Verfahren und Vorrichtung zur Dispergierung eines Papierfaserstoffes

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dispergierung eines Papierfaserstoffes, bei dem ein vorentwässerter Stoff aufgeheizt, gefördert und in einem Disperger dispergiert wird. Sie ist vornehmlich dadurch gekennzeichnet, dass der Papierfaserstoff unmittelbar vor Eintritt in die Dispergierzone aufgeheizt wird. Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dispergierung eines Papierfaserstoffes, bei dem ein vorentwässerter Stoff aufgeheizt, gefördert und in einem Disperger dispergiert wird. Sie betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung sind z.B. aus der NO 302 186 B1 bekannt. Hier wird der Papierfaserstoff nach einer Entwässerungsschnecke einer Heizschnecke zugeführt, von wo der aufgeheizte Stoff in die Stopfschnecke für einen Disperger eingebracht wird. Im Disperger erfolgt dann die Dispergierung. Nachteilig ist insbesondere der hohe apparative Aufwand und auch Platzbedarf einer solchen Anlage. Weitere derartige Verfahren bzw. Vorrichtungen sind z.B. aus der DE 199 54 246 A1 bekannt. Einerseits wird hier eine Anlage analog zur NO 302 186 B1 beschrieben, andererseits als weitere Möglichkeit die direkte Zufuhr von Dampf zwischen die Mahlplatten des Dispergers vorgesehen. Letztere hat den Nachteil, dass nur eine kurze Verweilzeit möglich ist und dadurch keine vollständige und gleichmäßige Aufwärmung erzielt werden kann.

[0003] Ziel der Erfindung ist es daher ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem eine gute und gleichmäßige Aufheizung mit geringem apparativen Aufwand gewährleistet werden kann und gegebenenfalls noch zusätzlich Chemikalien vor der Dispergierung zugegeben werden können.

[0004] Die Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, dass der Papierfaserstoff unmittelbar vor Eintritt in die Dispergierzone aufgeheizt wird. Damit kann ein zusätzliches Aggregat, wie eine Heizschnecke, eingespart werden, wobei trotzdem eine vollständige Durchwärmung aller Partikel gewährleistet wird. Somit kann der Dispergierzone ein gut aufgewärmter Papierfaserstoff zugeführt werden.

[0005] Wenn nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung der Papierfaserstoff während der Aufheizung durchmischt wird, kann eine sehr gleichmäßige Aufwärmung erreicht werden.

[0006] Erfolgt die Aufheizung des Papierfaserstoffs durch Dampf und ist gleichzeitig am Förderaggregat ein Vakuum angelegt, so kann der Dampf gezielt geführt und der Wärmeübergang zum Papierfaserstoff optimiert werden.

[0007] Weiters ist es vorteilhaft, wenn der abgekühlte Überschussdampf nach Durchströmung der Papierstoffsuspension abgeleitet wird.

[0008] Bei vielen Anwendungen kann es vorteilhaft sein, wenn zusätzlich Chemikalien in den Papierfaserstoff eingemischt werden. Durch die gleichzeitige Aufheizung und Zuführung von Chemikalien kann eine gleichmäßige Reaktion erreicht werden.

[0009] Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Dispergierung eines Papierfaserstoffes, mit einer Zufuhreinrichtung für Dampf, einem Förderaggregat und einem Disperger. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass das Förderaggregat mindestens einen Einlass (Stutzen bzw. Einlassöffnungen) für Dampf aufweist. Damit kann kurz vor dem Disperger der Papierfaserstoff aufgeheizt werden und ein zusätzliches Heizaggregat entfallen.

[0010] Wenn erfindungsgemäß das Förderaggregat als Mischschnecke ausgebildet ist, kann eine gleichmäßige Durchmischung mit Dampf und damit eine gleichmäßige Aufwärmung erreicht werden.

[0011] Wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung mindestens ein Stutzen als Vakuumanschluss ausgebildet, so kann eine gezielte Dampfführung und eine optimaler Wärmeübertragung erzielt werden.

[0012] Werden die Stutzen am Gehäuse des Förderaggregates, beispielsweise Mischschnecke, angeordnet, so kann eine gute Aufwärmung erzielt werden.

[0013] Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Förderaggregat, beispielsweise Mischschnecke eine Hohlwelle aufweist, wobei die Hohlwelle Dorne zur Einmischung aufweisen können. Damit kann der Dampf gezielt entlang des Förderweges zugeführt werden, was zu einer gleichmäßigeren Verteilung und somit Aufwärmung führt.

[0014] Sind die Einlassöffnungen der Dorne auf unterschiedlichen Radien des Förderaggregats, beispielsweise Mischschnecke, vorgesehen, so ist die Einbringung von Dampf bzw. Chemikalien auch über den Querschnitt der Förderschnecke gleichmäßig möglich.

[0015] Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei Fig. 1 eine Anlage nach dem Stand der Technik, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 3 eine Ansicht von Fig. 2 gemäß Pfeil III, Fig. 4 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Variante der Erfindung, Fig. 6 eine spezielle Ausgestaltung der Erfindung und Fig. 7 einen Schnitt durch Fig. 4 mit einer weiteren Variante der Erfindung darstellt.

[0016] In Fig. 1 ist eine Anlage nach dem Stand der Technik dargestellt, bei der eine Schneckenpresse 1 zur Entwässerung der Papierfasersuspension vorgesehen ist. Die entwässerte Suspension wird dann mit einer Konsistenz von ca. 20 - 35 %, vorteilhaft 25 -30 %, über einen Schacht 2 einer Heizeinrichtung 3 mit rotierenden Schaufeln zugeführt. Anschließend fällt die aufgeheizte Suspension in eine Schnecke 4 zur Zuführung zum Disperger 5. Der Dampf wird der Heizeinrichtung 3 durch eine Dampfleitung 6 zugeleitet, wobei auch ein Teil bereits in den Schacht 2 eingeführt werden kann. Die zu behandelnde Suspension wird über einen Einlassstutzen 7 der Schneckenpresse 1 zugeführt und tritt als Pfropfen 8 am Ende aus. Der Pfropfen 8 am Ende der Schneckenpresse 1 dient hier als Dampfsperre.

[0017] Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung. Hier wird ebenfalls die zu behandelnde Papierstoffsuspension in einer Schneckenpresse 1 entwässert und über einen Schacht 2 einer Stopfschnecke 8' bzw. in weiterer Folge einem Förderaggregat 9, das als Zuführschnecke ausgeführt sein kann, einem Disperger 5 zugeführt.

[0018] Weiters sind hier Leitungen 10, 10' erkennbar, über die der Papierstoffsuspension Dampf bzw. Chemikalien zugeführt werden können. Als Chemikalien kommen sowohl flüssige oder gasförmige Bleich- als auch Hygienechemikalien wie z.B. Peroxid, Natronlauge, Chlor, Ozon oder Dispergiermittel in Frage.

[0019] Fig. 3 zeigt eine Ansicht von Fig. 2 gemäß Pfeil III. Die Schneckenpresse 1 ist über einen Schacht 2 mit der Stopfschnecke 8' verbunden. Die Papierstoffsuspension wird weiters dem Förderaggregat 9, insbesondere Zuführschnecke zugeleitet, wobei die Stopfschnecke 8' auch als Dampfsperre für den durch Leitung 10 zugeführten Dampf dient. Hinter der Zuführschnecke ist dann der Disperger 5 angeordnet.

[0020] In Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. Man erkennt die Einmündung der Stopfschnecke 8' und einen Zuführteil des Förderaggregats 9. Zur Dampfzufuhr können Stutzen 11 am Mantel 12 am Beginn des Förderaggregats oder Stutzen 11' oder 11" im Endteil des Förderaggregats angebracht sein. Durch diese Stutzen können auch alternativ Chemikalien zugeführt werden. Wird das Förderaggregat, insbesondere Schnecke, mit einer Hohlwelle 13 ausgestaltet, so kann auch Dampf bzw. Chemikalien in Richtung 14 durch die Hohlwelle 13 eingebracht werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen den Schneckenwendeln 15 Dorne 16 vorgesehen sind. Auf diese Weise kann der Dampf auch einfach über den Querschnitt der Schnecke gleichmäßig verteilt eingebracht werden.

[0021] Wird der Dampf über die Stutzen 11, 11' oder 11" eingebracht, kann auch an die Hohlwelle 13 ein Vakuum (entgegen Richtung 14) angelegt werden. Alternativ kann durch die Hohlwelle 13 Dampf eingebracht und vorteilhafterweise durch Stutzen 11 abgesaugt werden. In diesem Fall können durch die Stutzen 11' bzw. 11" Chemikalien zugegeben werden. Anschließend wird die Suspension dem Disperger 5 gut durchwärmt und durchmischt zugeführt.

[0022] Fig. 5 zeigt schematisch den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei Dampf in Richtung 14 durch die Hohlwelle 13 zugeführt wird. Über die Länge der Welle tritt der Dampf an verschiedenen Stellen gleichmäßig aus. Die Papierstoffsuspension hat hier eine Temperatur von ca. 20 bis zu 80 °C, meist 40 - 60 °C. Der überschüssige Dampf wird dann durch die Stutzen 11, 11' bzw. 11" abgesaugt. Die Stutzen 11, 11', 11" können auch als am Schneckenmantel 12 angebrachte, ganz oder teilweise um den Umfang reichende, Kanäle ausgeführt sein. Vor dem Eintritt in die Dispergierzone weist die Papierstoffsuspension dann eine Temperatur größer 85 °C auf.

[0023] Fig. 6 zeigt eine Möglichkeit der Dampfzufuhr. Die auf der Hohlwelle 13 angebrachte Schneckenwendel 15 wird durch eine Wand 18 gestützt, so dass sich ein Hohlraum 19 bildet. Aus der Hohlwelle 13 tritt der Dampf durch Öffnungen 20 in den Hohlraum 19 und wird dann durch Einlassöffnungen 21, 21' in die Papierstoffsuspension geführt. Je nach Lage der Einlassöffnungen 21, 21' kann dies auch an verschiedenen Stellen des Querschnittes des Förderaggregats 9, insbesondere Zuführschnecke, erfolgen.

[0024] Fig. 7 entspricht einem Schnitt entlang Linie VII-VII in Fig. 4. Die innerhalb des Schneckenmantels 12 laufende Hohlwelle 13 weist mehrere Dorne 16 auf, die unterschiedliche Längen haben können. Zur Dampfzufuhr in die Suspension sind die Dorne 16 mit Einlassöffnungen 21, 21' versehen, die eine Verteilung über den Querschnitt des Förderaggregats 9 gewährleisten. Auch können die Dorne 16 an ihrem oberen (von der Welle entfernten) Ende offen sein.

Ansprüche

1. Verfahren zur Dispergierung eines Papierfaserstoffes, bei dem ein vorentwässerter Stoff aufgeheizt, gefördert und in einem Disperger dispergiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Papierfaserstoff unmittelbar vor Eintritt in die Dispergierzone aufgeheizt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Papierfaserstoff während der Aufheizung durchmischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufheizung des Papierfaserstoffs durch Dampf erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig am Förderaggregat ein Vakuum angelegt ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der abgekühlte Überschussdampf nach Durchströmung der Papierstoffsuspension abgeleitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass während der Aufheizung zusätzlich Chemikalien in den Papierfaserstoff eingemischt werden.

7. Vorrichtung zur Dispergierung eines Papierfaserstoffes, mit einer Zufuhreinrichtung für Dampf, einem Förderaggregat und einem Disperger, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderaggregat (9) mindestens einen Einlass (Stutzen 11, 11', 11" bzw. Einlassöffnungen 21, 21') für Dampf aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderaggregat (9) als Mischschnecke ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stutzen (11, 11', 11") als Vakuumanschluss ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stutzen (11, 11', 11") am Gehäuse (12) des Förderaggregates (9), beispielsweise Mischschnecke, angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderaggregat (9), beispielsweise Mischschnecke, eine Hohlwelle (13) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (13) Dorne (16) zur Einmischung aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnungen (21, 21') auf unterschiedlichen Radien des Förderaggregats (9), beispielsweise Mischschnecke, vorgesehen sind.

Zeichnung