用于处理纤维材料的方法
【技术领域】
[0001]本申请总体涉及一种用于处理纤维材料的方法。
【背景技术】
[0002]传统上用叶片精炼机精炼纤维浆和碎肩，叶片精炼机用于分离纤维和将纤维加工到从由其制造产品以及生产工艺的观点看的最佳状态。精炼在用于纤维产品的制造工艺中是关键步骤。精炼通常伴随着高能耗以及纤维和由其制造的产品的某些性能的恶化，如纤维含量的减少，以及脱水、抗扯强度和纸张厚度的下降。目前的精炼技术还远远没有在能源消耗和质量特性方面达到理论最佳值。
[0003]对纤维材料有用的压缩精炼已经成为几个关于化学浆精炼的早期研究的主题，且已经构造了与研究相关的试验样机，但这样的试验样机不适于在生产工艺中使用。将压缩处理应用于机械浆已在例如专利US 5540392和US 7758720 B2中描述，但这些涉及使用螺旋压缩类型的设备。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的在于，鉴于降低制浆和纤维加工所需的能量消耗并且提高纤维的性能来改善纤维材料的处理。
[0005]用权利要求1的方法、权利要求4的振动破碎机以及权利要求5的振动破碎机的用途，来实现本发明的所述一个目的。
[0006]根据一个实施例的用于处理纤维材料的方法包括精炼纤维材料，以促进纤维材料的制浆和/或化学处理，该纤维材料用于制造纤维产品且该纤维材料包含纤维。在该方法中，纤维材料精炼被实施为通过使用振动破碎机实行的压缩精炼。
[0007]术语“纤维材料”例如用来指示在纸和/或板制造中用作原料的碎肩和/或由有机纤维材料制成的机械、化学-机械或化学(纤维素)浆。纤维材料包括木基材料和/或非木基材料，例如芦苇或稻草型材料，例如竹子和/或棉花。
[0008]术语“纤维产品”例如用来指示纸、板以及包含微米纤维素和/或纳米纤维素的复合材料。纤维产品也可以指由木质纤维素基材料生产的生物燃料。
[0009]术语“制浆”例如用来指示将纤维材料分解成由彼此接触的纤维构成的纤维束和/或分解成单独的纤维。
[0010]术语“化学处理”例如用来指示例如意图用于材料的木质脱除的化学处理，例如，在半化学浆制造中使用的以硫酸和/或亚硫酸盐消化、氧漂白以及酸性和碱性处理。此外，化学处理指示例如意图用于纤维材料的漂白的化学处理，例如基于过氧化物基化学品、连二亚硫酸盐基化学品和/或氯基化学品的漂白。例如还指示化学处理，例如微米纤维素或纳米纤维素的生产中使用的TEMPO和酶处理。
[0011]术语“压缩精炼”例如用来指示通过压缩纤维材料而处理碎肩和/或纤维，从而促进纤维材料的制浆和/或增加纤维内部帚化和改性。
[0012]术语“振动破碎机”例如用来指示振动破碎机或振动研磨机，其中压缩传统上用于借助于在破碎腔室(区)中存在的破碎锥体来破碎例如集料。在集料破碎中，集料被输送到破碎腔室中并陷在破碎锥体和破碎腔室的壁之间，使得待破碎的集料被破碎至更小的部分，变成碎石或石灰。
[0013]根据一个实施例的意图用于处理纤维材料的振动破碎机设置有破碎腔室，其包括:进料元件，该进料元件包含至少一个进口开口 ；排料元件，该排料元件包含至少一个出口开口 ；和至少一个破碎锥体或破碎器，所述至少一个破碎锥体或破碎器安装在破碎腔室中且适于将所述纤维材料压靠破碎腔室的至少一个内部表面，所述进料元件适于向破碎腔室供应待通过压缩以精炼的纤维材料，并且所述排料元件适于从破碎腔室移除已通过压缩精炼的纤维材料。振动破碎机适于通过压缩来精炼纤维材料，以促进纤维材料的制浆和/或化学处理，该纤维材料用于制造纤维产品且包含纤维。
[0014]在根据一个实施例的意图用于处理纤维材料的振动破碎机用途中，振动破碎机用于通过压缩来精炼纤维材料，以促进纤维材料的制浆和/或化学处理，该纤维材料用于制造纤维产品且包含纤维。振动破碎机设置有破碎腔室，其包括:进料元件，该进料元件包含至少一个进口开口 ；排料元件，该排料元件包含至少一个出口开口 ；和至少一个破碎锥体(破碎器)，所述至少一个破碎锥体安装在破碎腔室中且适于将纤维材料压靠破碎腔室的至少一个内部表面，所述进料元件适于向破碎腔室供应待通过压缩以精炼的纤维材料，并且排料元件适于从破碎腔室移除已通过压缩精炼的纤维材料。
[0015]在从属权利要求中提出了其它实施例。
[0016]根据实施例的意图用于预处理纤维材料的方法，与没有预处理的叶片精炼相比，能够较迅速地精炼纤维材料，节省总精炼能耗和/或改进且更广泛地调节纤维的纸工艺性能。在一些情况下，单独压缩精炼而不进行叶片精炼可以是充分的处理。
[0017]用根据本实施例的方法实现的能耗的节省是显著的，因为在压缩精炼中，当与传统的叶片精炼相比时，纤维材料接收的碰撞的数目更少但单独碰撞的力实质上更大。因此，例如塑性变形的数目相对于弹性变形的数目是增加的，从而减少了改性所需的能量。此外，通过振动破碎机迀移精炼粘合材料需要很少的能量且可以例如通过重力作用而发生。对于纸和/或浆工厂的生产产出，这提供了栗送成本中的实质性的节能。
【附图说明】
[0018]附图的详细描述结合附图更具体地叙述本发明的示例性的实施例，其中:
[0019]图1示出了纤维材料的处理方法的流程图；
[0020]图2a_图2d示出了压缩精炼的原理及其对纤维材料的性能的影响；并且
[0021]图3示出了实施该方法的振动破碎机的功能单元。
【具体实施方式】
[0022]图1示出了如下一种方法100，该方法100用于以如下方式处理纤维材料，例如木肩或木浆，即在例如纸或板的纤维产品的制造中使用的纤维素浆，使得纤维材料被精炼，以促进纤维材料的制浆和/或化学处理。
[0023]开始步骤102包括:提供用于木浆的原料；启动用于生产、处理以及移动木浆的机器和设备。
[0024]通过使用例如桦树、云杉或松树作为原料，步骤110包括生产包含单独或彼此接触的木纤维的木肩或木浆。
[0025]在所谓未干燥的管浆的情况下，在步骤120中，所生产的木浆通过例如沿专门建造的管道栗送而被输送到纸和/或浆工厂，直接进入精炼机槽以等待精炼。可替代地，在为了运输和/或储存而将所生产的木浆干燥成包浆的情况下，干燥的包浆将被运输到纸和板工厂，其中，碎浆机借助于水来破碎木浆包以获得均一性的浆料，该均一性的浆料可以沿工厂的管道系统被栗入精炼机槽。
[0026]在步骤130中，木浆的精炼被实施为压缩精炼，通过使用至少一个适当的振动破碎机来实行该压缩精炼，所述至少一个适当的振动破碎机集成为工厂的浆处理线的一部分。
[0027]图2a和图2b示出了压缩精炼的原理，其可以被用作纤维材料的唯一精炼或者其可以选择性地实行为在传统叶片精炼之前的预处理。在压缩精炼中，如图2a所示，利用适当的振动破碎机200在两个柱形表面之间压缩纤维材料250，其中经由进口开口 210到达的纤维材料在破碎腔室220的内壁222a、222b与在破碎腔室220中移动的破碎锥体或破碎器230之间被压缩，由此用作纤维材