Brevet FR2423581A1 — publié le 19791116

'la fabrication de pâte à papier blanchie, ou plus généralement de cellulose, est réalisée par une suite d'opérations consistant à faire agir des réactifs chimiques sur une matière première fibreuse d'origine végétale (bois, paille, etc...) Chaque phase de traitement se décompose en trois opérations élémentaires - Mélange de la matière première végétale et du réactif chimique, - Réaction - Séparation de la matière fibreuse et des produits ré sultant de la réaction (lavage) les différentes phases de traitement sont réalisées dans une série d'appareils en cascade, où la matière première circule de l'un à l'autre, en continu Ces manutentions se font hyaraulicuement, en diluant la pâte entre chaque phase de traitement et en la recon- centrant. Il s'ensuit: - que le nombre d'appareils en série est très important - que les volumes de fluides mis en jeu sont considérables, T,e procédé a pour but de réaliser plusieurs opérations successives dans le marne appareil. D'une part, on limite ainsi considérablement le nombre d'appareils en série.D'autre part, on évite les transferts de matière correspondants, ou on limite considérable- ment les débits hydrauliques mis en jeuo Le rrocédé s'applique aux opérations ayant lieu entre l'étape où on dispose de matiere première sous Norme de fibres individualisées : la pâte écrue à la sortie d'un lessiveur ou d'un système de défibrage mécanique; et à l'autre extrémité de la channe d'opérations, jusqu'au séchage de la cellulose blanchies Ceci signifie en pratique que le procédé couvre les opérations suivantes - Lavage de la pte écrue - Phases de blanchiment telles que - Chloration - - Extraction alcaline - Traitement du bioxyde de chlore - Traitement avec d'autres réactifs (hypochlorita, peroxydes, etc...) - Essorage de la pâte blanchie avant séchage par moyens thermiques. Le procédé est caractérisé par la mise en oeuvre des moyens suivants, simultanément ou non - Il utilise un appareil capable de réaliser les trois opé rations fondamentales de chaque phase de traitement mélange, réaction, séparation - 'les diverses phases de traitementpeuvent etre effectuées successivement dans le meme appareil, sans transfert de la matière première d'un appareil à un autre. Le matériel pour obtenir ce résultat se compose d'un appareil principal, de type statique ou dynamique, où ont lieu les opérations sur la matière première, et des accessoires classiques pour les arrivées de réactifs, mesure de ces réactifs, systè- mes d'évacuation des produits, etc... L'appareil comporte une capacité où arrive la pite à blanchir et où s'effectuent les réactions, et une barrière filtrante permettant de séparer la matière première fibreuse et les liquides. Cette barrière filtrante, que nous appelons simplement "le filtre" peut être une toile, une plaque perforée ou tout autre système choisi en fonction des Opérations et de la nature des fibres. Dans le cas d'un appareil statique, l'élimination des liquides se fait par création d'une différence de pression entre les deux faces du filtre, par mise sous vide ou sous pression, et éventuellement avec l'appoint d'une surpression pneumatique. Le système est simple (voir fixe. I), mais ne permet pas d'obtenir une concentration en pAte très élevée Par contre, dans un appareil dynamique, celui-ci se présente comme une centrifugeuse, et l'élimination des liquides plus efficaee permet d'arriver à une concentration de pâte élevée (voir fig. 2) Dans l'un et l'autre cas, l'évacuation de la matière première fibreuse obtenue à la fin d'un cycle de réactions peut se faire soit par dilution et sortie hydraulique, soit sans dilution par des moyens mécaniques. Dans ce dernier cas, en particulier, --ceci permet de passer ensuite directement au séchage et évite la partie humide d'un presse-pate qui est toujours une machine très onéreuse. Bien entendu, pour obtenir des productions élevées, il est nécessaire de disposer plusieurs appareils identiques en parallèle. Exemple pratique : on peut remplacer par une série de centrifugeuses en parallèle, les opérations suivantes réalisées actuelle ment dans une série d'appareils en série Te lavage de la pâte écrue, les phases de blanchiment (d'ordinaire 5 ou 6) - L'essorage sur presse pâte, I1 en résulte les avantages suivants, dans le cas de l'exemple ci-dessus Liqueur noire très concentrée; utilisation d'une très faible quantité d'eau de lavage - iminution très importante de l'eau fraîche du blanchiment et corrélativement, réduction du volume des effluents du blanchiment, permettant un traitement plus aisé, soit de recyclage au circuit régénération, soit d'épuration bio logique ou tout autre - Réduction de consommation de réactif due à la meilleure élimination des produits de réaction d'une phase à l'autre. - Réduction de la vapeur de ré chauffage par le fait de la concentration de pâte plus élevée. Réduction de l'énergie consommée par la diminution des volumes d'eau mis en jeu - Facilité de modifier les séquences de traitement, par exemple en adjoignant à un blanchiment classique C E 3 E D une phase peroxyde, et ceci sans modifier l'équipement de base. - lossibilité de traiter de manière simple, dans la même usine, divers types de pâte, par exemple feuillus et résineux, an utilisant une partie des machines sur chaque type de pâte, sans modification du matériel de base. - Facilité d'augmenter par paliers la production d'une usine par addition progressive de nouvelles machines identiques à celles déjà installées. - Grande fiabilité du système, car l'arrêt d'une machine réduit la production de manière inversement proportionnelle au nombre de machines, tandis qu'une usine classique doit s'arrêter en totalité en cas d'arrêt d'une seule des machines de la chaîne. - Facilité d'entretien avec une série de machines toutes identiques0 Investissement réduit par rapport a une usine classique. Réduction importante du génie civil et de l'espace nécessaire aux installations0 APPAREILS DE TRAITEMENT STATIQUE OU CENTRIFUGE A titre d'exemple, la figure I montre une possibilité de - réalisation d'un appareil de traitement statique, utilisant le procédé décrit ci-dessus. Cet appareil est constitué par - Un casing A, enceinte où se déroule le processus - Une surface filtrante B - - Un tampon mobile C permettant l'évacuation de la pâte par l'orifice I - Une entrée de pâte E - Une arrivée F pour les réactifs - Des orifices HI et H2 permettant de mettre les deux côtés de la toile filtrante en pression ou dépression, de manière à provoquer les mouvements du réactif à travers le gâteau de pâte déposé sur la toile - Un racleur mécanique J muni de déflecteurs qui poussent la pâte vers l'orifice C après la fin de la réaction. Pour améliorer la circulation des réactifs à travers la masse fibreuse, il est possible d'utiliser non plus le sus tème stastique décrit figure I, mais un appareil faisant appel à la force centrifuge, comme montré sur la figure 2, et constitué par : - Un corps de centrifuge A - Une surface filtrante B - TJn système de mise en rotation mécanique (poulies, courroies ou autres) C O Un orifice de sortie du produit fini D, projetant la pâte dans un capot fixe E - Un orifice de sortie F des réactifs ayant filtré à travers la pâte - une entrée du produit avant traitement H - les orifices d'entrée de réactifs neufs JI et J2 ., l'orifice JI permettant la circulation de l'intérieur vers l'extérieur, tandis que J2 permet une circulation à contre-courant de ltextérieur vers l'intérieur. - Un râcleur K, pour détacher la pâte traitée de la surface du - filtre - Un rinceur haute pression L pour le nettoyage de la toile filtrante après un cycle de production- - L'étanchéité entre la partie fixe de l'appareil et la partie mobile est assurée par des joints SI et M2. - La commande des vannes sur les orifices solidaires de la partie tournante est réalisée par des commandes NI et N2 en communica- tion avec l'arbre de rotation0 REVENDl GLATI IONS I - Procédé de blanchiment de la cellulose, caractérisé par le fait qu'il consiste à réaliser dans une seule enceinte, suc- cessivement et sans déplacer la masse cellulosique, les différentes phases de blanchiment et pour chaque phase les différentes onérations qui sont d'ordinaire effectuées dans des appareils différents, Un blanchiment classique comporte ordinairement différentes phases (chloration, soldation, etc...) Au nombre le plus souvent de 5 ou 6, chaque phase comporte en général trois opérations (mélange de la cellulose et du réactif; réaction; séparation de s produits de la réaction), chacune de ces opérations étant e ffectuée dans un appareil différent.Le procédé remplace tous ces appareils par un seul où sont réalisées toutes les phases et toutes les opérations de chaque phase0 2 - Procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'il est été ndu également aux opérations qui précèdent ou aux opérations qui suivent le blanchiment0 On réalise dans le meme appareil le lavage de la pâte écrue et ensuite le blanchiment proprement dit, sans déplacer la cellulose. On réalise dans le même appareil le blanchiment puis 1 essorage de la pâte avant séchage, sans déplacer la cellulose. 3 - Procédé selon la revendication I ou 2, caractérisé par le fait qu'il utilise, pour réaliser les opérations de blanchiment, ou les opérations du même type qui précèdent ou suivent le blanchiment, une enceinte munie d'une surface filtrante, sur laquelle on dépose la masse cellulosique, et où on provoque la circulant ion des réactifs chimiques ou de l'eau de lavage à travers la masse cellulosique, soit par un syst ème de vide-et pression, soit par la force centrifuge.