木材纖維的乙?；闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明公開的是一種改進(jìn)的用于木材碎屑和/或木材纖維的乙酰化的精磨機(jī)系統(tǒng)。本發(fā)明包括一種用于精磨機(jī)系統(tǒng)中木材碎屑的乙酰化的方法，該精磨機(jī)系統(tǒng)包括進(jìn)料斗組件、非蒸汽蒸煮器組件和精磨機(jī)（纖維分離機(jī)）組件，其中該碎屑在該料斗組件和該蒸煮器組件之間在連接多區(qū)域壓縮進(jìn)料螺桿內(nèi)與乙酰化流體進(jìn)行接觸。
【專利說明】木材纖維的乙酰化
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于制備乙?；静睦w維(特別是軟木材纖維)的方法，該乙?；静睦w維適合作為具有獨特且極其所需性能的中、高密度纖維板或板材(panel)制造中的原料。表述“纖維板”包括“刨花板”制品。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上，中、高密度纖維板制造中所使用的木材纖維由主要來自于諸如松樹或云杉的軟木材起始材料的木材碎屑制備。這種碎屑經(jīng)過所謂的精磨機(jī)系統(tǒng)而轉(zhuǎn)換成纖維，該精磨機(jī)系統(tǒng)基本由碎屑料斗(儲藏)組件、蒸煮器(digester)組件和精磨機(jī)(纖維分離機(jī))組件組成，其中，碎屑通過合適的進(jìn)料螺桿單元而從料斗運送到蒸煮器，并從蒸煮器運到精磨機(jī)。在蒸煮器中，碎屑通過暴露于蒸汽中而被軟化并供給到精磨機(jī)，精磨機(jī)在碎屑被吹入常規(guī)的煙道氣干燥機(jī)之前將碎屑研磨成纖維。由這種木材纖維制成的復(fù)合木材纖維板或板材被用于各行業(yè)，但是在可能會暴露于水分的情況下，其應(yīng)用有限。在這種情況下，木板經(jīng)受溶脹和隨后的強(qiáng)度損失以及細(xì)菌降解和真菌降解。
[0003]在纖維板的制造中使用乙酰化材料以減輕水分的不利影響是已知的，但是迄今這些材料的生產(chǎn)還沒有在工業(yè)規(guī)模上成功地實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決這種嚴(yán)重的局限性。
[0005]從而，本發(fā)明旨在于改進(jìn)用于木材碎屑和/或木材纖維乙?；纳虡I(yè)精磨機(jī)系統(tǒng)，并從而有利地影響隨后由乙?；静睦w維制成的纖維板的性能。
[0006]相應(yīng)地，在第一實施方式中，本發(fā)明包括一種用于精磨機(jī)系統(tǒng)中乙?；静乃樾嫉姆椒?，該精磨機(jī)系統(tǒng)包括進(jìn)料斗組件、非蒸汽的蒸煮器(non-steam digester)組件和精磨機(jī)(纖維分離機(jī))組件，該碎屑在該料斗組件和該蒸煮器組件之間在連接式多區(qū)域壓縮進(jìn)料螺桿內(nèi)與乙?；黧w接觸。
[0007]本文中使用的術(shù)語“碎屑”是指木材成分的類型，包括多種形式，通常與制造實踐
中的一樣。
[0008]優(yōu)選地，連接式進(jìn)料螺桿包括用于加入乙酰化流體的三壓力區(qū)域進(jìn)料螺桿，理想地包括第一壓縮區(qū)域、第二區(qū)域和第三壓縮區(qū)域，其中，在第二區(qū)域中釋放壓力并且加入乙酰化流體。
[0009]在第二實施方式中，本發(fā)明包括根據(jù)第一實施方式的方法，其中，又將乙?；黧w加入蒸煮器組件中以提高最終的木材乙?；潭取?br> [0010]在第三實施方式中，本發(fā)明包括根據(jù)第一實施方式和第二實施方式的方法，其中，通過連接式進(jìn)料螺桿在蒸煮器和精磨機(jī)(熱纖維分離機(jī))組件之間另外加入乙?；黧w，以進(jìn)一步提聞最終的木材乙酸化水平。
[0011]從而，能夠在商業(yè) 精磨機(jī)系統(tǒng)內(nèi)將木材碎屑和/或木材纖維乙?；詫?yōu)異且極其所需性能的纖維板提供乙?；静睦w維原料。
[0012]優(yōu)選地，首先通過例如熱空氣，將根據(jù)本發(fā)明的待乙?；痛サ哪静乃樾?典型地約50mmX 25mmX IOmm的尺寸)干燥至0.5%~6%的含水量，優(yōu)選2%~4%的含水量，最優(yōu)選2.5%~3.5%的含水量，然后供給至進(jìn)料斗。[0013]通過三壓力區(qū)域進(jìn)料螺桿機(jī)構(gòu)將干燥木材碎屑從進(jìn)料斗運送至蒸煮器的三壓力區(qū)域進(jìn)料螺桿機(jī)構(gòu)提供了第一輕壓縮區(qū)域，例如在環(huán)境溫度下為1.1~1.2比I ;第二區(qū)域，在第二區(qū)域中釋放壓力到大氣壓并且通過例如中空的螺桿筒體來引入乙?；黧w，乙?；黧w典型地包括在85°C~135°C的溫度下的以體積計的乙酸酐(90%)和乙酸(10%)的混合物；以及第三壓縮區(qū)域，其中第三壓縮區(qū)域?qū)Τ睗竦乃樾际┘舆m度壓力，例如在平衡溫度下為1.3~1.4比I。通過乙酰化流體和殘余水之間以及乙?；黧w和碎屑之間的放熱反應(yīng)，木材碎屑堆(mass)的溫度進(jìn)一步提高。在典型的軟木材碎屑的情況下，取決于停留時間，離開壓力區(qū)域進(jìn)料螺桿時的乙酰化程度可以預(yù)期為約4~6重量％的增益(gain)。在環(huán)境溫度下，引入至多區(qū)域壓縮進(jìn)料螺桿的木材碎屑首先與諸如氮氣或煙道氣的惰性氣體混合(以排除空氣)。
[0014]在本發(fā)明的第二實施方式中，在145°C~170°C范圍內(nèi)的溫度和3~4巴的壓強(qiáng)下，(從壓縮螺桿的第三區(qū)域)進(jìn)入蒸煮器組件的部分乙?；哪静乃樾歼M(jìn)一步暴露于在大體柱狀蒸煮器的頂部處引進(jìn)的乙?；黧w(例如以重量計的90/10的乙酸酐/乙酸的混合物)。典型地，蒸煮器中的碎屑停留時間是3~8分鐘。在這個方法中，蒸汽未被引入蒸煮器中，盡管它會存在于常規(guī)的精磨機(jī)系統(tǒng)中。在木材碎屑離開蒸煮器時，典型地，它具有16~19%的乙?；?重量增益)。
[0015]通過將乙?；静乃樾嫁D(zhuǎn)換為纖維的典型的進(jìn)料螺桿，乙?；静乃樾紡南到y(tǒng)的蒸煮器運送到精磨機(jī)(纖維分離機(jī))組件。
[0016]在本發(fā)明的第三實施方式中，乙?；黧w也通過進(jìn)給螺桿引入到精磨機(jī)(纖維分離機(jī))組件中，該精磨機(jī)(纖維分離機(jī))包括例如靜止/旋轉(zhuǎn)雙盤精磨機(jī)。典型地，在環(huán)境溫度和壓力下，該流體包括以體積計的35~60%的乙酸酐和40~65%的乙酸的混合物,從而使木材碎屑/新制得的木材纖維暴露以進(jìn)一步乙?；?，典型地達(dá)到19~20重量％增益。
[0017]由于木材纖維由精磨機(jī)板以高速射出，所以在送到諸如盤式干操機(jī)的常規(guī)干燥機(jī)
之前，木材纖維可優(yōu)選以旋風(fēng)分離(cyclone)的方式來收集材料以降低它的速度。進(jìn)一步，
纖維乙?；部梢园l(fā)生在這個后期，增加典型的最終的乙?；街?1~23重量％的增.、
Mo
[0018]精磨機(jī)(纖維分離機(jī))組件中乙酰化的一個明顯好處是暴露用于乙?；哪静牡姆磻?yīng)表面積更大。
[0019]乙?；黧w可以包括30~95%的乙酸酐和5~70%的乙酸的混合物(以重量計)。
[0020]本發(fā)明還涉及對木材碎屑進(jìn)行纖維分離的精磨機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括進(jìn)料斗組件、非蒸汽的蒸煮器組件和精磨機(jī)(纖維分離機(jī))組件，該系統(tǒng)包括連接進(jìn)料斗和蒸煮器的多區(qū)域壓縮進(jìn)料螺桿。優(yōu)選地，在這種精磨機(jī)系統(tǒng)中，連接式進(jìn)料螺桿包括三壓力區(qū)域進(jìn)料螺桿。
【具體實施方式】[0021]實施例1
[0022]在精磨機(jī)系統(tǒng)中，將(通過熱空氣)干燥至約3.5重量％的含水量的云杉木材碎屑(約50mmX25mmX IOmm的尺寸)與氮氣混合并連續(xù)地從料斗通過三壓力區(qū)域進(jìn)料螺桿供給至蒸煮器組件。在進(jìn)料螺桿的第一區(qū)域中，在通過將壓力釋放到大氣壓的第二區(qū)域之前，碎屑被輕微壓縮至其體積的1.15比1.00，而且在100°C的溫度下通過進(jìn)料螺桿的中空筒引入乙酸酐(90%)和乙酸(10%)的混合物。在第三區(qū)域中，對碎屑施加適當(dāng)壓力，以1.4比1.0的比例減少其體積。在進(jìn)入蒸煮器時，通過除去它的熱護(hù)套并關(guān)閉蒸汽入口閥而進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，以便在此方法中沒有蒸汽進(jìn)入蒸煮器，在碎屑通過連接式中空進(jìn)料螺桿被供給到精磨機(jī)系統(tǒng)的精磨機(jī)(纖維分離機(jī))組件之前，在約150°C的溫度和3巴的壓力下，碎屑進(jìn)一步與90/10的乙酸酐和乙酸的混合物接觸約5分鐘。在環(huán)境溫度和壓力下，通過該進(jìn)給螺桿進(jìn)一步引入由60%乙酸酐和40%乙酸的混合物組成的乙?；黧w。通過常規(guī)方法減慢并干燥從精磨機(jī)板的乙?；静睦w維。發(fā)現(xiàn)木材乙酰化的程度為約21重量％的增益。
[0023]實施例2
[0024]在這個實施例中，使用約45mmX45mmX8mm的尺寸的福射松木材碎屑重復(fù)實施例1。除了下面的區(qū)別以外，對實施例1中所使用的那些實施同 樣的處理條件。碎屑的含水量為約2.5%，蒸煮器中的90/10的乙酸酐和乙酸的混合物的溫度在4巴的壓力下為165°C，碎屑停留時間為約8分，而且通過連接蒸煮器組件和精磨機(jī)組件的進(jìn)料螺桿而引入的乙酸酐/乙酸混合物為35/65。木材纖維最終的乙?；潭葹榧s23重量％的增益。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的乙?；静睦w維可易于利用在例如MDF或HDF的復(fù)合木材纖維板或板材的制造中，與由未經(jīng)乙?；哪静睦w維制成的類似制品相比，當(dāng)暴露于水分時，它顯示出諸如強(qiáng)度和耐久性上非常優(yōu)越的性能。
【權(quán)利要求】
1.一種在精磨機(jī)系統(tǒng)中乙酰化木材碎屑的方法，所述精磨機(jī)系統(tǒng)包括進(jìn)料斗組件、非蒸汽的蒸煮器組件和精磨機(jī)(纖維分離機(jī))組件，所述方法包括使所述碎屑在連接多區(qū)域壓縮進(jìn)料螺桿內(nèi)與所述進(jìn)料斗組件斗和所述蒸煮器組件之間的乙?；黧w進(jìn)行接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述連接式進(jìn)料螺桿包括用于加入所述乙?；黧w的三壓力區(qū)域進(jìn)料螺桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述三壓力區(qū)域進(jìn)料螺桿包括第一壓縮區(qū)域、第二區(qū)域和第三壓縮區(qū)域，其中，在所述第二區(qū)域中釋放壓力并且加入乙?；黧w。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，對所述蒸煮器組件另外加入乙?；黧w。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，通過連接式進(jìn)料螺桿在所述蒸煮器組件和所述精磨機(jī)(纖維分離機(jī))組件之間另外加入乙?；黧w。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述木材碎屑在供給到所述進(jìn)料斗之前干燥至水分為0.5%~6%的含水量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述含水量為2%~4%。
8.一種用于對木材碎屑進(jìn)行纖維分離的精磨機(jī)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括進(jìn)料斗組件、非蒸汽的蒸煮器組件和精磨機(jī)(纖維分離機(jī))組件，所述系統(tǒng)包括連接所述進(jìn)料斗和所述蒸煮器的多區(qū)域壓縮進(jìn)料螺桿。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的精磨機(jī)系統(tǒng)，其中，連接式進(jìn)料螺桿包括三壓力區(qū)域進(jìn)料螺桿。
【文檔編號】C08H8/00GK103619917SQ201280028355
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月10日
【發(fā)明者】B·佩恩特爾 申請人:泰坦木業(yè)有限公司