SE507694C2 - Förfarande och anordning för förbehandling av flis med hjälp av vakuumbehandling - Google Patents

Förfarande och anordning för förbehandling av flis med hjälp av vakuumbehandling

Info

Publication number
SE507694C2
SE507694C2 SE9002601A SE9002601A SE507694C2 SE 507694 C2 SE507694 C2 SE 507694C2 SE 9002601 A SE9002601 A SE 9002601A SE 9002601 A SE9002601 A SE 9002601A SE 507694 C2 SE507694 C2 SE 507694C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
solution
raw material
penetration
tank
vacuum
Prior art date
Application number
SE9002601A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9002601D0 (sv
SE9002601L (sv
Inventor
Osmo Aho
Antti Aho
Original Assignee
Osmo Aho
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osmo Aho filed Critical Osmo Aho
Publication of SE9002601D0 publication Critical patent/SE9002601D0/sv
Publication of SE9002601L publication Critical patent/SE9002601L/sv
Publication of SE507694C2 publication Critical patent/SE507694C2/sv

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C1/00Pretreatment of the finely-divided materials before digesting
    • D21C1/10Physical methods for facilitating impregnation

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Description

15 20 25 30 35 40 507 694 2 fuktighet som finns flisen spädes ut lösningen och när dess kemikalieinnehåll minskas när kemikalierna absorberas in i cellväggarna.
Därför har penetreringens mängd och teckning en högst väsentlig betydelse för starten och framskridandet av diffusio- nen likaväl som för tillräckligheten och jämnheten av kemika- liedoseringen in i fiberäggarna, vilket är det ytterste målet.
Det har föreslagits att minska den luftmängd som finns i cellsystemen i flisen med hjälp av vakuum som framställts meka- niskt eller genom basning. Emellertid används endast basning i industrin.
Basningsimpregnering är ett enkelt men ej fullgott eller reglerat förfarande, om en god och jämn penetrering av flisen önskas. Det har till exempel bevisats, att som resultat av absorption med kokvätskan varierade kemikaliekoncentrationerna i olika delar av en flispartikel inom vida gränser och att det krävs en ansenligt lång diffusionstid tillsammans med förvärm- ning innan en koncentration som är nödvändig för de kemiska reaktionerna, kan uppnås i de inre delarna.
Att använda vakuum för att avlägsna luft har föreslagits t ex i de finländska patenten 11 987 och 30 091 och i det svenska patentet 135 529.
Skriften SE 135 529 handlar om ett kontinuerligt förfa- rande och utrustning för impregnering av flisen med vätska.
Impregneringen sker så att flisen kontinuerligt matas in i den övre delen av ett torn, där den kommer in i vakuum. Den undre delen av tornet, vars övre ände är stängd, är placerad i vatten så att fliskolonnen långsamt sjunker nedåt i tornet och går ner under vattnet, varvid den samtidigt impregneras. Därvid blir trycket av det vatten som omger flisen gradvis högre till dess att de uppnår atmosfärstrycket när flisen föres ut från tornet.
När en flispartikel sjunker ner i vatten är trycket av den luft som finns i fibercellsystemet detsamma som trycket av det omgivande vattnet, varigenom ingen penetrering som beror på en tryckgradient sker. Emellertid startar effekten omedelbart av de faktorer som fördröjer penetreringen, vilka utvecklar sig snabbt.
I förfarandet i skriften FI 30 091 förtorkas startmate- rialet först till ca 18 % och luft borttages nästan fullstän- digt från det, vid ett absolut tryck lägre än 100 mmHg (ca 0,13 bar) och vid en temperatur av 85 till 90°C. Om en högre tempe- 10 15 20 25 30 35 40 3 507 694 ratur enligt patentet används, kan vakuumbehandlingstrycket ökas upp till ett absolut tryck av 200 mmHg (ca 0,26 bar).
I jämförelse med de mycket höga variationerna för inne- hållet av luft och vatten i flisen, är förändringarna i densi- teten hos vedmaterialet i regel begränsade till området i 5...10 %, på grund av att försök har gjorts att använda samma vedarter och att undvika de delar som är svårast att impreg- nera, såsom hartshaltig kärnved hos barrträd.
Fuktinnehållet i flisen varierar inom mycket vida grän- ser. Den flis som anländer till fiberframställningen kan normalt innehålla vatten på en nivå av 30 till 120 % av flisens torrhalt. I mekaniska framställningsförfaranden är defibre- ringen mest framgångsrik när flisen är fyllda med vatten. I kemiska förfaranden måste den önskade doseringen av kemikalier tillhandahållas jämnt diffunderade genom flisen. Därvid har den kvantitet och innehållet av kemikalier i den lösning som skall penetrera in i det fibercellsystem som är fritt från vatten, en väsentlig effekt på diffusionen.
I de citerade förfarandena sker impregneringen nästan undantagslöst med hjälp av diffusion. Penetrering kan nästan inte alls användas däri och är som mest användbar delvis och tillfälligtvis.
I det förfarande som nu har uppfunnits, utföres en förbe- handling i två steg. Det första steget är vakuumbehandling och det andra steget är penetrering med en kemikalielösning eller med vatten vars temperatur är lägre än dess kokpunkt vid det vakuum som används. Vakuumbehandlingen utföres utan väsentlig föregående uppfuktning av råmaterialet. Här betyder uppfuktning basning, tvättning eller vilken annan konventionell vattenbe- handling som helst.
Penetreringen utföres snabbt efter vakuumbehandlingen vid atmosfäriskt eller högre lösningstryck, så att fiberhåligheter- na i råmaterialet ej har tid att huvudsakligen stängas före penetreringen. Ju snabbare penetreringen utföres, desto bättre.
Beroende på förhållandena och vedarten, underkastas det vakuum- behandlade råmaterialet för lösningstryck, t ex inom ca 5 minu- ter, bäst t ex inom 1 minut, mest lämpligt inom 0,5 minuter från vakuumbehandlingen.
Företrädesvis börjar kontakten av penetreringslösningen med råmaterialet när vakuum fortfarande råder. Optimalt upp- rätthålles vakuumet under hela kontakten med lösningen. Efter 10 15 20 25 30 35 40 507 694 4 det att önskad mängd lösning har bringats i kontakt med råmate- rialet kan dessutom en tryckstöt anbringas på lösningen.
Det vacuum som används är t ex 0,1 till 0,5 bar, optimalt 0,2 till 0,4 bar. Därvid är temperaturen hos penetreringslös- ningen t ex 35 till 85°C, optimalt 45 till 75°C.
Koncentrationen av kemikalier i penetreringslösningen regleras fördelaktigtvis i enlighet med fukthalten eller med fukthalten och densiteten av råmaterialet eller i enlighet med den mängd lösning som skall penetreras.
Enligt en utföringsform ledes penetreringslösningen till råmaterialet i samma kärl i vilket vakuumbehandlingen utfördes, varefter råmaterialet överföres till en mottagningstank med ett högre tryck, där penetreringen slutföres.
Efter penetreringen är det fördelaktigt att separera den del av råmaterialet som inte sjönk ner i lösningen, från resten av råmaterialet.
Utrustningen i enlighet med uppfinningen är försedd med ett gemensamt kärl för vakuumbehandling och för penetrering, eller att det tillhandahållas separata kärl för dem.
Ett gemensamt processkärl kan till exempel vara en rotor som roterar i en kåpa och som är öppen i minst en ände. De nödvändiga sammanbindande ledningarna anbringade på rotorkåpans periferi.
När separata kärl används för vakuumbehandling och pene- trering, är det möjligt att mellan dem använda en överförings- ledning vilkens slutände bildar ett barometriskt lås mellan kärlen. I ett sådant fall är överföringsledningen företrädesvis förlängd genom en perforerad penetreringsledning. Slutänden på överföringsledningen är lämpligtvis försedd med en utrustning för borttagande av föroreningar. Å andra sidan är det lämpligt- vis möjligt, att i slutänden av perforeringsledningen placera en utrustning för borttagande av openetrerat råmaterial.
Penetreringsvätska kan ledas in i överföringsledningen, i synnerhet i dess startände.
Råmaterialet kan också ledas in vakuumbehandlingstanken genom en överförande matningsledning som passerar genom pene- treringstanken så att startänden av den överförande matnings- ledningen bildar ett barometriskt lås mellan penetreringstanken och vakuumbehandlingstanken. I ett sådant fall måste råmateria- let naturligtvis passera igenom detta lås så att det i huvud- sak inte uppfuktas. 10 15 20 25 30 35 40 s 507 694 Flisen förbehandlas i enlighet med uppfinningen utan den uppfuktning som är väsentlig från en praktisk synpunkt sett.
Väggarna hos de avhuggna fibrerna vid flisens avhuggna ändar, i synnerhet de delar som innehåller hemicellulosa absorberar nämligen vatten mycket snabbt, och när de blir uppsvällda, sammandrar de eller blockerar de öppna cellhåligheterna. Av denna orsak skall de vakuumbehandlade flisen i samband med penetreringen företrädesvis också omges med lösning så snabbt som möjligt. Om emellertid flisen kommer i kontakt med vatten innan förbehandlingen i enlighet med uppfinningen, skall denna kontakttid, beroende på omständigheterna, maximalt vara ca 1 minut, företrädesvis emellertid, maximalt ca 20 till 30 eller 5 till 15 sekunder.
Enligt föreliggande förfarande uppnås den bästa penetrer- ingen ej med hjälp av ett maximalt vakuum, utan genom att använda temperaturen hos penetreringsvätskan, varvid nämnda temperatur är, beroende på vedslag, 35 till 85°C. Storleken av vakuumtrycket bestämmes så, att förångning av vätskan fortfa- rande undvikes. Det nödvändiga vakuumet kan framställas med hjälp av en normal utrustning som vanligtvis användes i indust- rin, till en rimlig kostnad.
Till exempel är vakuumet för barrträd fördelaktigtvis 0,2 till 0,3 bar, och temperaturen hos vattenlösningen 55 till 70°C.
När vattenhalten i flisen ändras, ändras den mängd lösning som penetrerar i motsvarande grad, men den totala mängden penetrerad lösning och vatten som finns i flisen, är kvar på samma nivå, dvs nämnda penetreringsförfarande tillåter en lika stor uppfyllnad av cellsystemet oberoende av fuktinne- hållet i flisen. Mängden och jämnheten av penetreringen har god reproducerbarhet i förfarandet.
När densiteten hos veden varierar, uppmätes de förändrade innehållen av fast material i form av en motsvarande förändring i penetreringslösningen.
Slaget hos och pH i lösningen av kemikalier har ingen betydande verkan på penetreringen.
Koncentrationen i lösningen av kemikalier har en mindre effekt, vilken är obetydlig under de förhållanden som råder.
Om så är nödvändigt är även höga kemikaliekoncentrationer möjliga, på grund av att det är möjligt att använda temperatu- rer vid vilka lösbarheterna för kemikalierna är goda. 10 15 20 25 30 35 40 5Û7 694 e, I det följande, skall förfarandet enligt uppfinningen och anordningarna för dess tillämpning, beskrivas mer i detalj med hänvisning till de medföljande figurerna, i vilka - Figur 1 illustrerar effekten av en behandling med en lösning av kemilalier eller med vatten som föregår vakuumbehandlingen, på mängden flis som sjunker ner i lösningen, - Figur 2 åskådliggör penetreringens beroende av tempe- raturen hos lösningen eller vattnet, - Figur 3 åskådliggör effekterna av fuktigheten och densi- teten hos flisen, på den mängd lösning som penetrerar och penetrationsnivån, - Figur 4 åskådliggör en vakuumpenetreringsanordning i enlighet med en fördelkatig utföringsform av uppfin- ningen, - Figur 5 illustrerar en vakuumpenetreringsanordning i enlighet med en annan fördelaktig utföringsform, - Figur 6 åskådliggör en ytterligare vakuumpenetreringslös- ning i enlighet med en fördelaktig utföringsform, och - Figurerna 7 och 8 illustrerar arbetsstegen hos en anord- ning för kontinuerlig vakuumpenetrering.
I de experiment som utfördes, användes fabrikstillverkad flis.
För bestämning av jämnheten av penetreringen och pene- treringsnivån noterades att bestämningen av den del av flisen som sjunker ner i lösningen eller vattnet var ett tillräckligt noggrant förfarande.
Från Fig. 1 synes hur stark den negativa effekten på penetreringen av kokvätska är med en kokvätskebehandling som föregår vakuumbehandlingen. Den vertikala axeln representerar den del av flisen som sjunker ner i vätskan, som ett procenttal av hela den mängd flis som behandlas, och den horisontella axeln representerar varaktigheten av verkan från vätskan som minuter. I provet användes tallflis, vilkas fuktinnehåll var 21 %. Temperaturen hos behandlingslösningen var 65°C och koncentrationen 59.
Den streckade linjen 1 åskådliggör andelen sjunkande flis under vakuumpenetrering när flisen behandlas med NSSC-lösning.
Den streckade linjen 2 illustrerar andelen sjunkande flis när flisen förbehandlas med NaHSO3-lösning. Det noteras att en behandling i 1 minut med NSSC-lösning redan den minskar mängden 10 15 20 25 30 35 40 7 507 694 sjunkande andel med 24 %, och en behandling i 3 minuter med ca 45 %. De motsvarande minskningarna i fallet behandling med NaHSO3-lösning, var ca 30 % och ca 70 %. I försöket användes ett förfarande i vilket penetreringen utfördes med en kokvätska som underkastades atmosfärstryck och vari fyllningen av lös- ningen började när det vakuumtryck som hade varit, fortfarande fanns kvar.
En förklaring av fenomenet i Fig. 1 är att en vattenlös- ning har en förvånansvärt snabb verkan på väggarna och ytegen- skaperna hos kapillärcellshåligheterna varigenom, på flisens huggytor, sammandrages cellsystemen och i synnerhet kapillärer- na i sommarveden relativt talat. mest snabbt. På detta sätt minskas den mängd lösning som penetrerar, dvs den del flis som sjunker ner i lösningen, snabbt när blötningstiden ökar.
Fig. 2 åskådliggör verkan av temperaturen hos lösningen på penetreringen med olika behandlingstider. Den vänstra vertikala axeln representerar den mängd flis som sjunker ner i lösningen som ett procenttal av den totala kvantitet flis som behandlas, den horisontella axeln representerar temperaturen hos lösningen i °C, och den högra vertikala axeln representerar varaktigheten av behandlingen i minuter. I försöket bestod råmaterialet av tallflis med en fukthalt av 20 %, vid vilken nämnda flis behandlades med en 5 % NaHSO3-lösning. Det framgår att när temperaturen hos lösningen stiger från 20° till 50°C, ökar också den mängd flis som sjunker ner i lösningen (streckad linje 3) markant. På samma sätt synes det att en ytterligare höjning av temperaturen inte har en större effekt på resulta- tet. Samtidigt med höjningen av temperaturen hos lösningen, minskade behandlingstiden (rät linje 4) i proverna, trots att andelen sjunkande flis var kvar oförändrad och till och med blev något högre. Resultaten visar otvetydigt att den undret gränsen för den ekonomiska arbetstemperaturen hos lösningen är någonstans omkring 35 till 40°C medan, enligt experimenten, det inte är så fördelaktigt att uppvärma materialet till mycket höga temperaturer, eftersom penetreringen ej väsentligen förbättras. Med hjälp av uppvärmning är det emellertid möjligt att intensifiera penetreringen på ett avgörande sätt.
Från Fig. 3 ses hur vatteninnehållet i flisen påverkar den mängd lösning som penetrerar. Den horisontella axeln representerar vatteninnehållet i flisen och den vertikala axeln representerar mängden penetrerad lösning och den mängd flis som 10 15 20 25 30 35 40 507 694 8 sjunker ner i lösningen, allt som ett procenttal av torrsub- stansen i flisen. I provserierna var koncentrationen av kemika- lielösning 5 % och temperaturen 65°C. De streckade linjerna 1 till 3 åskådliggör penetreringarna av tallflis: 1. med sulfat- lösning, 2. med NSSC-lösning och 3. med NaHSO3-lösning, medan som den streckade linjen 4. åskådliggör björkflis behandlade med NSSC-lösning. Från de streckade linjerna 1 till 3 kan man se att lösningar väsentligen olika varandra penetreras approxi- mativt på samma sätt oaktat fuktinnehållet i flisen.
Med samma flisslag bestämmes penetreringen av en kemika- lielösning på ett nästan linjärt sätt av den mängd vatten som finns i flisen. Detta synes bäst från en undersökning vid de olika försökspunkterna hos de sammanlagda effekterna av föränd- ringarna i det vatten som finns som fuktighet i flisen och i den mängd vatten som finns i den lösning som penetrerar in i flisen. I tallflisen var den totala vattenkvantiteten inom området 164 till 177 % och i björkflisen inom området 143 till 145 % respektive. Spridningen från medelvärdet var för tallflis 1 4 % och för björkflis i 1 %.
Andelen sjunkande flis, vilken bestämdes med hjälp av en uppföljning av penetreringsnivån, var för tallflis 88 till 89 % och för björkflis 100 %, oberoende av fuktigheten i flisen (strckade linjerna 5 och 6).
Den klara skillnad i penetrationsnivå mellan tall- och björkflis, som ses i Fig. 3 beror huvudsakligen på olika densi- teter hos flisen, varvid densiteten hos tall i medeltal är 0,4 och för björk 0,5. Med densitet förstås här den nominella densiteten hos vedslaget som fullt torrt.
Eftersom det i fallet med de skilda vedslag som vanligt- vis används för fiberproduktion, densiteten för de riktiga vedmaterialet är desamma, 1,32 till 1,35, betyder den högrei densiteten hos björk, vilken genomsnittligt är en fjärdedel högre än densiteten för tall ett motsvarande mindre utrymme för fiberhåligheter, vilket också visar sig i den motsvarande ändringen i de penetrerade kvantiteterna av NSSC-lösning, så som visas i Fig. 3.
I ett jämförande försök som utfördes med den tallflis och den NSSC-lösning av den kvalitet som används i Fig. 3, studera- des impregnering med hjälp av basning. Efter en basningstid av 5 minuter var ca fyra femtedelar av den mängd lösning som penetrerade under vakuum i 5 minuter, absorberade bäst in i 10 15 20 25 30 35 40 9 507 694 torr flis, snabbt i början och totalt i två timmar. Penetre- ringsnivån var låg, i synnerhet i torr flis efter basning, och bara en liten del av den mängd som sjönk ner i lösningen vid vakuumpenetrering sjönk ner i lösningen nu. Lösningen av kemikalier var tydligtvis koncentrerad i ytdelarna av flisen och var utspädd med det vatten som kondenserats från ångan. Ã andra sidan uppmätes för samma vedslag vilken variation som helst i mängden vedmaterial i cellväggarna och, samtidigt, variationerna i densiteter som ändringar i den mängd lösning som penetrerar på samma sätt som ovan med varierande vatten- innehåll i flisen.
På det hela taget, i jämförelse med variationer i vatten- innehållet, är variationer i densitet så små, att för praktiska ändamål är det oftast tillräckligt om den sammanlagda effekten av vatteninnehåll och densiteten hos flisen tas med i beräk- ningen.
En karakteristisk egenskap hos barrved är densitetens beroende av skillnaderna mellan vårved och sommarved. Väggarna i sommarvedsfibrer är märkbart tjockare och diametrarna hos cellhåligheternas kapillärer är endast en del av de motsvarande dimensionerna hos vårvedsfibrer. Det har observerats att kapil- läreffekten har en väsentlig del i penetreringen. Eftersom den lyftande kraften för lösningen i en kapillär är omvänt propor- tionell mot kvadraten på kapillärens radie, börjar den kapil- lära fyllningen av fibercellsystemet starkast och snabbast i sommarvedsdelen, förutsatt att en tillräcklig mängd lösning finns i fiberhåligheterna. Det är tydligt att det bildade lösningstrycket tar bort kvarvarande luft och sommarvedsfibrer- na fylles först. Detta har betydelse med beaktande av initie- ringen av diffusionen och på utjämningen av kemikalierna i de tjockväggiga fibrerna i sommarveden. Nämnda antagande under? stödjes av t ex den penetreringsbefrämjande effekt hos ett vakuum som upprätthålls under fyllningen av lösningen, vilket hade observerats i försöken.
Björk har inga motsvarande strukturskillnader i cellsys- temen hos sommarved och vårved. I försöken syntes detta klart med en bättre nivå och hastighet av penetreringen hos björk i jämförelse med tallflis.
Tillfälliga strukturskillnader i veden såsom kvistar och inneslutningar orsakade av harts, har ingen större betydelse kvantitativt. Openetrerade delar i cellsystemen är, på ett 10 15 20 25 30 35 40 507 694 10 sätt, medtagna i beräkningen på ett liknande sätt för cell- väggsmaterialet, dvs de har samma effekt som en ökad densitet.
Vakuumpenetreringsanordningen 10 som visas schematiskt i Fig. 4 består av en penetreringstank 11 i vilken flisen inledes genom matningsöppningen 12 till vilken antingen en kulventil 13 används för mätningen av flis eller en kammarmatare eller en högtrycksmatare, kan anslutas. vid den lägre änden av tanken 11 finns en utmatningsöppning 14 för materialet och därinne finns en kulventil 15. Vakuumtryck införes i tanken 11 med hjälp av en sammanbindande ledning 16, vilken med hjälp av en ventil 17 är förbunden antingen direkt med en vakuumpump eller med en mellanliggande vakuumtank, vilken finns för att påskynda borttagningen av luft. Tanken 11 är vidare försedd med en sammanbindande ledning 18, genom vilken penetreringslösningen kan ledas in i tanken 11 med hjälp av en ventil 19, t ex från en tryckackumulator.
Utrustningen i enlighet med Fig. 4 används så att tanken 11 fylles genom matningsöppningen 12 varefter ventilen 13 stänges och ventilen 17 öppnas och luft suges ut ur den flis som finns i tanken 11. Vakuumtrycket får sjunka till ett värde vid vilket den penetreringslösningen som skall matas in i nästa steg, ej ännu börjar förångas. Vid fyllningen insättas vakuum- trycket, beroende på vedslag och anordnande av utrustningen, i 0,5 till 5 minuter, varefter ventilen 17 stänges och ventilen 19 öppnas, vilken senare ventil inleder penetreringslösningen i tanken så snabbt som möjligt. Det är också möjligt att hålla ventilen 17 öppen och att låta Vakuumtrycket verka på ett sätt som intensifierar penetreringen under fyllningen av lösningen.
I försöken har det observerats att en sådan fyllning penetrerar snabbt och jämnt på ett par minuter.
Om en ökad utrustningskapacitet önskas, är det möjligt att avtappa fyllningen med hjälp av ett positivt tryck in i en trycksatt mottagningstank, i vilken penetreringen slutföres och diffusionen av kemikalier kan påbörjas genom höjning av tempe- raturen.
Den utrustning 20 som schematiskt visas i Fig. 5, är avsedd för penetrering av t ex björkflis och av annan lövveds- flis med motsvarande cellsystem, vilket sker som en kontinuer- lig flödesbehandling. Penetreringsdelen består av en bågformad överföringsledning 21, vilken utsträcker sin övre del som en vakuumkammare 22. De nedre delarna av överföringsledningen, 10 15 20 25 30 35 40 11 507 694 vilken verkar som barometriska vakuumlås, är anordnade i tanken 23 för kokvätskan. Vätskenivån hålles konstant och beroende på det vakuumtryck som framställs i vakuumkammaren 22, stiger kokvätskan upp i ändarna av överföringsledningen 21 som är placerad i blötningsbassängen 23 till höjden h som svarar mot vakuumtrycket och bildar vakuumlås. Flisen matas med hjälp av en skruvtransportör 24 på vilken det omgivande röret 25 är perforerat för att den luft som omger flisen skall ha möjlighet att försvinna innan flisen överföres till den ändlösa transpor- tören i överföringsledningen 21. Från den stigande delen av transportören 21 matas flisen ut på skruvtransportören 26 i vakuumkammaren 22: Genom justering av överföringshastigheten hos transportören 26 kan flisen ges den önskade uppehållstiden i vakuumkammaren 22, från vilken en ändlös transportör 21 återigen överför flisen ner i kokvätskebassängen 23. Vid kröken 27 hos transportören 21 är det fördelaktigt att åstadkomma separering av sand och liknande föroreningar från flisen. Vid krökningspunkten 28 bortföres den del av flisen som sjunker ner i lösningen från överföringsledningen 21 ut till bottnen av bassängen 23 för att vidare flyttas till processen. Den del som ej sjunker ner i lösningen består huvudsakligen av barktäckta, kvistiga och andra dåligt penetrerade flis, och tas bort från ytan av bassängen 23; Genom att krossa denna andel flis ytter- ligare, kan användbart råmaterial återvinnas därifrån.
Vad avser dess uppbyggnad och arbetssätt, är den utrust- ning som beskrives ovan enklare än anordningen i Fig. 4 med dess stora antal ventiler. Dessutom är kostnaden för att framställa vakuumet lägre i detta fall, på grund av att den mesta luft som medföres tillsammans med flisen redan är separe- rad i skruvmataren 24 och ej kommer in i vakuumsystemet.
Faktiskt är den enda nackdelen med utrustningen i enlighet med denna utföringsform av uppfinningen det faktum, att flisen redan måste vara i kontakt med kokvätskan före vakuumbehand- lingen i skruvmataren 24 och i den lägre änden av överförings- ledningen 21. Emellertid har det observerats att om de är korrekt dimensionerade är de transportördelar som finns inne i vätskan så korta, att uppehållstiden för flisen i lösningen kvarstår på nivån 5 till 15 sekunder. Det har ännu ej någon stor betydelse i behandlingen av flis tillverkade av lätt penetrerbar ved. Vätningen av flisen minskas ytterligare av den luft som omger flispartiklarna och som matas ut i mataren 24, 10 15 20 25 30 35 40 507 694 12 likväl som av det vakuum som börjar vara verksamt och snabbt ökar från den lägre änden av transportören 21.
I den utföringsform av utrustningen som visas i Fig. 6 har den principiella nackdel som nämnts i jämförelse med den anordning som visas i Fig. 5 eliminerats. Flisen tas omväxlande från två mellanliggande tankar 41, vilka kan underkastas vakuumtryck, in i en vakuumkammare 42 från vilken en skruvmata- re 43 matar flisen som underkastats vakuumtryck in i en trans- portör 45, vilken samtidigt arbetar som ett barometriskt vakuumlås mellan vakuumkammaren och den flismottagande tanken 46. Uppbyggnaden av transportören 45 är sådan, att den snabbt drar flisen från vakuumet in i det trycksatta bassängutrymmet.
Sand, vilken är tyngre är flisen, och andra föroreningar separeras vid punkten 47. Med hjälp av en transportörskruv 48 som arbetar med justerbar hastighet, regleras uppehållstiden för flisen så, att penetreringen blir fullständig. Vid punkten 49 kan den del av flisen som ej sjunker ner i lösningen separe- ras t ex för krossning. Den penetrerade flisen överföres till processen med hjälp av transportören 50. I mottagningsbassängen 46 hålles ytnivån hos lösningen oförändrad. När en viss dose- ring av kemikalier har penetrerat in i flisen, ledes lösningen vid den ytnivå som bildats av vakuumets inverkan på det baro- metriska låset till punkten 51, dvs skillnaden i höjd h mellan lösningsytorna svarar mot vakuumtrycket i vakuumkammaren 43. I slussningen 52 för flisen är det möjligt att använda kul- eller skivventiler, slussmatare eller pluggskruvar som är lämpliga för behandlingen av flis och för anbringandet av vakuum 53, kan ett konventionellt spärrdon användas.
I Fig. 6 är det möjligt att utrustningskomponenterna 41, 52 och 53 t ex vid penetreringen av björkflis utbytes mot en pluggskruvpress, vilken matar flisen in i vakuumkammaren 42.
Den utrustning som beskrives ovan är lämplig för kontinu- erlig penetrering av flis, i synnerhet när en viss jämn dose- ring av kemikalier eftersträvas. Om penetreringen avser vatten tas hänsyn till det varierande behovet av vatten genom regle- ring av vattennivån i mottagningstanken.
Fig. 7 och 8 är schematiska illustrationer av två arbets- lägen hos en vakuumpenetreringsanordning, vilkens principiella arbetssätt är densamma som i den anordning som visas i Fig. 4, men i vilken flisbehandlingsutrymmet är en roterande rotor.
Fig. 7 åskådliggör startsituationen vid vilken all den 10 15 20 25 30 35 40 11 507 694 överföríngslösníng som fanns kvar i rotorn 60 efter den före- gående processatsen har borttagits genom ledningen 61 och i vilken flisen fylles genom fyllningsöppningen 62 medan den stansade plattan, som är placerad i den andra änden av rotorn, är i läget S. I Fig. 8, i läget S för siktplattan hos rotorn, utsättes flisen först för vakuum genom ledningen 63. Penetre- ringslösningen eller vatten införes genom ledningen 64, och efter fyllningen, antingen omedelbart eller efter en viss inkubationstid, överföres den behandlade flisen med hjälp av en lösning som är tagen från mottagningstanken genom ledningen 65, genom ledningen 66 in i nämnda mottagningstank. I mottagnings- tanken är det fördelaktigt, ehuru det inte är nödvändigt, att upprätthålla ett vätsketryck på några få bar. I stället för mottagningstanken kan den vidare behandlingen av flisen även utföras genom att använda det barometriska vakuumlåset hos de utföringsformer av utrustningen som åskådliggöres i Fig. 5 och 6. Om det är fråga om penetrering med vatten, behövs ej led- ningen 64.
Den anordning av apparaturen som beskrives härovan är lämplig t ex för behandlingen av flis för framställning av mekaniska raffinörfibrer tillsammans med vatten, i vilket vatten det fördelaktigt är möjligt, om så är nödvändigt, att lösa upp kemikalier, som förbättrar regleringen av pH, fiberut- bytet och färgen.
I nämnda anordningar som är försedda med en rotor, måste penetreringsutrymmet göras relativt litet av uppbyggnadsmässiga skäl. Ã andra sidan är de fördelar som uppnås korta och snabba vakuumbehandlings- eller lösningsfyllningstider och därigenom en god hanteringskapacitet. Snabba och intensiva tryckvaria- tioner vid borttagning av luft och vid penetrering av lösning på dess plats, befrämjar öppning av ringporerna mellan fibrer- na, vilket förbättrar nivån och snabbheten av penetreringen.
Om så är nödvändigt, tillhandahåller förfarandet enligt uppfinningen möjligheten att justera doseringen av kemikalier i flisen, bestämt i jämförelse med torrhalten, till den önskade nivån genom att justera koncentrationen av kemikalier i den lösning som skall penetreras. I det följande skall några exempel ges på mätningsapparaterna och på hjälpanordningar som är nödvändiga i det sammanhanget, vilka är lämpliga för använd- ning i samband med alla de ovan nämnda utföringsformerna av utrustningen för vakuumpenetrering, varvid ändamålet med dessa 10 15 20 25 30 35 40 507 694 14 exempel är att åskådliggöra de krav som skall ställas på nämnda utföringsformer.
För mätningen av vatteninnehållet och densiteten hos fli- sen liksom också för överföringen och omvandlingen av mätresul- taten för reglering av kemikaliekoncentrationen i den lösning som skall penetrera, är i regel de apparater som används för nämnda ändamål lämpliga.
Cirkulationstiden för lagring av flis är normalt några veckor. Därvid utjämnas extrema förhållanden i fråga om vatten- halt och variationer i fukthalt i den flis som skall användas förekommer som våglika variationer. Eftersom densiteten av vedmaterialet i fiberväggarna för alla de vedslag som kommer ifråga är praktiskt taget densamma 1,32 till 1,35 med någon förenkling, är det möjligt att utgå från det antagandet att ett flöde eller en sats flis som representerar samma vedslag och samma densitet och som har behandlats vid en standardiserad volym, alltid innehåller samma viktmängd torrt vedmaterial per volymenhet. Därvid kan det även anses, att den totala volymen cellhåligheter och porer kvarstår på samma nivå. Härav följer att skillnaden i vikt mellan den flisvikt som uppmätes i varje särskilt fall och vikten av flisens torrhalt betraktas som ej variabel, varvid senare vikten även innefattar variationerna i densiteten hos vedmaterialet, och kan upptagas som den samman- lagda mängden vatten som finns i flisen och av den densitet som är olik den genomsnittliga, vilket nämnda sammanlagda värde, när detta substraheras från nämnda totala volym cellhåligheter, ger den hålighetsvolym som är fri från vatten och från varia- tioner i veddensitet, dvs lösningsvolymen i vilken den önskade kemikaliedoseringen måste finnas upplöst.
Under de ovanstående förutsättningarna bestämmes koncent- rationen av kemikalier lk (%) i den lösning som skall penetrera på grundval av den önskade kemikaliedoseringen b (i % av torrsubstansen) och av den sammanlagda effekten a (i % av torrsubstansen) av vatteninnehållet och densiteten hos flisen, ur formeln lk = lälfíf, i vilken värdet av faktorn n är en faktor som erhållits från densiteten hos det avsedda vedmate- rialet. Grundat på erfarenhet, kan faktorn n bringas att inne- fatta en apparatspecifik korrektion eller en korrektion som er- hållits från en önskad säkerhet eller liknande faktor. Till exempel är för barrved vid en densitet av 0,4 värdet på faktorn 10 15 20 25 30 35 40 15 507 694 n utan korrektioner 176 och med björk med en densitet av 0,6 motsvarande 93. I formeln är det väsentligt att mängden eller fyllningsdensiteten av flisen ej har någon inverkan på resulta- tet.
För konstant observation av vatteninnehållet och flisens vikt är t ex en mätapparat lämplig i vilken vatteninnehållet bestämmes med hjälp av neutronstrålning och vikten med hjälp av gammastrålning. Om konstant observation av densitetsvariationer i flisen är nödvändig, i mätområdet av transportörsremmen måste flisflödet ha en ej variabel volym eller ock måste mätningarna utföras i ett mätningsutrymme, i vilket fall fyllningsdensite- ten hos flisen lättare kan göras ovariabel. Variationerna i flisens densitet är normalt i storleksordningen ett par pro- cent, så att det i de flesta fall är nödvändigt att göra korrektioner för densiteten endast efter det att en viss gräns har passerats, eller när vedslaget eller kvaliteten är anmärk- ningsvärt förändrad. I de utföringsformer av utrustningen som beskrivits, är en snabb och precis behandling av ett konti- nuerligt fiberflöde möjlig.
En betydligt enklare utföringsform av apparaturen, vilken dock arbetar med en tillräcklig noggrannhet, erhålles när vad avser flisen endast variationen i vikten hos den flis som är närvarande i en ej variabel volym och en ej variabel fyllnads- densitet bestämmes antingen kontinuerligt eller genom den behandlade satsen. I denna utföringsform, och även i den utföringsform av apparaturen som beskrives ovan åstadkommer frusen flis ej något mätningsfel, men svårigheter i behand- lingen av flis, både i mätningssteget och i penetreringssteget, kan bäst undvikas genom att smälta flisen och genom att delvis torka ytfukten t ex med hjälp av en varm luftström. När ved- slaget eller kvaliteten väsentligen förändras, görs en motsva- rande korrektion för regleringsfaktorn. Nämnda arbetssätt är fördelaktigt i synnerhet när högutbytesmassor framställes med hjälp av penetreringsanordningar av det slag som åskådliggöres i Fig. 7 och 8.
Det är möjligt att använda de mätresultat som erhållits från förändringarna i mängden penetrerbar lösning, varvid nämnda förändringar orsakas av variationer i vatteninnehållet och densiteten hos flisen. Därvid användes den lösningsvolym av den lösning som är penetrerbar i ett flöde eller sats av flis vid regleringen av kemikalieinnehållet i penetreringslösningen

Claims (10)

10 15 20 25 30 I mängden penetrerbar lösning företrädesvis enligt formeln 1,, = 507 694 Patentkrav
1. Förfarande för förbehandling av flisformigt råmaterial av cellulosa i två steg, vid vilket förfarande i det första steget luft avlägsnas från råmaterialet med hjälp av vakuumbehandling. k ä n n e t e c k n a t av att vakuumbehandlingen utföres utan föregående väsentlig uppfuktning av râmaterialet och att ràmaterialet i det andra steget föres i kontakt med en penetreringslösning, varvid nämnda lösning består av en lösning av kemikalier eller av vatten, temperaturen hos nämnda lösning är lägre än kokpunkten för lösningen i det vakuum som används och lösningen får snabbt penetrera in i rámaterialet efter vakuumbehandlingen, under atmosfärstryck eller högre tryck samt att det vakuumbehandlade rämaterialet utsättes för penetreringslösníngen inom ca 5 minuter, företrädesvis inom 1 minut och speciellt inom 0,5 minuter efter vakuumbehandlingen.
2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av att penetreringslösníngen börjar ledas till ràmaterialet när vakuum fortfarande föreligger och att, vid slutförandet av lösningstillförseln, optimalt en tryckstöt anbringas på lösningen.
3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att det vakuum som används är 0,1 till 0,5 bar, företrädesvis 0,2 till 0,4 bar och att in i råmaterialet penetreras en vattenlösning eller vatten, vars temperatur är 35 till 85°C, företrädesvis 45 till 75°C.
4. Pörfarande enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e t e c k n a t av att en kemikalielösning penetrerar in i råmaterialet och att koncentrationen av kemikalier i lösningen justeras i enlighet med fukthalten eller med fukthalten och densiteten eller med 100 .b n-Û , i vilken lk är koncentrationen av kemikalier a är sammanlagd effekt av fukt och densitet b är doseringen av kemikalier, och n är en faktor som består av korrektionsfaktorer.
5. Förfarande enligt något av kraven l till 4, k ä n n e t e c k n a t av att penetreringslösníngen ledes till ràmaterialet i samma kärl som vakuumbehandlingen utfördes, varefter râmaterialet överföres till en mottagningstank i vilken atmosfärstryck eller högre tryck råder och i vilken penetreringen slutföres, och att råmaterialet slutligen 10 15 20 25 30 507 694 21 överföres från vakuumbehandlingstanken till mottagningstanken med hjälp av en lösning som tagits från mottagningstanken.
6. Förfarande enligt något av kraven 1 till 5, k ä n n e t e c k n a t av att penetreringslösningen är framställd av en mättad eller nästan mättad koncentrerad lösning av kemikalier samt likaså av en lösning av kemikalier som erhållits från den vidare bearbetningen av rámaterialet eller från tvättvatten eller annat avloppsvatten.
7. Förfarande enligt något av kraven 1 till 6 för förbehandling av råmaterial som skall användas vid alkaliska eller neutrala kokprocesser.
8. Förfarande enligt något av kraven 1 till 6 för förbehandling av råmaterial som skall användas vid mekanisk framställning av fibrer.
9. Anordning för förbehandling av ett flisforrnigt råmaterial av cellulosa i två steg, som innefattar en behandlingstank försedd med en inmatningsöppníng för rámaterialet, en utmatningsöppning för rámaterialet, en ledning för borttgande av luft från behandlings- tanken samt likaså en inmatningsöppníng för behandlingslösning för matning av behandlingslösningen i kontakt med det vakuumbehandlade rámaterialet, k ä n n e t e c k n a d av att behandlingstanken är en behandlingstank (11/60) för i huvudsak ofuktat råmaterial, varvid i nämnda tank inmatníngsöppningen för behandlings- lösningen är inmatningsöppníng (18/64) för penetreringslösningen för att snabbt leda penetreringslösningen in i tanken under atmosfärstryck eller högre tryck och i nämnda tank utmatningsöppningen (14/66) för rámaterialet företrädesvis är förbunden med en mottagningstank i vilken atmosfårstryck eller högre tryck råder samt att utrustningen ' innefattar en rotorkâpa till inmatningsöppningen (62) för rámaterialet, ledningen för luftbortförsel (63), inmatníngsöppningen (64) för penetreringslösningen, och utmatningsöppningen (66) för rámaterialet är sammanbundna, och att behandlingstanken är en rotor (60) som roterar i en kåpa och som är öppen vid minst en ände, varvid rotorkápan företrädesvis även är försedd med en inmatningsöppníng (65) för överföringslösningen för rámaterialet.
10. Anordning för förbehandling av ett flisforrnat råmaterial av cellulosa i två steg, som innefattar en vakuumbehandlingstank i det första steget, vilken är försedd med en inmatningsöppníng för råmaterial, en utmatningsöppning för råmaterial liksom även med en sarnrnanbindande ledning för avlägsnande av luft från vakuumbehandlingstanken, samt även en separat behandlingstank i det andra steget för att bringa rámaterialet och 10 507 694 LL behandlingslösníngen i kontakt med varandra, varvid nämnda tank är försedd med en inmatriingsöppning för råmaterial, en inmatningsöppning för behandlingslösningen och med en utmatningsöppning för râmaterialet, k ä n n e t e c k n a d av att vakuumbehandlings- tanken är en vakuumbehandlingstank(22/43) för ett väsentligen ofuktat råmaterial, att behandlingstanken i det andra steget är en penetreringstank (23/46) i vilken atmosfärstryck eller högre tryck råder och att nämnda penetreringstank företrädesvis är separerad från vakuumbehandlingstanken med hjälp av ett barometriskt lås (21/45) samt att den är försedd med en matare (24) för matning av ràmaterialet in i penetreringstanken (23), en överföringsledning (21) för en snabb överföring av råmaterialet frán penetreringstanken till vakuumbehandlingstanken (22) och från denna tillbaka tillbaka till penetreringstanken, och hos vilken nämnda överföringsledning början och slutänden av ledningen bildar barometriska läs mellan penetreringstanken och vakuumbehandlingstanken.
SE9002601A 1988-02-08 1990-08-08 Förfarande och anordning för förbehandling av flis med hjälp av vakuumbehandling SE507694C2 (sv)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI880560A FI80083C (sv) 1988-02-08 1988-02-08 Förfarande och anordning för förbehandling av cellulosahaltigt råämne
PCT/FI1989/000017 WO1989007170A1 (en) 1988-02-08 1989-01-30 Process and equipment for pretreatment of cellulosic raw material

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9002601D0 SE9002601D0 (sv) 1990-08-08
SE9002601L SE9002601L (sv) 1990-08-08
SE507694C2 true SE507694C2 (sv) 1998-07-06

Family

ID=8525866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9002601A SE507694C2 (sv) 1988-02-08 1990-08-08 Förfarande och anordning för förbehandling av flis med hjälp av vakuumbehandling

Country Status (6)

Country Link
CA (1) CA1322827C (sv)
DE (1) DE3990074C2 (sv)
FI (1) FI80083C (sv)
FR (1) FR2650604B1 (sv)
SE (1) SE507694C2 (sv)
WO (1) WO1989007170A1 (sv)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI80083C (sv) * 1988-02-08 1990-04-10 Antti Aho Förfarande och anordning för förbehandling av cellulosahaltigt råämne
FI910577A (fi) * 1991-02-06 1992-08-07 Antti Aho Reglering av en process.
FI934281A0 (fi) * 1993-09-29 1993-09-29 Antti Aho Foerbehandling av flis

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3076501A (en) * 1956-11-08 1963-02-05 Escher Wyss Ag Apparatus for treating fibrous materials in the production of cellulose or semi-cellulose
DE1070013B (de) * 1957-07-10 1959-11-26 Escher Wyss G.m.b.H., Ravensburg Verfahren und Einrichtung zur Behandlung faserhaltiger Stoffe bei der Erzeugung von Zellstoff oder Halbzellstoff
US3215587A (en) * 1963-01-21 1965-11-02 Lummus Co Continuous process and apparatus for delignification of cellulosic material
US3347741A (en) * 1964-01-13 1967-10-17 Crane Co Feeder for solid materials
US3446701A (en) * 1967-12-28 1969-05-27 Us Agriculture Apparatus for impregnating and chemically converting cellulose-containing materials
FI80083C (sv) * 1988-02-08 1990-04-10 Antti Aho Förfarande och anordning för förbehandling av cellulosahaltigt råämne

Also Published As

Publication number Publication date
FI80083B (fi) 1989-12-29
FR2650604A1 (fr) 1991-02-08
SE9002601D0 (sv) 1990-08-08
DE3990074C2 (de) 2000-03-16
FR2650604B1 (fr) 1995-02-10
CA1322827C (en) 1993-10-12
FI880560A (fi) 1989-08-09
FI880560A0 (fi) 1988-02-08
FI80083C (sv) 1990-04-10
WO1989007170A1 (en) 1989-08-10
SE9002601L (sv) 1990-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI58655B (fi) Apparatur foer framstaellning av socker av hemicellulosahaltiga raoaemnen i synnerhet foer framstaellning av xylos av xylanhaltiga raoaemnen
US2858213A (en) Wood chip digestion
Harris et al. Hydrolysis of wood-treatment with sulfuric acid in a stationary digester
SE534058C2 (sv) Matning av fibermaterial med pumpar vid framställning av massa
NO152979B (no) Anordning ved forstoevningskatode og system for paafoering av belegg paa store substratarealer
SE518292C2 (sv) Metod för matning av flis till en kokare
FR2640651A1 (fr) Procede pour le lessivage continu d'une matiere cellulosique fibreuse
SE507694C2 (sv) Förfarande och anordning för förbehandling av flis med hjälp av vakuumbehandling
FI73473C (sv) Förfarande för framställning av fibermassa.
NO119058B (sv)
US3258390A (en) Method and apparatus for maintaining a water balance during impregnation and digestion of cellulosic material
US5207870A (en) Process and equipment for pretreatment of cellulosic raw material
EP2467533B1 (en) Method and arrangement for adding treatment liquors to cellulose raw material in a continuous process using down flow vessels
FI71259B (fi) Saett att torka impregnerat virke och andra impregnerade cellulosabaserade material
NO150499B (no) Roterende elektrisk utladningsskriver
US2178266A (en) Continuous process for the manufacture of semipulp
US4135966A (en) Method and device for equalizing the moisture content of porous material
US3338525A (en) Method of cooling pulp suspensions in grinding and refining operations
US3801431A (en) Method and apparatus for continuous pretreatment of wooden chips
US4743338A (en) Method of removing air from lignocellulosic material by passing the material through conduit paths of different diameters
US2137779A (en) Process of impregnating wood chips
FI123011B (sv) Förfarande för att reglera en cellulosakokprocess
NO118203B (sv)
CA1057007A (en) Impregnation of wood particles
SE0200189A1 (sv) System och förfarande för styrning av en operation av 16

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed