專利名稱：：在機(jī)械制漿過程中通過添加處理劑提高纖維開發(fā)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及從木質(zhì)纖維素材料分離纖維，例如從木屑供給材料分離纖維。更具體地，本發(fā)明涉及機(jī)械研磨，包括化學(xué)機(jī)械槳(CMP)和熱機(jī)械漿(TMP)。
背景技術(shù)：
：在一些傳統(tǒng)機(jī)械研磨工藝中，纖維分離和原纖化作用的步驟在單個機(jī)構(gòu)中一起進(jìn)行。將木纖維的纖維分離步驟和纖維的原纖化作用歩驟分開的好處在例如美國專利7，300，541('541專利)中進(jìn)行了討論，其基于公開的國際專利申請PCT/US03/22057。當(dāng)纖維在原纖化作用之前進(jìn)行纖維分離時，主研磨步驟可優(yōu)化用于原纖化作用。用于原纖化作用的優(yōu)化可通過增加研磨強(qiáng)度最小化能量浪費。'541專利中使用加壓的木屑壓合機(jī)，后面跟隨溫和研磨來在預(yù)處理步驟中分離纖維(稱為"纖維分離步驟")，并且之后跟隨高強(qiáng)度加壓主研磨步驟("原纖化作用"步驟)，描述了用于將纖維分離和原纖化作用的步驟分開的方法。
發(fā)明內(nèi)容己經(jīng)開發(fā)出特殊的處理劑來用于木纖維的纖維分離，以提高機(jī)械研磨工藝的效率和質(zhì)量開發(fā)。處理可包括酸性、中性或堿性化學(xué)劑和酶試劑?；瘜W(xué)試劑應(yīng)用到纖維分離的木纖維研磨工藝中的化學(xué)劑類型和點可優(yōu)化用于提高工藝效率。工藝效率可由物理漿質(zhì)量、提高的亮度和能量節(jié)約中的任何一個或多個限定。本文公開的使用試劑的處理也可提供1)在研磨工藝中使用較差的樹種和剩木屑的能力，和2)主研磨階段下游的研磨工藝的簡化。本文公開的使用試劑的處理在熱和機(jī)械研磨工藝中可應(yīng)用到試劑的目標(biāo)特定應(yīng)用點，如在'541專利中所描述的。根據(jù)處理中所使用的試劑，所述試劑的應(yīng)用點可以在纖維分離步驟(優(yōu)選使用酶試劑)過程中或緊隨一個或多個纖維分離步驟之后，在原纖化作用步驟(優(yōu)選使用化學(xué)試劑)過程中和/或緊隨在原纖化作用步驟(優(yōu)選使用漂白試劑)之后。所選的試劑在確定將試劑應(yīng)用到研磨工藝以例如提高工藝效率的最優(yōu)點中是重要因素。優(yōu)選進(jìn)行本文公開的工藝和處理，以使纖維分離和原纖化作用為分開的階段，并且優(yōu)選在分開的機(jī)構(gòu)中進(jìn)行?？蛇x地，纖維分離和原纖化作用步驟的分離可在單個機(jī)構(gòu)中進(jìn)行，例如在具有兩個或多個連續(xù)布置的研磨區(qū)的機(jī)械研磨機(jī)中。優(yōu)選地，纖維分離步驟實現(xiàn)完整無損木纖維到良好分離纖維的至少百分之三十(30%)的轉(zhuǎn)化，并且優(yōu)選大于百分之七十(70%)的轉(zhuǎn)化和小于5%的原纖化作用。從預(yù)處理(纖維分離)步驟，所述纖維分離程度優(yōu)選導(dǎo)致材料中百分之四十到百分之九十(40%到90%)的分離的纖維。主研磨步驟(原纖化作用)應(yīng)優(yōu)選實現(xiàn)至少百分之九十(90%)的原纖化纖維。本文公開的工藝和處理可應(yīng)用到包括從軟木到硬木的木屑的木質(zhì)纖維素材料，也包括目前被認(rèn)為不期望用于現(xiàn)有工廠中的其他類型的木質(zhì)纖維素材料。已經(jīng)發(fā)明了機(jī)械制漿方法，在一個實施例中包括將研成粉末的纖維素材料纖維分離；在主研磨步驟中機(jī)械研磨所述纖維分離的纖維素材料；在纖維分離步驟或機(jī)械研磨步驟過程中將化學(xué)試劑和生物試劑中的至少一種引入所述纖維素材料，和從所述研磨的和纖維分離的纖維素材料制備紙漿。所述機(jī)械制漿方法可包括將化學(xué)試劑在主研磨步驟時引入到所述纖維素材料，和將所述生物試劑在所述預(yù)處理步驟中引入所述纖維素材料。而且，所述纖維分離步驟可包括加壓的木屑壓合機(jī)階段和后序的成纖器研磨階段。并且，可在預(yù)處理步驟中，特別是在加壓的木屑壓合機(jī)階段和成纖器研磨階段之間引入生物試劑，或直接引入成纖器研磨階段。已經(jīng)發(fā)明了一種機(jī)械制漿設(shè)備，在一個實施例中包括預(yù)處理纖維分離裝置，接收研成粉末的纖維素材料；主研磨機(jī)，接收從所述預(yù)處理纖維分離裝置排出的研成粉末的纖維素材料；生物試劑和化學(xué)試劑中的至少一個的供給源，和從所述供給源結(jié)合到所述纖維分離裝置和主研磨機(jī)中的至少一個的管道，其中，所述管道將所述生物試劑和所述化學(xué)試劑中的至少一種傳送到所述纖維分離裝置和所述主研磨機(jī)的至少一個。在另一個實施例中，機(jī)械制漿設(shè)備包括預(yù)處理纖維分離裝置，接收研成粉末的纖維素材料；主研磨機(jī)，接收從所述預(yù)處理纖維分離裝置排出的研成粉末的纖維素材料；生物試劑和化學(xué)試劑供給源，和到所述預(yù)處理纖維分離裝置的用于生物試劑的入口；主研磨機(jī)，接收從所述預(yù)處理纖維分離裝置排出的所述研成粉末的纖維素材料，和到所述主研磨機(jī)的用于化學(xué)試劑的入口。圖l是一部分木屑的示意圖。圖2-7是使用例如化學(xué)和生物試劑等試劑來處理經(jīng)過機(jī)械、化學(xué)機(jī)械和熱機(jī)械研磨的木質(zhì)纖維素材料的機(jī)械研磨工藝流程圖。具體實施例方式在本申請的上下文中，研磨通常包括預(yù)處理階段(纖維分離)和主研磨階段(原纖化作用)。預(yù)處理階段(纖維分離)在機(jī)械溫和低強(qiáng)度條件下，例如加壓條件下纖維化木屑供給材料，以開始將單獨的纖維從木屑中的纖維基底分離。主研磨階段通常涉及將木屑材料原纖化成漿的高機(jī)械強(qiáng)度力，例如剪切和沖擊脈沖。在原纖化作用過程中，纖維剝離，并且纖維壁材料被破壞。用于原纖化的研磨機(jī)可以是機(jī)械圓錐或圓盤研磨機(jī)，磨盤具有單個或多個研磨區(qū)。圖1是木屑中具有粘結(jié)在一起的軟木纖維12的木屑10的示意圖。粘結(jié)材料主要發(fā)現(xiàn)在纖維12之間的中間薄片14中，其含有高濃度的質(zhì)素。每一個纖維12的結(jié)構(gòu)包括以P和S層標(biāo)示的各層，S層包括標(biāo)有Sl，S2和S3的三個單獨層。P層代表每一個纖維細(xì)胞的主壁。S層代表纖維細(xì)胞的次壁，其中，Sl層為次壁的外層，S2層為纖維次壁的主體，S3層為次壁的內(nèi)層。在原纖化作用過程中，富含纖絲層S2幾乎實際上從每一個纖維分層，例如剝離。S2層在纖維結(jié)構(gòu)中包含最大量的原纖維。粘結(jié)材料的表面積通過將S2層剝離或分層來提高。表面積的增加與例如抗拉強(qiáng)度和散射系數(shù)等期望的紙漿性能的提高成正比關(guān)系。預(yù)處理階段中的原纖化作用使纖維的纖維面積露出，用于在主研磨階段中的后序原纖化作用。在其中材料原纖化或纖維分離的研磨工藝中，在一個或多個階段的試劑的添加引起反應(yīng)，所述反應(yīng)打開木纖維基底，并且使纖維壁材料露出，用于有效軟化和最大化纖維的原纖化作用，例如纖維壁材料的分層。木質(zhì)纖維素材料10的所有纖維層(P，Sl，S2和S3)接受試劑處理。試劑和S2層之間的反應(yīng)增強(qiáng)S2層的原纖化作用。試劑可以是化學(xué)試劑(酸性、中性、堿性)、酶、菌類、細(xì)菌等及其任意組合。試劑可應(yīng)用在研磨機(jī)構(gòu)中的各種位置和研磨工藝的各階段。在一個實施例中，試劑優(yōu)選為化學(xué)基試劑，其在主研磨步驟(原纖化作用步驟)過程中引入，以最小化試劑和木材料之間的反應(yīng)時間。以該方式引入試劑將導(dǎo)致纖維壁材料比富含木質(zhì)素的中間薄片更優(yōu)先軟化和反應(yīng)，由此通過S2層中壁材料的分層和最終纖維粘結(jié)，最大化露出的比纖維表面積。而且，由于可能制備木質(zhì)素中包覆的長纖維，優(yōu)選化學(xué)試劑不用于長期暴露于纖維結(jié)構(gòu)。在另一個實施例中，與在主研磨階段中通過添加化學(xué)試劑導(dǎo)致的短反應(yīng)時間相比較，生物試劑，例如酶可在纖維分離步驟過程中用于使試劑在木結(jié)構(gòu)上的反應(yīng)時間增加。生物試劑通常需要至少15分鐘的保留時間，以適當(dāng)與木結(jié)構(gòu)反應(yīng)，并且在軟化S2層中實現(xiàn)期望的益處。試劑的適當(dāng)應(yīng)用，例如化學(xué)試劑在主研磨機(jī)中(原纖化作用)和生物試劑在成纖器研磨機(jī)(纖維分離步驟)中期望產(chǎn)生提高的紙漿質(zhì)量。在使用試劑處理后，另一個機(jī)械研磨裝置或其他紙漿裝置可將剪切和擠壓力施加到木屑來進(jìn)一步原纖化所述紙漿，并且給所述紙漿提供其他的有益性能，包括亮度提高、提取物去除、光學(xué)提高和纖維開發(fā)(拉伸、彈性、纖維長度、高比表面等)。將例如化學(xué)或生物試劑等試劑應(yīng)用到工藝階段可通過提高能量效率和優(yōu)化化學(xué)品使用而降低操作成本。而且，通過將例如化學(xué)試劑等試劑引入原纖化作用工藝，試劑可提高研磨紙漿的光學(xué)性能，包括提高光散射性能和紙漿的不透明度。提高的散射系數(shù)可通過將試劑對纖維的高比表面的作用來實現(xiàn)。試劑的使用也可簡化研磨工藝階段和相關(guān)投資成本降低。將試劑應(yīng)用到研磨工藝的另一個好處是提高提取物去除，這在研磨樹脂樹種中被認(rèn)為特別有意義。當(dāng)對樹脂木纖維結(jié)構(gòu)進(jìn)行纖維分離和打開時，木頭的提取物可從木頭擠壓出，并且通過下游脫水設(shè)備進(jìn)行處理。本文公開的試劑的另一個優(yōu)點是提高具有不同強(qiáng)度和提取物濃度的木頭的均勻性。添加試劑也可在給定打漿度下將次木頭的粘結(jié)能力提高20%或更高。另外，試劑的使用可使例如剩木屑等木頭的成份用于研磨的木頭供給材料，其中這樣的成份在以前不可使用。圖2到7是一個或多個化學(xué)試劑在機(jī)械、化學(xué)機(jī)械或熱機(jī)械研磨工藝(共同稱為機(jī)械研磨)中應(yīng)用的流程圖。圖2的流程圖用于通過化學(xué)藥品和漂白對木屑進(jìn)行完全研磨處理。木屑20供到木屑洗滌階段22，并且傳送到兩步預(yù)處理，例如纖維分離階段24。預(yù)處理階段24的第一步驟26為在小于2巴表壓(bargaugepressure)下操作的加壓木屑壓合機(jī)，其后跟隨在小于3巴表壓下操作的成纖器研磨步驟28。照片30顯示了在應(yīng)用加壓木屑壓合機(jī)26之后的木屑，并且圖片32顯示了在應(yīng)用成纖器研磨步驟28之后的木屑。在該預(yù)處理階段24，優(yōu)選不添加化學(xué)試劑。在預(yù)處理階段24之后，木屑在主研磨階段(原纖化作用)34中進(jìn)行，其可包括加壓供給裝置、蒸汽裝置、機(jī)械磨盤或圓錐形研磨機(jī)，其中研磨機(jī)還可包括噴放管路(例如，從供給機(jī)到噴放管路的所有加壓設(shè)備)，并且在大于3巴表壓下操作。一個或多個化學(xué)試劑36添加到主研磨階段34中。在主研磨階段添加化學(xué)試劑可有助于縮短試劑和木材之間的反應(yīng)時間。與預(yù)處理步驟24形成對照，在主研磨階段34處添加化學(xué)試劑的另一個優(yōu)點是，化學(xué)試劑不是在木屑加壓過程中或通過旋轉(zhuǎn)式塞頭33擠出，例如從木屑提取出，供到主加壓研磨機(jī)。通過使試劑保持在木屑中，試劑以化學(xué)試劑的完全負(fù)荷與木屑纖維反應(yīng)?；瘜W(xué)試劑可包括漂白化學(xué)試劑，優(yōu)選為MgOH2和H202。如果化學(xué)試劑為例如堿性過氧化物等氧化漂白液或與氧化漂白液組合，則試劑和漂白劑可i)直接引入主研磨機(jī)34，ii)引入主研磨機(jī)噴放管路35中，或iii)引入主研磨機(jī)和噴放管路之間的裂縫中。在噴放管路處作為化學(xué)試劑或與化學(xué)試劑一起添加堿性漂白液將減小或最小化例如H202等氧化性漂白劑的分解。但是，由于試劑引起的能量減小和強(qiáng)度提高的全部優(yōu)點可能不能實現(xiàn)，除非一些或全部堿性物質(zhì)在主研磨階段添加。因此，漂白化學(xué)試劑也可在入口處添加到主研磨機(jī)，并且添加到用于所述研磨機(jī)的噴放管路。漂白化學(xué)試劑也可從主研磨機(jī)和后序處理歩驟40之間的中間漂白塔38排放，以提高形成的紙漿的增白效果。以圖2中所示的方式的漂白化學(xué)試劑的使用可在傳統(tǒng)處理步驟40中消除或?qū)嵸|(zhì)性減少進(jìn)一步漂白操作。圖3是示例性機(jī)械研磨工藝42的流程圖，其中，預(yù)處理步驟(部分纖維分離)24為在小于2巴表壓下操作的加壓木屑壓合機(jī)26的單個步驟，所述步驟后跟隨主研磨階段34。螺栓，例如旋轉(zhuǎn)式塞頭將木屑從預(yù)處理步驟24移動到主研磨階段34。圖3中顯示的流程圖代表使用木屑化學(xué)試劑的中間處理。主研磨階段34可包括加壓供給裝置、蒸汽裝置、包括噴放管路35的機(jī)械研磨機(jī)，其中優(yōu)選從供給機(jī)到噴放管路的加壓設(shè)備在大于3巴表壓，并且優(yōu)選在5和6巴之間的表壓下操作。主研磨階段可分段為用于纖維分離的內(nèi)區(qū)和用于原纖化作用的外區(qū)?；瘜W(xué)試劑36添加到主研磨階段34。如果漂白化學(xué)試劑與化學(xué)試劑一起添加，則可包括中間漂白塔(見圖2中的38)來最大化從主研磨階段排放的紙漿的亮度。而且，漂白化學(xué)試劑也可添加到主研磨機(jī)入口和研磨機(jī)噴放管路。圖4是工藝44的流程圖，其不具有例如圖2和3中所示的預(yù)處理步驟。工藝44是使用化學(xué)試劑的光處理(lighttreatment)。在該工藝44中，來自木屑洗滌階段22的木屑20直接流到包括噴放管路的主研磨階段34。在該工藝44中，主研磨階段包括至少兩個明顯的研磨區(qū)，其中所述第一研磨區(qū)布置用于將木屑進(jìn)行纖維分離，并且隨后的研磨區(qū)布置用于將纖維原纖化。主研磨階段34可包括加壓供給裝置、蒸汽裝置、包括噴放管路的機(jī)械研磨機(jī)，其中，優(yōu)選從供給機(jī)到噴放管路的加壓設(shè)備在大于3巴的標(biāo)準(zhǔn)壓力下操作。漂白化學(xué)試劑也可添加到通到主研磨機(jī)和通到所述研磨機(jī)噴放管路的入口?；瘜W(xué)試劑36優(yōu)選在纖維分離磨片之后并且在外部原纖化作用磨片之前進(jìn)行。在圓錐形研磨機(jī)中，化學(xué)試劑優(yōu)選在平直的纖維分離磨片區(qū)之后并且在圓錐形原纖化磨片區(qū)之前添加。在平直磨片研磨機(jī)中，化學(xué)試劑優(yōu)選在磨片的平直內(nèi)部纖維分離區(qū)之后并且在平直外部原纖化區(qū)之前添加。大部分大型平直磨盤研磨機(jī)在內(nèi)部和外部磨片之間具有圓周間隙，其中可添加稀釋水或化學(xué)試劑。漂白化學(xué)試劑可以上面描述的用于與化學(xué)試劑一起或作為化學(xué)試劑引入漂白劑的相似方式，與化學(xué)試劑36—起添加或作為化學(xué)試劑36添加。如果漂白化學(xué)藥品作為化學(xué)試劑的一部分添加，則在主研磨階段34和傳統(tǒng)處理步驟4之間可包括中間漂白塔39。圖5是使用生物試劑的工藝46的流程圖。木屑20進(jìn)行加壓并且供到木屑洗滌階段22，并且傳送到兩步預(yù)處理階段24。預(yù)處理階段包括加壓階段26，其優(yōu)選包括在小于2巴表壓下操作的木屑壓合機(jī)和優(yōu)選在小于3巴表壓下操作的成纖器研磨步驟28。工藝46將生物試劑48引入預(yù)處理階段24。生物試劑可添加到下述的一個或兩個中(1)在加壓階段中的加壓木屑壓合機(jī)和步驟28中成纖器研磨機(jī)入口之間的排放管路50和(2)直接添加到成纖器研磨機(jī)中。流動管路52和閥54將生物試劑導(dǎo)向到排放管路50和成纖器研磨機(jī)28中的一個或兩個。生物試劑48也可添加到木屑壓合機(jī)20和成纖器研磨機(jī)28之間的工藝46，并且添加到成纖器研磨機(jī)。在預(yù)處理階段24之后，其中把木材保持例如15分鐘到3小時的箱56使材料和生物試劑之間繼續(xù)反應(yīng)。在所述箱之后，木材傳送到主研磨階段34，其可包括加壓供給裝置、蒸汽裝置、包括噴放管路的機(jī)械研磨機(jī)，其中，優(yōu)選從供給機(jī)到噴放管路的加壓設(shè)備在大于3巴表壓下操作。圖6是工藝58的流程圖，其中生物試劑48和化學(xué)試劑36用于由所述工藝研磨的木材(木屑)。木屑20加壓并且供到木屑洗滌階段22，并且傳送到兩步預(yù)處理階段24。加壓的木屑步驟26可包括在小于2巴表壓下操作的加壓木屑壓合機(jī)，所述步驟后跟隨在至少3巴表壓下操作的第二成纖器研磨步驟28。生物試劑48添加到預(yù)處理階段24。優(yōu)選地，化學(xué)試劑不添加到預(yù)處理階段。生物試劑也可添加到木屑壓合機(jī)20和成纖器研磨機(jī)28之間的工藝58，或添加到成纖器研磨機(jī)中?；瘜W(xué)試劑也可添加到主研磨機(jī)噴放管路的入口。在預(yù)處理階段24之后，木材通過主研磨階段34進(jìn)行處理，所述主研磨階段34包括加壓供給裝置、蒸汽裝置、具有噴放管路的機(jī)械研磨機(jī)，其中，從加壓供給裝置到噴放管路的工藝在優(yōu)選大于3巴表壓下操作?；瘜W(xué)試劑36添加到主研磨階段?；瘜W(xué)試劑可包括漂白化學(xué)藥品，優(yōu)選為Mg(OH)2和H202。如果包括作為化學(xué)試劑的漂白試劑或與化學(xué)試劑一起的漂白劑，則可在主噴放管路添加一些或所有化學(xué)試劑和漂白劑。如果漂白液僅為使用的化學(xué)劑，則至少一些或所有化學(xué)試劑應(yīng)應(yīng)用到主研磨機(jī)，以提高能量節(jié)約和紙漿強(qiáng)度開發(fā)。如果添加漂白劑，則中間漂白塔(參見圖4)應(yīng)優(yōu)選在主研磨階段34和隨后的處理步驟40之間。作為化學(xué)試劑或與化學(xué)試劑一起添加到主研磨階段34的漂白劑的使用可消除或?qū)嵸|(zhì)性縮短傳統(tǒng)處理步驟40中的漂白階段。圖7是示例性機(jī)械制漿工藝60的流程圖，例如流程框圖，其中，至少使用一種化學(xué)試劑36?；瘜W(xué)試劑例如為應(yīng)用在主研磨階段34處的堿性氧化物試劑，并且工藝60包括中間漂白階段38。工藝60為簡化的研磨工藝，其中，所述簡化包括取消i)主管路紙漿的加壓過篩，ii)主管路篩渣的脫水和研磨，iii)脫水來存儲紙漿的圓盤過濾器，和iv)漂白車間。通過取消一個或多個這些通常在機(jī)械制漿工藝中存在的機(jī)構(gòu)，與傳統(tǒng)熱化學(xué)漿系統(tǒng)相比較，在安裝設(shè)備成本方面節(jié)約了大量成本。而且，由于消除上面指出的工藝i到iv中的一個或多個，工藝60可降低生產(chǎn)成本。本文描述的例如化學(xué)和生物試劑等試劑到預(yù)處理階段24和主研磨階段34的使用可簡化主研磨階段34下游的研磨工藝步驟的范圍和復(fù)雜性，并且由此降低下游設(shè)備的成本。本文描述的試劑的使用可提高纖維粘結(jié)，并且降低主管路研磨之后形成的紙漿的碎片濃度，以使機(jī)械制漿工藝不需要過篩或需要最小量的過篩。傳統(tǒng)的處理步驟可在中間漂白后進(jìn)行。所述步驟可包括紙漿壓合機(jī)和洗滌階段62，在或低于4巴標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下進(jìn)行的第二和第三機(jī)械研磨步驟64和66，和中間濃度紙漿存儲階段68，其可包括在存儲塔中存儲紙漿。己經(jīng)完成了一些試驗來展示本發(fā)明的益處。這些試驗以下面的示例描述試驗1:選擇將試劑添加到制漿工藝的位置，該位置可使在給定的特定能量應(yīng)用下紙漿強(qiáng)度的最大化。試驗1的示例比較了使用在兩個不同添加位置處應(yīng)用試劑(酸式亞硫酸鹽)的工藝生產(chǎn)的紙漿；其中一個位置在纖維分離階段，第二個位置在原纖化作用階段(主研磨機(jī))。表1顯示了在2400kWh/ODMT的總特定能量應(yīng)用下進(jìn)行的兩個研磨機(jī)系列的結(jié)果。表A.在纖維分離(成纖器)和原纖化作用(主研磨機(jī))步驟處應(yīng)用酸式亞硫酸鹽的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>在原纖化作用步驟處，化學(xué)試劑的添加縮短了亞硫酸鹽與木纖維素反應(yīng)并且軟化木纖維素的暴露時間。優(yōu)選纖維軟化在纖維壁材料內(nèi)進(jìn)行，這反之促進(jìn)纖維開發(fā)。試驗2:試驗2的示例顯示了在木屑解構(gòu)之后增加木纖維分離的重要性。在研磨步驟中都應(yīng)用化學(xué)試劑，亞硫酸鈉之后的兩個示例中，火炬松木屑在加壓木屑壓合機(jī)中部分纖維分離。表B顯示了在150mL打漿度下進(jìn)行的兩個研磨機(jī)系列。表B.在化學(xué)處理之前增加木纖維的纖維分離的效果<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>增加的纖維的纖維分離在主研磨步驟過程中提高了化學(xué)試劑到露出的纖維壁材料中的滲透效率，最終的紙槳質(zhì)量得到提高。試驗3:試驗3的示例展示出較差的木種和剩木屑可用于生產(chǎn)具有較小負(fù)面影響的機(jī)械印刷紙中可使用的紙漿。表3示出添加29%火炬松木屑對使用新工藝制備的紙漿性能的影響。表C比較了在70mL打漿度下的中間紙漿。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>其中""表示木屑供給材料由百分之百(100%)的整木火炬松木屑產(chǎn)生，并且表示木屑供給材料由將百分之二十九(29%)的剩木屑(邊皮材)火炬松木屑添加到整木松木屑中產(chǎn)生。使用29%剩木屑(邊皮材)制備的最終紙漿具有僅稍微較高的體積和較低的亮度。增加酸性亞硫酸鹽(NaHS03)可使例如體積和亮度等紙漿性能與參考紙漿的相同。試驗4:試驗4顯示了用于新穎工藝的原纖化作用步驟(主研磨)的另一個化學(xué)試劑。用于研究的木材供應(yīng)是來自美國Tennessee的火炬松。表D顯示了使用兩種不同化學(xué)試劑處理制備的紙漿系列，其中化學(xué)試劑為1)氫氧化鎂(Mg(OH)2)、雙氧水(H202)漂白劑溶液，禾卩2)醋酸。出于比較，還包括傳統(tǒng)的由相同的火炬松木屑制備的TMP紙漿。結(jié)果為150mL打漿度下來自第二研磨紙漿的中間結(jié)果。表D.可替代化學(xué)處理<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>與熱化學(xué)漿(TMP)相比較，兩種化學(xué)試劑都顯示出顯著降低能量損耗并且提高紙漿強(qiáng)度性能的能力。使用漂白試劑(1.5。/。Mg(OH)2禾口2.4%H202)制備的系列導(dǎo)致亮度顯著提高。來自具有暗顏色、生長有生色基結(jié)構(gòu)的較差木種的機(jī)械紙漿的亮度可在使用新穎工藝協(xié)同漂白劑和/或中間保留物時有效增亮。這樣的應(yīng)用提高使用較差木種的可能性和下游漂白設(shè)備的范圍。雖然本發(fā)明己經(jīng)結(jié)合目前被認(rèn)為是最實用和優(yōu)選的實施例進(jìn)行了描述，但是應(yīng)可理解，本發(fā)明不限于所公開的實施例，而是相反，旨在覆蓋包括在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種改進(jìn)和等同布置。權(quán)利要求1.一種機(jī)械制漿方法，包括在預(yù)處理步驟中將研成粉末的纖維素材料纖維分離；在主研磨步驟中機(jī)械研磨所述纖維分離的纖維素材料；在所述預(yù)處理步驟或主研磨步驟過程中將化學(xué)試劑和生物試劑中的至少一種引入所述纖維素材料，和從所述主研磨步驟輸出研磨的和纖維分離的纖維素材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械制漿方法，其中，所述化學(xué)試劑和生物試劑中的至少一種包括將化學(xué)試劑在主研磨步驟時引入到所述纖維素材料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)械制漿方法，其中，所述化學(xué)試劑的引入包括漂白化學(xué)試劑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械制漿方法，其中，所述化學(xué)試劑和生物試劑的至少一種包括將所述生物試劑在所述預(yù)處理步驟中引入所述纖維素材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械制漿方法，其中，所述纖維素材料包括木屑，并且所述預(yù)處理步驟包括加壓木屑壓合機(jī)階段和接收從所述木屑壓合機(jī)階段輸出的纖維素材料的成纖器研磨機(jī)階段。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)械制漿方法，其中，引入所述化學(xué)試劑或生物試劑的至少一個包括將所述化學(xué)試劑和生物試劑的至少一個直接引入所述成纖器研磨機(jī)階段，并且直接引入到所述加壓木屑壓合機(jī)階段和所述成纖器研磨機(jī)階段之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械制漿方法，其中，所述纖維素材料包括木屑，并且所述預(yù)處理步驟將木屑中的至少百分之四十(40%)的完好無損木纖維轉(zhuǎn)化為良好分離的纖維，并且所述主研磨步驟將所述纖維素材料轉(zhuǎn)化為至少百分之九十(90%)的原纖化纖維。8.—種機(jī)械制漿設(shè)備，包括預(yù)處理纖維分離裝置，接收研成粉末的纖維素材料；主研磨機(jī)，接收從所述預(yù)處理纖維分離裝置排出的研成粉末的纖維素材料；生物試劑和化學(xué)試劑中的至少一個的供給源，和從所述供給源結(jié)合到所述纖維分離裝置和主研磨機(jī)中的至少一個的管道，其中，所述管道將所述生物試劑和所述化學(xué)試劑中的至少一個傳送到所述纖維分離裝置和所述主研磨機(jī)的至少一個。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械制漿設(shè)備，其中，所述管道將所述生物試劑傳送到所述纖維分離裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械制漿設(shè)備，其中，所述管道將所述化學(xué)試劑傳送到所述主研磨機(jī)。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械制漿設(shè)備，其中，所述預(yù)處理纖維分離裝置包括在或低于2巴表壓的壓力下操作的加壓木屑壓合機(jī)，和在或低于3巴表壓的壓力下操作的成纖器研磨機(jī)，并且其中，所述主研磨機(jī)在5到6巴表壓的壓力下操作。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的機(jī)械制漿設(shè)備，其中，來自所述供給源的所述管道與所述成纖器研磨機(jī)和連接所述加壓木屑壓合機(jī)和所述成纖器研磨機(jī)的管道流體連通，其中，所述生物試劑流經(jīng)所述管道到達(dá)所述成纖器研磨機(jī)和在所述成纖器研磨機(jī)和所述加壓木屑壓合機(jī)之間的管道中的至少一個。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械制漿設(shè)備，還包括接收來自所述主研磨機(jī)的纖維素材料的漂白塔。14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機(jī)械制漿設(shè)備，其中，所述纖維素材料包括木屑。15.—種機(jī)械制漿設(shè)備，包括預(yù)處理纖維分離裝置，接收研成粉末的纖維素材料；主研磨機(jī)，接收從所述預(yù)處理纖維分離裝置排出的研成粉末的纖維素材料；生物試劑和化學(xué)試劑供給源，和到所述預(yù)處理纖維分離裝置的入口，用于生物試劑；主研磨機(jī)，接收從所述預(yù)處理纖維分離裝置排出的所述研成粉末的纖維素材料，和到所述主研磨機(jī)的入口，用于化學(xué)試劑。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的機(jī)械制漿設(shè)備，其中，所述預(yù)處理纖維分離裝置包括在或低于2巴表壓的壓力下操作的加壓木屑壓合機(jī)，和在或低于3巴表壓的壓力下操作的成纖器研磨機(jī)，并且其中，所述主研磨機(jī)在5到6巴表壓的壓力下操作。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的機(jī)械制漿設(shè)備，其中，到所述預(yù)處理纖維分離裝置的所述入口與所述成纖器研磨機(jī)流體連通，并且與連接所述加壓木屑壓合機(jī)和所述成纖器研磨機(jī)的管道流體連通。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的機(jī)械制漿設(shè)備，還包括接收來自所述主研磨機(jī)的纖維素材料的漂白塔。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的機(jī)械制漿設(shè)備，其中，所述纖維素材料包括木屑。20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的機(jī)械制漿設(shè)備，還包括木屑洗滌裝置，其將所述研成粉末的纖維素材料排出到所述預(yù)處理纖維分離裝置。全文摘要一種機(jī)械制漿方法，包括將研成粉末的纖維素材料纖維分離；在主研磨步驟中機(jī)械研磨所述機(jī)械分離的纖維素材料；在所述纖維分離步驟或所述機(jī)械研磨步驟過程中將化學(xué)試劑和生物試劑中的至少一個引入所述纖維素材料，和從所述研磨和纖維分離的纖維素材料制備紙漿。文檔編號D21C3/00GK101538809SQ20081018407公開日2009年9月23日申請日期2008年12月15日優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日發(fā)明者瑪拉·薩布林,簡·西爾,約翰·格羅撒博,約翰·艾興格爾申請人:安德里茲有限公司