DE102007036375A1

DE102007036375A1 - Making finer material from wood pulp, adjusts wood pulp suspension to given density and feeds it through blocking screw conveyor to grinding equipment

Info

Publication number: DE102007036375A1
Application number: DE200710036375
Authority: DE
Inventors: Hans-Ludwig Dr. Schubert; Esa-Matti Aalto; Klaus Wäscher
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2009-02-05

Abstract

A wood pulp suspension to be refined is adjusted to a given density. It is fed against grinding equipment (8). The feedstock (4) is at least partially broken-down into finer materials. The pulp density is preferably adjusted to 35% or more. A blocking screw conveyor (6) feeds the suspension. For refinement, the grinding equipment used is a grindstone and/or a refiner. The refined material preferably contains at least 80% fines, on an oven-dried basis. Water-spraying nozzles (10) clean the grinding equipment.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Feinstoff aus Faserstoff.The The invention relates to a method for producing fines Pulp.

Faserstoff wird mit verschiedenen Verfahren aus lignocellulosischem Rohstoff gewonnen. Typische Faserstoffe werden beispielsweise durch Steinschliff (SGW), Druckschliff (PGW) oder als thermomechanischer Faserstoff (TMP) gewonnen. Diese Verfahren werden großtechnisch eingesetzt. Der erzeugte Faserstoff wird mit möglichst geringen Ausbeuteverlusten erzeugt. Es wird angestrebt, möglichst den gesamten Rohstoff in Faserstoff zu zerlegen, doch bleiben meist größere Anteile von so genannten Rejekts, also von Rohstoff-Anteilen, die nach dem Zerfasern nicht in Faserstoff zerlegt wurden.fiber is made from lignocellulosic raw material with various processes won. Typical fibers are for example by stone grinding (SGW), pressure ground (PGW) or as thermomechanical pulp (TMP) won. These methods are used on an industrial scale. The produced pulp is produced with the lowest possible yield losses generated. It is aimed, if possible, the entire raw material in Disintegrate pulp, but usually remain larger Shares of so-called Rejekts, ie of commodity shares, the were not broken down into fibrous material after defibering.

Wenn es sich als wirtschaftlich erweist, werden diese Rejekts in einem zweiten Bearbeitungsvorgang zerfasert. Je nach dem, unter welchen Bedingungen die Faserstoffe erzeugt werden, ergibt sich eine verfahrenstypische Zusammensetzung der Faserfraktionen, die die Verarbeitungseigenschaften der Faserstoffe bestimmt.If It turns out to be economical, these rejects are in one second machining process frayed. Depending on which, under which Conditions the fibrous materials are produced results in a process typical Composition of the fiber fractions, the processing properties determines the fibrous materials.

Eine häufig verwendete Methode der Bestimmung der Zusammensetzung einer Faserstoff-Mischung, um die Fraktionen bestimmter Länge zu bestimmen, ist die Methode nach Bauer-McNett (TAPPI T233 hm-82). Die Faserstoff-Mischung (ohne Rejekts, also nicht-zerfaserte Anteile des lignocellulosischen Rohstoffs) wird in einem Kaskaden-Fraktioniergerät durch eine Folge von Sieben mit den nachfolgend genannten Maschenweiten in verschiedene Faserstoff-Fraktionen sortiert. Es wird unterschieden nach Langfasern, Mittelfraktion und Feinstoffen: R14 bis zu 1.410 μm Langfaser (gröber) R30 bis zu 595 μm Langfaser (feiner) R50 bis zu 297 μm Mittelfraktion (gröber) R100 bis zu 149 μm Mittelfraktion (feiner) R200 bis zu 74 μm Feinstoffe (gröber) R325 bis zu 44 um Feinstoffe (feiner) D325 kleiner 44 μm Feinststoffe A commonly used method of determining the composition of a pulp mixture to determine the fractions of particular length is the Bauer-McNett method (TAPPI T233 hm-82). The pulp mixture (without reject, ie non-fiberized portions of the lignocellulosic raw material) is sorted in a cascade fractionator by a series of sieves with the following mesh sizes in different pulp fractions. A distinction is made between long fibers, middle fraction and fines: R14 up to 1,410 μm Long fiber (coarser) R30 up to 595 μm Long fiber (finer) R50 up to 297 μm Middle fraction (coarser) R100 up to 149 μm Middle fraction (finer) R200 up to 74 μm Fines (coarser) R325 up to 44 um Fines (finer) D325 smaller 44 μm fine material

Im Zusammenhang mit dieser Erfindung werden alle Fasern als Feinstoffe bezeichnet, die ein Sieb mit einer Maschenweite von bis zu 74 μm (R200) passieren.in the In connection with this invention all fibers are considered as fines denotes a screen with a mesh size of up to 74 microns (R200) happen.

Die nachstehende Tabelle 1 zeigt typische Faserfraktionierungen für SGW, PGW und TMP: Faserfraktion (Bauer-McNett) TMP (80°SR) PGW (80°SR) SGW (80°SR) R14 4,4% 4,0% 0,1% R30 18,3% 15,0% 0,5% R50 21,7% 17,5% 11,4% R100 15,8% 16,4% 20,8% R200 11,0% 14,3% 7,0% R325 6,4% 6,6% 24,1% D325 22,5% 26,2% 36,0% Tabelle 1: Fraktionierung des Faserstoffs in % (ohne Rejekts) Table 1 below shows typical fiber fractions for SGW, PGW and TMP: Fiber fraction (Bauer-McNett) TMP (80 ° SR) PGW (80 ° SR) SGW (80 ° SR) R14 4.4% 4.0% 0.1% R30 18.3% 15.0% 0.5% R50 21.7% 17.5% 11.4% R100 15.8% 16.4% 20.8% R200 11.0% 14.3% 7.0% R325 6.4% 6.6% 24.1% D325 22.5% 26.2% 36.0% Table 1: Fractionation of pulp in% (without reject)

Bei der mechanischen Faserstofferzeugung wie z. B. SGW oder TMP liegen die primären Ziele in der Erzeugung von Faserstoffen mit hohen Festigkeiten und guten optischen Eigenschaften. Typische Parameter, die optimiert werden sollen sind der Licht-Streu-Koeffizient (LSK) oder die Rauhigkeit (μm) gemessen als PPS gemäß ISO8791.4 . Gerade bei den optischen Eigenschaften unterscheiden sich mit dem Refiner erzeugte Faserstoffe (z. B. TMP) von Steinschliff (SGW). Dies liegt zum einen an der Quantität der Feinstoffe, zum anderen aber auch an der Qualität der Feinstoffe.In the mechanical pulp production such. As SGW or TMP are the primary objectives in the production of fibers with high strengths and good optical properties. Typical parameters to be optimized are the light scattering coefficient (LSK) or roughness (μm) measured as PPS according to ISO8791.4 , Especially with regard to the optical properties, fiber materials (eg TMP) produced with the refiner differ from stone grinding (SGW). This is partly due to the quantity of fines, but also on the quality of fines.

Während TMP und PGW eine ähnliche Zusammensetzung der Faserfraktion aufweisen, zeichnet sich der Steinschliff durch einen signifikant erhöhten Anteil an Feinstoffen aus.While TMP and PGW a similar composition of the fiber fraction show, the stone cut is characterized by a significant increased proportion of fines.

Fasermorphologische Untersuchungen zeigen, dass SGW einen hohen Anteil an „flakelike particulate fines" aufweist, dem so genannten Mehlstoff. Mit dem Refiner erzeugte Faserstoffe haben dagegen einen hohen Anteil an „fibrillar fines", dem so genannten Schleimstoff. Schleimstoff trägt zu einer höheren Festigkeit des Faserstoffs bei. Mehlstoff wirkt wie organischer Füllstoff und verbessert die optischen Eigenschaften des Faserstoffs, z. B. die Bedruckbarkeit.Fasermorphologische Investigations show that SGW has a high proportion of "flakelike particulate fines ", the so-called flour material By contrast, refiner-produced fibers have a high proportion of "fibrillar fines ", the so-called mucilage to a higher strength of the pulp at. flour substance acts like organic filler and improves the optical Properties of the pulp, z. B. the printability.

Bekannte Faserstoffe werden in der Faserfraktionierung angeboten und verarbeitet, die sich herstellungsbedingt ergibt. Daraus ergeben sich Einschränkungen in der Verwendung bekannter Faserstoffe.Known Fibers are offered and processed in fiber fractionation, which results from the production. This results in restrictions in the use of known fibers.

Es besteht Bedarf an einem Faserstoff, dessen Faserfraktionierung gezielt beeinflusst werden könnte, um z. B. Papiereigenschaften zu optimieren.It There is a need for a pulp whose fiber fractionation targeted could be influenced to B. Paper properties to optimize.

Zur Lösung dieses Bedarfs wird ein Verfahren nach Anspruch 1 vorgeschlagen.to A solution to this need is a method according to claim 1 proposed.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Feinstoff aus Faserstoff sieht die Schritte vor:

– Einstellen einer zu fraktionierenden Faserstoff-Suspension auf eine vorgegebene Stoffdichte
– Fördern der zu fraktionierenden Faserstoff-Suspension gegen ein Schleifaggregat
– mindestens teilweises Zerlegen des zu fraktionierenden Faserstoffs zu Feinstoff.

The process according to the invention for producing fines from pulp provides the steps:

- Setting a pulp suspension to be fractionated to a predetermined consistency
- conveying the pulp suspension to be fractionated against a grinding aggregate
- At least partial disassembly of the pulp to be fractionated to fines.

Zur Erhöhung des Feinstoff-Anteils eines Faserstoffs wird die Faserstoff-Suspension auf eine vorgegebene Stoffdichte eingestellt. Erfindungsgemäß wird die so eingestellte Faserstoff-Suspension noch einmal einem Schleifaggregat zugeführt. Das Schleifaggregat zerlegt den zu fraktionierenden Faserstoff mindestens zum Teil zu Feinstoff. Auf diese Weise wird aus Faserstoff Feinstoff erzeugt. Der Faserstoff ist fraktioniert.to Increasing the fines content of a pulp is the Fiber suspension adjusted to a predetermined consistency. According to the invention, the so-adjusted pulp suspension once again fed to a grinding unit. The grinding unit at least partially decomposes the pulp to be fractionated Fines. In this way, fines are produced from pulp. The pulp is fractionated.

Bevorzugt wird nur eine Teilmenge des zu verarbeitenden Faserstoffs einem Schleifaggregat zugeführt. Anschließend wird die fraktionierte Teilmenge auf eine vorgegebene Stoffdichte eingestellt und mit nicht fraktioniertem Faserstoff gemischt. Diese Faserstoff-Mischung enthält dann einen höheren Feinstoff-Anteil. Diese bevorzugte Verfahrensvariante ist besonders wirtschaftlich, da sich durch eine Änderung der Faserfraktionierung eines Teilstroms der Faserstoff-Suspension und anschließendes Mischen mit dem nicht-fraktionierten Teil der Faserstoff-Suspension bereits gezielt Einfluss auf die Festigkeits- und die optischen Eigenschaften des gesamten zu verarbeitenden Faserstoffs nehmen lässt. Auf diese Weise kann die Fraktionierung des Faserstoffs vor der Verarbeitung zu Pappe, Papier oder dergleichen gezielt eingestellt werden, um optimale Verarbeitungseigenschaften zu erzeugen.Prefers is only a subset of the pulp to be processed one Fed grinding unit. Subsequently, the fractional subset set to a predetermined consistency and mixed with unfractionated pulp. This pulp mixture then contains a higher proportion of fines. These preferred process variant is particularly economical because by changing the fiber fractionation of a partial flow the pulp suspension and then mixing with the non-fractionated part of the pulp suspension already targeted influence on the strength and the optical properties of the entire fibrous material to be processed. On This way, the fractionation of the pulp before processing be targeted to cardboard, paper or the like to to produce optimal processing properties.

Nach einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird die Faserstoff-Suspension auf eine Stoffdichte von mindestens 20%, bevorzugt von mindestens 30%, vorteilhaft von mindestens 35% eingestellt. Bei dieser Stoffdichte, die höher als die Stoffdichte für die Verarbeitung des Faserstoffs liegt, erfolgt durch einen effizienten Schleifvorgang eine weitgehende Zerlegung bzw. Fraktionierung des Faserstoffs in Feinstoff.To an advantageous embodiment of the method is the Fiber suspension to a consistency of at least 20%, preferably set at least 30%, preferably at least 35%. At this fabric density, which is higher than the fabric density for the processing of the pulp is done by an efficient Grinding process a substantial decomposition or fractionation of Fibrous material in fines.

Die Faserstoff-Suspension wird vorteilhaft mit Mitteln zum Fördern an das Schleifaggregat herangeführt. Mehrere technische Lösungen zum Fördern sind bekannt. Bevorzugt werden im Rahmen dieser Erfindung Schneckenförderer eingesetzt. Ein Vorteil des Einsatzes von Schneckenförderern ist, dass die Stoffdichte mittels der Schneckenförderer, üblicherweise Stopfschnecken, gut einstellbar ist, so dass konstante Bedingungen am Schleifaggregat eingestellt werden können. Die Schneckenförderer ermöglichen einen konstanten Druck bzw. Vortrieb des Faserstoffs auf das Schleifaggregat. Aus dem Förderer werden Faserteile aus den Fasern durch das Schleifaggregat herausgeschliffen, herausgebürstet und/oder abrasiv herausgetrennt. Diese mechanische Bearbeitung des Faserstoffs bewirkt das mindestens teilweise Zerlegen des Faserstoffs zu Feinstoff. Schneckenförderer ermöglichen ein besonders gleichmäßiges Herausschleifen, Herausbürsten bzw. abrasiven Heraustrennen von Faserteilen aus dem Faserstoff.The Pulp suspension is advantageous with means for conveying brought to the grinding unit. Several technical Solutions for conveying are known. To be favoured used in the context of this invention screw conveyor. An advantage of using screw conveyors is that the consistency by means of screw conveyors, usually Poppet, well adjustable, allowing constant conditions can be adjusted on the grinding unit. The screw conveyors allow a constant pressure or propulsion of the pulp on the grinding unit. The conveyor becomes fiber parts ground out of the fibers through the sanding unit, brushed out and / or removed by abrasion. This mechanical processing of Pulp causes the at least partial disassembly of the pulp to fines. Screw conveyors enable a particularly even sanding out, brushing out or abrasive separation of fiber parts from the pulp.

Als Schleifaggregat können sämtliche bekannte Schleifmittel eingesetzt werden. Bevorzugt werden Schleifsteine oder Refiner eingesetzt. Das Schleifmittel wird danach ausgewählt, welche Faserfraktionierung bevorzugt hergestellt werden soll. Es liegt im Können des Fachmanns, die Auslegung des Schleifaggregats zu optimieren.When Abrasive aggregate can be any known abrasive be used. Grindstones or refiners are preferably used. The abrasive is then selected which prefers fiber fractionation to be produced. It is within the skill of the skilled person to optimize the design of the grinding aggregate.

Es wird erfindungsgemäß angestrebt, dass der Faserstoff mindestens teilweise in Feinstoff zerlegt wird, wobei der Anteil an Feinstoff mindestens 60%, bevorzugt mindestens 70%, vorteilhaft mindestens 80% beträgt, bezogen auf den Einsatz an otro Faserstoff. Die weitgehende Umwandlung von Faserstoff in Feinstoff ermöglicht die gezielte Ein stellung von Faserstoff-Eigenschaften in Abstimmung auf die gewünschten Produkteigenschaften. Durch die möglichst weitgehende Umsetzung von Faserstoff in Feinstoff kann bereits die Umwandlung eines kleinen Teilstroms von Faserstoff genügen, um die Faserfraktionierung zur Optimierung der Verarbeitung des Faserstoffs z. B. in Abhängigkeit von den geforderten Produktparametern, insbesondere Festigkeit und/oder optischen Eigenschaften, einzustellen.It is desirable according to the invention that the pulp is at least partially decomposed into fines, wherein the proportion of fines is at least 60%, preferably at least 70%, advantageously at least 80%, based on the use of otro pulp. The extensive conversion of pulp into fines allows the targeted adjustment of pulp properties in coordination with the desired product properties. By the greatest possible conversion of pulp in fines can already Um conversion of a small partial stream of pulp to the fiber fractionation to optimize the processing of the pulp z. B. depending on the required product parameters, in particular strength and / or optical properties set.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Mittel zum Reinigen des Schleifaggregats eingesetzt. Bekannte Mittel zum Reinigen von Schleifaggregaten können eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz von Düsen, die Spritzwasser emittieren. Das Spritzwasser sorgt für eine Verdünnung des fraktionierten Faserstoffs, der nun nach dem Schleifen einen hohen Feinstoff-Anteil enthält. Der durch das Spritzwasser auf eine niedrigere Stoffdichte verdünnte fraktionierte Faserstoff wird dann vom Schleifaggregat in den Schleiftrog gespült. Wenn nur ein Teilstrom des Faserstoffs dem Schleifaggregat zugeführt wurde, dann wird der verdünnte, in seiner Faserfraktionierung veränderte Faserstoff-Teilstrom wieder dem nicht behandelten Faserstoff zugeführt und mit diesem für die weitere Verarbeitung gemischt.To a particularly preferred embodiment of the invention Method are used means for cleaning the grinding unit. Known means for cleaning sanding units can be used become. Particularly advantageous is the use of nozzles, the spray water emit. The splash water ensures a dilution of the fractionated pulp, which now after grinding contains a high proportion of fines. The diluted by the spray to a lower consistency Fractionated pulp is then removed from the grinding aggregate into the grinding trough rinsed. If only a partial flow of the pulp the grinding aggregate was fed, then the diluted, in his Fiber fractionation changed pulp flow again fed to the untreated pulp and with this mixed for further processing.

Vorteilhaft werden Mittel zum Abfördern des Feinstoffs bzw. des Faserstoff-Feinstoff-Gemisches eingesetzt. Es werden bevorzugt Pumpen und andere Fördermittel eingesetzt, z. B., um einen Teilstrom von Faserstoff mit dem nicht dem Schleifaggregat zugeführten Faserstoff zu mischen oder um die Faserstoff-Suspension einer weiteren Verarbeitung zuzuführen.Advantageous be means for conveying off the fines or the pulp-fines mixture used. It is preferred pumps and other funding used, for. B. to a partial flow of pulp with the not to mix pulp fed to the grinding aggregate or to feed the pulp suspension for further processing.

Details der Erfindung werden nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:details The invention will be described below with reference to an embodiment explained in more detail. It shows:

1 eine Anordnung zum Zerlegen von Faserstoff 1 an arrangement for the decomposition of pulp

1 zeigt in schematischer Darstellung eine Anordnung 2 zum Zerlegen von Faserstoff (Nadelholz, Laubholz und/oder Einjahrespflanzen). Der zu zerlegende Faserstoff wird mit einer Stoffdichte von 5% über eine Zuführung 4 auf eine rotierende Stopfschnecke 6 aufgetragen. Dort, wo der Faserstoff zugeführt wird, weist die Stopfschnecke 6 einen großen Durchmesser auf. Der Durchmesser der Stopfschnecke 6 verjüngt sich in Förderrichtung auf das Schleifaggregat 8 hin. Die Stopfschnecke weist Mittel zum Abführen von Wasser auf. Während der Faserstoff mittels der Stopfschnecke 6 auf das Schleifaggregat 8 hin gefördert wird, wird die Stoffdichte durch Auspressen von Wasser von 5% auf 30% erhöht. Das Schleifaggregat 8 besteht aus rotierenden Schleifsteinen, die den von der Stopfschnecke 6 heran geförderten Faserstoff mindestens teilweise zerlegt, indem die Fasern des Faserstoffs in kleinere Einheiten zerlegt werden. Der mindestens teilweise zerlegte Faserstoff wird durch Spritzwasser-Düsen 10 vom Schleifaggregat 8 in eine Auffangwanne 12 abgespült. 1 shows a schematic representation of an arrangement 2 for cutting up pulp (softwood, hardwood and / or annual plants). The pulp to be cut is packed at a density of 5% 4 on a rotating plug screw 6 applied. The stuffing screw points where the pulp is fed 6 a large diameter. The diameter of the plug screw 6 tapers in the conveying direction on the grinding unit 8th out. The plug screw has means for removing water. While the pulp by means of the stuffing screw 6 on the grinding unit 8th The pulp density is increased by pressing water from 5% to 30%. The grinding unit 8th consists of rotating grindstones, that of the stuffing screw 6 at least partially disassembled pulp by disassembling the fibers of the pulp into smaller units. The at least partially decomposed pulp is sprayed through spray nozzles 10 from the grinding unit 8th in a drip tray 12 rinsed.

Nach dem Zerlegen des Faserstoffs durch das Schleifaggregat 8 sind bei einer Bauer-McNett-Fraktionierung 75% des Faserstoffs in Feinstoff umgewandelt.After disassembling the pulp through the sanding unit 8th In a Bauer-McNett fractionation, 75% of the pulp is converted to fines.

Die zum Zerlegen des Faserstoffs erforderliche Energie ist gering. Sie liegt bei 250 kWh/t zerlegtem Faserstoff.The Energy required to disassemble the pulp is low. she is 250 kWh / t of shredded pulp.

Falls nur ein Teilstrom des Faserstoffs zerlegt wurde, wird der Faserstoff, der die Anordnung 2 mit dem Schleifaggregat 8 passiert hat, mit dem nicht zerlegten Faserstoff gemischt. Der Faserstoff, der dann durch Mischen der beiden Teilströme entsteht, weist einen erhöhten Anteil an Feinstoff auf.If only a partial stream of the pulp was disassembled, the pulp, the arrangement 2 with the grinding unit 8th happened, mixed with the undissolved pulp. The pulp, which is then produced by mixing the two partial streams, has an increased proportion of fines.

Der Faserstoff mit erhöhtem Feinstoff-Anteil wird einer weiteren Verarbeitung zugeführt.Of the Fiber with increased fines content becomes another Processing supplied.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- ISO8791.4 [0007]

Claims

Process for producing fines from pulp with the steps: - Setting a fraction to be fractionated Fiber suspension to a given consistency - Promote the pulp suspension to be fractionated against a grinding aggregate - at least Partial decomposition of the pulp to be fractionated to fine material.

Method according to claim 1, characterized in that that the pulp suspension to a consistency of at least 20%, preferably of at least 30%, advantageously of at least 35% is set.

Method according to claim 1, characterized in that that the pulp suspension with means for conveying is brought to the grinding unit.

Method according to claim 3, characterized that the means for conveying formed as a stuffing screw are.

Method according to claim 1, characterized in that that as a grinding unit for cutting the pulp grindstones and / or refiner.

Method according to claim 1, characterized in that that the pulp is at least partially decomposed into fines, wherein the proportion of fines at least 60%, preferably at least 70%, preferably at least 80%, based on the Use on otro pulp.

Method according to claim 1, characterized in that that means are used to clean the grinding unit.

Method according to claim 7, characterized in that that the means for cleaning the grinding unit as nozzles are formed, the spray water emit.

Method according to claim 1, characterized in that in that the means for conveying off the fine material or the pulp / fine material mixture be used.

Method according to claim 1, characterized in that the one fractionated pulp suspension with elevated Fines content is mixed with unfractionated pulp.