Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff

Abstract

 Bei einem Verfahren zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff wird der Stoff gereinigt, der gereinigte Stoff in einer Einweichschnecke eingeweicht und der eingeweichte Stoff einem Stoffauflöser zugeführt. Es ist auch eine entsprechende Vorrichtung angegeben.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff.

[0002] Faserstoff zur Herstellung von Papier und Karton wird in der der Papiermaschine vorgelagerten Faserstoffaufbereitung so aufbereitet, daß die gewünschten Papiereigenschaften, wie z.B. mechanische Eigenschaften, optische Eigenschaften usw., erreicht werden. Dabei können dem Faserstoff Zusatzstoffe, z.B. Füllstoffe, zugegeben werden.

[0003] Das Beladen mit einem Zusatzstoff, z.B. Füllstoff, kann beispielsweise durch eine chemische Fällungsreaktion, d.h. insbesondere durch einen sog. "Fiber Loading™"-Prozeß erfolgen, wie er u.a. in der US-A-5 223 090 beschrieben ist. Bei einem solchen "Fiber Loading™"-Prozeß wird an die benetzten Faseroberflächen des Fasermaterials wenigstens ein Zusatzstoff, insbesondere Füllstoff, eingelagert. Dabei können die Fasern beispielsweise mit Calciumcarbonat beladen werden. Hierzu wird dem feuchten, desintegrierten Fasermaterial Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid so zugesetzt, daß zumindest ein Teil davon sich mit dem im Fasermaterial vorhandenen Wasser assoziiert. Das so behandelte Fasermaterial wird anschließend mit Kohlendioxid beaufschlagt.

[0004] Bei Zusetzung des Calciumoxids und/oder des Calciumhydroxids enthaltenen Mediums an die Faserstoffsuspension läuft eine chemische Reaktion mit exothermer Eigenschaft ab, wobei das Calciumhydroxid vorzugsweise in flüssiger Form (Kalkmilch) zugesetzt wird. Dies bedeutet, daß nicht unbedingt das möglicherweise in bzw. an den Faserstoffen der Faserstoffsuspension ein- bzw. angelagerte Wasser zum Start und Ablauf der chemischen Reaktion notwendig ist.

[0005] Auch für diesen "Fiber Loading™"-Prozeß muß die Faserstoffsuspension entsprechend vorbehandelt werden. Dazu wird bisher ein herkömmliches Aufbereitungssystem eingesetzt, das aus einer Auflöseeinheit, verschiedenen Sortiereinrichtungen und Entwässerungsmaschinen bestehen kann.

[0006] Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen der erforderliche Aufwand auf ein Minimum reduziert ist.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff, bei dem der Stoff gereinigt, der gereinigte Stoff in einer Einweichschnecke eingeweicht, und der eingeweichte Stoff einem Stoffauflöser zugeführt wird.

[0008] Aufgrund dieser Ausgestaltung können die bisher üblichen Pressen zur Stoffentwässerung, insbesondere die bisher üblichen Sieb- und Schneckenpressen, ebenso entfallen wie die bisher üblichen Sortiereinrichtungen und Cleaner. Das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid kann ggf. direkt im Bereich der Einweichschnecke und/oder im Bereich des Stoffauflösers zugesetzt werden. Durch die Verringerung der Anzahl von Maschinen ergibt sich eine entsprechende Energieeinsparung. Außer der kostengünstigeren Betriebsweise wird auch die Störanfälligkeit verringert. Werden die Fasern durch einen "Fiber Loading™"-Prozeß mit Zusatzstoff beladen, so kann der Stoffauflöser die Funktion der bisher üblichen Druckabschlußeinrichtung übernehmen, die damit entfallen kann.

[0009] Obwohl die im Stoff enthaltenen Fasern vorzugsweise durch eine chemische Fällungsreaktion mit einem Hilfsstoff beladen werden, kann das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich auch nur zum Auflösen und ohne die Durchführung eines "Fiber Loading™"-Prozesses angewandt werden.

[0010] Vorteilhafterweise wird eine nicht druckbeaufschlagte Einweichschnecke verwendet.

[0011] Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Stoff in der Einweichschnecke vorzugsweise durch Besprühen mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, auf eine Stoffdichte in einem Bereich von etwa 15 % bis etwa 40 %, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 20 % bis etwa 35 %, eingeweicht. Das Einweichen sollte möglichst schonend erfolgen. Dazu können beispielsweise entsprechende Sprühanlagen oder dergleichen eingesetzt werden.

[0012] Der aufgeweichte Stoff wird in dem Stoffauflöser vorteilhafterweise bei einer Stoffdichte in einem Bereich von etwa 15 % bis etwa 35 %, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 20 % bis etwa 35 %, zumindest im wesentlichen vollständig aufgelöst.

[0013] Der aufgelöste Stoff kann dann insbesondere einer Einrichtung zum Beladen der Fasern, insbesondere entsprechend dem "Fiber Loading™"-Prozeß, zugeführt werden. Wie bereits erwähnt, ist die Durchführung eines entsprechenden "Fiber Loading™"-Prozesses jedoch nicht zwingend. So kann das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise auch nur zum Auflösen angewandt werden. Vorteilhafterweise wird ein Stoffauflöser oder Pulper verwendet, der ein Gehäuse mit einem Fasereinlaß, wenigstens einem Wassereinlaß, wenigstens einem Auslaß und einer inneren Kammer aufweist und eine Mehrzahl von mit dem Gehäuse verbunden, sich in die innere Kammer erstreckenden stationären Auflöseelementen sowie eine sich durch die innere Kammer erstreckende Welle umfaßt, um die im Bereich des Fasereinlasses eine Schnecke angeordnet ist und die eine Mehrzahl von sich von ihr wegerstreckende bewegliche Auflöseelemente trägt. Ein entsprechender Stoffauflöser ist in der US 09 440 225 beschrieben. Auch im übrigen kann der Stoffauflöser insbesondere so ausgeführt sein, wie dies in dieser US 09 440 225 angegeben ist. So kann der Stoffauflöser im Bereich seines Auslasses beispielsweise ein vorzugsweise als Drosselkegel ausgeführtes Ventil umfassen. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Ausführung ohne ein solches Ventil möglich.

[0014] Der vorsortierte und gereinigte Stoff kann beispielsweise in Ballenform bereitgestellt und mittels eines Förderers, insbesondere eines Förderbandes oder dergleichen, über eine Entdrahtungseinrichtung mit integriertem Magnetabscheider der Einweichschnecke zugeführt werden.

[0015] Bei dem aufzulösenden Stoff kann es sich insbesondere um einen beliebigen Papierrohstoff handeln, sofern der betreffende Stoff frei von Verunreinigungen ist und eine Rohstoffqualität von Zellstoff aufweist.

[0016] Wie bereits erwähnt, können dem Stoff für die chemische Fällungsreaktion beispielsweise Calciumhydroxid und/oder Calciumoxid zugesetzt werden. Als Hilfsstoff wird in diesem Fall vorzugsweise gefälltes Calciumcarbonat erzeugt. Das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid kann beispielsweise im Bereich der Einweichschnecke und/oder im Bereich des Stoffauflösers zugesetzt werden.

[0017] Vorteilhafterweise wird Calciumhydroxid in Flüssigform mit einer Stoffdichte in einem Bereich von etwa 1 % bis etwa 60 % (Masse %), vorzugsweise in einem Bereich von etwa 15 % bis 25 %, und/oder Calciumoxid in Festform zugesetzt.

[0018] Wird Calciumoxid zugesetzt, so kann das der Einweichtrommel bzw. -schnecke zugeführte Wasser dazu verwendet werden, mit dem Calciumoxid Calciumhydroxid zu bilden, das dann im darauffolgenden "Fiber Loading™"-Prozeß nach dem Zuführen von Kohlendioxid in Calciumcarbonat umgewandelt werden kann.

[0019] In bestimmten Fällen ist es von Vorteil, wenn das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid erst nach der Einweichschnecke und nach dem Stoffauflöser zugesetzt wird.

[0020] Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Stoff im Anschluß an den Stoffauflöser einem Pumpdisperger oder -fluffer zugeführt und in diesem durch Scherkräfte beaufschlagt, um größere Faseragglomerate in kleinere oder sogar in Individualfasern aufzubrechen, wobei der Pumpdisperger oder -fluffer vorzugsweise gleichzeitig als Reaktor für die chemische Fällungsreaktion verwendet wird.

[0021] Dabei wird vorzugsweise ein Pumpdisperger oder -fluffer eingesetzt, dessen Reaktionskanal zwischen zwei einander gegenüberliegenden, relativ zueinander rotierenden Platten oder dergleichen mit strukturierten Oberflächen gebildet ist, wobei der Stoff in diesem Reaktionskanal allgemein radial nach außen transportiert wird.

[0022] Ein solcher Pumpdisperger oder -fluffer ist in der noch nicht veröffentlichten DE 10 107 448.4 beschrieben. Auch im übrigen kann der Pumpdisperger oder -fluffer so ausgeführt sein, wie dies in dieser DE 10 107 448.4 angegeben ist.

[0023] Umfaßt der Stoffauflöser im Bereich seines Auslasses ein vorzugsweise als Drosselkegel ausgeführtes Ventil, so ist der Pumpdisperger oder -fluffer einlaßseitig durch dieses Ventil des Stoffauflösers abgedichtet. Eine Abdichtung durch Bilden eines Stoffpfropfens im Bereich vor dem Pumpdisperger oder -fluffer kann somit entfallen.

[0024] Gemäß einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Pumpdisperger oder -fluffer einlaßseitig dadurch abgedichtet, daß der Stoff unter Bildung eines Pfropfens verdichtet und der zu einem Pfropfen verdichtete Stoff dem Pumpdisperger oder -fluffer zugeführt wird. In diesem Fall kann das als Drosselkegel ausgeführte Ventil des Stoffauflösers entfallen.

[0025] Zur Bildung des Stoffpfropfens ist vorzugsweise eine separat antreibbare Pfropfenschraube vorgesehen.

[0026] Sollen die Fasern mit dem Füllstoff Calciumcarbonat beladen werden, so ist es von Vorteil, wenn im Bereich des Pumpdispergers oder -fluffers Kohlendioxid eingeleitet wird und der Pumpdisperger oder -fluffer gleichzeitig als Reaktor zur Umsetzung der genannten Ausgangsstoffe Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid und Kohlendioxid in die Reaktionsprodukte Calciumcarbonat und Wasser eingesetzt wird, in dessen Reaktionskanal die Fließgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension vorzugsweise reduziert wird.

[0027] Beim Beladen der Fasern mit Calciumcarbonat (CaCO₃) wird dieses an die benetzen Faseroberflächen eingelagert, indem dem feuchten Fasermaterial Calciumoxid (CaO) und/oder Calciumhydroxid (Ca(OH)₂) zugesetzt wird, wobei zumindest ein Teil davon sich mit dem Wasser der Faserstoffmenge assoziieren kann. Das so behandelte Fasermaterial kann dann mit Kohlendioxid (CO₂) beaufschlagt werden.

[0028] Der Begriff "benetzte Faseroberflächen" kann alle benetzten Oberflächen der einzelnen Fasern umfassen. Damit ist insbesondere auch der Fall mit erfaßt, bei dem die Fasern sowohl an ihrer Außenfläche als auch in ihrem Innern (Lumen) mit Calciumcarbonat bzw. einem beliebigen anderen Fällungsprodukt beladen werden.

[0029] Demnach können die Fasern z.B. mit dem Füllstoff Calciumcarbonat beladen werden, wobei die Anlagerung an die benetzten Faseroberflächen durch einen sog. "Fiber Loading™"-Prozeß erfolgt, wie er als solcher in der US-A-5 223 090 beschrieben ist. In diesem "Fiber Loading™"-Prozeß reagiert z.B. das Kohlendioxid mit dem Calciumhydroxid zu Wasser und Calciumcarbonat.

[0030] Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff umfaßt entsprechend Mittel zum Reinigen des Stoffes, eine Einweichschnecke zum Einweichen des gereinigten Stoffes und einen Stoffauflöser zum Auflösen des eingeweichten Stoffes.

[0031] Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0032] Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:

Figur 1

eine vereinfachte schematische Darstellung der wesentlichen Verfahrensschritte der Stoffaufbereitung,

Figur 2

eine schematische Darstellung einer entsprechenden Stoffaufbereitungsvorrichtung und

Figur 3

eine Ansicht des Pumpdispergers oder -fluffers in Richtung der Pfeile A der Figur 2.

[0033] Figur 1 zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung die wesentlichen Verfahrensschritte einer beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff.

[0034] Danach wird im Schritt "1" der vorsortierte und gereinigte Stoff in Ballenform gespeichert und bereitgestellt.

[0035] In den Schritten "2" und "3" wird der gereinigte Stoff dann mittels eines Förderers, insbesondere eines Förderbandes oder dergleichen, beispielsweise über eine Entdrahtungseinrichtung mit integriertem Magnetabschneider einer Einweichschnecke zugeführt, mittels der der Stoff dann im Schritt "4" eingeweicht wird. Im Schritt "3" kann insbesondere auch ein Entmischen erfolgen und zur Entfernung von Metallteilen z.B. ein Metalldetektor eingesetzt werden. Zwischen den Schritten "3" und "4" kann beispielsweise ein Shredder eingesetzt werden.

[0036] Der eingeweichte Stoff wird im Schritt "5" einem Stoffauflöser oder Pulper zugeführt.

[0037] Im Schritt "6" kann der aufgelöste Stoff insbesondere durch einen sogenannten "Fiber Loading™"-Prozeß durch eine chemische Fällungsreaktion mit einem Hilfsstoff wie beispielsweise Calciumcarbonat beladen werden. Werden die Fasern mit Calciumcarbonat beladen, so wird dem Stoff für die entsprechende chemische Fällungsreaktion Calciumhydroxid (Ca(OH)₂) und/oder Calciumoxid (CaO) zugesetzt. Dabei kann das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid z.B. im Bereich des wahlweise z.B. zwischen den Schritten "3" und "4" eingesetzten Shredders, im Bereich der Einweichschnecke (vgl. Schritt "4") und/oder im Bereich des im Schritt "5" eingesetzten Stoffauflösers oder Pulpers zugesetzt werden. Wird Calciumoxid zugesetzt, so wird das an der betreffenden Stelle zugeführte Wasser dazu verwendet, mit diesem Calciumhydroxid zu bilden, das dann im den "Fiber Loading™"-Prozeß betreffenden Schritt "6" unter Zugabe von Kohlendioxid (CO₂) in Calciumcarbonat umgesetzt wird.

[0038] Im Anschluß an den "Fiber Loading™"-Schritt "6" wird der beladene Stoff der betreffenden Papiermaschine zugeführt (vgl. Schritt 7).

[0039] Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung eine entsprechende Stoffaufbereitungsvorrichtung 10, die insbesondere wieder zur Aufbereitung von der Papierherstellung dienendem Stoff vorgesehen sein kann.

[0040] Die Vorrichtung 10 umfaßt (nicht dargestellte) Mittel zum Reinigen des Stoffes, eine Einweichschnecke 12 zum Einweichen des gereinigten Stoffes, einen Stoffauflöser oder Pulper 14 zum Auflösen des eingeweichten Stoffes und eine als Reaktor für die chemische Fällungsreaktion dienende Einrichtung, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel als Pumpdisperger oder -fluffer 16 ausgeführt ist und insbesondere der Ausführung eines "Fiber Loading™"-Prozesses dient.

[0041] Die vorzugsweise nicht druckbeaufschlagte Einweichschnecke 12 umfaßt eine Einweichtrommel 18 und ein sich in dieser erstreckendes Schneckenelement 20, durch das der über einen Einlaß 22 eingeführte gereinigte Stoff zu einem Auslaß 24 gefördert wird.

[0042] Wie sich aus der Figur 1 ergibt, kann der gereinigte Stoff der Einweichschnecke 12 beispielsweise mit einer Stoffdichte in einem Bereich von etwa 15 % bis etwa 40 % zugeführt werden.

[0043] Die Einweichschnecke 12 ist mit Sprühmitteln oder einer Sprühanlage 26 versehen, um den in die Einweichtrommel 18 eingeführten Stoff mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, zu besprühen und entsprechend einzuweichen. Die das Schneckenelement 20 tragende Welle 28 ist über einen Antrieb 30 antreibbar, in deren Bereich die Welle 28 in einem Lager 32 gelagert ist. Eine entsprechende Lagerung ist auch am anderen Wellenende vorgesehen.

[0044] Der eingeweichte Stoff wird dann dem Stoffauflöser 14 zugeführt. Dieser Stoffauflöser 14 umfaßt ein Gehäuse 34 mit einem Faser- oder Stoffeinlaß 36, wenigstens einem Wassereinlaß 38, wenigstens einem Auslaß 40 und einer inneren Kammer 42. Überdies besitzt dieser Stoffauflöser 14 eine Mehrzahl von mit dem Gehäuse 34 verbundenen, sich in die innere Kammer 42 erstreckenden stationären Auflöseelementen 44 sowie eine sich durch die innere Kammer erstreckende Welle 46, um die im Bereich des Fasereinlasses 36 eine Schnecke 48 angeordnet ist und die eine Mehrzahl von sich von ihr weg erstreckende bewegliche Auslöseelemente 50 trägt. Diese Auflöseelemente 50 drehen sich also mit der Welle 46, die über einen äußeren Antrieb 52 angetrieben ist. Die Welle ist in zwei außerhalb des Gehäuses 34 angeordneten Lagern 54 gelagert.

[0045] Im Bereich seines Auslasses 40 ist der Stoffauflöser 14 mit einem Ventil 56 versehen, das im vorliegenden Fall als Drosselkegel ausgeführt ist. Über dieses Ventil kann die Austrittsmenge entsprechend eingestellt werden.

[0046] Im Anschluß an den Stoffauflöser 14 wird der Stoff dem Pumpdisperger oder - fluffer 16 zugeführt und in diesem durch Scherkräfte beaufschlagt, um größere Faseragglomerate in kleinere oder sogar in Individualfasern aufzubrechen.

[0047] Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel dient der Pumpdisperger oder -fluffer 16 gleichzeitig als Einrichtung oder Reaktor für eine chemische Fällungsreaktion. Dazu kann dieser Pumpdisperger oder -fluffer 16 einen Reaktionskanal 58 besitzen, der zwischen zwei einander gegenüberliegenden, relativ zueinander rotierenden Platten 60 oder dergleichen mit strukturierten Oberflächen 60' gebildet ist. In diesem Reaktionskanal 60 wird der Stoff allgemein radial nach außen transportiert.

[0048] Wie anhand der Figur 2 zu erkennen ist, kann dem Reaktionskanal 58 eine Zufuhrschnecke 62 vorgeschaltet sein, die in einem zumindest im wesentlichen zylindrischen Kanal oder Gehäuse 64 angeordnet ist.

[0049] Der zylindrische Kanal 64 kann einen Einlaß 66 zum Zuführen des vom Auflöser 14 kommenden Stoffes besitzen.

[0050] Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Pumpdisperger oder -fluffer 16 einlaßseitig durch das als Drosselkegel ausgeführte Ventil 40 des Stoffauflösers 14 abgedichtet. Der Pumpdisperger oder -fluffer 16 kann einlaßseitig jedoch beispielsweise auch dadurch abgedichtet sein, daß der Stoff mittels einer vorzugsweise separat antreibbaren Pfropfenschnecke unter Bildung eines Pfropfens verdichtet und der zu einem Pfropfen verdichtete Stoff dem Pumpdisperger oder -fluffer 16 zugeführt wird. In diesem Fall kann das durch einen Drosselkegel gebildete Ventil 40 entfallen.

[0051] Der Pumpdisperger oder -fluffer 16 kann gleichzeitig als Reaktor zur Umsetzung der Ausgangsstoffe Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid und Kohlendioxid in die Reaktionsprodukte Calciumcarbonat und Wasser vorgesehen sein. Das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid kann beispielsweise im Bereich der Einweichschnecke und/oder im Bereich des Stoffauflösers 14 zugesetzt werden. Das Kohlendioxid kann im Bereich des Pumpdispergers oder -fluffers 16 zugeführt werden.

[0052] Der Pumpdisperger oder -fluffer 16 kann somit insbesondere den Reaktor zur Umsetzung der Ausgangsstoffe Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid und Kohlendioxid in die Reaktionsprodukte Calciumcarbonat und Wasser bilden. In dem zwischen den beiden Platten 60 mit strukturierter Oberfläche gebildeten Reaktionskanal 58 wird der Stoff radial nach außen transportiert und mit Calciumcarbonat beladen.

[0053] Die Relativgeschwindigkeit der beiden einander gegenüberliegenden Platten 60 bzw. strukturierten Oberflächen ist vorzugsweise einstellbar, wobei zumindest eine Platte rotiert. Alternativ oder zusätzlich kann auch die absolute Drehzahl einstellbar sein. Damit kann insbesondere die Austragsgeschwindigkeit beeinflußt werden.

[0054] Wie insbesondere auch anhand der Figur 3 zu erkennen ist, kann im Zentrum des Pumpdispergers oder -fluffers 16 ein Drallkreuz 68 vorgesehen sein, durch das der Stoff weiter aufgelockert und entsprechend die Flächen des Fasermaterials vergrößert werden.

[0055] Der Pumpdisperger oder -fluffer 16 kann einen zumindest im wesentlichen tangential zu den Platten 60 bzw. strukturierten Oberflächen angeordneten Auslauf 70 für den beladenen Stoff besitzen. Überdies kann der Pumpdisperger oder -fluffer 16 einen zumindest im wesentlichen tangential zu den Platten 60 bzw. strukturierten Oberflächen 60' angeordneten Zulauf 72 zur Verdünnung des beladenen Stoffes mit Wasser und/oder Calciumhydroxid besitzen. Überdies kann der Pumpdisperger oder -fluffer 16 mit einer Heizeinrichtung versehen sein, über die die Reaktionstemperatur beeinflußbar ist.

[0056] In der Figur 2 sind an verschiedenen Stellen beispielhafte Stoffdichten angegeben. So kann die Stoffdichte im Bereich des Einlasses 22 der Einweichschnecke 12 beispielsweise 15 % bis 40 %, im Bereich des Einlasses 66 des Pumpdispergers oder -fluffers 16 beispielsweise 15 % bis 35 % und im Bereich des Auslasses 70 des Pumpdispergers oder -fluffers 16 beispielsweise 3 % bis 5 % betragen. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Dichtewerte möglich.

[0057] In dem als Reaktor dienenden Pumpdisperger oder -fluffer 16 stellt sich die folgende chemische Reaktion ein.

Bezugszeichenliste

[0058] 

10

Stoffaufbereitungsvorrichtung

12

Einweichschnecke

14

Stoffauflöser, Pulper

16

"Fiber-Loading™"-Einrichtung, Reaktor, Pumpdisperger oder -fluffer

18

Einweichtrommel

20

Schneckenelement

22

Einlaß

24

Auslaß

26

Sprühmittel, -anlage

28

Welle

30

Antrieb

32

Lager

34

Gehäuse

36

Faser- oder Stoffeinlaß

38

Wassereinlaß

40

Auslaß

42

Innere Kammer

44

Stationäres Auflöseelement

46

Welle

48

Schnecke

50

Auslöseelemente

52

Antrieb

54

Lager

56

Ventil, Drosselkegel

58

Reaktionskanal

60

Platte

60'

Strukturierte Oberfläche

62

Zufuhrschnecke

64

Kanal, Gehäuse

66

Einlaß

68

Drallkreuz

70

Auslauf

72

Zulauf

Ansprüche

1. Verfahren zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff, bei dem der Stoff gereinigt, der gereinigte Stoff in einer Einweichschnecke (12) eingeweicht und der eingeweichte Stoff einem Stoffauflöser (14) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die im Stoff enthaltenen Fasern durch eine chemische Fällungsreaktion mit einem Hilfsstoff beladen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine nicht druckbeaufschlagte Einweichschnecke (12) verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stoff in der Einweichschnecke (12) vorzugsweise durch Besprühen mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, auf eine Stoffdichte in einem Bereich von etwa 15 % bis etwa 40 %, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 20 % bis etwa 35 %, eingeweicht wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der aufgeweichte Stoff in dem Stoffauflöser (12) bei einer Stoffdichte in einem Bereich von etwa 15 % bis etwa 35 %, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 20 % bis etwa 35 %, zumindest im wesentlichen vollständig aufgelöst wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der aufgelöste Stoff einer Einrichtung (16) zum Beladen der Fasern zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Stoffauflöser (14) verwendet wird, der ein Gehäuse (34) mit einem Fasereinlaß (36), wenigstens einem Wassereinlaß (38), wenigstens einem Auslaß (40) und einer inneren Kammer (42) aufweist und eine Mehrzahl von mit dem Gehäuse (34) verbunden, sich in die innere Kammer (42) erstreckenden stationären Auflöseelementen (44) sowie eine sich durch die innere Kammer (42) erstreckende Welle (46) umfaßt, um die im Bereich des Fasereinlasses (36) eine Schnecke (48) angeordnet ist und die eine Mehrzahl von sich von ihr wegerstreckende bewegliche Auflöseelemente (50)trägt.

8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stoffauflöser (14) im Bereich seines Auslasses (40) ein vorzugsweise als Drosselkegel ausgeführtes Ventil (56) umfaßt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der vorsortierte und gereinigte Stoff in Ballenform bereitgestellt und mittels eines Förderers, insbesondere eines Förderbandes, über eine Entdrahtungseinrichtung mit integriertem Magnetabscheider der Einweichschnecke (12) zugeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Stoff für die chemische Fällungsreaktion Calciumhydroxid und/oder Calciumoxid zugesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsstoff gefälltes Calciumcarbonat erzeugt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid im Bereich der Einweichschnecke (12) und/oder im Bereich des Stoffauflösers (14) zugesetzt wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Calciumhydroxid in Flüssigform mit einer Stoffdichte in einem Bereich von etwa 1 % bis etwa 60 %, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 15 % bis etwa 25 %, und/oder Calciumoxid in Festform zugesetzt wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Calciumoxid zugesetzt wird, um mit der Einweichschnecke (12) zugeführtem Wasser Calciumhydroxid zu bilden.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid erst nach der Einweichschnecke (12) und nach dem Stoffauflöser (14) zugesetzt wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stoff im Anschluß an den Stoffauflöser (14) einem Pumpdisperger oder -fluffer (16) zugeführt und in diesem durch Scherkräfte beaufschlagt wird, um größere Faseragglomerate in kleinere oder sogar in Individualfasern aufzubrechen, wobei der Pumpdisperger oder -fluffer (16) vorzugsweise gleichzeitig als Einrichtung oder Reaktor für die chemische Fällungsreaktion verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumpdisperger oder -fluffer (16) eingesetzt wird, dessen Reaktionskanal (58) zwischen zwei einander gegenüberliegenden, relativ zueinander rotierenden Platten (60) oder dergleichen mit strukturierten Oberflächen (60') gebildet ist, wobei der Stoff in diesem Reaktionskanal (58) allgemein radial nach außen transportiert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffauflöser (14) im Bereich seines Auslasses (40) ein vorzugsweise als Drosselkegel ausgeführtes Ventil (56) umfaßt und daß der Pumpdisperger oder -fluffer (16) einlaßseitig durch dieses Ventil (56) des Stoffauflösers (14) abgedichtet ist.

19. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpdisperger oder -fluffer (16) einlaßseitig dadurch abgedichtet wird, daß der Stoff unter Bildung eines Pfropfens verdichtet und der zu einem Pfropfen verdichtete Stoff dem Pumpdisperger oder -fluffer (16) zugeführt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung des Stoffpfropfens eine separat antreibbare Pfropfenschraube verwendet wird.

21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich des Pumpdispergers oder -fluffers (16) Kohlendioxid eingeleitet wird und der Pumpdisperger oder -fluffer gleichzeitig als Reaktor zur Umsetzung der genannten Ausgangsstoffe Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid und Kohlendioxid in die Reaktionsprodukte Calciumcarbonat und Wasser eingesetzt wird, in dessen Reaktionskanal (58) die Fließgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension vorzugsweise reduziert wird.

22. Vorrichtung (10) zur Aufbereitung von insbesondere der Papierherstellung dienendem Stoff, mit Mitteln zum Reinigen des Stoffes, mit einer Einweichschnecke (12) zum Einweichen des gereinigten Stoffes und mit einem Stoffauflöser (14) zum Auflösen des eingeweichten Stoffes.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine Einrichtung (16) umfaßt, um die im Stoff enthaltenen Fasern durch eine chemische Fällungsreaktion mit einem Hilfsstoff zu beladen.

24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einweichschnecke (12) nicht druckbeaufschlagt ist.

25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel (26) vorgesehen sind, um den Stoff in der Einweichschnecke (12) vorzugsweise durch Besprühen mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, auf eine Stoffdichte in einem Bereich von etwa 15 % bis etwa 40 %, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 20 % bis etwa 35 %, einzuweichen.

26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der aufgeweichte Stoff in dem Stoffauflöser (14) bei einer Stoffdichte in einem Bereich von etwa 15 % bis etwa 35 %, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 20 % bis etwa 35 %, zumindest im wesentlichen vollständig aufgelöst wird.

27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der aufgelöste Stoff der Einrichtung (16) zum Beladen der Fasern zugeführt ist.

28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stoffauflöser (14) ein Gehäuse (34) mit einem Fasereinlaß (36), wenigstens einem Wassereinlaß (38), wenigstens einem Auslaß (40) und einer inneren Kammer (42) aufweist und eine Mehrzahl von mit dem Gehäuse (34) verbunden, sich in die innere Kammer (42) erstreckenden stationären Auflöseelementen (44) sowie eine sich durch die innere Kammer erstreckende Welle (46) umfaßt, um die im Bereich des Fasereinlasses (36) eine Schnecke (48) angeordnet ist und die eine Mehrzahl von sich von ihr wegerstreckende bewegliche Auflöseelemente (50) trägt.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stoffauflöser (14) im Bereich seines Auslasses (40) ein vorzugsweise als Drosselkegel ausgeführtes Ventil (56) umfaßt.

30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der in Ballenform bereitgestellte vorsortierte und gereinigte Stoff mittels eines Förderers, insbesondere eines Förderbandes, über eine Entdrahtungseinrichtung mit integriertem Magnetabscheider der Einweichschnecke (12) zuführbar ist.

31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel vorgesehen sind, um dem Stoff für die chemische Fällungsreaktion Calciumhydroxid und/oder Calciumoxid zuzusetzen.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Hilfsstoff gefälltes Calciumcarbonat vorgesehen ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32,
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel vorgesehen sind, um das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid im Bereich der Einweichschnecke (12) und/oder im Bereich des Stoffauflösers (14) zuzusetzen.

34. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Calciumhydroxid in Flüssigform mit einer Stoffdichte in einem Bereich von etwa 1 % bis etwa 60 %, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 15 % bis etwa 25 %, und/oder Calciumoxid in Festform zugesetzt wird.

35. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Calciumoxid zugesetzt wird, um mit der Einweichschnecke (12) zugeführtem Wasser Calciumhydroxid zu bilden.

36. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Calciumhydroxid bzw. Calciumoxid erst nach der Einweichschnecke (12) und nach dem Stoffauflöser (14) zugesetzt wird.

37. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stoff im Anschluß an den Stoffauflöser (14) einem Pumpdisperger oder -fluffer (16) zugeführt und in diesem durch Scherkräfte beaufschlagt wird, um größere Faseragglomerate in kleinere oder sogar in Individualfasern aufzubrechen, wobei der Pumpdisperger oder -fluffer (16) vorzugsweise gleichzeitig als Einrichtung oder Reaktor für die chemische Fällungsreaktion vorgesehen ist.

38. Vorrichtung nach Anspruch 37,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Pumpdisperger oder -fluffer (16) einen Reaktionskanal (58) besitzt, der zwischen zwei einander gegenüberliegenden, relativ zueinander rotierenden Platten (60) oder dergleichen mit strukturierten Oberflächen (60') gebildet ist, wobei der Stoff in diesem Reaktionskanal (58) allgemein radial nach außen transportiert wird.

39. Vorrichtung nach Anspruch 38,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stoffauflöser (14) im Bereich seines Auslasses (40) ein vorzugsweise als Drosselkegel ausgeführtes Ventil (56) umfaßt und daß der Pumpdisperger oder -fluffer (16) einlaßseitig durch dieses Ventil (56) des Stoffauflösers (14) abgedichtet ist.

40. Vorrichtung nach Anspruch 38,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Pumpdisperger oder -fluffer (16) einlaßseitig dadurch abgedichtet ist, daß der Stoff unter Bildung eines Pfropfens verdichtet und der zu einem Pfropfen verdichtete Stoff dem Pumpdisperger oder -fluffer (16) zugeführt ist.

41. Vorrichtung nach Anspruch 40,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Bildung des Stoffpfropfens eine separat antreibbare Pfropfenschnecke vorgesehen ist.

42. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß Mittel vorgesehen sind, um im Bereich des Pumpdispergers oder - fluffers (16) Kohlendioxid einzuleiten, und daß der Pumpdisperger oder - fluffer (16) gleichzeitig als Reaktor zur Umsetzung der genannten Ausgangsstoffe Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid und Kohlendioxid in die Reaktionsprodukte Calciumcarbonat und Wasser vorgesehen ist, in dessen Reaktionskanal (58) die Fließgeschwindigkeit der Faserstoffsuspension vorzugsweise reduziert wird.

Zeichnung