FR1465863A - Procédé pour la fabrication de pâte à papier - Google Patents

Description

Procédé pour la fabrication de pâte à papier.
La présente invention concerne un procédé pour la fabrication mécanique de pâte à papier à partir de matières fibreuses. Elle concerne plus particulièrement un procédé continu pour le défibrage mécanique de matières fibreuses dans lequel ces matières fibreuses sont traitées entre des surfaces de friction opposées tournant à faible distance l'une de l'autre.
Le traitement de la pâte et des produits fibreux non orientés trouve une large application industrielle. Ce traitement est constitué par le procédé mécanique pour la production de pâte à papier par râpage du bois en forme de rondins, dans lequel les rondins sont introduits dans un défibreur équipé d'une meule cylindrique. Au fil des années ce procédé a été continuellement amélioré et la pâte produite peut aujourd'hui être maintenue dans des limites plus rapprochées que dans le passé. Pourtant ce procédé possède certains désavantages inhérents. Spécialement en ce qui concerne la résistance à la déchirure, la résistance à l'eau et l'égouttage, ce procédé ne fournit pas de résistances et de propriétés de formations équivalentes à celles de la présente invention.Lors de l'exécution du procédé de râpage précité, l'affûtage des meules et la pression de broyage sont réglés de façon à donner une quantité de pâte crue comprise entre 1 % et 10 % du total. Quand ces fractions sont raffinées ultérieurement dans un raffineur à disques, il apparaît que la pâte ainsi produite possède des propriétés d'égouttage plus avantageuses et donne des feuilles d'une résistance supérieure à la pâte classique provenant de la meule. Par conséquent, beaucoup de moulins à pâte mécanique ont changé leur procédé de râpage afin d'augmenter la fraction de pâte crue et dans certains cas ces fractions ont été augmentées jusqu'à 30 % ; cette quantité étant destinée au raffineur à disques. Ce procédé augmente sensiblement la qualité de la pâte finale.
Depuis l'apparition du raffineur à disques l'industrie n'a cessé de rechercher un procédé optimum pour la fabrication de pâte mécanique à partir de copeaux. Dans la manufacture actuelle de journaux le procédé utilisant un raffineur a gagné continuellement en importance depuis qu'on a découvert que la longueur moyenne des fibres de la pâte produite peut ,être augmentée grâce à l'usage du raffineur. Un autre avantage du raffineur à disques réside dans le fait qu'il peut être employé pour traiter des copeaux ou d'autres formes de bois en morceaux qui ne conviennent pas pour le défibreur.
Le procédé précité, dans lequel on utilise un raffineur du type à disques pour défibrer mécaniquement du matériel fibreux, est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg] 2 743 874 du 19 juillet 1952 au nom de A. J. Asplund. Lors de l'exécution de ce procédé une quantité de copeaux sont mélangés avec de grandes quantités d'eau ou d'autres agents vecteurs, afin d'obtenir une boue à faible consistance qui est ensuite introduite entre des disques rotatifs faiblement espacés. Les disques opposés possèdent des surfaces abrasive et le matériel est introduit dans la zone de défibrage (formée par l'espace restreint défini par les disques précités) au moyen d'une vis ou d'un dispositif d'alimentation par pression.Dans un défibreur du type utilisant une vis ou un dispositif d'alimentation par pression pour pousser le matériel fibreux vers la zone de défibrage, la production de grandes pressions d'alimentations, caractéristiques pour ce type d'alimentation, bloque l'entrée de la zone de raffinage et retient la vapeur d'eau qui se produit à la suite d'une augmentation brusque de température au point de contact du matériel fibreux avec l'entrée de la zone de défibrage. Cette vapeur retenue gêne l'alimentation du matériel et cause une distribution irrégulière de ce dernier, de larges variations dans la consommation en énergie et un traitement irrégulier de la fibre.
Une tentative pour résoudre ce problème consistait dans l'addition d'eau ou d'autres agents vecteurs à la matière première, afin .de réduire à un minimum la formation de vapeur dans la zone d'entrée. Pourtant à mesure qu'on ajoute plus de liquide, une plus grande quantité d'énergie calorifique est nécessaire pour chauffer une quantité donnée de produit fibreux jusqu'à la température de ramollissement de l'agent de liaison des fibres. Ceci aboutit à un besoin plus élevé en chevaux-vapeur par tonne de produit traité. Un autre désavantage du traitement de produits fibreux dans un état plus dilué réside dans le fait que durant le chauffage initial et durant le défibrage subséquent les surfaces abrasives des disques doivent fonctionner à faible distance causant ainsi un endommagement mécanique excessif des fibres.En revanche, cet endommagement porte préjudice à la qualité du produit final.
Les différentes tentatives de solutions énumérées plus haut n'ont pas résolu complètement le problème et n'ont pas abouti à un procédé de pulpation mécanique efficace dans son fonctionnement et en même temps capable de produire une matière première de haute qualité.
Selon la présente invention tous les désavantages précités peuvent être éliminés si l'on permet au matériel d'être introduit librement et à consistance élevée dans la zone de défibrage. Ainsi la vapeur formée dans la partie initiale de la zone de défibrage peut s'échapper rapidement et efficacement. En permettant de cette façon à la vapeur de s'échapper, on nécessite des quantités d'eau ou d'autres milieux de dilution substantiellement plus réduites, et ceci aboutit à une diminution notable de l'énergie nécessaire. Le résultat le plus important pourtant réside dans le fait que l'élimination des inclusions de vapeur permet une consistance plus élevée du matériel entre les surfaces de défibrage. Une diminution de l'endommagement du matériel fibreux à traiter s'y rattache.
En plus on a découvert que l'efficacité des procédés classiques peut être augmentée davantage par distribution uniforme du matériel fibreux à travers une zone de prédéfilage continuellement aérée. En soumettant le matériel à l'action mécanique de ladite zone de prédéfilage, les paquets les plus étendus du matériel fibreux sont réduits à une dimension s'approchant de la dimension moyenne des paquets dans la masse du matériel.
Une autre amélioration du procédé réside dans réchauffement initial du matériel fibreux, -alors que la masse fibreuse est continuellement aérée à l'atmosphère ambiante. L'échauffement initial de la masse fibreuse a lieu sous des conditions contrôlées de température et de pression et inclut le défibrage initial du matériel fibreux. Le défibrage initial est ensuite suivi d'un défibrage final, dans lequel l'élévation initiale de température du matériel fibreux est contrôlée et maintenue à un certain niveau désiré.
Des études théoriques ont démontré que le défibrage mécanique du bois est causé par des déformations visco-élastiques répétées du bois alternant avec des détentes de la pression. Le procédé optimum semble être un défibrage en deux étapes, la dernière étape s'approchant davantage de la nature d'une raffination produisant le degré de finesse désiré.
Les méthodes classiques connues ont essayé de réaliser ce procédé en deux étapes en utilisant un défibreur alimenté par une vis ou un piston compresseur, ce défibreur étant suivi d'un raffineur comme celui décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg] 2 947 485 du 5 février 1954 au nom de M. D. Woodruff et autres. La consistance de la boue dans les deux étapes est maintenue au niveau pratique le plus élevé. Dans la première étape la consistance varie généralement entre 18 % et 20 %, alors que la consistance de la seconde étape est maintenue supérieure à 15 %. On a essayé d'accomplir le procédé entier de défibrage par un seul passage à travers l'une ou l'autre des installations précitées. Mais on a trouvé que la quantité passant à travers une seule unité constitue alors un minimum à cause de l'augmentation du travail mécanique de la fibre.Afin d'augmenter le travail mécanique des fibres, le temps de rétention de chaque fibre individuelle par l'unité doit être augmentéCeci est essayé par l'augmentation de la consistance du matériel fibreux. En augmentant la consistance du matériel fibreux, la quantité d'eau présente est diminuée et la chaleur engendrée par l'action mécanique sur les fibres trouve une quantité moindre d'eau pour la dissiper. Avec certains degrés de consistance désirés il se forme une si grande quantité de vapeur que la pression considérable qui en résulte empêche sérieusement le passage à travers l'unité. En essayant ainsi un procédé en une seule étape on a trouvé nécessaire d'opérer avec des consistances moindres et au détriment de la qualité et de l'énergie.Par la méthode de la présente invention, consistant à introduire le matériel de consistance élevée dans la zone de défibrage on élimine la formation de contre-pressions dues à la vapeur et on obtient d'autres avantages décrits en détail ci-dessous.
En conséquence, un but de la présente invention consiste à fournir un procédé mécanique de pulpation et de défibrage comprenant une étape pour l'alimentation sans pression du matériel fibreux de consistance élevée dans la zone de défibrage. On permet à la vapeur formée dans l'entrée de la zone de défibrage de s'échapper facilement et efficacement dans l'atmosphère en aérant continuellement l'entrée de ladite zone de défibrage à l'atmosphère ambiante. On empêche ainsi la formation de contrepressions et les désavantages qui en résultent.Ce procédé comprend une étape destinée à la distribution uniforme du matériel à travers la zone de défibrage, une étape durant laquelle les faisceaux de matériel fibreux plus étendus sont réduits à une dimension s'approchant de la dimension moyenne des paquets dans la masse et enfin une étape destinée à soumettre le matériel fibreux successivement à une zone de défibrage relativement rudimentaire pour l'échauffement initial du matériel fibreux, alors que ladite zone est continuellement aérée à l'atmosphère ambiante, ensuite à une seconde zone de défibrage plus poussé et enfin à une zone de raffinage.
Un but de la présente invention consiste à fournir un procédé et une méthode pour réduire mécaniquement un produit contenant de la cellulose en pâte à papier. Les différentes étapes sont : l'addition d'un agent de dilution afin d'obtenir une masse possédant une consistance d'environ 25 % à 100 % ; l'introduction du matériel dans une zone de distribution continuellement aérée, en conséquence de quoi il est distribué uniformément à travers une zone de prédéfilage continuellement aérée : l'assujettissement du matériel au défilage mécanique dans ladite zone de prédéfilage, en conséquence de quoi les paquets du matériel fibreux les plus étendus sont réduits à une dimension s'approchant de la dimension moyenne des paquets dans la masse;l'introduction ininterrompue du matériel dans une zone de défibrage initial continuellement aérée et délimitée par des surfaces de friction opposées tournant à faible distance l'une de l'autre, en conséquence de quoi le matériel est soumis à une action mécanique de frottement et de roulement sous des conditions contrôlées de température et de pression; le maintien du matériel dans ladite zone de défibrage initial à une température comprise entre 80 [deg]C et 180 [deg]C, en conséquence de quoi l'agent de liaison du matériel est rendu malléable et mou et le matériel fibreux est séparé en fibres individuelles non développées;l'introduction continuelle des fibres séparées et non développées dans une zone de défibrage final limitée par les parties extérieures des surfaces de friction tournantes, faiblement espacées et disposées sur la périphérie de la surface de friction, en conséquence de quoi les fibres individuelles non développées sont sujettes à une action abrasive destinée à les rendre fibrillaires et molles, alors qu'elles conservent une longueur maximale des fibres; le maintien dans ladite zone de défibrage final d'une température comprise entre 80 [deg]C et 180 [deg]C et la sortie de fibres développées de la zone de défibrage final à une consistance restée approximativement la même.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante et en se reportant aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une représentation schématique d'une forme d'exécution préférée du procédé de la présente invention; La figure 2 est une représentation schématique d'une forme préférée d'un dispositif de défibrage employé dans la présente invention; La figure 3 est une représentation schématique d'une forme préférée d'une des surfaces de friction; La figure 4 est une représentation schématique d'une forme préférée de l'autre des surfaces de friction; La figure 5 est une représentation schématique du mode opératoire des surfaces de friction montrées dans les figures 3 et 4.
Comme il est illustré par la figure 1 un bac 10 servant à recevoir les copeaux ou tout autre matériel cellulosique à traiter est équipé d'un mécanisme rotatoire de décharge 11 approprié. Ce déchargeur 11 est actionné par un dispositif 12 entraîné par un moteur à vitesses variables qui permet au matériel de tomber sur un tapis roulant ou sur tout autre moyen de transport 13 approprié.
Le bac 10 contient une certaine quantité de matériel 14 fourni par une installation à copeaux non montrée. Le tapis roulant 13 transporte le matériel 14 du bac 10 vers un classeur 15 qui, selon désir, peut être employé pour éloigner des produits indésirés tels que la boue ou des morceaux de bois surdimensionnés. Dans l'exercice de cette invention l'emploi du classeur 15 est considéré facultatif et dépend entièrement de la nature du matériel accumulé dans le bac 10. Dans certains cas le bac 10 peut être rempli avec des déchets de la scierie et ce matériel peut contenir des morceaux de bois plutôt grands qui sont éloignés de préférence avant qu'on ne permette aux copeaux d'entrer dans le système de fabrication de pâte à papier.
A la sortie du classeur 15 le matériel est transporté vers un second bac 16 au moyen d'un tapis roulant 17. La partie inférieure du bac 16 est reliée à une conduite d'approvisionnement 18, à travers laquelle le matériel est transporté au moyen d'un courant d'air ou d'autres moyens appropriés non montrés. La conduite d'approvisionnement 18 charrie le matériel vers une première batterie d'installations de pulpation et de défibrage mécaniques 19, 20 et 21 à travers les orifices de sortie 22, 23 et 24 situés au-dessus des installations. Les sorties 22, 23 et 21 sont équipées de dispositifs de contrôle de la quantité 25, 26 et 27 qui règlent et contrôlent la quantité de matériel introduit dans les installations de pulpation 19, 20 et 21 respectivement.Les dispositifs de contrôle de la quantité de matériel 25, 26 et 27 peuvent ,être d'un quelconque type approprié et ne nécessitent pas de description détaillée dans ce contexte. Comme il sera décrit plus en détail ci-dessous, le matériel entrant dans les installations de pulpation 19, 20 et 21 y est soumis à une action de défibrage mécanique et quitte la première batterie à travers les conduites de sortie 28, 29 et 30 respectivement. Le matériel défibré peut encore être soumis à une action additionnelle de défibrage et de raffinage dans une seconde batterie d'installations de défibrage 31, 32 et 33.Une seconde batterie semblable d'installations de défibrage est pourtant considérée facultative et son usage dépend entièrement de la qualité désirée de la matière première pour la fabrication de papier; la qualité de la matière première dépend à son tour de la qualité du papier désirée par le dernier consommateur. Venant de la seconde batterie d'installations de défibrage la matière est transportée vers un réservoir à matière première 34 à travers des conduites de décharge 35, 36 et 37 reliées aux orifices de sortie de la seconde batterie d'installations de défibrage. Où la seconde batterie d'installations de défibrage n'est pas nécessaire, la matière première sortant de la première batterie peut complètement contourner la seconde batterie des installations de défibrage, comme cela est indiqué schématiquement en 38.Le matériel qui ne quitte pas la conduite d'approvisionnement 18 aux orifices de sortie 22, 23 et 24 est forcé dans une conduite de retour 39, à travers laquelle le matériel est retourné vers le bac à copeaux 16 pour être traité ultérieurement.
La consistance moyenne du matériel dans le bac 16 est de préférence de l'ordre de 40 % à 100 %. Pour régler encore la consistance du matériel avant son entrée dans la première batterie d'installations de défibrage 19, 20 et 21, des conduites à liquide 41, 42 et 43 sont prévues immédiatement au-dessus de l'entrée des installations de défibrage respectives. Les conduites à liquide 41, 42 et 43 règlent la consistance du matériel de façon à obtenir une consistance de l'ordre de 25 % à 100 % et de préférence de l'ordre de 30 % à 40 %. En ajoutant de cette façon un agent de dilution au matériel fibreux on est capable d'obtenir une masse ayant une consistarice entre 1 % et 100 %.
Comme il est montré en détail dans la figure 2, la réalisation préférée d'une installation de pulpation et de défibrage mécaniques capable d'exécuter les différentes étapes de ce procédé consiste dans une cage 50 généralement cylindrique qui délimite une chambre 51 et qui possède une ouverture 52 relativement grande et dirigée vers le haut pour l'introduction du matériel fibreux. A l'intérieur de la chambre 51 et supporté par la paroi supérieure 52 de celle-ci se trouve un disque de défibrage supérieur ou stator 54 possédant une surface de défibrage ou de friction 55. A l'intérieur de la chambre 51 se trouve également un disque de défibrage inférieur ou rotor 56 possédant une surface de friction 57 appropriée.Entre les surfaces de friction 55 et 57 se trouvent délimitées une zone de prédéfilage 58, une zone de défibrage initial 59 et une zone de défibrage final 60, comme ceci est indiqué schématiquement dans les figures 3 et 4.
La partie centrale du rotor 56 est conique et se prolonge vers le haut à travers le stator supérieur 54 et forme une zone de distribution 61 pour la distribution uniforme du matériel fibreux à travers la zone de prédéfilage 58. La zone de distribution peut consister en une quelconque pièce conique possédant une multitude d'aubes de distribution radiales 62 attachées à cette pièce conique. Les aubes 62 se prolongent généralement vers le bas, le long de la partie conique de la pièce conique, de façon à diriger le matériel fibreux vers l'entrée de la zone de prédéfilage 58. La zone de distribution 61 fournit de cette façon une quantité constante de matériel à chaque section périphérique de l'entrée de la zone de prédéfilage 58.Il est important d'ob. tenir une distribution aussi régulière que possible. car à la suite d'une distribution périphérique inégale le matériel fibreux doit être retenu dans la zone de défibrage pendant une période sensiblement plus prolongée; les fibres individuelles subiraient ainsi un endommagement mécanique excessif.
La zone de distribution 61 est en communication libre avec l'entrée 52 de l'installation de défibrage, et l'entrée 52 de son côté est en communication libre avec l'atmosphère ambiante.
La zone de prédéfilage 58 peut consister en une pluralité de barres radiales montées sur la partie annulaire intérieure du stator supérieur et du rotor inférieur respectivement. Cette zone de prédéfilage est relativement large à sa partie d'entrée 63 et diminue progressivement en étendue radialement vers l'extérieur. La zone de prédéfilage 58 est en communication libre avec la zone de distribution du matériel 61 et est ainsi continuellement aérée à l'atmosphère ambiante.
A mesure que le matériel quitte la zone de prédéfilage radialement vers l'extérieur il entre dans une première zone de défibrage 59, qui consiste en une pluralité de rainures et d'arêtes généralement parallèles montées sur les parties annulaires intermédiaires, opposées du stator supérieur et du rotor inférieur respectivement. L'entrée 64 de la zone de défibrage initial 59 est en communication directe avec la zone de prédéfilage 58 et est de cette façon continuellement aérée à l'atmosphère ambiante.
A mesure que le matériel fibreux quitte la zone de défibrage initial en suivant généralement la direction radiale vers l'extérieur, il - est forcé vers une zone de défibrage final 60 limitée par les par- tics annulaires opposées extérieures du stator supérieur et du rotor inférieur respectivement. La zone de défibrage final peut être constituée par des rainures et des arêtes radiales disposées en angle et fixées sur les parties angulaires extérieures du stator supérieur et du rotor inférieur respectivement. A la sortie de la zone de défibrage final le matériel fibreux est projeté radialement vers l'extérieur dans une chambre 51 d'où il est éloigné à travers un orifice de sortie 65, qui est de préférence tangentiel à la cage 50.
Un agent de dilution ou tout autre milieu de transport approprié au matériel fibreux peut être ajouté à la masse à l'aide d'une conduite 40. La consistance du matériel fibreux est ainsi contrôlée et réglée.
Durant l'exercice du procédé le matériel cellulosique 14 est introduit à travers l'entrée 52 de l'installation de défibrage 19 à une température de l'ordre de 15[deg] à 35 [deg]C. Un agent de dilution approprié peut être ajouté au matériel fibreux 14 afin d'obtenir une masse qui ait une consistance variant entre 1 % et 100 % et rangeant de préférence entre 30 % et 40 %. Le matériel fibreux est ensuite déposé dans une zone de distribution 61 continuellement aérée, en conséquence de quoi le matériel est uniformément distribué à travers une zone de prédéfilage 63 continuellement aérée. Dans la zone de prédéfilage 63 les paquets fibreux plus étendus sont réduits à une dimension s'approchant de la dimension moyenne des paquets dans la masse.A ce point, la première élévation de température du matériel fibreux commence, due au travail mécanique des barres de concassage dans la zone de prédéfilage. Sorti de la zone de prédéfilage 63 le matériel fibreux est continuellement introduit dans une zone de défibrage initial 59 constamment aérée et limitée par des surfaces de friction opposées 55 et 57 tournant à faible distance l'une de l'autre. Dans la zone de défibrage initial 59 le matériel est soumis à une action mécanique de frottement et de roulement sous des conditions contrôlées de température et de pression. Dans la zone de défibrage initial les surfaces de friction transmettent plus précisément une action mécanique au matériel fibreux dont la température s'élève de cette façon rapidement.A cause de la brusque élévation de température de la masse il se forme une quantité relativement importante de vapeur à laquelle on permet de s'échapper rapidement à travers les espaces libres entre les copeaux dans la zone de prédéfilage. L'échappement rapide de la vapeur de la zone de défibrage initial évite la formation de contre-pressions dans cette zone. De cette façon, l'uniformité du matériel introduit dans la zone de défibrage est considérablement augmentée et le produit résultant montre une plus grande régularité. En ,aérant continuellement la masse fibreuse dans la zone de défibrage initial à l'atmosphère ambiante il est possible de produire avec une masse de consistance élevée, et en une seule opération, une matière première pour la fabrication du papier de haute qualité.En permettant à la vapeur de s'échapper rapidement de la zone de défibrage initial il est possible de contrôler efficacement la température de ladite zone et de la maintenir à un certain niveau donné où l'agent de liaison tenant les fibres individuelles ensemble est rendu malléable et mou dans les meilleures conditions; en conséquence de quoi le matériel fibreux est séparé en fibres individuelles non développées. Les fibres individuelles non développées sont obtenues par l'action mécanique des surfaces de friction dans la zone de défibrage initial. Des fibres non développées ne se prêtent pas à la fabrication de papier de haute qualité parce qu'elles sont incapables de s'enchevêtrer les unes dans les autres.Les caractéristiques d'enchevêtrement des fibres individuelles dépendent pour une grande partie de l'état de fibrillation de ces fibres non développées, c'est-àdire de la mesure dans laquelle les fibres non développées sont soumises à des traitements ultérieurs, afin d'en obtenir une fibre possédant une multitude de fibres plus fines et de fibrilles rattachées à ces premières.
Comme il est du reste montré plus en détail dans les figures 3, 4 et 5 la zone de défibrage initial 59 est construite de telle façon que les barres de la plaque stationnaire supérieure soient substantiellement moins éloignées et soient substantiellement plus étroites que les barres opposées du disque de défibrage rotatoire inférieur. De cette façon, on réalise un contrôle plus efficace aussi bien de la température que du temps de retention parce que l'importance de l'action mécanique sur les fibres est considérablement diminuée, alors que l'interaction réciproque des fibres dans les paquets augmente substantiellement.Durant les phases initiales du fonctionnement les rainures 100 et 101 des disques de défibrage supérieur et inférieur respectivement sont remplies avec du matériel fibreux qui reste dans les rainures pendant tout le temps de fonctionnement du disque. Avec les rainures i̇nsi remplies de matériel fibreux les surfaces opposées des disques deviennent relativement plates et s'opposent de cette façon alternativement des surfaces en métal dur suivies de surfaces en matériau fibreux et élastique. Un faisceau de fibres qui se déplace radialement et en suivant la périphérie à travers la zone intermédiaire est ainsi soumis à un traitement mécanique entre des surfaces fibreuses opposées.En augmentant la largeur des surfaces fibreuses et des surfaces métalliques du disque de défibrage inférieur jusqu'à atteindre environ deux fois la largeur des surfaces respectives du disque de défibrage supérieur on a trouvé que l'action de défibrage des fibres entre elles est considérablement augmentée, alors que l'ac-

Claims (5)

tion métal-métal sur les faisceaux de fibres est substantiellement diminuée. Ce résultat avantageux est en partie imputable au fait que les faisceaux de fibres progressent ou roulent plus rapidement entre deux surfaces métalliques opposées qu'entre deux surfaces fibreuses opposées. Le temps de retention entre les surfaces métalliques opposées est ainsi considérablement réduit. La friction entre les surfaces fibreuses est considérablement plus élevée que la friction entre les surfaces métalliques et en conséquence le temps de retention entre les surfaces fibreuses est substantiellement plus étendu. En plus, les surfaces fibreuses sont passablement élastiques et tendent à encastrer les faisceaux fibreux augmentant ainsi le temps de rétention. En surplus on a trouvé qu'en équipant le disque rotatif d'un dessin plus grossier, un faisceau fibreux individuel tend à se déplacer avec le disque rotatif plutôt que de coller au disque stationnaire, augmentant ainsi considérablement l'efficacité de défibrage de l'installation. Comme il est encore indiqué dans la figure 5, l'élasticité du matériel fibreux dans les rainures 100 et 101 obligera le matériel fibreux dans les rainures à vibrer à cause de la pression du fluide entre les plaques alors que les arêtes métalliques 103 et 104 passent sur les rainures respectives. Par exemple, avec l'arête 103 se trouvant au-dessus de la rainure 105 le matériel fibreux qui s'y trouve sera comprimé, opposant ainsi une surface légèrement concave à l'arête 103. D'un autre côté la surface concave se transformera en une surface convexe quand la rainure 106 de la plaque supérieure se trouve en face de la rainure

107 de la plaque inférieure. La fibrillation finale des fibres non développées dans ce procédé est obtenue par introduction de ces fibres non développées dans une zone de défibrage final 60 délimitée par les parties annulaires extérieures des surfaces de friction 55 et 57 tournant à proximité l'une de l'autre. Dans cette zone de défibrage final 60 les fibres individuelles non développées sont soumises à une action abrasive, par laquelle les fibres sont rendues fibrillaires et molles alors qu'une longueur maximale des fibres est conservée. Dans cette zone de défibrage final la température du matériel fibreux est maintenue entre

80 [deg]C et 180 [deg]C et de préférence entre 100 [deg]C et

130 [deg]C. Le contrôle de la température de la masse fibreuse dans la zone de défibrage final est obtenu en variant l'importance du travail mécanique communiqué au matériel fibreux par les surfaces de friction limitant ladite zone. L'importance du travail mécanique imposé au matériel fibreux à un point quelconque le long des zones de défibrage 59 et

60 peut être contrôlée en variant la consistance de la masse fibreuse, l'espacement des surfaces de friction ou l'énergie fournie à l'installation de défibrage par l'intermédiaire du moteur 70. Après que le matériel fibreux ait été soumis à la fibrillation dans la zone de défibrage final, il est déchargé avec une consistance plus élevée que la consistance à laquelle le matériel fut introduit dans la zone de prédéfilage. Cette augmentation de la concentration est causée par la vapeur formée qui s'échappe à l'atmosphère durant le procédé de défibrage. De la description précédente on peut voir que la présente invention fournit un procédé amélioré de pulpation et de défibrage mécaniques, antérieurement inconnu et contenant bon nombre de caractéristiques et d'avantages aussi bien de nature opérationnelle qu'économique. Le procédé de la présente invention est particulièrement indiqué pour travailler avec des consistances élevées, exigeant de cette façon moins d'énergie pour échauffer le matériel fibreux, à cause de la présence d'une quantité plus réduite d'eau ou d'un autre agent de dilution. Dans ce procédé on permet au matériel fibreux de couler uniformément dans la zone de défibrage, évitant ainsi l'obstruction de la zone de défibrage et éliminant les contre-pressions causées par la formation de vapeur. Le procédé de la présente invention permet de produire en une seule opération une matière première de haute qualité pour la fabrication de papier. Les procédés connus antérieurement ne convenaient pas à la fabrication d'une aussi haute qualité en une seule opération à cause de leur impuissance à traiter le matériel des consistances assez élevées et à concentrer la puissance exigée pour la séparation des fibres en matériel fibrillaire. Ces procédés antérieurs s'avéraient incapables à écouler la quantité de vapeur formée avec des consistances aussi élevées. Bien qu'on ait eu recours à un matériel fibreux pour décrire le procédé de la présente invention, il s'entend qu'on peut traiter également des copeaux de bois, des rabotures et des sciures qui sont des matières lignocellulosiques. Le procédé peut servir également au défibrage de produits non-lignocellulosiques tels que la canne à sucre, la paille, l'herbe de prairie, les déchets de papier et les chiffons. RÉSUMÉ

1. Une méthode pour la fabrication de pâte à papier et le défibrage mécaniques par traitement d'un matériel fibreux contenant de la cellulose entre des surfaces de friction opposées, tournant à faible distance l'une de l'autre, caractérisée en ce qu'elle comprend différentes étapes pour l'introduction du matériel fibreux dans une zone de distribution continuellement ,aérée, pour soumettre le matériel à une action mécanique de défilage dans une zone de prédéfilage, pour l'introduction continuelle du matériel dans une zone de défibrage initial continuellement aérée et enfin pour le traitement des fibres séparées non développées dans une zone de défibrage final;

2. Une méthode selon la revendication 1 caractérisée en ce que la vapeur formée dans la zone de défibrage peut s'échapper librement et efficacement à l'atmosphère à cause de l'aération continuelle de ladite zone à l'atmosphère ambiante, empêchant ainsi la formation de contre-pressions avec les désavantages qui s'y rattachent, et que la température de ladite zone est tenue constamment sous contrôle;

3. Une méthode selon les revendications 1-2 caractérisée en ce que le matériel fibreux est distribué uniformément à travers la zone de défibrage;

4. Une méthode selon les revendications 1-3 caractérisée en ce que le matériel est soumis à l'action mécanique de défilage dans la zone de prédéfilage, en conséquence de quoi les faisceaux les plus étendus du matériel sont réduits à une dimension s'approchant de l'étendue moyenne des faisceaux dans la masse;

5. Une méthode selon les revendications 4 caractérisée en ce que le matériel est continuellement introduit dans une zone de défibrage initial continuellement aérée et limitée par des surfaces de friction opposées tournant à faible distance l'une de l'autre, en conséquence de quoi le matériel est soumis à une action mécanique de frottement et de roulement sous des conditions de température et de pression contrôlées, maintenant la température du matériel dans ladite zone de défibrage initial entre

80 [deg]C et 180 [deg]C, en conséquence de quoi l'agent de liaison est rendu malléable et mou et le matériel fibreux est séparé en fibres individuelles non développées ;

6. Une méthode selon les revendications 1-5 caractérisée en ce que les fibres séparées non développées sont continuellement introduites dans une zone de défibrage final délimitée par les parties extérieures des surfaces de friction et s'étendant radialement vers l'extérieur, en conséquence de quoi les fibres individuelles non développées sont soumises à une action abrasive destinée à les rendre fibrillaires et molles alors que la longueur maximale de la fibre est conservée, la température dans ladite zone de .défibrage final étant maintenue entre 80 [deg]C et 180 [deg]C:

7. Une méthode selon la revendication 1 caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour ajouter un agent de dilution au matériel afin de régler la consistance de la masse dans des limites comprises entre 25 % et 100 % et de préférence entre 30 % et 40 %.