L'invention concerne un procédé pour la remise en pâte de matières premières du type papiers, cartons, celluloses. Elle se rapporte également à un dispositif de préhydratation et de déstructuration de balles de matière première pour la mise en oeuvre du procédé. Elle a enfin pour objet une installation pour la remise en pâte de matière première mettant en oeuvre le dispositif.

La remise en pâte ou le défibrage de papiers est effectuée de façon connue au sein de pulpeurs et consiste à transformer des papiers secs et solides en pâte.

Généralement, la remise en pâte de papier est effectuée à partir de balles compactes, lesquelles sont conservées cerclées, avant leur traitement, de sorte à maintenir leur compacité, pour la facilité de manutention.

Lorsque les balles de papiers sont constituées de vieux papiers, par exemple vieux papiers blancs ou vieux papiers bruns, celles-ci comprennent en outre un certain nombre d'impuretés, du type feuilles de plastique, verres, métaux, sables, pierres, cailloux etc, dont le volume et la masse peuvent représenter une part non négligeable.

En revanche, les balles de cellulose vierge sont quant à elles exemptes de toutes impuretés gnantes, en principe.

Dans certaines installations telles que celle décrite dans le document US-A-4 632 320, les balles de papier entières sont directement déversées sur un rotor désintégrateur muni de dents dans le but de commencer à désintégrer la matière première elle-mme. Pendant cette opération de désintégration préalable, avant passage dans un premier trommel d'hydratation, la matière première est arrosée. Cependant, le simple arrosage ne permet pas d'imprégner suffisamment la balle compte tenu d'une part de sa taille et d'autre part du temps de contact de ladite balle avec 1'eau. En d'autres termes, on peut considérer que la désintégration de la matière première est commencée ici quasiment à sec.

Dans d'autres installations, les balles sont tout d'abord déposées sur des transporteurs, puis les fils de fer sont coupés manuellement ou automatiquement.

Les balles, toujours compactes, sont ensuite acheminées jusqu'au pulpeur, dans lequel elles sont précipitées telles quelles avec, le cas échéant, l'ensemble de leurs impuretés.

S'agissant de la remise en pâte de vieux papiers, les impuretés lourdes libérées dans le pulpeur, pendant la désintégration, telles que sable, cailloux, fils de fer et autres, usent par abrasion les faces et artes d'attaque du rotor, ainsi que la platine perforée sous ou à côté du rotor.

Par ailleurs, aussi bien pour la remise en pâte de vieux papiers que pour celle de celluloses vierges, le pulpeur met en oeuvre une énergie consommée importante dans la mesure où il est nécessaire, avant l'opération de désintégration proprement dite du papier, d'ouvrir la balle et d'humidifier préalablement ses composants fibreux.

Pour résoudre ces problèmes, le document EP-A-0 732 442 décrit un procédé consistant à hydrater et désintégrer la matière première formant les balles dans un trommel. De manière connue, ce type de trommel rotatif comprend deux chambres dont la première est munie sur ses parois internes de déflecteurs destinés à provoquer des chocs réguliers de la balle sur elle-mme conduisant ainsi à une déstructuration progressive. Cette déstructuration est améliorée par la présence d'arroseurs destinés à hydrater la matière première en mouvement. Selon ce procédé, la balle partiellement déstructurée est ensuite désintégrée dans une seconde chambre munie de perforations permettant le passage d'une certaine partie de la pâte tandis que la matière restante non encore désintégrée est envoyée dans un pulpeur. Dès lors et selon ce procédé, la matière première ne s'hydrate que progressivement et lentement du fait de son contact passager avec 1'eau ce qui nécessite une machine de grande dimension pour parvenir à une déstructuration de la balle puis une désintégration de la matière première efficaces.

Dès lors, le problème que se propose de résoudre l'invention est de développer un procédé de remise en pâte, aussi bien de vieux papiers que de celluloses vierges, mettant en oeuvre une installation simple, peu coûteuse avec le

moins d'encombrement possible tout en maintenant au niveau du pulpeur, une énergie consommée bien moindre, et une usure très réduite de son élément principal, à savoir le rotor.

Pour ce faire, l'invention propose un procédé pour la remise en pâte de balles de matières premières du type papiers, cartons, celluloses selon : * on décercle tout d'abord la balle de matières premières ; puis, on préhydrate et on déstructure simultanément la balle, les étapes de préhydratation et de déstructuration de la balle, et le cas échéant de séparation des impuretés, étant réalisées en une seule étape dans une seule et mme enceinte ; * enfin, on transfert la balle ainsi déstructurée dans un pulpeur.

Ce procédé se caractérise en ce que la phase de préhydratation est effectuée par immersion complète et durable de la balle déstructurée.

Bien entendu, le procédé de l'invention concerne aussi bien la remise en pâte de vieux papiers que celle de cellulose vierge. Cependant, à la différence des vieux papiers, le traitement de la cellulose vierge ne nécessite pas d'étape de séparation des impuretés lourdes, dans la mesure où elle ne contient, a priori, pas d'impuretés gnantes.

En d'autres termes, le procédé de l'invention ne consiste pas à désintégrer immédiatement la matière première au contact d'un rotor de désintégration tout en hydratant la balle partiellement comme c'est le cas dans le document US-A-4 632 320 mais à déstructurer la balle sans chercher à désintégrer la matière première qui la constitue, la matière première s'imprégnant d'eau au fur et à mesure de la déstructuration de la balle en la maintenant immergée de manière durable. Il convient en effet de distinguer la notion de déstructuration de la balle de la notion de désintégration de la matière première. En effet, la déstructuration vise à ouvrir la balle de matière première de sorte à obtenir des plaques individualisées tandis que la désintégration vise à désintégrer lesdites plaques pour obtenir des fibres séparées. L'objectif du procédé de l'invention est de faciliter le travail du pulpeur sans pour autant le remplacer. Un tel procédé permet donc de mettre en oeuvre des installations moins complexes que celles proposées dans l'art antérieur. En outre, de telles installations requièrent une dépense d'énergie nécessaire à la remise en

pâte de la matière première dans le pulpeur, réduite du fait que celle-ci est gorgée d'eau.

L'invention concerne également un dispositif de déstructuration et de préhydratation de balles de matière première pour la mise en oeuvre du procédé précédemment décrit.

Ce dispositif se caractérise en ce qu'il se présente sous forme d'une piscine équipée d'une part de moyens aptes à déstructurer la balle de matière première et d'autre part de moyens aptes à assurer le transfert de la balle déstructurée vers le pulpeur.

Dans la suite de la description et dans les revendications, le terme piscine recouvre toute construction contenant de 1'eau formant bassin. Dans une forme de réalisation avantageuse, au moins une face de la piscine est inclinée.

Le positionnement des vis entre-elles mais également par rapport à la piscine sera choisi en fonction des applications, notamment s'il s'agit de traiter des balles de celluloses ou des balles de vieux papiers.

Dans un premier mode de réalisation du dispositif de l'invention, les moyens aptes à déstructurer la balle de matière première se présentent sous forme d'au moins deux vis plongeant vers le fond de la piscine. Ces vis peuvent tre totalement ou partiellement immergées, l'objectif étant cependant de déstructurer la balle le plus facilement et le plus rapidement possible donc au contact d'un maximum d'eau. Elles sont avantageusement positionnées verticalement les unes par rapport aux autres ou inclinées les unes par rapport aux autres de sorte à former un entonnoir dans lequel est déversée la balle de matière première. Cela permet dans le cas de vieux papiers l'élimination des impuretés lourdes par gravité.

Dans un second mode de réalisation, les vis sont complètement immergées et horizontales.

Bien entendu, l'utilisateur peut déterminer à l'avance le nombre de vis et leur espacement en fonction de la matière première à traiter, du degré de déstructuration souhaité et de la production prévue. Par ailleurs, dans le mode de réalisation selon

lequel les vis plongent vers le fond de la piscine, la distance entre l'extrémité inférieure de la vis et le fond de la piscine pourra varier, là encore, en fonction des applications et notamment en tenant compte des éventuelles impuretés lourdes contenues dans les balles à déstructurer.

Par ailleurs, pour améliorer davantage encore l'efficacité de la déstructuration de la balle, le sens de rotation des vis peut tre inversé. En effet, le fait de prévoir des vis ascendantes et descendantes permet d'éviter tout blocage de la balle ou d'un élément de la balle entre les vis tout en permettant grâce au sens de rotation contraire, la déstructuration des balles. Par ailleurs, le pas de vis peut tre constant ou variable et sera adapté par l'homme du métier en fonction de la nature de la balle. De mme, le diamètre et la vitesse de rotation des vis pourra varier d'une vis à l'autre.

Comme déjà dit, le procédé et le dispositif de l'invention concernent non seulement le traitement des balles de celluloses, mais également celui des balles de vieux papiers.

Dès lors, et lorsque le dispositif est utilisé pour le traitement des vieux papiers, le fond de la piscine est équipé de moyens de récupération notamment sous forme d'un sas destiné à récupérer les impuretés lourdes.

Par ailleurs, il convient de rappeler que le comportement de la cellulose et des vieux papiers dans 1'eau est différent.

En effet, alors que la cellulose absorbe fortement et rapidement 1'eau entrainant sa chute au fond de la piscine, au contraire les vieux papiers, une fois la balle déstructurée, ont tendance à flotter. A partir de ce constat, les moyens aptes à assurer le transfert de la balle déstructurée vers le pulpeur peuvent revtir deux formes.

Lorsque la piscine de l'invention est utilisée pour la préhydratation et la déstructuration de balles de celluloses, les moyens de transfert de la balle déstructurée se présentent sous forme d'une drague agencée sur une face inclinée de la piscine depuis le fond jusque vers la surface. Bien entendu, tout système

équivalent est concevable et à la portée de l'homme du métier. Il peut s'agir d'une toile perforée, d'une vis, etc...

Lorsque la piscine est utilisée pour la préhydratation et la déstructuration des balles de vieux papier, les moyens de transfert de la balle déstructurée se présentent sous la forme d'une drague agencée à la surface de 1'eau qui permet non seulement de ramener la matière première en direction du pulpeur mais également de la maintenir tout au long de ce trajet en immersion. Là encore, tout système équivalent peut tre envisagé par l'homme du métier. Un autre avantage de ce système est également de permettre la séparation des impuretés lourdes restant au milieu des plaques individualisées, les impuretés lourdes tombant directement dans le sas prévu à cet effet au fond de la piscine.

Bien entendu, une balle de vieux papiers peut inclure des papiers absorbants se comportant comme de la cellulose. Dans ce cas, la piscine de l'invention comprend deux moyens de transfert de la balle déstructurée sous forme de dragues, une première drague ménagée sur la face inclinée de la piscine, depuis le fond jusque vers la surface et une seconde drague ménagée à la surface de 1'eau.

Comme déjà dit, l'invention se rapporte également à l'installation pour la remise en pâte de matières premières intégrant le dispositif précédemment décrit.

Plus précisément, l'invention concerne une installation pour la remise en pâte de matière première du type papiers, cartons ou celluloses, : * un moyen d'amenée des balles de matière première ; un moyen de coupe, de retrait et conditionnement des fils de fer entourant les ; * le dispositif de préhydratation et de déstructuration des balles de matière première décrit précédemment ; w un pulpeur apte à effectuer la remise en pâte proprement dite.

L'invention et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des exemples de réalisation suivants, à l'appui des figures annexées.

La figure 1 est une représentation du dispositif de l'invention lorsque celui-ci est utilisé pour le traitement spécifique de balles de celluloses.

La figure 2 est une représentation schématique du dispositif de l'invention lorsque celui-ci est utilisé pour le traitement de balles de vieux papiers.

La figure 3 est une représentation des moyens de déstructuration vus de dessus.

La figure 4 est une représentation schématique d'une installation pour la remise en pâte intégrant le dispositif représenté sur la figure 2.

Le dispositif de l'invention tel que représenté sur la figure 1, schématiquement en coupe, se présente sous forme d'un bassin (1) muni d'au moins deux parois inclinées (2,3). Conformément à ce dispositif, les moyens aptes à déstructurer la balle de matière première se présentent sous forme de quatre vis dont trois (4,5,6) sont représentées sur la figure 1 plongeant en direction du fond de la piscine de sorte à former un entonnoir. Cette forme en entonnoir ou tronc de cône apparaît clairement sur la figure 3 au niveau de laquelle l'ensemble des vis (4,5,6,7) est représenté, lesdites vis convergeant en direction de la piscine. En pratique, les vis sont des vis hélicoïdales. De mme et comme déjà dit, il est avantageux de prévoir des mouvements variables des vis entre elles, par exemple deux vis animées d'un mouvement ascendant et deux vis animées d'un mouvement descendant et ce, pour éviter le blocage des éléments de la balle entre les vis. Par ailleurs, il est possible de choisir ou régler l'écartement des vis entre elles pour permettre de contrôler le degré de déstructuration souhaité mais également la taille des balles à déstructurer.

Comme déjà dit, la cellulose s'imprègne très rapidement d'eau de sorte qu'elle a tendance à plonger dans le fond de la piscine. Dès lors, pour ramener la cellulose déstructurée en direction du pulpeur, la piscine est équipée sur sa face inclinée (3) d'un système de drague (8). Comme montré sur la figure 1, ce système permet de récupérer toute la matière première déstructurée laquelle est ensuite conduite en direction du pulpeur où sera effectuée la désintégration et donc la remise en pâte proprement dite.

Sur la figure 2, on a représenté schématiquement le dispositif de l'invention et ce, pour le traitement de balles de vieux papiers. Les balles de vieux papiers contiennent non seulement un certain nombre d'impuretés lourdes coincées entre les plaques de papier proprement dit mais également des papiers absorbants. Par ailleurs, alors que le vieux papier à tendance généralement à flotter, les papiers

absorbants (journal, tissus...) plongent au contraire dans le fond de la piscine tout comme les impuretés. Dès lors, il est nécessaire de prévoir, agencé dans le fond de la piscine, un sas à impuretés lourdes (9). Comme le montre la figure 2, le sas à impuretés lourdes est avantageusement ménagé à l'aplomb des vis de déstructuration de manière à récupérer directement l'ensemble des impuretés lourdes. Les balles de papiers contenant des papiers absorbants, le mme système de drague (8) est prévu sur la paroi (3) de la piscine. Par ailleurs, et pour permettre de récupérer l'ensemble du papier flottant à la surface de 1'eau, on prévoit également un second système de drague (10) agencé à la surface de 1'eau, à proximité des vis, de manière à diriger la matière première en direction du pulpeur tout en la maintenant immergée.

Sur la figure 4, on a représenté une installation pour remise en pâte de matière première du type papiers, cartons ou celluloses intégrant le dispositif de préhydratation et de réduction de la taille de la matière première précédemment décrit.

Cette installation est constituée : * d'un moyen de transport (11) de balles de matière première ; * d'une unité de coupe, de retrait (12) et de conditionnement des fils des fer entourant les balles de matière première ; * du dispositif de l'invention ; * d'un pulpeur (14).

De façon connue, le moyen de transport des balles de matière première se présente sous forme d'un convoyeur.

Par ailleurs, le décerclage de la balle de papier peut se faire soit manuellement, soit au moyen d'une machine automatique non représentée.

Une fois décerclée, la balle de matière première est déversée dans 1'entonnoir formé par les vis de déstructuration de la piscine. Par mouvements alternatifs descendants et ascendants, les vis déstructurent progressivement la balle de papier alors en immersion. Dans le mme temps, les impuretés lourdes sont directement récupérées au niveau du sas. La matière déstructurée ainsi débarrassée de ses impuretés lourdes est alors convoyée par la drague agencée sur la face inclinée de

la piscine lorsqu'il s'agit de cellulose et par la drague agencée à la surface de la piscine lorsqu'il s'agit de vieux papiers jusqu'au pulpeur où est effectuée la remise en pâte proprement dite.

Les avantages de l'invention ressortent bien de la description.

On notera en particulier l'efficacité du dispositif non seulement pour l'élimination des impuretés lourdes, mais également pour la préhydratation et la déstructuration simultanée de la balle de matière première avec une énergie consommée réduite, et d'optimiser ainsi le travail ultérieur du pulpeur.

De plus, le dispositif peut tre mis en oeuvre au sein d'installations de remise en pâte et permet de minimiser l'usure du pulpeur grâce à l'élimination préalable des impuretés lourdes.