RU2654391C2 - Method for processing fibre material - Google Patents
Method for processing fibre material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654391C2 RU2654391C2 RU2015127756A RU2015127756A RU2654391C2 RU 2654391 C2 RU2654391 C2 RU 2654391C2 RU 2015127756 A RU2015127756 A RU 2015127756A RU 2015127756 A RU2015127756 A RU 2015127756A RU 2654391 C2 RU2654391 C2 RU 2654391C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grinding
- fibrous material
- compression
- fibrous
- fibers
- Prior art date
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 56
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 49
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 claims description 28
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 10
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 abstract 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 11
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 6
- 206010061592 cardiac fibrillation Diseases 0.000 description 6
- 230000002600 fibrillogenic effect Effects 0.000 description 6
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 3
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- -1 for example Substances 0.000 description 3
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 2
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L dithionite(2-) Chemical compound [O-]S(=O)S([O-])=O GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N methyl-cyclopentane Natural products CC1CCCC1 GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000001724 microfibril Anatomy 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C19/00—Other disintegrating devices or methods
- B02C19/16—Mills provided with vibrators
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21B—FIBROUS RAW MATERIALS OR THEIR MECHANICAL TREATMENT
- D21B1/00—Fibrous raw materials or their mechanical treatment
- D21B1/04—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres
- D21B1/12—Fibrous raw materials or their mechanical treatment by dividing raw materials into small particles, e.g. fibres by wet methods, by the use of steam
- D21B1/30—Defibrating by other means
- D21B1/303—Defibrating by other means using vibrating devices
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
- D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
- D21D1/20—Methods of refining
- D21D1/34—Other mills or refiners
- D21D1/36—Other mills or refiners with vertical shaft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Paper (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится в целом к способу обработки волокнистого материала.The present invention relates generally to a method for processing fibrous material.
Уровень техникиState of the art
Волокнистую древесную массу и щепу обычно измельчают посредством ножевых измельчителей для разделения волокон и приведения их к состоянию, оптимальному с точки зрения продукта, который будет изготовлен из этих волокон, а также с точки зрения технологического процесса. Измельчение является крайне важным этапом в процессе производства волокнистых продуктов. Для измельчения характерны значительные затраты энергии, а также ухудшение тех или иных свойств волокон и изготовленных из них продуктов, например, уменьшение содержания волокон, а также ухудшение обезвоживания, прочности на разрыв и уменьшение толщины бумаги. Современная технология измельчения все еще далека от теоретического оптимума с точки зрения затрат энергии и характеристик качества.Fibrous wood pulp and wood chips are usually crushed using knife choppers to separate the fibers and bring them to a state that is optimal from the point of view of the product to be made from these fibers, as well as from the point of view of the technological process. Grinding is an extremely important step in the manufacturing process of fibrous products. Shredding is characterized by significant energy costs, as well as the deterioration of certain properties of the fibers and products made from them, for example, a decrease in the fiber content, as well as a decrease in dehydration, tensile strength and decrease in paper thickness. Modern grinding technology is still far from a theoretical optimum in terms of energy consumption and quality characteristics.
Измельчение сжатием, применяемое для волокнистого материала, было предметом нескольких предшествующих исследований в отношении измельчения химической древесной массы, и для этих исследований были созданы опытные образцы машин, однако упомянутые опытные образцы машин непригодны для использования в технологическом процессе. Применение измельчения сжатием для обработки механической древесной массы раскрыто, например, в патентах US 5540392 и US 7758720 В2, однако в данных решениях предусмотрено использование оборудования для сжатия винтового типа.Compression grinding used for fibrous material has been the subject of several previous studies regarding the grinding of chemical wood pulp, and prototypes of machines have been created for these studies, but the prototypes mentioned are unsuitable for use in the process. The use of compression grinding for treating mechanical pulp is disclosed, for example, in US Pat. Nos. 5,540,392 and US 7,758,720 B2, however, these solutions provide for the use of screw-type compression equipment.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Одна задача изобретения состоит в усовершенствовании обработки волокнистого материала с точки зрения снижения затрат энергии, необходимой для образования волокнистой массы и формирования волокон, а также улучшения свойств волокон.One object of the invention is to improve the processing of fibrous material from the point of view of reducing the energy required for the formation of pulp and the formation of fibers, as well as improving the properties of the fibers.
Данная задача изобретения решена посредством способа в соответствии с п. 1 формулы изобретения, вибрационной дробилки в соответствии с п. 4 формулы, и использования вибрационной дробилки в соответствии с п. 5 формулы.This objective of the invention is solved by a method in accordance with paragraph 1 of the claims, a vibration crusher in accordance with paragraph 4 of the formula, and the use of a vibration crusher in accordance with paragraph 5 of the formula.
Способ обработки волокнистого материала согласно одному варианту осуществления изобретения содержит измельчение волокнистого материала, используемого в производстве волокнистого продукта и содержащего волокна, для облегчения образования из него волокнистой массы и/или его химической обработки. В упомянутом способе измельчение волокнистого материала выполняют как измельчение сжатием, осуществляемое посредством вибрационной дробилки.A method of processing fibrous material according to one embodiment of the invention comprises grinding the fibrous material used in the manufacture of the fibrous product and containing fibers to facilitate the formation of pulp from it and / or its chemical treatment. In the aforementioned method, the grinding of fibrous material is performed as compression grinding carried out by means of a vibratory crusher.
Термин "волокнистый материал" используется, например, в отношении щепы, применяемой в качестве сырья в производстве бумаги и/или картона, и/или к механической, химико-механической или химической (целлюлоза) древесной массе, полученной из органического материала, содержащего волокна. Волокнистый материал содержит материал на основе древесины и/или не на основе древесины, например, материал типа тростника или соломы, например, бамбук и/или хлопок.The term “fibrous material” is used, for example, in relation to wood chips used as raw materials in the manufacture of paper and / or cardboard, and / or mechanical, chemical-mechanical or chemical (cellulose) wood pulp obtained from an organic material containing fibers. The fibrous material contains wood-based and / or non-wood based material, for example, material such as cane or straw, for example, bamboo and / or cotton.
Термин "волокнистый продукт" используется, например, в отношении бумаги, картона, а также композитного материала, содержащего микро- и/или наноцеллюлозу. Кроме того, волокнистым продуктом может быть биотопливо, произведенное из материала на основе лигноцеллюлозы.The term "fiber product" is used, for example, in relation to paper, cardboard, and also a composite material containing micro and / or nanocellulose. In addition, the biofuel made from a material based on lignocellulose may be a fibrous product.
Термин "образование волокнистой массы" используется, например, в отношении разделения волокнистого материала на пучки волокон, состоящие из находящихся в контакте друг с другом волокон, и/или на отдельные волокна.The term “pulp formation” is used, for example, to refer to the separation of the fibrous material into bundles of fibers consisting of fibers in contact with each other and / or into individual fibers.
Термин "химическая обработка" используется, например, в отношении методов химической обработки, предназначенных для делигнификации материала, например к сульфатной и/или сульфитной варке, отбеливанию кислородом, кислотной и щелочной обработке, используемым в производстве полухимических древесных масс. Кроме того, химическая обработка относится, например, к методам химической обработки, предназначенным для отбеливания волокнистого материала, например, к отбеливанию на основе пероксида, дитионита и/или хлора. Указанный термин относится также, например, к таким методам химической обработки, как обработка с применением химиката TEMPO и методы ферментативной обработки, используемым в производстве микро- или наноцеллюлозы.The term "chemical treatment" is used, for example, in relation to chemical treatment methods intended for the delignification of a material, for example, sulfate and / or sulfite cooking, oxygen bleaching, acid and alkaline treatment used in the production of semi-chemical wood pulps. In addition, chemical treatment relates, for example, to chemical treatment methods for bleaching fibrous material, for example, to bleaching based on peroxide, dithionite and / or chlorine. The term also refers, for example, to chemical treatment methods such as processing using the TEMPO chemical and enzymatic processing methods used in the production of micro- or nanocellulose.
Термин "измельчение сжатием" используется, например, в отношении обработки щепы и/или волокон путем сжатия волокнистого материала, что способствует образованию из волокнистого материала волокнистой массы и/или повышению внутреннего фибриллирования и способности модификации волокон.The term “compression shredding” is used, for example, to treat wood chips and / or fibers by compressing the fibrous material, which contributes to the formation of pulp from the fibrous material and / or to increase internal fibrillation and the ability to modify fibers.
Термин "вибрационная дробилка" используется, например, в отношении вибрационной дробилки или вибрационной мельницы, в которых сжатие обычно используется для измельчения, например, агрегированного материала посредством дробящего конуса, имеющегося в камере (зоне) дробления. В процессе измельчения агрегированного материала его транспортируют в камеру дробления, где он попадает в ограниченное пространство между дробящим конусом и стенкой камеры дробления, в результате чего измельчаемый агрегированный материал раздробляется на мелкие кусочки, превращаясь в гравийную или каменную пыль.The term "vibratory crusher" is used, for example, in relation to a vibratory crusher or vibratory mill, in which compression is usually used to grind, for example, aggregated material by means of a crushing cone present in the crushing chamber (zone). In the process of grinding the aggregated material, it is transported to the crushing chamber, where it falls into the limited space between the crushing cone and the wall of the crushing chamber, as a result of which the crushed aggregated material is crushed into small pieces, turning into gravel or stone dust.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения вибрационная дробилка, предназначенная для обработки волокнистого материала, снабжена камерой дробления, которая содержит элементы подачи, содержащие по меньшей мере одно впускное отверстие, элементы выгрузки, содержащие по меньшей мере одно выпускное отверстие, и по меньшей мере один дробящий конус или измельчитель, установленный в камере дробления и выполненный с возможностью прижимания волокнистого материала к по меньшей мере одной внутренней поверхности камеры дробления, причем упомянутые элементы подачи выполнены с возможностью подачи в камеру дробления волокнистого материала, подлежащего измельчению путем сжатия, и упомянутые элементы выгрузки выполнены с возможностью перемещения из камеры дробления волокнистого материала, измельченного путем сжатия. Вибрационная дробилка выполнена с возможностью измельчения путем сжатия волокнистого материала, который используют для производства волокнистого продукта и который содержит волокна, для облегчения образования из него волокнистой массы и/или его химической обработки.In accordance with one embodiment of the invention, a vibratory crusher for treating fibrous material is provided with a crushing chamber that comprises feed elements comprising at least one inlet, discharge elements comprising at least one outlet, and at least one crushing cone or grinder installed in the crushing chamber and configured to press the fibrous material against at least one inner surface of the crushing chamber the said feed elements are configured to feed into the crushing chamber the fibrous material to be crushed by compression, and said discharge elements are configured to move fibrous material crushed by compression from the crushing chamber. The vibratory crusher is made with the possibility of grinding by compressing the fibrous material, which is used to produce the fibrous product and which contains fibers, to facilitate the formation of pulp from it and / or its chemical treatment.
При использовании вибрационной дробилки для обработки волокнистого материала в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, указанную вибрационную дробилку используют для измельчения путем сжатия волокнистого материала, который используют в производстве волокнистого продукта и который содержит волокна, для облегчения образования из него волокнистой массы и/или его химической обработки. Вибрационная дробилка снабжена камерой дробления, которая содержит элементы подачи, содержащие по меньшей мере одно впускное отверстие, элементы выгрузки, содержащие по меньшей мере одно выпускное отверстие, и по меньшей мере один дробящий конус (измельчитель), установленный в камере дробления и выполненный с возможностью прижимания волокнистого материала к по меньшей мере одной внутренней поверхности камеры дробления, причем упомянутые элементы подачи выполнены с возможностью подачи в камеру дробления волокнистого материала, подлежащего измельчению путем сжатия, а упомянутые элементы выгрузки выполнены с возможностью перемещения волокнистого материала, измельченного путем сжатия, из камеры дробления.When using a vibratory crusher to process fibrous material in accordance with one embodiment of the invention, said vibratory crusher is used to grind by compressing the fibrous material, which is used in the manufacture of the fibrous product and which contains fibers, to facilitate the formation of fibrous mass and / or it chemical treatment. The vibratory crusher is equipped with a crushing chamber, which contains feed elements containing at least one inlet, discharge elements containing at least one outlet, and at least one crushing cone (grinder) mounted in the crushing chamber and made with the possibility of pressing fibrous material to at least one inner surface of the crushing chamber, said feed elements being configured to feed fibrous material into the crushing chamber It is crushed by compression, and said discharge elements are arranged to move fibrous material crushed by compression from the crushing chamber.
Другие варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.Other embodiments of the invention are presented in the dependent claims.
Способ в соответствии с вариантами осуществления изобретения, предназначенный для предварительной обработки волокнистого материала, обеспечивает более быстрое измельчение волокнистого материала, экономию энергии, затрачиваемой на весь процесс измельчения, и/или усовершенствование и регулирование в более широком диапазоне в отношении технических свойств бумажных волокон, по сравнению с измельчением резанием без предварительной обработки. В некоторых случаях, надлежащую обработку может обеспечивать одно только измельчение сжатием, без использования измельчения резанием.The method in accordance with embodiments of the invention, intended for pretreatment of the fibrous material, provides faster grinding of the fibrous material, saving energy spent on the entire grinding process, and / or improving and regulating a wider range with respect to the technical properties of paper fibers, in comparison with grinding by cutting without pre-treatment. In some cases, proper processing can be achieved by crushing alone, without the use of crushing by cutting.
Экономия в затратах энергии, достигаемая при осуществлении способа в соответствии с вариантами осуществления изобретения, является существенной, поскольку при измельчении сжатием количество воздействий, получаемых волокнистым материалом, меньше, но сила отдельных воздействий, как правило, выше, по сравнению с обычным измельчением резанием. Таким образом, увеличивается, например, количество пластических деформаций по отношению к количеству упругих деформаций, в связи с чем уменьшается количество энергии, необходимое для изменения состояния материала. Кроме того, для перемещения участвующего в измельчении материала через вибрационную дробилку требуется очень небольшое количество энергии, причем перемещение может происходить, например, под действием силы тяжести. С учетом производственных мощностей установки для изготовления бумаги и/или древесной массы, это обеспечивает значительную экономию энергии в статье затрат на насосную подачу.The energy cost savings achieved by implementing the method in accordance with embodiments of the invention are significant, since when grinding by compression, the number of impacts obtained by the fibrous material is less, but the force of the individual impacts is usually higher compared to conventional grinding. Thus, for example, the number of plastic deformations increases with respect to the number of elastic deformations, and therefore the amount of energy required to change the state of the material decreases. In addition, a very small amount of energy is required to move the material involved in grinding through a vibratory crusher, and the movement can occur, for example, under the influence of gravity. Taking into account the production capacities of the paper and / or wood pulp mill, this provides significant energy savings in the cost of pumping.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Подробное описание чертежей относится, в частности, к примерам вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:A detailed description of the drawings relates, in particular, to examples of embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, in which:
- на фиг. 1 показана блок-схема способа обработки волокнистого материала;- in FIG. 1 shows a flowchart of a method for processing fibrous material;
- на фиг. 2а-2d показан принцип измельчения сжатием и его воздействие на свойства волокнистого материала; и- in FIG. 2a-2d show the principle of crushing by compression and its effect on the properties of the fibrous material; and
- на фиг. 3 показаны функциональные модули вибрационной дробилки, с помощью которой осуществляют упомянутый способ.- in FIG. 3 shows the functional modules of a vibratory crusher with which the aforementioned method is implemented.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На фиг. 1 показан способ 100 обработки волокнистого материала, например, древесной щепы или древесной массы, то есть целлюлозной массы, используемой в производстве волокнистого продукта, например, бумаги или картона, при котором упомянутый волокнистый материал измельчают для облегчения образования из него волокнистой массы и/или его химической обработки.In FIG. 1 shows a
Начальный этап 102 содержит обеспечение наличия сырья для древесной целлюлозы, запуск машин и оборудования, необходимого для выработки, обработки и перемещения древесной массы.The
При использовании в качестве сырья, например, березы, ели или сосны, этап 110 содержит производство древесной щепы или древесной массы, содержащей древесные волокна, которые являются отдельными волокнами или находятся в контакте друг с другом.When used as raw materials, for example, birch, spruce or pine,
В случае использования так называемой непросушенной поточной древесной массы, произведенную древесную массу перемещают путем подачи ее насосом на этапе 120, например, по специализированному трубопроводу к установке для производства бумаги и/или древесной массы, непосредственно в резервуар измельчителя, для ожидания измельчения. В альтернативном варианте, в случае, если произведенную древесную массу сушат с получением кипованной древесной массы для транспортировки и/или хранения, высушенную кипованную древесную массу транспортируют к установке для производства бумаги и картона, в которой используют разбиватель древесной массы для размельчения кипованной древесной массы посредством воды для создания текучей древесной массы однородной консистенции, которая может быть подана насосом по системам трубопроводов установки в резервуар измельчителя.In the case of using the so-called non-dried flowing wood pulp, the produced wood pulp is moved by pumping it at
На этапе 130 измельчение древесной массы осуществляют в виде измельчения сжатием, которое выполняют с использованием по меньшей мере одной соответствующей вибрационной дробилки, интегрированной в линию обработки древесной массы установки.At
На фиг. 2а и 2b показан принцип измельчения сжатием, которое может быть использовано в качестве единственного измельчения волокнистого материала или же может опционально выполняться в качестве предварительной обработки перед обычным измельчением резанием. При измельчении сжатием волокнистый материал 250 сжимают, как показано на фиг. 2а, между двумя цилиндрическими поверхностями посредством подходящей вибрационной дробилки 200, причем волокнистый материал, поступающий через впускное отверстие 210, сжимают между внутренними стенками 222а, 222b камеры 220 дробления, а дробящий конус или измельчитель 230 перемещается в камере 220 дробления, в результате чего древесные волокна 250, используемые в качестве волокнистого материала, подвергаются, прежде всего, усилиям сжатия, действующим в поперечном сечении на волокна, как обозначено стрелками на левом и на среднем изображениях на фиг. 2b. На продольном виде 260 фрагмента волокна 250 в точке В, показанной на среднем изображении на фиг. 2b, показана волокнистая структура, в которой в клеточной стенке между микрофибриллами 264 присутствует гемицеллюлоза 262, обеспечивающая для упомянутой структуры усиление адгезивного типа между фибриллами 264. Задача измельчения сжатием при изменении волокна состоит, в частности, в разрыве поперечных связей 266, образованных гемицеллюлозой 262. Обработанный сжатием волокнистый материал выгружают из камеры 220 дробления через выпускные отверстия 240а, 240b.In FIG. Figures 2a and 2b show the principle of compression grinding, which can be used as a single grinding of fibrous material or can optionally be performed as a pre-treatment before conventional grinding. During compression grinding, the
Задача измельчения сжатием в отношении изменения волокна состоит в повышении внутриволоконного фибриллирования и возможности изменения волокон, чтобы, помимо прочего, повысить способность волокон воспринимать механические напряжения при измельчении резанием. При обычном измельчении резанием происходят несколько различных явлений, таких как выпрямление волокон, внутри- и внешневолоконное фибриллирование, разрывы волокон, а также формирование мелких волокон. На эти явления можно влиять только в ограниченной степени путем изменения условий измельчения. При измельчении сжатием вышеупомянутые явления также происходят, но в другой пропорции, таким образом, что преобладает внутреннее фибриллирование. Как предполагалось, во многих случаях внутреннее фибриллирование является весьма благоприятным явлением с точки зрения улучшения качественных характеристик, главным образом прочности, волокнистого материала, например, древесной массы. Кроме того, обработанное сжатием волокно, например, древесное волокно, является намного более податливым и тем самым может вести себя по-другому в процессе измельчения резанием, например, может быть сокращен объем процессов разрыва древесного волокна и формирования мелких волокон.The task of compression grinding with respect to fiber change is to increase the intrafiber fibrillation and the possibility of changing fibers, in order to, among other things, increase the ability of the fibers to absorb mechanical stresses during grinding by cutting. In conventional chopping, several different phenomena occur, such as fiber straightening, internal and external fiber fibrillation, fiber breaks, and the formation of small fibers. These phenomena can only be affected to a limited extent by changing the grinding conditions. When grinding by compression, the aforementioned phenomena also occur, but in a different proportion, so that internal fibrillation predominates. As expected, in many cases, internal fibrillation is very favorable in terms of improving the quality characteristics, mainly strength, of a fibrous material, for example, wood pulp. In addition, the compressed fiber, for example wood fiber, is much more malleable and can therefore behave differently in the process of milling, for example, the process of breaking the wood fiber and forming small fibers can be reduced.
На фиг. 2с показано влияние обработки сжатием, выполненной в качестве предварительной обработки, на прочность на разрыв бумаги, изготовленной из древесной целлюлозы при различных степенях фильтрации волокнистой массы (оцениваемой в условных градусах Шоппера-Риглера, или °ШР). Как очевидно из данного чертежа, при соответствующей предварительной обработке можно достигать значительно более высокой прочности на разрыв для заданной степени фильтрации.In FIG. 2c shows the effect of compression processing, performed as a preliminary treatment, on the tensile strength of paper made from wood pulp at various degrees of filtration of the pulp (estimated in arbitrary degrees by Schopper-Riegler, or ° SH). As is apparent from this drawing, with appropriate pretreatment, significantly higher tensile strength can be achieved for a given degree of filtration.
На фиг. 2d показано влияние обработки сжатием на ширину древесного волокна, что отражает разбухание древесного волокна, вызываемое внутренним фибриллированием. Кроме того, измельчение сжатием способствует стимуляции проникновения химикатов, используемых в процессе обработки, в волокнистый материал.In FIG. 2d shows the effect of compression processing on the width of the wood fiber, which reflects the swelling of the wood fiber caused by internal fibrillation. In addition, crushing by compression helps to stimulate the penetration of chemicals used in the processing process into the fibrous material.
В случае, если на этапе 132 требуется подвергнуть измельченную вибрационным методом древесную массу повторной обработке в вибрационной дробилке, осуществляют возврат к этапу 130 измельчения сжатием. Если степень измельчения, достигнутая измельчением сжатием, достаточна, переходят к этапу 138 упомянутого способа.In the event that at
Если на этапе 138 требуется подвергнуть дальнейшей обработке измельченную методом сжатия древесную массу, она может быть далее подвергнута измельчению резанием и/или химической обработке на этапе 140, при этом измельчение сжатием выполняет функцию предварительной обработки для измельчения резанием и/или для химической обработки. Кроме того, возможен вариант, когда химическую обработку древесной массы проводят в процессе измельчения сжатием.If at
В случае, если измельчение древесной массы содержит только измельчение в вибрационной дробилке, переходят непосредственно к этапу 150 упомянутого способа.In the event that the grinding of wood pulp contains only grinding in a vibratory crusher, proceed directly to step 150 of the aforementioned method.
На этапе 150, после измельчения резанием или, как альтернативный вариант, измельчения сжатием, измельченную древесную массу направляют путем подачи ее насосом по соответствующим системам трубопроводов, или в высушенном состоянии, к бумаго- или картоноделательной машине для изготовления в ней бумаги, картона или других волокнистых изделий.At
На этапе 152 происходит завершение упомянутого способа обработки древесной массы.At
На фиг. 3 в поперечном сечении показана вибрационная дробилка 300 типа KID 300К, используемая для дробления полезных ископаемых и подходящая для обработки сжатием волокнистого материала.In FIG. 3 shows in cross section a
Упомянутая KID машина 300 может быть использована для измельчения волокнистого материала, причем в ней достигают такого измельчения, какое получают посредством ножевых измельчителей, предназначенных для волокнистого материала. В результате испытаний было обнаружено, что измельчение волокнистого материала, выполняемое посредством упомянутой машины 300, для достижения различных свойств, может быть дополнено обработкой посредством обычного оборудования для измельчения волокнистого материала. В конечном результате, это обеспечивает, с одной стороны, повышение уровня качества волокнистого материала и, с другой стороны, сокращение расходов энергии на измельчение.
Вибрационная дробилка 300 содержит, например, регулирующее кольцо 302, камеру 320 дробления (зону сжатия) с внутренней стенкой 322, дробящий конус (измельчитель) 330, генератор 304 вибраций, блок 306 привода, опору 308, 342 рамы, опору 312 конуса, усиливающее кольцо 314, шариковую опору 316, раму 318, амортизатор 324, стакан 326, крышку 328, элементы 310 подачи, содержащие впускное отверстие (приемное отверстие, зону подачи), средство 332 защиты, подшипниковый узел 334, один или более крепежных болтов 336, штуцер 338 для подачи смазки, один или более дренажных штуцеров 342а, 342b и элементы 340 выгрузки, содержащие выпускное отверстие.
Волокнистый материал подают в машину через впускное отверстие 310, и материал перемещается через машину 300 под действием силы тяжести или перепада давления, измельчаясь по ходу перемещения. Волокнистый материал сжимают между камерой 320 дробления и стенкой 322 и выгружают из нижней части машины 300 посредством элемента 340 выгрузки. Необходимую степень помола обрабатываемого волокнистого материала устанавливают перед обработкой. Кроме того, на количество и силу воздействий, прикладываемых к волокнистому материалу, а также на перемещение волокнистого материала через зону сжатия (то есть, на производительность), может влиять по меньшей мере один из следующих факторов: частота вибраций дробящего конуса 330, зазор между конусом 330 и стенкой 322 камеры дробления, степень смещения эксцентрической массы, ширина зоны измельчения, диаметр конуса 330 и количество циклов обработки.The fibrous material is fed into the machine through the
Каждый из вышеупомянутых факторов, включая степень помола, должен быть оптимизирован по отдельности для достижения требуемых свойств волокон, уровня затрат энергии, а также производительности машины, необходимой для различных случаев.Each of the above factors, including the degree of grinding, must be optimized separately to achieve the required properties of the fibers, the level of energy consumption, as well as the performance of the machine, necessary for various cases.
Конструкция конической секции 310, 320, 322, то есть зона подачи и сжатия, может иметь различные варианты осуществления. Альтернативный вариант осуществления может быть таким, что непосредственно коническая секция 310, 320, 322 отсутствует и/или, главным образом, зона 320, 322 сжатия выполнена цилиндрической. В этом случае ширина зоны 320, 322 сжатия может быть отрегулирована в процессе работы вибрационной дробилки 300 (в интерактивном режиме), хотя регулирование зазора станет немного более сложным. В альтернативном варианте, зона 320, 322 сжатия может также быть слегка конической, благодаря чему сужение зоны 320, 322 сжатия приведет также к увеличению зазора. Для оказания воздействия на работу машины 300 можно также использовать шероховатость и/или профиль, например, рифленый профиль, на поверхности материала конусов 310, 320, 322.The design of the
Описанные выше варианты являются всего лишь несколькими иллюстративными вариантами осуществления настоящего изобретения. Принцип, предложенный в соответствии с настоящим изобретением, может иметь вариации в пределах объема правовой охраны изобретения, определенного формулой изобретения, относительно, например, деталей осуществления изобретения или областей его использования.The options described above are just a few illustrative embodiments of the present invention. The principle proposed in accordance with the present invention may have variations within the scope of the legal protection of the invention defined by the claims, regarding, for example, the details of the invention or its uses.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20126308A FI126094B (en) | 2012-12-14 | 2012-12-14 | A method for treating a fibrous material |
| FI20126308 | 2012-12-14 | ||
| PCT/FI2013/051164 WO2014091084A1 (en) | 2012-12-14 | 2013-12-13 | Method for processing fibre material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015127756A RU2015127756A (en) | 2017-01-23 |
| RU2654391C2 true RU2654391C2 (en) | 2018-05-17 |
Family
ID=50933806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015127756A RU2654391C2 (en) | 2012-12-14 | 2013-12-13 | Method for processing fibre material |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2935691A4 (en) |
| CN (1) | CN105008618A (en) |
| FI (1) | FI126094B (en) |
| RU (1) | RU2654391C2 (en) |
| WO (1) | WO2014091084A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692624C1 (en) * | 2018-09-03 | 2019-06-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Device and method of processing technogenic fibrous materials for producing fibrous fillers (versions) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE545734C2 (en) * | 2022-04-12 | 2023-12-27 | Stora Enso Oyj | Highly refined cellulose pulp composition with compression refined cellulose pulp |
| FI20236370A1 (en) * | 2023-12-14 | 2025-06-15 | Kaakkois Suomen Ammattikorkeakoulu Oy | METHOD AND SYSTEM FOR PREPARING A MICRO-OR NANOFIBRILL FIBER SUSPENSION |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989006293A1 (en) * | 1987-12-28 | 1989-07-13 | Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky I Proektny Inst | Method and device for crushing a fibrous material |
| JPH0610286A (en) * | 1992-06-24 | 1994-01-18 | New Oji Paper Co Ltd | Method for producing fine fibrous cellulose |
| US20020098317A1 (en) * | 1999-02-24 | 2002-07-25 | Thomas Jaschinski | Oxidized cellulose-containing fibrous materials and products made therefrom |
| DE102004037571A1 (en) * | 2004-08-03 | 2006-03-16 | Voith Paper Patent Gmbh | Refiner for paper fibers suspended in water, for papermaking, adds vibration forces to the mechanical forces acting on the fibers to give them the required characteristics |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2922588A (en) * | 1955-02-17 | 1960-01-26 | Hoesch Robert | Vibratory material comminutor |
| DE2103079A1 (en) * | 1971-01-23 | 1972-07-27 | VEB Papiermaschinenwerke Freiberg, χ 9200 Freiberg | Strong stretchable paper from mechanically - modified fibres |
| SU1044700A1 (en) * | 1979-11-11 | 1983-09-30 | Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности | Method of processing wooden material |
| FR2641478A1 (en) | 1989-01-09 | 1990-07-13 | Inst Mekh Obrabotk | Method for shredding fibrous materials and device for implementing it |
| US5540392A (en) | 1995-05-31 | 1996-07-30 | Noranda, Inc. | Optimal energy refining process for the mechanical treatment of wood fibres |
| US7300541B2 (en) | 2002-07-19 | 2007-11-27 | Andritz Inc. | High defiberization chip pretreatment |
-
2012
- 2012-12-14 FI FI20126308A patent/FI126094B/en active IP Right Grant
-
2013
- 2013-12-13 WO PCT/FI2013/051164 patent/WO2014091084A1/en not_active Ceased
- 2013-12-13 RU RU2015127756A patent/RU2654391C2/en active
- 2013-12-13 EP EP13861974.7A patent/EP2935691A4/en not_active Withdrawn
- 2013-12-13 CN CN201380064145.1A patent/CN105008618A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1989006293A1 (en) * | 1987-12-28 | 1989-07-13 | Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky I Proektny Inst | Method and device for crushing a fibrous material |
| JPH0610286A (en) * | 1992-06-24 | 1994-01-18 | New Oji Paper Co Ltd | Method for producing fine fibrous cellulose |
| US20020098317A1 (en) * | 1999-02-24 | 2002-07-25 | Thomas Jaschinski | Oxidized cellulose-containing fibrous materials and products made therefrom |
| DE102004037571A1 (en) * | 2004-08-03 | 2006-03-16 | Voith Paper Patent Gmbh | Refiner for paper fibers suspended in water, for papermaking, adds vibration forces to the mechanical forces acting on the fibers to give them the required characteristics |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692624C1 (en) * | 2018-09-03 | 2019-06-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Device and method of processing technogenic fibrous materials for producing fibrous fillers (versions) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2935691A1 (en) | 2015-10-28 |
| EP2935691A4 (en) | 2016-09-07 |
| RU2015127756A (en) | 2017-01-23 |
| FI20126308L (en) | 2014-06-15 |
| CN105008618A (en) | 2015-10-28 |
| WO2014091084A1 (en) | 2014-06-19 |
| FI126094B (en) | 2016-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI127682B (en) | A method of producing microfibrillated cellulose | |
| RU2581995C2 (en) | Method for producing high-freeness pulp | |
| EP1407073B1 (en) | Method of producing bleached thermomechanical pulp (tmp) or bleached chemithermomechanical pulp (ctmp) | |
| RU2491378C2 (en) | Method and system for improvement of fiber performances by adding processing agent in mechanical pulping | |
| EP2593248B1 (en) | Improved method of processing chemical pulp | |
| RU2654391C2 (en) | Method for processing fibre material | |
| Gorski et al. | Reduction of energy consumption in TMP refining through mechanical pre-treatment of wood chips | |
| CA2979048C (en) | Processes and systems for the pulping of lignocellulosic materials | |
| Liang et al. | The use of twin screw extruder instead of model screw device during bamboo chemo-mechanical pulping | |
| FI125948B (en) | Paper making method | |
| Çiçekler et al. | Critical Role of Pulp Beating in Enhancing Paper Quality, Production Efficiency, and Sustainability in the Papermaking Industry | |
| RU2558431C2 (en) | Production and processing of wood chips | |
| Lee et al. | Effect of Plate Patterns on TMP Refining Performance | |
| AT410683B (en) | Pulping, for paper and card, involves steam disintegration, and dry-grinds fibers with a specified initial dryness |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20180731 |