Brevet FR2278837A1 — publié le 19760213

La présente invention a trait une méthode permettant d'obtenir une "digestion" homogène lors d'une cuisson périodique d'une matière lignocellulosique. Dans tous les processus de fabrication de la pâte à papier, une cuisson uniforme revêt une grande importance, en ce qui concerne à la fois l'économie et la qualité de la pate. Les causes d'une cuisson non-uniforme varient selon le procédé employé. Le brevet suédois (spécification 345-885) énumère les principaux facteurs influant sur l'homogénéité en cuisson périodique et décrit une méthode dont l'objet est d'éliminer le facteur prépon dérant, c'est- -dire la circulation de la liqueur de cuisson. Les expériences en provenance d'une installation de malaxage montrent que la technique mise en oeuvre d'après la méthode, c'est- -dire l'ébullition en surtension(sur-ébullition) a un effet très positif sur l'homogénéité lors de la cuisson. On a remarqué, cependant, que l'ambiance gazeuse des autoclaves constituait un facteur important en conjonction avec la méthode de sur-ébullition, c'est- -dire la surpression de l'air et des autres gaz dans l'autoclave lorsque apparait le sur-ébullition durant la cuisson. Un degazage efficace des autoclaves précédant les sur-ébullitions constitue une condition pour obtenir un plein effet d'ébullition, c'est-à-dire une uniformité de "digestion" pleinement satisfaisante dans l'autoclave. On a rencontré, toutefois, des difficultés pour réaliser un dégazage complet des autoclaves dans le temps préc8dant la période de sur-ébullition, particulièrement dans le cas des procédés à chauffage rapide. Lorsque les essais furent effectués pour surmonter ces difficultés, on trouva par hasard que le système pouvait être rendu moins sensible à la surpression au moment des sur-ebulli- tions en amenant directement la vapeur au fond de l'autoclave. Les sur-ébullitions, ainsi, sont provoquées aux termes de la présente invention, par une réduction de pression à l'intérieur de l'autoclave et par la fourniture directe simultanée de vapeur dans le fond de l'autoclave. Ainsi, les sur-ébullitions deviennent plus efficaces, spécialement dans les procédés à chauffage rapide. Le débit de vapeur doit être relativement important, c'est-à-dire d'au moins o,l tonne de vapeur par minute, et, de préférence de o,l à 0r5 tonne de vapeur par minute. La réduction de pression dans l'autoclave provoquant une sur-ébullition est réalisée soit par dégazage à partir du sommet de l'autoclave, ou par amenée d'un liquide de refroidissement, par exemple, une liqueur de cuisson ou par de l'eau. La durée des périodes de sur-ébullitions peut varier, mais doit être d'au moins cinq secondes. Une période normale est de IO secondes-20 minutes, une période convenable de I à IO minutes et de préférence de 2 à 5 minutes. La figure 1 montre un autoclave périodique au sulfate, muni d'un système de circulation pour chauffage indirect, et la figure 2 représente un tel autoclave équipé d'un système de chauffage direct à la vapeur. L'invention est décrite ci-après selon deux exemples, avec référence aux dessins. Bien que ces exemples se réfèrent à la cuisson au sulfate, la méthode en rapport avec l'invention peut-être appliquée par exemple à la cuisson au sulfite ou au bisulfite. Exemple n 1 La cuisson est réalisée dans un autoclave périodique au sulfate, d'un volume de I25 M3. L'autoclave est équipé d'un système de circulation par chauffage indirect, selon la figure nO 1. L'autoclave est chargé selon un procédé de manipulation de liqueur avec environ 23 tonnes de copeaux de bois, supposés secs. La liqueur noire et la liqueur blanche sont approvisionnées jusqu'à une quantité telle que la charge en alcali actif soit de 200 Kg/par tonne de bois parfaitement sec et le rapport bois/liqueur de 1 : 3,5. La pompe de circulation est déjà mise en route lorsque l'on charge les copeaux et aspire la liqueur de l'autoclave à travers un dispositif de tamisage. La liqueur de cuisson est véhiculée à travers un calorifère (3) pour y être chauffée et est distribuée, après le calorifère, de telle sorte que 80% du volume du flux passe au sommet de l'autoclave par la conduite (4) et les 20% restant passent au fond de l'autoclave par la conduite (5). La liqueur véhiculée au sommet de l'autoclave est répartie sur les copeaux à l'aide de pistolets cehtrifuges à pression (6). On chauffe à I700C pendant I50 minutes, par chauffage indirect à la vapeur,dans le calorifère, (3) et également pendant les sur-ébullitions, par chauffage direct à la vapeur. La température dans la canalisation d'amenée au sommet (4) durant le chauffage du mélange ayant atteint I530C, la première sur-ébullition est réalisée. Cela s'effectue de telle sorte que la vanne (7) est automatiquement fermée par une minuterie, déjà en marche au départ de l'opération de cuissons 30 secondes après la fermeture de la vanne (7), la vanne de dégazage (8) est ouverte pour permettre le dégazage de l'autoclave par la conduite (9); et au même moment, la vanne de vapeur (IO) est ouverte pour fournir directement la vapeur par la conduite (I I). Cinq minutes plus tard les vannes (8) et (IO) sont fermée et la vanne (7) est ouverte. Le chauffage du mélange peut alors s'effectuer normalement.Durant ledit dégazage; et l'admission simultanée de vapeur au fond de l'autoclave, une sur-ébullition se produit dans l'autoclave, et devient en raison de l'admission de vapeur, relativement insensible à la surpression dans l'autoclave. La même sur-ébullition se reproduit également à I600C et à I670C. Le mélange est maintenu à la température maximale de I700C pendant environ une heure. Subséquemment à l'introduction d'environ IO M3 de liqueur de refroidissement, l'autoclave est vidé. Le temps de vidage est de 30 minutes. L'indice chlorométrique de la pâte était de 5,7 et la proportion de petits fragments au tamisage d'un échantillon normal prélevé dans le mélange et placé dans un filtre Wennberg ayant une largeur de fente de 0,20 mm était de I%. La teneur en fragments d'un mélange, pour lequel la technique de surébullition n'était pas utilisée, était de 5,2%, à l'indice chlorométrique 5,7. ExemE3e n 2 La cuisson est pratiquée dans un autoclave périodique au sulfate ayant un volume de I25 M3, selon la figure 2. L'autoclave est équipé pour le chauffage direct à la vapeur. I1 est chargé avec des copeaux de bois agglomérés à l'aide d'un dispositif d'agglomération à la vapeur, de telle sorte que la quantité de copeaux dans l'autoalave est d'environ 25 tonnes de copeaux supposés secs. La liqueur blanche et la liqueur noire sont versées dans une proportion telle que la charge en alcali représente environ 200 Kg d'alcali actif (NaOH) par tonne de bois parfaitement sec, et le rapport bois-liqueur de I : 3,0. Le mélange est chauffé par amenée directe de vapeur, par la conduite (14), au fond de l'autoclave. Le débit de vapeur est controlé par la vanne (I5) de telle sorte que le chauffage à I700C est pratiqué pendant 30 minutes. Durant la cuisson, l'opération de dégazage de l'air, de la térébenthine, etc.., s'd fectue constamment de façon normale, à travers la conduite (I6) et contrôle du dégazage par la vanne (I7). La température au sommet de l'autoclave ayant atteint I550C, la première sur-ébullition se produit. Elle est réalisée par l'ouverture de la vanne (I3) pendant cinq minutes, de telle sorte que l'on obtint un dégazage substantiel par la conduite (12). La sur-ébullition au dégazage doit être assez substantielle pour qu'à chaque sur-ébullition 0,5 - 5% de la quantité totale de liqueur soit retirée de l'autoclave. La liqueur dégazée se trouve par ce moyen enlevée d'environ 5-25% sous forme de vapeur, le restant étant constitué par de la mousse et par des gouttelettes de liqueur. Le chauffage du mélange par vapeur directe continue pendant,normalement,la période de sur-ébullition. La température dans l'autoclave ayant atteint I700C, l'admission de vapeur est interrompue par fermeture de la vanne (I5) Après 5 minutes à I700C, la seconde sur-ébullition est réalisée en ouvrant à nouveau la vanne (I3) r-- , et en admettant simultanément la vapeur en ouvrant la vanne (I5). Le débit de vapeur doit être de l'ordre de O,I- 0,5 tonne de vapeur par minute. Après achèvement de la seconde sur-ébullition, les vannes (I3) et tirs) sont à nouveau fermées. Après une autre période de 80 minutes à I700C-I750C, la cuisson est interrompue en amenant le liquide de refroidissement au sommet de l'autoclave pendant environ cinq minutes; après quoi, l'autoclave est vidé. Le temps de vidage est de 30 minutes. L'indice chlorométrique de la pate était 6,0 et la teneur en petits fragments au tamisage d'un échantillon normal du mélange dans un filtre Wennberg ayant une largeur de fente de 0,20 mm était de 1,5%. Pour un mélange pour lequel la technique de la sur-ébullition n'était pas utilisée, la teneur en petits fragments était de 7,0% pour un indice chlorométrique de 6,0. Dans la description qui précède on entend par "petits fragments" des déchets de bois de petite taille, et par "sur-ébullition" une ébullition à grands bouillonnements. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de mise en oeuvre décrites, mais embrasse également d'autres réalisations qui sont à la portée du technicien spécialisé, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATION Procédé pour améliorer lthomogénéité d'une cuisson périodique d'une matière cellulosique dans un autoclave dans lequel on réalise, par réduction de pression dans l'autoclave, au moins une sur-ébullition, ayant une durée de 10 minutes b 5 secondes, pendant la période de chauffage du processus de cuisson, au moment où l'indice chlorométrique de la pulpe atteint une valeur de 30-20, cette réduction de pression étant obtenue en mettant en oeuvre l'une au moins des étapes suivantes : l'extraction gazeuse du sommet de l'autoclave, et l'amenée d'un liquide de refroidissement au sommet de l'autoclave, ce procédé étant en outre caractérisé en ce que l'on renforce la surébullition en réalisant simultanément à la réduction de pression une amenée directe de vapeur par le fond de l'autoclave, avec un débit d'au moins 0,1 tonne/minute.