生产方法

文档序号:1894746 发布日期:2021-11-26 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 生产方法 (Production method ) 是由 约翰·芒努松 于 2020-03-20 设计创作,主要内容包括:提供了一种生产高度精制的浆状物的方法,该包括以下步骤:提供浆状物;使浆状物在至少一个锥形精制机中进行第一锥形精制步骤,该锥形精制机包括具有0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm棒宽度和1.0mm至2.0mm、比如1.4mm至2.0mm、比如约1.6mm的槽宽度的精制板;以及使来自第一锥形精制步骤的浆状物在至少一个锥形精制机中进行第二锥形精制步骤,以获得高度精制的浆状物,该锥形精制机包括具有0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的棒宽度和0.8mm至1.6mm、比如1.0mm至1.5mm的槽宽度的精制板。(A method of producing a highly refined slurry is provided, comprising the steps of: providing a slurry; subjecting the pulp to a first conical refining step in at least one conical refiner comprising a refining plate having a bar width of 0.5mm to 1.5mm, such as about 1.0mm, and a groove width of 1.0mm to 2.0mm, such as 1.4mm to 2.0mm, such as about 1.6 mm; and subjecting the pulp from the first conical refining step to a second conical refining step in at least one conical refiner comprising a refining plate having a bar width of 0.5mm to 1.5mm, such as about 1.0mm, and a groove width of 0.8mm to 1.6mm, such as 1.0mm to 1.5mm, to obtain a highly refined pulp.)

生产方法

技术领域

本公开内容涉及生产高度精制的浆状物的领域。

背景技术

通过优选地使经预处理的浆状物穿过均质机来生产“微纤化纤维素”(MFC)或“纳米纤维素”在现有技术中是众所周知的。此外,现有技术还讨论了MFC或纳米纤维素的各种应用,包括在多层纸板中或在多层纸板之间作为添加剂使用。

发明内容

本发明人已经意识到,由于高投资成本和过多的能量消耗,依靠均质机的方法以及许多其他现有技术的方法来生产MFC或纳米纤维素过于昂贵。本发明人还意识到,通过许多现有技术的方法生产的MFC和纳米纤维素的纤维化程度高于该产品在多层纸板的含CTMP中间层中用作添加剂所需的纤维化程度或用于将纸板层附至彼此时所需的纤维化程度。

因此,本公开的目的是提供一种生产高度精制的浆状物的节能方法,该高度精制的浆状物可以在生产纸板的过程中用作添加剂。本公开的另一目的是,这种方法可以基于在许多工厂可用的用于生产纸板的设备。

下面提供了本公开的实施方式的各项列举。

1.一种生产高度精制的浆状物的方法,所述方法包括以下步骤:

提供浆状物;

使所述浆状物在锥形精制机中进行第一锥形精制步骤,所述第一锥形精制步骤的所述锥形精制机包括具有0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的棒宽度和0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的槽宽度的精制板;以及

使来自所述第一锥形精制步骤的所述浆状物在至少一个锥形精制机中进行第二锥形精制步骤,以获得高度精制的浆状物,所述第二锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机包括具有0.4mm至1.0mm、比如0.5mm至1.0mm、比如约0.6mm的棒宽度和0.4mm至1.0mm、比如0.5mm至1.0mm、比如约0.6mm的槽宽度的精制板。

2.根据项目1所述的方法,其中,所述第二锥形精制步骤的所述棒宽度小于所述第一锥形精制步骤的所述棒宽度。

3.根据项目1或2所述的方法,其中,所述第二锥形精制步骤的所述槽宽度小于所述第一锥形精制步骤的所述槽宽度。

4.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,所述第一锥形精制步骤的所述棒高度为3mm至10mm、比如为5mm至6mm。

5.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,所述第二锥形精制步骤的所述棒高度为3mm至10mm、比如为5mm至6mm。

6.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,所述浆状物在所述第一锥形精制步骤和所述第二锥形精制步骤中的黏稠度为2%至5%、比如为约4%。

7.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,所述第二锥形体精制步骤中的旋转速度高于所述第一锥形精制步骤中的旋转速度。

8.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,流过所述第一锥形精制步骤中的所述锥形精制机的流量为20l/s至70l/s。

9.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,流过所述第二锥形精制步骤中的所述至少一个锥形精制机的流量为20l/s至70l/s。

10.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,用于所述第二锥形精制步骤的特定边缘载荷(SEL)比用于所述第一锥形精制步骤的特定边缘载荷(SEL)低。

11.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,在所述第一锥形精制步骤之前,用碱对所述浆状物进行预处理。

12.根据项目11所述的方法,其中,在碱预处理中所述浆状物的pH值在8至11的范围内。

13.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,在所述第一锥形精制步骤之前,用酶对所述浆状物进行预处理。

14.根据项目11至13中的任一项所述的方法,其中,所述预处理在预处理容器中实施,以及其中,所述浆状物在所述预处理容器中的平均保留时间介于20min与3h之间、比如为约2h。

15.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,在所述第一锥形精制步骤之前,对所述浆状物进行预精制。

16.根据项目15所述的方法,其中,所述预精制是低黏稠度(LC)精制。

17.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,所述浆状物是未被漂白的软木浆状物、被漂白的软木浆状物、或被漂白的硬木浆状物,所述被漂白的硬木浆状物比如为被漂白的桦木浆状物。

18.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,所述第一锥形精制步骤包括对在所述锥形精制机中已经进行精制的浆状物进行冷却。

19.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,所述第二锥形精制步骤包括对在所述至少一个锥形精制机中已经进行精制的浆状物进行冷却。

20.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,对所述第一锥形精制步骤的所述锥形精制机的振动进行感测,并且响应于所感测到的振动而对施加在所述第一锥形精制步骤的所述锥形精制机中的载荷进行控制。

21.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,对所述第二锥形精制步骤的所述锥形精制机的振动进行感测,并且响应于所述感测到的振动而对施加在所述锥形精制机中的载荷进行控制。

22.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,:

所述第一锥形精制步骤包括使所述浆状物从第一罐循环通过所述锥形精制机并且返回至所述第一罐;以及/或者

所述第二锥形精制步骤包括使浆状物从第二罐循环通过所述至少一个锥形精制机并且返回至所述第二罐。

23.根据项目22所述的方法,其中,所述第二罐的下部部分具有锥形形状,并且其中,在所述第二罐的底部处设置有出口。

24.根据项目22或23所述的方法,其中,所述第二罐中的所述浆状物通过竖向循环进行搅拌。

25.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,所述方法是连续的。

26.根据项目25所述的方法,其中,对所述所述第一锥形精制步骤的所述锥形精制机中的所述浆状物的纤维而言,净能量传递比率为500kW

至1000kW、比如为600kW至950kW。

27.根据项目25或26项所述的方法,其中,对所述第二锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机中的所述浆状物的纤维而言,净能量传递比率为500kW至1000kW、比如为600kW至950kW。

28.根据项目22和25所述的方法,其中,在所述第一锥形精制步骤中,

流过所述锥形精制机的流量高于流向所述第二锥形精制步骤的流量。

29.根据项目22和25所述的方法,其中,在所述第二锥形精制步骤中,流过所述至少一个锥形精制机的流量高于来自所述第二锥形精制步骤的所述高度精制的浆状物的流量。

30.根据项目25至29中的任一项所述的方法,其中,所述浆状物在所述第一锥形精制步骤中的平均保留时间为约1h,以及/或者,其中,所述浆状物在所述第二锥形精制步骤中的平均保留时间为约1h。

31.根据项目1至24中的任一项所述的方法,其中,所述方法是分批次的。

32.根据项目31所述的方法,其中,对所述第一锥形精制步骤的所述锥形精制机中的所述浆状物的纤维而言,净能量传递比率从900kW至1300kW、比如约1100kW的水平逐渐减小。

33.根据项目31或32所述的方法,其中,对所述第二锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机中的所述浆状物的纤维而言,净能量传递比率从900kW至1300kW、比如约1100kW的水平逐渐降低。

34.根据项目31至33中的任一项所述的方法,其中,所述浆状物在所述第一锥形精制步骤中的保留时间为约1h,以及/或者,其中,所述浆状物在所述第二锥形精制步骤中的保留时间为约1h。

35.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,所述第一锥形精制步骤的所述锥形精制机中的净能量供应为300kWh/吨干纤维至1000kWh/

吨干纤维、比如为300kWh/吨干纤维至700kWh/吨干纤维。

36.根据前述项目中的任一项所述的方法,其中,所述第二锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机中的净能量供应为300kWh/吨干纤维至1000kWh/吨干纤维、比如为300kWh/吨干纤维至700kWh/吨干纤维。

37.根据前述项目中的任一项所述的方法,所述方法还包括对所述浆状物的粉状纤维值和/或纤维长度值进行测量,并且响应于所述粉状纤维值和/或所述纤维长度值而对所述方法的步骤进行控制。

38.根据前述项目中的任一项所述的方法,所述方法还包括以下步骤:将所述高度精制的浆状物添加至用于制造纸板的浆状物;并且随后,由包括所述用于制造纸板的浆状物的配料形成多层纸板的中间层。

39.根据项目38所述的方法,其中,所述配料包括CTMP。

40.根据项目38所述的方法,其中,所述用于制造纸板的浆状物包括CTMP或由CTMP构成。

41.根据项目40所述的方法,其中,在将所述高度精制的浆状物添加至所述用于制造纸板的浆状物之后,对所述用于制造纸板的浆状物进行精制。

42.根据前述项目中的任一项所述的方法,所述方法还包括以下步骤:在多层纸板的生产中,在两层之间提供所述高度精制的浆状物。

43.根据项目42所述的方法,其中,将所述高度精制的浆状物通过喷涂或借助于流浆箱添加至所述两层中的一者。

44.一种用于生产高度精制的浆状物的系统,所述系统包括:

第一精制布置结构,所述第一精制布置结构包括锥形精制机,所述第一精制布置结构的所述锥形精制机包括具有0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的棒宽度和0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的槽宽度的精制板;以及

第二精制布置结构,所述第二精制布置结构包括至少一个锥形精制机,所述第二精制布置结构的所述至少一个锥形精制机包括具有

0.4mm至1.0mm、比如0.5mm至1.0mm、比如约0.6mm的棒宽度和

0.4mm至1.0mm、比如0.5mm至1.0mm、比如约0.6mm的槽宽度的精制板,

其中,所述第二精制布置结构连接至所述第一精制布置结构并且布置在所述第一精制布置结构的下游。

45.根据项目44所述的系统,其中,所述第二精制布置结构中的所述棒宽度小于所述第一精制布置结构中的所述棒宽度。

46.根据项目44或45所述的系统,其中,所述第二精制布置结构中的所述槽宽度小于所述第一精制布置结构中的所述槽宽度。

47.根据项目44至46中的任一项所述的系统,其中,所述第一精制布置中的所述棒高度为3mm至10mm、比如为5mm至6mm。

48.根据项目44至47中的任一项所述的系统,其中,所述第二精制布置结构中的所述棒高度为3mm至10mm、比如为5mm至6mm。

49.根据项目44至48中的任一项所述的系统,所述系统还包括连接至所述第一精制布置结构并且布置在所述第一精制布置结构的上游的计量罐。

50.根据项目49所述的系统,所述系统还包括连接至所述计量罐并且布置在所述计量罐的上游的至少一个预精制机。

51.根据项目50所述的系统,其中,所述至少一个预精制机是至少一个低黏稠度(LC)精制机。

52.根据项目44至51中的任一项所述的系统,其中,所述第一精制布置结构包括用于对浆状物进行冷却的冷却器。

53.根据项目44至52中的任一项所述的系统,其中,所述第二精制布置结构包括用于对浆状物进行冷却的冷却器。

54.根据项目44至53中的任一项所述的系统,其中,所述第一精制布置结构的所述锥形精制机包括用于感测振动的传感器,所述传感器能够产生信号,所述信号能够用于对施加在所述锥形精制机中的载荷进行调节。

55.根据项目44至54项中的任一项所述的系统,其中,所述第二精制布置结构的锥形精制机包括用于感测振动的传感器,所述传感器能够产生信号,所述信号能够用于对施加在所述锥形精制机中的载荷进行调节。

56.根据项目44至55中的任一项所述的系统,其中,所述第一精制布置结构包括第一罐,所述第一罐具有罐出口和罐入口,其中,所述第一罐的所述罐出口连接至所述第一精制布置结构的所述锥形精制机的入口,以及所述第一罐的所述罐入口连接至所述第一精制布置结构的所述锥形精制机的出口。

57.根据项目44至56项中的任一项所述的系统,其中,所述第二精制布置结构包括第二罐,所述第二罐具有罐出口和罐入口,其中,所述第二罐的所述罐出口连接至所述第二精制布置结构的所述至少一个锥形精制机的入口,所述第二罐的所述罐入口连接至所述第二精制布置结构的所述至少一个锥形精制机的出口。

58.根据项目57所述的系统,其中,所述第二罐的下部部分具有锥形形状,并且其中,所述第二罐的所述罐出口设置在所述第二罐的底部处。

59.根据项目58所述的系统,其中,所述第二罐包括用于竖向循环的装置。

60.根据项目44至59中的任一项所述的系统,所述系统还包括连接至所述第二精制布置结构并且布置在所述第二精制布置结构的下游的罐。

61.一种生产高度精制的浆状物的方法,所述方法包括以下步骤:

提供浆状物;

使所述浆状物在至少一个锥形精制机中进行第一锥形精制步骤,所述第一锥形精制步骤的所述锥形精制机包括具有0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的棒宽度和1.0mm至2.0mm、比如约1.4mm至2.0mm、比如约1.6mm的槽宽度的精制板,其中,所述第一锥形精制步骤的所述锥形精制机的所述精制板的所述槽宽度大于所述棒宽度;以及使来自所述第一锥形精制步骤的所述浆状物在至少一个锥形精制机中进行第二锥形精制步骤,以获得高度精制的浆状物,所述第二锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机包括具有0.5mm至1.0mm、比如约0.6mm的棒宽度和0.8mm至1.6mm、比如1.0至1.5mm的槽宽度的精制板。

62.根据项目第61所述的方法,其中,所述第二锥形精制步骤的所述槽宽度小于所述第一锥形精制步骤的所述槽宽度。

63.根据项目61或62所述的方法,其中,所述第二锥形精制步骤的所述棒宽度与所述第一锥形精制步骤的所述棒宽度大致相同。

64.根据前述项目61至63中的任一项所述的方法,其中,所述第一锥形精制步骤的所述棒高度为3mm至10mm、比如为5mm至6mm。

65.根据前述项目61至64中的任一项所述的方法,其中,所述第二锥形精制步骤的所述棒高度为3mm至10mm、比如为5mm至6mm。

66.根据前述项目61至65中的任一项所述的方法,其中,所述浆状物在所述第一锥形精制步骤和所述第二锥形精制步骤中的黏稠度为2%至5%、比如为约4%。

67.根据前述项目61至66中的任一项所述的方法,其中,所述第二锥形精制步骤中的旋转速度高于所述第一锥形精制步骤中的旋转速度。

68.根据前述项目61至67中的任一项所述的方法,其中,流过所述第一锥形精制步骤中的所述至少一个锥形精制机的流量为40l/s至140l/s、比如为80l/s至140l/s、比如为100l/s至120l/s。

69.根据前述项目61至68中的任一项所述的方法,其中,流过所述第二锥形精制步骤中的所述至少一个锥形精制机的流量为50l/s至80l/s。

70.根据前述项目61至69中的任一项所述的方法,其中,用于所述第二锥形精制步骤的特定边缘载荷(SEL)比用于所述第一锥形精制步骤的特定边缘载荷(SEL)低。

71.根据前述项目61至70中的任一项所述的方法,其中,在所述第一锥形精制步骤之前,用碱对所述浆状物进行预处理。

72.根据项目71所述的方法,其中,在用碱进行预处理中,所述浆状物的pH值在8至11的范围内。

73.根据前述项目60至72中的任一项所述的方法,其中,在所述第一锥形精制步骤之前,用酶对所述浆状物进行预处理。

74.根据项目71至73中的任一项所述的方法,其中,所述预处理在预处理容器中实施,并且其中,所述浆状物在所述预处理容器中的平均保留时间介于20min与3h之间、比如为约2h。

75.根据前述项目61至74中的任一项所述的方法,其中,在所述第一锥形精制步骤之前,对所述浆状物进行预精制,例如,在所述第一锥形精制步骤之前,使用预精制机对所述浆状物进行预精制,在所述预精制机中,净能量供应在20kWh/吨干纤维至100kWh/吨干纤维的范围内、比如在25kWh/吨干纤维至45kWh/吨干纤维的范围内。

76.根据项目75所述的方法,其中,所述预精制是低浓度(LC)精制,例如,所述预精制是使用锥形精制机进行的低浓度(LC)精制。

77.根据前述项目61至76中的任一项所述的方法,其中,所述浆状物是被漂白的硬木浆状物,比如,所述浆状物是被漂白的桦木浆状物。

78.根据前述项目61至77中的任一项所述的方法,其中,所述第一锥形精制步骤包括对浆状物进行冷却。

79.根据项目78所述的方法,其中,热交换器用于对浆状物进行冷却,所述热交换器布置在冷却回路上,所述冷却回路与布置有所述至少一个锥形精制机的精制回路是分开的。

80.根据前述项目61至79中的任一项所述的方法,其中,对所述第一锥形精制步骤的锥形精制机的振动进行感测,并且响应于所感测到的振动而对施加在所述第一锥形精制步骤的所述锥形精制机中的载荷进行控制。

81.根据前述项目61至80中的任一项所述的方法,其中,对所述第二锥形精制步骤的锥形精制机的振动进行感测,并且响应于所感测到的振动而对施加在所述锥形精制机中的载荷进行控制。

82.根据前述项目61至81中的任一项所述的方法,其中:

所述第一锥形精制步骤包括使所述浆状物从第一罐循环通过所述至少一个锥形精制机并且返回至所述第一罐;以及/或者

所述第二锥形精制步骤包括使所述浆状物从第二罐循环通过所述至少一个锥形精制机并且返回至所述第二罐,所述第二罐优选地通过竖向循环进行搅拌。

83.根据项目82所述的方法,其中,将来自所述第一锥形精制步骤的所述浆状物在所述罐的出口与所述至少一个锥形精制机的入口之间的位置引入到所述第二锥形精制步骤中。

84.根据项目82或83所述的方法,其中:

所述第一锥形精制步骤包括在以并联的方式布置的至少两个锥形精制机中进行精制,在所述至少两个锥形精制机前面的是共用的泵;以及/或者

所述第二锥形精制步骤包括在以并联的方式布置的至少两个锥形精制机中进行精制,在所述至少两个锥形精制机前面的是共用的泵或者在所述至少两个锥形精制机前面各有一个泵。

85.根据前述项目61至84中的任一项所述的方法,其中,所述方法是连续的。

86.根据项目85所述的方法,其中,基于所述第一锥形精制步骤中的所述浆状物的流速,对到达所述第一锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机中的所述浆状物的纤维的净能量传递比率进行控制。

87.根据项目85或86所述的方法,其中,基于所述第二锥形精制步骤中的所述浆状物的流速,对到达所述第二锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机中的所述浆状物的纤维的净能量传递比率进行控制。

88.根据项目82和85所述的方法,其中,在所述第一锥形精制步骤中,流过所述至少一个锥形精制机的流量高于流向所述第二锥形精制步骤的流量。

89.根据项目82和85所述的方法,其中,在所述第二锥形精制步骤中,流过所述至少一个锥形精制机的流量高于来自所述第二锥形精制步骤的所述高度精制的浆状物的流量。

90.根据项目82所述的方法,其中,将所述浆状物在所述罐的出口与所述第一锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机的入口之间的位置引入到所述第一锥形精制步骤中。

91.根据项目61至84中的任一项所述的方法,其中,所述方法是分批次的。

92.根据项目91所述的方法,其中,对所述第一锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机中的每个锥形精制机中的所述浆状物的纤维而言,净能量传递比率从900kW至1300kW、比如约1100kW的水平逐渐减小。

93.根据项目91或92所述的方法,其中,对于所述第二锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机中的所述浆状物的纤维而言,净能量传递比率从900kW至1300kW、比如约1100kW的水平逐渐减小。

94.根据项目91至93中的任一项所述的方法,其中,所述浆状物在所述第一锥形精制步骤中的保留时间为约1h,以及/或者其中,所述浆状物在所述第二锥形精制步骤中的保留时间为约1h。

95.根据前述项目61至94中的任一项所述的方法,其中:

所述第一锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机中的每个锥形精制机中的净能量供应为200kWh/吨干纤维至600kWh/吨干纤维、比如为300kWh/吨干纤维至500kWh/吨干纤维;以及/或者

所述第二锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机中的净能量供应为200kWh/吨干纤维至600kWh/吨干纤维、比如为300kWh/吨干纤维至500kWh/吨干纤维。

96.根据前述项目61至95中的任一项所述的方法,其中,所述第一锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机中的所述净能量供应比所述第二锥形精制步骤的所述至少一个锥形精制机中的所述净能量供应高、比如高至少50%。

97.根据前述项目61至96中的任一项所述的方法,所述方法还包括对所述浆状物的粉状纤维值和/或纤维长度值进行测量,并且响应于所述粉状纤维值和/或所述纤维长度值对所述方法的步骤进行控制。

98.根据前述项目61至96中的任一项所述的方法,所述方法还包括以下步骤:将所述高度精制的浆状物添加至用于制造纸板的浆状物;并且

随后,由包括所述用于制造纸板的浆状物的配料形成多层纸板的中间层。

99.根据项目98所述的方法,其中,所述配料包括CTMP。

100.根据项目98所述的方法,其中,所述用于制造纸板的浆状物包括CTMP或由CTMP构成。

101.根据项目100所述的方法,其中,在将所述高度精制的浆状物添加至所述用于制造纸板的浆状物之后,对所述用于制造纸板的浆状物进行精制。

102.根据前述项目61至101中的任一项所述的方法,所述方法还包括以下步骤:在多层纸板的生产中,在两层之间提供所述高度精制的浆状物。

103.根据项目102所述的方法,其中,将所述高度精制的浆状物通过喷涂或借助于流浆箱添加至所述两层中的一者。

104.一种用于生产高度精制的浆状物的系统,所述系统包括:

第一精制布置结构,所述第一精制布置结构包括至少一个锥形精制机,所述第一精制布置结构的所述至少一个锥形精制机包括具有

0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的棒宽度和1.0mm至2.0mm、比如

1.4mm至2.0mm、比如约1.6mm的槽宽度的精制板,其中,所述第一精制布置结构的所述至少一个锥形精制机的所述精制板的所述槽宽度大于所述棒宽度;以及

第二精制布置结构,所述第二精制布置结构包括至少一个锥形精制机,所述第二精制布置结构的所述至少一个锥形精制机包括具有0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的棒宽度和0.8mm至1.6mm、比如

1.0mm至1.5mm的槽宽度的精制板,

其中,所述第二精制布置结构连接至所述第一精制布置结构并且布置在所述第一精制布置结构的下游。

105.根据项目104项所述的系统,其中,所述第二精制布置结构中的所述

棒宽度与所述第一精制布置结构中的所述棒宽度大致相同。

106.根据项目104或105所述的系统,其中,所述第二精制布置结构中的

所述槽宽度小于所述第一精制布置结构中的所述槽宽度。

107.根据项目104至106中的任一项所述的系统,其中,所述第一精制布

置结构中的所述棒高度为3mm至10mm、比如为5mm至6mm。

108.根据项目104至107中的任一项所述的系统,其中,所述第二精制布

置结构中的所述棒高度为3mm至10mm、比如为5mm至6mm。

109.根据项目104至108中的任一项所述的系统,所述系统还包括连接至

所述第一精制布置结构并且布置在所述第一精制布置结构的上游的预精制机,所述预精制机能够是锥形精制机。

110.根据项目109所述的系统,其中,所述预精制机包括精制板,所述预

精制机的所述精制板具有至少1.4mm、比如至少1.6mm的棒宽度。

111.根据项目109或110所述的系统,其中,所述预精制机是低黏稠度(LC)

精制机。

112.根据项目104至111中的任一项所述的系统,其中,所述第一精制布

置结构包括用于对浆状物进行冷却的热交换器。

113.根据项目104至112中的任一项所述的系统,其中,所述第一精制布

置结构包括布置有所述热交换器的冷却回路和布置有所述至少一个锥形精制机的精制回路,所述冷却回路与所述精制回路是分开的。

114.根据项目104至113中的任一项所述的系统,其中,所述第一精制布

置结构的所述锥形精制机包括用于感测振动的传感器,所述传感器能够产生信号,所述信号能够用于对施加在所述锥形精制机中的载荷进行调节。

115.根据项目104至114中的任一项所述的系统,其中,所述第二精制布

置结构的锥形精制机包括用于感测振动的传感器,所述传感器能够产生信号,所述信号能够用于对施加在所述锥形精制机中的载荷进行调节。

116.根据项目104至115中的任一项所述的系统,其中,所述第一精制布

置结构包括第一罐,所述第一罐具有罐出口和至少一个罐入口,其中,

所述第一罐的所述罐出口连接至所述第一精制布置结构的所述至少一个锥形精制机的至少一个入口,并且所述第一罐的所述至少一个罐入口连接至所述第一精制布置结构的所述至少一个锥形精制机的至少一个出口。

117.根据项目116所述的系统,其中,在所述第一罐的所述罐出口与所述

至少一个锥形精制机的所述至少一个入口之间的连接部中布置有泵。118.根据项目104至117中的任一项所述的系统,其中,所述第二精制布

置结构包括第二罐,所述第二罐具有罐出口和至少一个罐入口,其中,

所述第二罐的所述罐出口连接至所述第二精制布置结构的所述至少一个锥形精制机的至少一个入口,并且所述第二罐的所述至少一个罐入口连接至所述第二精制布置结构的所述至少一个锥形精制机的至少一个出口。

119.根据项目118所述的系统,其中,在所述罐出口与所述至少一个锥形

精制机的所述至少一个入口之间的连接部中布置有泵。

120.根据项目118或119所述的系统,其中,所述第二罐的下部部分具有锥形形状,并且其中,所述第二罐的所述罐出口设置在所述第二罐的底部处。

121.根据项目118至120中的任一项所述的系统,其中,所述第二罐包括用于竖向循环的装置。

122.根据项目104至121中的任一项所述的系统,所述系统还包括连接至所述第二精制布置结构并且布置在所述第二精制布置结构的下游的罐。

附图说明

图1示出了用于实施根据本公开的方法的实施方式的系统。

图2示出了用于实施根据本公开的另一方法的实施方式的系统。

具体实施方式

作为本公开的第一方面,提供了生产高度精制的浆状物的方法,该方法包括以下步骤:

提供浆状物;

使浆状物在锥形精制机中进行第一锥形精制步骤,锥形精制机包括精制板,该精制板具有0.5mm至1.5mm的棒宽度和0.5mm至1.5mm的槽宽度;以及

使来自第一锥形精制步骤的浆状物在至少一个锥形精制机中进行第二锥形精制步骤,以获得高度精制的浆状物,该锥形精制机包括精制板,该精制板具有0.4mm至1.0mm、比如0.5mm至1.0mm的棒宽度以及0.4mm至1.0mm、比如0.5mm至1.0mm的槽宽度。

理解的是,本公开的浆状物是纤维素浆状物。优选地,该浆状物包括源自木材的至少75%的原生纤维、比如至少90%的原生纤维。例如,该浆状物可以是硬木浆状物、比如桦木浆状物。该硬木浆状物优选地是被漂白的。替代性地,该浆状物可以是软木浆状物。该软木浆状物可以是被漂白的或未被漂白的。被漂白的硬木浆状物、比如被漂白的桦木浆状物是特别优选的浆状物类型。

第二锥形精制步骤的棒宽度优选地小于第一锥形精制步骤的棒宽度。作为示例,第一锥形精制步骤的棒宽度可以为约1.0mm,而第二锥形精制步骤的棒宽度为约0.6mm。

类似地,第二锥形精制步骤的槽宽度优选地小于第一锥形精制步骤的槽宽度。作为示例,第一锥形精制步骤的槽宽度可以为约1.0mm,而第二锥形精制步骤的槽宽度为约0.6mm。

在第一锥形精制步骤和第二锥形精制步骤两者中,棒高度可以为3mm至10mm、优选地为5mm至6mm。

第二锥形精制步骤中的旋转速度可以高于第一锥形精制步骤中的旋转速度。

第二锥形精制步骤中的特定的边缘载荷(SEL)通常低于第一锥形精制步骤中的特定的边缘载荷。

浆状物在第一锥形精制步骤和第二锥形精制步骤中的黏稠度通常为2%至5%、并且优选地为约4%。在第二锥形精制步骤之后,可以将高度精制的浆状物稀释至0.5%至1.5%的黏稠度。由此,便于高度精制的浆状物的泵送。

在第一锥形精制步骤和第二锥形精制步骤中,流过锥形精制机的流量通常为20l/s至70l/s。

为了促进在锥形精制步骤中的精制,可以在第一锥形精制步骤之前对浆状物进行预处理、例如用碱或酶对浆状物进行预处理。

在用碱的情况下,浆状物在预处理中的pH值优选地在8至11的范围内。

用于促进纤维分解、例如纤维化的各种酶促预处理已经在本领域中描述并且可以用于本公开的方法。

预处理可以在预处理容器中实施。这种容器也可以是计量罐。浆状物在预处理容器中的平均保留时间例如可以介于20min与3h之间、比如约2h。

在第一锥形精制步骤之前,可以对浆状物进行预精制,通常以2%至5%(优选地为约4%)的黏稠度进行预精制。在实施预处理的情况下,优选地在预处理之前实施预精制。通常在至少一个LC精制机中实施预精制,该LC精制机可以是在造纸业中常用的类型。预精制对于软木浆状物而言是特别有利的。预精制之后的Schopper Riegler(SR)值可以是20至30、比如为21至25。优选地根据ISO 5267-1:1999来测量该SR值。

锥形精制步骤产生热。因此,第一锥形精制步骤和/或第二锥形精制步骤可以包括对浆状物进行冷却。

可以对第一锥形精制步骤的锥形精制机的振动进行感测,并且可以响应于所感测到的振动而对施加在第一锥形精制步骤的锥形精制机中的载荷进行控制。从而,可以避免锥形精制机中的转子与定子之间的接触。也可以以同样的方式对施加在第二锥形精制步骤的锥形精制机中的载荷进行控制。

第一锥形精制步骤优选地包括使浆状物从第一罐循环通过锥形精制机并返回至该第一罐。如此创建出第一环路,这允许第一锥形精制步骤中的浆状物多次穿过锥形精制机。

以同样的方式,第二锥形精制步骤优选地包括使浆状物从第二罐循环通过锥形精制机并返回该第二罐。如此创建出第二环路,这允许第二锥形精制步骤中的浆状物多次穿过锥形精制机。

在第二锥形精制步骤中,浆状物的粘度通常较高。因此,第二罐可以具有立管设计,该立管设计便于将浆状物从第二罐提取。第二罐的底部部分可以具有锥形形状,并且第二罐的出口优选地设置在最底部处。第二罐中的浆状物可以通过竖向循环进行搅拌。在这种竖向循环的实施方式中,被竖向循环的浆状物中的一部分浆状物返回至罐的顶部,以及被竖向循环的浆状物中的另一部分在锥形底部部分的正上方的位置处返回至罐。第一罐可以具有同样的设计。

在一个实施方式中,该方法是连续的,这意味着第一锥形精制步骤和第二锥形精制步骤是以连续的方式实施的。在这种实施方式中,对第一锥形精制步骤的锥形精制机中的浆状物的纤维而言,净能量传递通常为500kW至1000kW、比如为600kW至950kW。通常,在连续方法中,净能量传递以恒定的水平被保持。在本公开的内容中,“净”能量传递不包括对仅用水运行锥形精制机所需的能量传递。

当该方法是连续的时,对第二锥形精制步骤的至少一个锥形精制机中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率也通常为500kW至1000kW、比如为600kW至950kW。

在连续方法的第一锥形精制步骤中,流过锥形精制机的流量优选地高于流向第二锥形精制步骤的流量。类似地,流过连续方法的第二锥形精制步骤中的至少一个锥形精制机的流量高于来自第二锥形精制步骤的高度精制的浆状物的流量。由此,浆状物被允许多次穿过锥形精制机。

在连续方法的第一锥形精制步骤和第二锥形精制步骤两者中,合适的浆状物平均保留时间介于20min与3h之间、优选地是约1h。

在另一实施方式中,该方法是分批次实施的,这意味着第一锥形精制步骤是一个批次处理,而第二锥形精制步骤是另一批次处理。

在第一锥形精制步骤的批次中,施加在锥形精制机中的载荷优选地逐渐减小。例如,可以基于在锥形精制机中所感测到的振动、粉状纤维值(crill value)和/或纤维长度值(下文将另外讨论)和/或自该批次开始以来所经过的时间来对载荷进行控制。作为示例,对第一锥形精制步骤的锥形精制机中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率从900kW至1300kW、比如约1100kW的水平逐渐减小。在一个实施方式中,当对应于锥形精制机中所感测到的振动的值高于参考值时,该比率降低。由于浆状物的承载能力因精制而减小(而当承载能力增大时振动增大),这种控制机制导致施加在锥形精制机中的载荷逐渐减少(这是因为减小的能量传递意味着减小的载荷)。

而且,在第二锥形精制步骤的批次中,施加在至少一个锥形精制机中的载荷优选地逐渐减小。可以如上所述地对载荷进行控制。作为示例,对于第二锥形精制步骤的至少一个锥形精制机中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率从900kW至1300kW、比如约1100kW的水平逐渐减小。

在分批次方法的第一锥形精制步骤和第二锥形精制步骤中,合适的浆状物保留时间介于20min与3h之间、优选地为约1h。

无论该方法是连续还是分批次进行的,第一锥形精制步骤的锥形精制机中的净能量供应通常为300kWh/吨干纤维至1000kWh/吨干纤维、比如为300kWh/吨干纤维至700kWh/吨干纤维。类似地,第二锥形精制步骤的至少一个锥形精制机中的净能量供应通常为300kWh/吨干纤维至1000kWh/吨干纤维、比如为300kWh/吨干纤维至700kWh/吨干纤维。在本公开的范围内,“净”能量供应不包括仅用水来运行锥形精制机所需的能量供应。

该方法可以包括下述步骤中的一个或更多个步骤:对浆状物的粉状纤维值和/或纤维长度值进行测量、以及响应于该粉状纤维值和/或纤维长度值对另一方法步骤进行控制。如上所述,基于这种值,可以对施加在第一锥形精制步骤和/或第二锥形精制步骤中的载荷进行控制。另一选择是对预处理的程度进行控制。可以控制的预处理参数的示例是浆状物的保留时间、pH值(在碱预处理的情况下)和酶浓度。又一个选择是响应于在预精制下游但在第一锥形精炼步骤上游所测量的粉状纤维值和/或纤维长度值对预精制进行控制。

纤维长度值可以是例如粉末含量值。“粉末”可以被定义为长度低于0.2mm的纤维。然而,也可以使用粉末的其他定义。

优选地,通过该方法生产的高度精制的浆状物在制造纸板中使用。作为示例,可以将高度精制的浆状物添加至用于形成多层纸板的中间层的浆状物。这种中间层优选地包括CTMP。

在一个实施方式中,添加有高度精制的浆状物的浆状物包括CTMP或由CTMP构成。由于精制步骤将高度精制的浆状物与CTMP高效混合,优选地,在对CTMP进行精制的步骤之前实施这种添加。精制机的机械冲击甚至可以将高度精制的浆状物“结合(bind)”至CTMP,该CTMP是相对较弱类型的浆状物。由此促进了CTMP纤维与中间层中的其他类型的纤维之间更强的结合。

在多层纸板的生产中,高度精制的浆状物也可以设置在两层之间。作为示例,高度精制的浆状物可以通过喷涂或借助于流浆箱(headbox)添加至两层中的一者。

作为本公开的第二方面,提供了一种用于生产高度精制的浆状物的系统。该系统包括:

第一精制布置结构,该第一精制布置结构包括锥形精制机,第一精制布置结构的锥形精制机包括具有0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的棒宽度和0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的槽宽度的精制板;以及

第二精制布置结构,该第二精制布置结构包括至少一个锥形精制机,第二精制布置结构的至少一个锥形精制机包括具有0.4mm至1.0mm、比如0.5mm至1.0mm、比如约0.6mm的棒宽度和0.4mm至1.0mm、比如0.5mm至1.0mm、比如约0.6mm的槽宽度的精制板,

其中,第二精制布置结构连接至第一精制布置结构并且布置在该第一精制布置结构的下游。

第二方面的系统可以用于实施第一方面的方法。第一方面的实施方式经过适当修改适用于第二方面。还有,下文将讨论第二方面的一些实施方式。这些实施方式经过适当修改适用于第一方面。

该系统可以包括计量罐,该计量罐连接至第一精制布置结构并且布置在该第一精制布置的上游。这种计量罐在分批次生产的情况下是特别有利的。如上所述,可以在计量罐中实施浆状物的预处理。替代性地,设置独立的预处理罐。

此外,该系统可以包括布置在第一精制布置结构的上游的至少一个预精制机。在该系统包括计量罐的情况下,至少一个预精制机通常连接至计量罐并布置在该计量罐的上游。

第一精制布置结构或第二精制布置结构的锥形精制机可以包括传感器,该传感器用于感测锥形精制机的振动。这种传感器产生信号,该信用可以用于对施加在锥形精制机中的载荷进行调节。通常,在振动信号过高(例如高于参考值)的情况下,将载荷降低。

第一精制布置结构可以包括第一罐,该第一罐具有罐出口和罐入口,其中罐出口连接至第一精制布置结构的锥形精制机的入口,并且罐入口连接至第一精制布置结构的锥形精制机的出口。因此,第一罐和锥形精制机形成了回路的一部分,浆状物可以环绕通过该回路。该回路还可以包括冷却器。

类似地,第二精制布置结构可以包括第二罐,该第二罐具有罐出口和罐入口,其中罐出口连接至第二精制布置结构的至少一个锥形精制机的入口,罐入口连接至第二精制布置结构的至少一个锥形精制机的出口。因此,第二罐和至少一个锥形精制机形成了回路的一部分,浆状物可以环绕通过该回路。该回路还可以包括冷却器。

第二罐的下部部分优选地具有锥形形状,并且罐出口优选地设置在第二罐的底部处(即,设置在锥形部分的底部处)。第二罐可以包括用于竖向循环的装置。

在一个实施方式中,该系统包括罐,该罐连接至第二精制布置结构并且布置在该第二精制布置结构的下游。在这种罐的情况下,罐在分批次生产的情况下是特别有利的,高度精制的浆状物可以在被使用之前、例如在制造纸板时被收集。该罐优选地具有与上述第二罐相同的设计。

作为本公开的第三方面,提供了生产高度精制的浆状物的方法,该方法包括以下步骤:

提供浆状物;

使浆状物在至少一个锥形精制机中进行第一锥形精制步骤,该锥形精制机包括具有0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的棒宽度和1.0mm至2.0mm、比如1.4mm至2.0mm、比如约1.6mm的槽宽度的精制板;以及使来自第一锥形精制步骤的浆状物在至少一个锥形精制机中进行第二锥形精制步骤,以获得高度精制的浆状物,该锥形精制机包括具有0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的棒宽度和0.8mm至1.6mm、比如1.0mm至1.5mm的槽宽度的精制板。

下面,将描述第三方面的实施方式。

优选地,第一锥形精制步骤中的槽宽度大于棒宽度。由此,可以减少槽中的沉积物,特别在对硬木浆状物、比如桦木浆状物进行精制的情况下更是如此。作为示例,第一锥形精制步骤中的槽宽度可以比棒宽度大至少20%、比如大至少40%。

第二锥形精制步骤的槽宽度通常小于第一锥形精制步骤的槽宽度,而第二锥形精制步骤的棒宽度可以与第一锥形精制步骤的棒宽度大致相同。

第一锥形精制步骤和第二锥形精制步骤的棒高度可以是3mm至10mm、比如5mm至6mm。

浆状物在第一锥形精制步骤和第二锥形精制步骤的黏稠度通常是2%至5%、比如为约4%。

通常,相比于在第二步骤中使用的锥形精制机,在第一步骤中使用的锥形精制机较大。因此,第二锥形精制步骤中的旋转速度可以比第一锥形精制步骤中的旋转速度高。

流过第一锥形精制步骤中的至少一个锥形精制机的流量可以是40l/s至140l/s、比如80l/s至140l/s、比如100l/s至120l/s。在于第一步骤中布置有以并联的方式布置的两个锥形精制机的情况下,流过两个锥形精制机中的每一者的流量因此可以是20l/s至70l/s、比如40l/s至70l/s、比如50l/s至60l/s。

流过第二锥形精制步骤中的至少一个锥形精制机的流量可以是50l/s至80l/s。在于第二步骤中设置有以并联的方式布置的两个锥形精制机的情况下,流过两个锥形精制机中的每一者的流量可以是25l/s至40l/s。

优选地,流过第一锥形精制步骤中的至少一个锥形精制机的流量高于流过第二锥形精制步骤中的至少一个锥形精制机的流量、比如高至少20%、比如高至少40%。

此外,用于第二锥形精制步骤的特定边缘载荷(SEL)可以比用于第一锥形精制步骤的特定边缘载荷低。

在第一锥形精制步骤之前,可以用碱或酶对浆状物进行预处理。这在上文结合第一方面另外讨论。

优选地,在第一锥形精制步骤之前对浆状物进行预精制。对于预精制步骤,可以使用锥形LC精制机。预精制步骤中的净能量供应可以在20kWh/吨干纤维至100kWh/吨干纤维的范围内、比如在25kWh/吨干纤维至45kWh/吨干纤维的范围内。由此,可以便于下游的精制。

预精制后的浆状物的Schopper Riegler(SR)值可以是20至30、比如21至25。优选地根据ISO 5267-1:1999来测量SR值。

浆状物可以是任何类型的木质浆状物。优选地,该浆状物是硬木浆状物、比如桦木浆状物。该硬木浆状物优选地是被漂白的。

第一锥形精制步骤优选地包括对浆状物进行冷却、例如使用热交换器对浆状物进行冷却。热交换器可以布置在冷却回路上,该冷却回路与布置有第一步骤的至少一个锥形精制机的精制回路是分开的。此处,两个回路被认为是“分开的”,即使这两个回路在同一罐中开始和结束也是如此。因此,罐中的浆状物可以在精制回路中精制并且在冷却回路中冷却。

在一个实施方式中,在第二锥形精制步骤中不实施冷却。

可以对第一锥形精制步骤或第二锥形精制步骤的锥形精制机的振动进行感测,并且可以响应于所感测到的振动而对施加在锥形精制机中的载荷进行控制。这在上文结合第一方面另外讨论。

如上所述,第一锥形精制步骤优选地包括使浆状物从第一罐循环通过至少一个锥形精制机并且返回至该第一罐。通常,该循环通过布置在第一罐的出口与至少一个锥形精制机的入口之间的连接部中的泵强制进行。

同样,第二锥形精制步骤优选地包括使浆状物从第二罐循环通过至少一个锥形精制机并且返回至该第二罐。通常,该循环通过布置在第二罐的出口与至少一个锥形精制机的入口之间的连接部中的泵强制进行。

优选地,来自第一锥形精制步骤的浆状物在罐209的出口与至少一个锥形精制机的入口之间的位置被引入到第二锥形精制步骤中。由此,罐中的高度精制的浆状物的所有部分至少有一次穿过第二锥形精制步骤的至少一个锥形精制机。

同样,优选地,传递至第一锥形精制步骤的可选的经预精制的浆状物在罐的出口与至少一个锥形精制机的入口之间的位置被引入到第一锥形精制步骤中。由此,第一锥形精制步骤的罐中的浆状物的所有部分至少有一次穿过第一锥形精制步骤的至少一个锥形精制机。

第二罐可以通过竖向循环进行搅拌。

为了获得足够的精制能力,第一锥形精制步骤可以包括在以并联的方式布置的至少两个锥形精制机中进行精制。单个共用的泵可以布置在第一步骤的至少两个锥形精制机的上游。

同样,第二锥形精制步骤可以包括在以并联的方式布置的至少两个锥形精制机中进行精制。单个共用的泵可以布置在第二步骤的至少两个锥形精制机的上游。

第三方面的方法优选地是连续的。在这种情况下,流过第一锥形精制步骤的至少一个锥形精制机的流量优选地高于流向第二锥形精制步骤的流量。此外,在第二锥形精制步骤中,流过至少一个锥形精制机的流量优选地高于来自第二锥形精制步骤的高度精制的浆状物的流量。

然而,第三方面的方法也可以是分批次进行的。在这种情况下,对于第一锥形精制步骤的至少一个锥形精制机中的每一者中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率可以从900kW至1300kW、比如约1100kW的水平逐渐减小至50kW至200kW、、比如约100kW的水平。此外,对于第二锥形精制步骤的至少一个锥形精制机中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率可以从900kW至1300kW、比如约1100kW的水平逐渐减小至50kW至200kW、比如约100kW的水平。

在第一锥形精制步骤中,浆状物的保留时间可以是大约1h。同样,在第二锥形精制步骤中,浆状物的保留时间可以是大约1h。

第一锥形精制步骤的至少一个锥形精制机中的每个锥形精制机中的净能量供应可以是200kWh/吨干纤维至600kWh/吨干纤维、比如300kWh/吨干纤维至500kWh/吨干纤维。

此外,第二锥形精制步骤的至少一个锥形精制机中的净能量供应可以是200kWh/吨干纤维至600kWh/吨干纤维、比如300kWh/吨干纤维至500kWh/吨干纤维。

第一锥形精制步骤的至少一个锥形精制机中的净能量供应优选地高于第二锥形精制步骤的至少一个锥形精制机中的净能量供应、比如高至少50%。

第三方面的方法还可以包括对浆状物的粉状纤维值和/或纤维长度值进行测量,并且响应于该粉状纤维值和/或纤维长度值对该方法的步骤进行控制。这在上文结合第一方面和第二方面另外讨论。

而且,第三方面的方法还可以包括以下步骤:将高度精制的浆状物添加至用于制造纸板的浆状物;并且随后,由包括用于制造纸板的浆状物的配料(furnish)形成多层纸板的中间层。这在上文结合第一方面和各方面另外讨论。

因此,第一方面和第二方面的实施方式经过适当修改适用于第三方面。

作为本公开的第四个方面,提供了用于生产高度精制的浆状物的系统,该系统包括:

第一精制布置结构,该第一精制布置结构包括至少一个锥形精制机,该锥形精制机包括具有0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的棒宽度和1.0mm至2.0mm、比如1.4mm至2.0mm、比如约1.6mm的槽宽度的精制板,其中,槽宽度优选地大于棒宽度;以及

第二精制布置结构,该第二精制布置结构包括至少一个锥形精制机,该锥形精制机包括具有0.5mm至1.5mm、比如约1.0mm的棒宽度和0.8mm至1.6mm、比如1.0mm至1.5mm的槽宽度的精制板,

其中,第二精制布置结构连接至第一精制布置结构并且布置在第一精制布置结构的下游。

第一方面、第二方面以及(特别是)第三方面的实施方式经过适当修改适用于第四方面。

示例1

图1示出了用于实施根据本公开的生产高度精制的浆状物的方法的示例性实施方式的系统100。起始浆状物可以是软木浆状物或硬木浆状物,硬木浆状物比如为桦木浆状物。浆状物可以是未被漂白的或是被漂白的。硬木(如桦木)浆通常是被漂白的。图1示出了用于未被漂白的或被漂白的软木浆的一个罐101和用于被漂白的硬木浆状物、比如被漂白的桦木浆状物的另一个罐102。然而,在实践中,通常仅使用一种类型的浆状物,这意味着不需要两个类似的罐101、102。

在浆状物是软木浆状物的情况下,优选地使软木浆状物进行预精制103,例如使软木浆状物通过以串联的方式布置的两个低黏稠度(LC)精制机103a、103b进行预精制103。经预精制的浆状物可以具有21至25的SR值,经预精制的浆状物然后被输送104至计量罐105。替代性地,预精制被省略并且软木浆状物被直接输送至计量罐105。

在浆状物是被漂白的硬木浆状物的情况下,可以使硬木浆状物进行预精制107,例如使硬木浆状物通过以串联的方式布置的两个低黏稠度(LC)精制机107a、107b进行预精制。经预精制的浆状物然后被输送至计量罐105。替代性地,预精制被省略并且硬木浆状物被直接输送至计量罐105。

计量罐105中的浆状物的黏稠度通常为2%至5%、并且优选地为约4%。浆状物在计量罐105中的平均保留时间可以例如在20min至3h的范围内、比如在1h至3h的范围内。可以使浆状物在计量罐105中例如用酶或碱进行预处理,以便于在下游进行精制。用于在分解/纤维化之前对浆状物进行预处理的合适的酶是技术人员已知的。在用碱进行预处理的情况下,添加至浆状物的碱的量优选地使得浆状物获得8至11的范围内的pH值。优选地,酶或碱在布置于计量罐105的上游的混合器(未示出)中被添加至浆状物,这意味着这种添加发生在浆状物被输送104、106、108、109至计量罐105的时候。替代性地,预处理可以在布置于计量罐105的上游或下游的单独的罐(未示出)中实施。这种单独的罐优选地设计用于浆状物的20min至3h的保留时间。

然后,使来自计量罐105或单独的预处理罐的浆状物在第一精制布置结构110中进行第一锥形精制步骤,第一精制布置结构110包括罐111和锥形精制机112。通常,浆状物的黏稠度仍为2%至5%(优选地为约4%)。锥形精制机112的精制板具有0.5mm至1.5mm(优选地为约1.0mm)的棒宽度和0.5mm至1.5mm(优选地为约1.0mm)的槽宽度。棒高度通常是3mm至10mm(优选地是5mm至6mm)。流过锥形精制机112的流量通常是20l/s至70l/s,该锥形精制机112可以是JC-04精制机(Valmet)。锥形精制机112的旋转速度可以是例如400rpm至1000rpm。罐111的容积优选地使得浆状物在第一锥形精制步骤中的保留时间至少为一小时。

管道113将罐111的出口连接至锥形精制机112的入口。另一管道114将锥形精制机112的出口连接至罐111的入口。冷却器115可以布置在该管道114上。罐111、锥形精制机112和管道113、114一起创建用于多次穿过锥形精制机112的环路。

如果该方法是连续的,来自罐111的第一流环绕通过锥形精制机112,并且小于第一流的第二流被输送至第二精制布置结构116。在连续方法的情况下,对锥形精制机112中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率通常保持恒定,例如保持在500kW至1000kW、比如600kW至950kW的水平处。

如果该方法是分批次实施的,浆状物在预定的时间段环绕通过锥形精制机112,直到达到一定的精制程度为止或者直到不再实施精制为止,并且锥形精制机112中相对的精制板的棒之间没有接触风险。可以通过对锥形精制机112的振动进行感测并且响应于该感测而对施加在锥形精制机上的载荷进行控制来避免这种接触。在分批次方法的情况下,对锥形精制机112中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率优选地从900kW至1300kW、比如约1100kW的水平逐渐减小。这意味着最高载荷是在批次开始时施加的,并且载荷则在浆状物的承载载荷的能力降低时逐渐减小。在批次结束时,对锥形精制机112中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率可以是约100kW。一个批次所需的时间可以是1h至3h、比如为约1h。

第一锥形精制步骤的锥形精制机112中的净能量供应通常在300kWh/吨干纤维至1000kWh/吨干纤维的范围内。

然后,使来自第一精制布置结构110的浆状物在第二精制布置结构116中进行第二锥形精制步骤,该第二精制布置结构包括罐117(罐117优选地具有锥形底部)和至少一个锥形精制机118。通常,黏稠度仍为2%至5%(优选地黏稠度为约4%)。至少一个锥形精制机118的精制板具有0.5mm至1.0mm(优选地为约0.6mm)的棒宽度和0.5mm至1.0mm(优选地为约0.6mm)的槽宽度。棒高度通常是3mm至10mm(优选地是5mm至6mm)。流过至少一个锥形精制机118的流量通常为20l/s至70l/s,该锥形精制机118可以是例如以串联的方式布置的两个JC03精制机(Valmet)118a、118b。在两个这种精制机118a、118b的情况下,精制机中的每一者可以例如以1000rpm或更高的旋转速度运行。代替地,如果在该位置设置有单个精制机,则该单个精制机通常较大,并且以低于1000rpm的旋转速度运行。罐117的容积优选地使得浆状物在第二锥形精制步骤中的保留时间可以为至少一小时。

管道119优选地将位于罐117底部处的竖向出口连接至至少一个锥形精制机118的入口。另一管道120将至少一个锥形精制机118的出口连接至位于罐117顶部处的入口。冷却器121可以布置在该管道120上。罐117、至少一个锥形精制机118和管道119、120一起创建用于多次穿过至少一个锥形精制机118的环路。

如果该方法是连续的,来自罐117的第一流环绕通过至少一个锥形精制机118,并且小于第一流的第二流(第二流具有高度精制的浆状物)离开第二精制布置结构116。在连续方法的情况下,对至少一个锥形精制机118中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率通常保持恒定,例如保持在500kW至1000kW、比如600kW至950kW的水平处。

在该方法是分批次实施的情况下,浆状物在预定的时间段环绕通过至少一个锥形精制机118,直到达到一定的精制程度为止或者直到不再实施精制为止,并且锥形精制机118中的相对的精制板的棒之间没有接触的风险。该接触可以通过对至少一个锥形精制机118的振动进行感测并且响应于该感测而对施加在锥形精制机上的载荷进行控制来避免。在分批次方法的情况下,对至少一个锥形精制机118中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率优选地从900kW至1300kW、比如约1100kW的水平逐渐减小。这意味着最高载荷是在批次开始时施加的,并且载荷则在浆状物的承载载荷的能力降低时逐渐减小。在批次结束时,对至少一个锥形精制机118中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率可以是约100kW。一个批次所需的时间可以是1h至3h、比如为约1h。

第二锥形精制步骤的至少一个锥形精制机118中的净能量供应通常在300kWh/吨干纤维至1000kWh/吨干纤维的范围内。

来自第二锥形精制步骤的高度精制的浆状物可以稀释至大约1%的黏稠度,以便于泵送。

然后,来自第二锥形精制步骤的高度精制的浆状物可以用于纸板的生产。例如,该高度精制的浆状物可以添加至意在用于多层纸板的中间层的浆状物。这种添加的目的可以是为了允许中间层的CTMP(或另一种相对“较弱”的浆状物)的增大量,而不降低中间层的Z-强度。可能优选的是,在CTMP与其他浆状物混合之前,将高度精制的浆状物直接添加至CTMP。优选地,在将高度精制的浆状物添加之后对CTMP进行精制。

另一选择是将高度精制的浆状物用作多层纸板的两个层之间的“粘合剂”(以提高“层间结合强度”)。在这种情况下,高度精制的浆状物可以借助于流浆箱来添加或喷涂至第一纤维网,该第一纤维网然后与第二纤维网堆置(couched)在一起。

在将高度精制的浆状物输送至纸板生产过程之前,高度精制的浆状物可以收集在罐122中,高度精制的浆状物然后从该罐122泵送至纸板生产过程。当高度精制的浆状物的生产分批次实施时,通常需要使用这种罐122。收集罐122的底部优选地具有带有设置在锥形件的最底部处的出口的锥形形状。收集罐122的入口优选地布置在顶部处。在对高度精制的浆状物进行连续生产的情况下,可以省略收集罐122。

在第一锥形精制步骤和/或第二锥形精制步骤的环路中,可以对纤维的粉状纤维值(crill value)和/或至少一个纤维长度值进行测量。这种值表示精制的程度,并且因此可以用于对施加在所述步骤的锥形精制机112、118中的载荷进行控制。可以使用PulpEye来测量。作为示例,PulpEye可以用于测量粉末含量,但PulpEye无法对比粉末更小的纤维结构进行检测。在分批次过程中,第一锥形精制步骤以及特别地第二锥形精制步骤因此可以持续进行,直到粉末含量低于预定阈值为止。

在预精制103之后,也可以对纤维的粉状纤维值和/或至少一个纤维长度值进行测量,并且可以响应于所测量的值而对预精制的程度进行调节。类似地,在计量罐105中进行预处理之后对这些纤维参数中的一者或两者进行测量,并且可以响应于所测量的参数来调节预处理条件,预处理条件比如为酶浓度、pH值或保留时间。

示例2

图2示出了用于实施根据本公开的生产高度精制的浆状物的方法的示例性实施方式的系统200。起始浆状物可以是软木浆状物或硬木浆状物,硬木浆状物比如为桦木浆状物。浆状物可以是未被漂白的或被漂白的。硬木(如桦木)浆状物通常是被漂白的。

优选地,对浆状物进行预精制,例如通过低黏稠度(LC)的精制机201进行预精制。经过预精制的浆状物的黏稠度通常是2%至5%,并且优选地为约4%。经预精制的浆状物的典型SR值为20至30。

预精制的LC精制机201可以是锥形精制机。锥形精制机可以是相对较小的。例如,锥形精制机可以是JC-01精制机(Valmet)或JC02精制机(Valmet)。预精制的LC精制机的精制板通常具有至少1.4mm、比如至少1.6mm的棒宽度。预精制步骤的特定边缘载荷(SEL)通常低于1。预精制机可以切割浆状物的纤维(即减少平均纤维长度),以便于下游的精制步骤。

可选地,经预精制的浆状物在第一精制布置结构202中进行第一锥形精制步骤,第一精制布置结构包括罐203和至少两个锥形精制机204、205。可以是JC-04精制机(Valmet)的锥形精制机204、205优选地以并联的方式布置,这是因为精制机上的压降较大。浆状物可以借助于共用的泵206供应至这种以并联的方式布置的锥形精制机204、205。这意味着:来自泵206的出口的流分成至少两个流,以适用于至少两个锥形精制机204、205。通常,锥形精制机204、205中的浆状物的黏稠度仍为2%至5%(优选地为约4%)。锥形精制机204、205的精制板具有0.5mm至1.5mm(优选地是约1.0mm)的棒宽度和1.0mm至2.0mm(优选地是约1.6mm)的槽宽度。更宽的槽(例如1.4mm至2.0mm的槽)会导致更少的沉积物,特别是在硬木浆状物的情况下更是如此。棒高度通常是3mm至10mm(优选地是5mm至6mm)。流过锥形精制机204、205中的每一者的流量通常为20l/s至70l/s、比如为50l/s至60l/s。因此,第一锥形精制步骤中的总流量可以例如是100l/s至120l/s。锥形精制机204、205中的每一者的SEL通常为0.10至0.40、比如为0.25至0.35。锥形精制机204、205中的每一者的旋转速度可以例如是400rpm至1000rpm。

泵206的入口连接至罐203的出口。此外,锥形精制机204、205的出口连接至罐203的入口。罐203、锥形精制机204、205以及罐203与锥形精制机204、205之间的连接部(包括泵206)一起创建用于多次穿过锥形精制机204、205的环路。

此外,罐203的出口连接至用于浆状物冷却的热交换器220,热交换器220的出口连接至罐203的入口。因此,浆状物可以从罐203循环通过热交换器220并返回至罐203,以对第一锥形精制步骤的浆状物进行冷却。该循环通过布置在罐203的出口与热交换器220的入口之间的泵221来强制进行。热交换器220的这种布置结构(即布置在单独的环路上)是有益的,这是因为热交换器220上有明显的压降。

如果该方法是连续的,来自罐203的第一流则环绕通过锥形精制机204、205,并且小于第一流的第二流被输送至第二精制布置结构207。在连续方法的情况下,对锥形精制机204、205中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率通常取决于流量,并且因此,在给定的恒定流量的情况下,净能量传递比率保持恒定。

如果该方法是分批次实施的,浆状物则在预定的时间段环绕通过锥形精制机204、205,直到达到一定的精制程度为止或者直到不再实施精制为止,并且锥形精制机204、205中的相对的精制板的棒之间没有接触的风险。这种接触可以通过对锥形精制机204、205的振动进行感测并且响应于该感测而对施加在锥形精制机中的载荷进行控制来避免。在分批次方法的情况下,对锥形精制机204、205中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率可以从900kW至1300kW、比如约1100kW的水平逐渐减小。这意味着最高载荷是在批次开始时施加的,并且载荷则在浆状物的承载载荷的能力降低时减小。在批次结束时,对锥形精制机204、205中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率可以是大约100kW。一个批次所需的时间可以是1h至3h、比如为约1h。

第一锥形精制步骤的锥形精制机204、205中的每一者的净能量供应通常在150kWh/吨干纤维至600kWh/吨干纤维的范围内、比如为约400kWh/吨干纤维。

然后,来自第一精制布置结构201的浆状物(借助于泵207)传递至第二精制布置结构208,并且进行第二锥形精制步骤。第二精制布置结构208包括罐209和至少一个锥形精制机,至少一个锥形精制机比如为单个锥形精制机(例如JC-04(Valmet))、或以并联的方式布置的两个锥形精制机210、211(例如以并联的方式布置的两个JC03精制机(Valmet))。并联的布置结构是有益的,因为精制机上有明显的压降,特别是在粘度较高的第二步骤中更是如此。通常,黏稠度仍为2%至5%(优选地为约4%)。至少一个锥形精制机的精制板具有0.5mm至1.5mm(优选地为约1.0mm)的棒宽度和0.8mm至1.6mm(优选地为1.0mm至1.5mm)的槽宽度。棒高度通常是3mm至10mm(优选地为5mm至6mm)。流过至少一个锥形精制机的流量通常为50l/s至80l/s。在以并联的方式布置的两个锥形精制机210、211的情况下,流过精制机中的每一者的流量因此可以是25l/s至40l/s。此外,在两个锥形精制机210、211的情况下,锥形精制机中的每一者可以以1000rpm或更高的旋转速度运行。代替地,如果在该位置设置有单个精制机,则单个精制机通常较大(例如为JC-04),并且单个精制机以低于1000rpm的旋转速度运行。

浆状物借助于泵212供应至第二精制布置结构208的至少一个锥形精制机。在以并联的方式布置的两个锥形精制机210、211的情况下,该泵212可以适用于精制机210、211两者。因此,来自泵212的浆状物流可以分成两个流。替代性地,由于压降鉴于浆状物的粘度和精制机板的精细表面而非常高,因此以并联的方式布置的锥形精制机210和211可以各自具有一个泵。

优选地,从第一精制布置结构201传递的浆状物在罐209的出口与至少一个锥形精制机的入口(多个入口)之间的位置被引入到第二精制布置结构208中。由此,罐209中的高度精制的浆状物的所有部分均至少有一次穿过第二精制布置结构208的至少一个锥形精制机。

同样,优选地,传递至第一精制布置结构201的可选的经预精制的浆状物在罐203的出口与精制机204、205的入口(多个入口)之间的位置被引入到第一精制布置结构201中。由此,罐203中的浆状物的所有部分均至少有一次穿过精制机204、205中的至少一者。

泵212的入口连接至罐209的出口。此外,第二精制布置结构208的锥形精制机(多个锥形精制机)的出口(多个出口)连接至罐209的入口。罐209、锥形精制机(多个锥形精制机)以及罐209与锥形精制机之间的连接部(包括泵212)一起创建用于多次穿过锥形精制机的环路。

第一精制布置结构202的热交换器220的冷却能力可以使得不需要对第二精制布置结构208中的浆状物进行冷却,特别在到达第二锥形精制步骤中的浆状物的能量传递比到达第一锥形精制步骤中的浆状物的能量传递低(较少的能量传递意味着较少的热量的产生)的情况下更是如此。此外,避免在第二精制布置结构中进行冷却是有利的,这是因为第二精制布置结构中的浆状物的粘度非常高(这使得在热交换器中进行冷却变得困难)。

如果该方法是连续的,来自罐209的第一流环绕通过至少一个锥形精制机,并且小于第一流的第二流(第二流具有高度精制的浆状物)离开第二精制布置结构208。

在连续方法的情况下,对至少一个锥形精制机中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率通常取决于流量,并且因此,净能量传递比率在给定恒定流量的情况下保持恒定。

如果该方法分批次实施,浆状物在预定的时间段环绕通过第二精制布置结构208的至少一个锥形精制机,直到达到一定的精制程度为止或者直至不再实施精制为止,并且至少一个锥形精制机中的相对的精制板的棒之间没有接触的风险。这种接触可以通过对至少一个锥形精制机的振动进行感测并且响应于该感测而对施加在锥形精制机上的载荷进行控制来避免。在分批次方法的情况下,对至少一个锥形精制机中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率优选地从900kW至1300kW、比如约1100kW的水平逐渐降低。这意味着最高载荷是在批次开始时施加的,并且载荷则在浆状物的承载载荷的能力降低时逐渐减小。在批次结束时,对至少一个锥形精制机中的浆状物的纤维而言,净能量传递比率可以为约100kW。一个批次所需的时间可以是1h至3h、比如为约1h。

在第二锥形精制步骤的至少一个锥形精制机中的净能量供应通常在200kWh/吨干纤维至800kWh/吨干纤维、比如300kWh/吨干纤维至500kWh/吨干纤维的范围内。在以并联的方式布置的两个锥形精制机210、211的情况下,每个精制机中的净能量供应通常在150kWh/吨干纤维至300kWh/吨干纤维的范围内,比如为约200kWh/吨干纤维。

来自第二锥形精制步骤的高度精制的浆状物可以稀释至大约1%的黏稠度,以便于泵送。

然后,来自第二锥形精制步骤的高度精制的浆状物可以用于纸板的生产。例如,可以将该高度精制的浆状物添加至意在用于多层纸板的中间层的浆状物。这种添加的目的可以是为了允许中间层中CTMP(或另一种相对“较弱”的浆状物)的增大量,而不降低中间层的Z-强度。可能优选的是,在CTMP与其他浆状物混合之前,将高度精制的浆状物直接添加至CTMP。优选地,在将高度精制的浆状物添加之后对CTMP进行精制。

另一选择是将高度精制的浆状物用作多层纸板的两个层之间的“粘合剂”(以提高“层间结合强度”)。在这种情况下,高度精制的浆状物可以借助于流浆箱(例如,层间结合流浆箱——“PBHB”)添加至或喷涂至第一纤维网,第一纤维网然后与第二纤维网堆置在一起。在将高度精制的浆状物喷涂至第一纤维网的情况下,MFC可以包含添加剂以改善可喷涂性。

在高度精制的浆状物被输送至纸板生产过程之前,高度精制的浆状物可以收集在罐中,然后该高度精制的浆状物从该罐泵送至纸板生产过程。在高度精制的浆状物的生产分批次实施时,通常需要使用这种罐。收集罐的底部优选地具有带有设置在锥形件的最底部处的出口的锥形形状。收集罐的入口优选地布置在顶部处。在对高度精制的浆状物进行连续生产的情况下,可以省略收集罐。

在第一锥形精制步骤和/或第二锥形精制步骤的环路中,可以对纤维的粉状纤维值和/或至少一个纤维长度值进行测量。这种值表示精制的程度,并且因此可以用于对施加在所述步骤的锥形精制机112、118中的载荷进行控制。可以使用PulpEye来测量。作为示例,PulpEye可以用于测量粉末含量,但PulpEye无法对比粉末更小的纤维结构进行检测。因此,在分批次过程中,可以持续进行第一锥形精制步骤以及特别是第二锥形精制步骤,直到粉末含量低于预定阈值为止。

在预精制之后,也可以对纤维的粉状纤维值和/或至少一个纤维长度值进行测量,并且可以响应于所测量的值而对预精制的程度进行调节。

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