn (11) tilføres til slipeverket (3) som spritsvann (5), g) prosessvann fra det annet fortykningstrinn (23) tilføres til sileriet (21), og h) damp fra hydrosyklonen (8) anvendes for oppvarming (9) av den blekeavlut (fra 29) som tilføres til spritsvannet (5).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat den oppvarmede blekeavlut (fra 29) for å unngå varme- og kjemikalietap overføres til et eget oppbevaringskar (34) før blanding med prosessvannet fra det første fortykningstrinn (11), idet prosessvannet tilføres til en egen puffertbeholder (15).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert vedat det til den oppvarmede blekeavlut (fra 9) tilsettes (34) stabiliseringsmiddel for blekekjemikalier, kompleksdannere og eventuelt ytterligere ferske blekekjemikalier samt pH-regulerende materialer.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert vedat den oppvarmede blekeavlut (fra 9) og prosessvannet fra det første fortykningstrinn (11) tilføres til slipeverket (3) via en felles høytrykkspumpe (45), og at de to væsker blandes før eller ved inngangen i pumpens sugeside.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert vedat blekeavluten oppvarmes (15; 34) med dampen fra hydrosyklonen (8) ved direkte kondensering, og at overskuddsdamp utnyttes for oppvarmingsformål i tilknytning til prosessen eller for andre oppvarmingsbehov.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5,karakterisert vedat en del av prosessvannet fra det første fortykningstrinn (11) avtappes til en varmeveksler (18) og derfra overføres til sileriet (21) eller fjernes fra prosessen for regulering av temperaturen i sileri (21) og blekeri (28) og utnyttelse av overskuddsvarme fra prosessen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6, karakterisert vedat det prosessvann fra det første fortykningstrinn (11) som tilføres til slipeverket (3) som spritsvann (5), efter fortykningstrinnet befris (14) for fibre og forurensninger.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7,karakterisert vedat blekingen utføres som tårnbleking (28) og at massen som kommer fra det annet fortykningstrinn (23), derved umiddelbart efter blandingen med blekekjemikalier i en blandeanordning (24) og før den innføres i bleketårnet (28), utsettes for en hurtig fortykning (25),og at det således erholdte overskudd av blekemiddeloppløsning til-bakeføres til blandeanordningen (24) efter avkjøling (26).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1-8,karakterisert vedat det i slipeverket (3) opprettholdes et overtrykk av 0,2-10 kp/cm 2, at spritsvanntemperaturen (5) holdes på 85-100°C og at vedstokkenes (1) trykk mot slipestenoverflaten (4) er 4-40 kp/cm 2 , fortrinnsvis 6-30 kp/cm 2.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1-9,karakterisert vedat. volumet av forvarmet blekeavlut (fra 9) i forhold til volumet av prosessvann fra det første fortykningstrinn (11) holdes på 1:30-5:1.