Delist.ru

Эффективное использование химических вспомогательных веществ в производстве бумаги и картона (30.01.2008)

Автор: Васин Алексей Яковлевич

?н - время истечения Vi- объема жидкости до применения добавок, сек,

?т - время истечения Vi- объема жидкости с применением химических

добавок, сек,

Vi - объем отбираемого из аппарата фильтрата, мл.

По практическим данным представлены зависимости обезвоживания и водоотдачи от электрокинетических параметров массы, как на Рисунках 8,9.

Рисунок 7: Скорость водоотдачи массы из напорного ящика БДМ.

Рисунок 8: Зависимость водоотдачи массы от величины электропроводности.

С улучшением водоотдачи, по данным измерений электрокинетических параметров массы, до оптимального уровня, снижением расхода энергоресурсов, повышением сухости полотна после мокрой части и повышением прочности полотна во влажном состоянии появляются условия для того, чтобы адекватно повысить скорость БДМ / КДМ. Такой комплексный подход к вопросу подъема производительности показывает роль химической технологии как важного, активного фактора воздействия на результаты функционирования машин в целом.

Рисунок 9: Зависимость относительной водоотдачи массы из напорных

ящиков БДМ/КДМ от уровня катионной потребности.

По требованиям производства часто важно повысить внутренние и поверхностные прочностные свойства конечной продукции, чтобы обеспечить надежность функционирования машины на оптимальной скорости. Предложены как известные, так и новые принципы упрочнения внутренней структуры бумаги и картона:

Самостоятельное или совместное применение натуральных и новых синтетических упрочнителей с высокой энергией когезии с дозировкой в массу или на поверхность полотна, либо комбинированием в массу и на поверхность.

Использование принципа аддитивности новых высококатионных продуктов (фиксирование с фиксатором – удержание и упрочнение с фиксатором в двухкомпонентной системе).

Использование функциональных и процессных химикатов разного заряда (катионный-анионный), различной химической природы (“крахмал-ПАА”, “крахмал – полиамидоаминэпихлоргидриновая смола”), новых систем “ПВАм-ПАА”, ”ПВАм-ПЭИ” с высокой энергией когезии продуктов.

Использование принципа контрастности зарядов химикатов при совместном применении (сильнокатионный-сильноанионный) для перегруппировки связей между волокнами, исходя из того, что новое связеобразование будет основано на оптимальном энергетическом минимуме и образуется более прочный комплекс связей.

Учет собственной анионности компонентов бумажной массы для более прочного связеобразования; вероятно, поверхность бумагообразующих волокон, мелкого волокна, гемицеллюлоз, фибрилл ограничена для применения высокой дозировки химических продуктов, поэтому надо усилить фибриллирование волокон на стадии размола, найти новые химикаты и пути преобразования связей между компонентами массы.

Последнее объясняется тем, что применение одного продукта для упрочнения (катионный крахмал, катионный или анионный ПВАм, катионный ПАА) недостаточно эффективно, поскольку результат упрочнения ограничивается

- реверсией заряда (возможностями заряда поверхности волокна),

- энергией когезии одного продукта, ограниченным количеством и ограниченной поверхностью фибрилл,мелких волокон и анионно заряженных гемицеллюлоз,

- фактором, что избыточное количество катионного или анионного упрочнителя не имеет анионного или катионного партнера, чтобы взаимодействовать и формировать высокоэффективные и прочные комплексы с компонентами массы.

Выделены два важных управляемых процесса, влияющих на связеобразование: катионная потребность массы и размол или фибриллирование волокна (Рисунок 10).

Рисунок 10: Формирование прочности в сухом состоянии на примере

водородных связей упрочнителя с волокном.

???????????????®

?????????7

???????????????v

?????????????7

???????????T

?????????/

?????????r

?????????j

???????????o

!волокна; с мелочью в свою очередь связано до 70% дозируемых химикатов, то есть повышенное воздухосодержание массы влияет в целом на эффективность работы машин. Современные БДМ/КДМ оснащены оборудованием деаэрации массы, так что удается снизить общее содержание до ограниченного минимума, но все же не ниже 0,5 – 1,0 объемных процента. Дозировка в массу средней концентрации специального деаэратора позволяет снизить содержание адсорбированного и растворенного воздуха в массе до минимума. Движущей силой деаэрации массы является увеличение поверхностного натяжения жидкости на границе раздела фаз”воздух-вода”, что в конечном итоге приводит к увеличению частиц пены, “пузырьков” воздуха до их разрушения.

Рассмотрены вопросы технологии проклейки в массе клеями на основе АКД и алкенил-янтарного ангидрида (АСА). Отмечено, что в условиях средней и выше катионной потребности массы, если отсутствует надежная система фиксации и удержания, нет оснований для стабильной проклейки как с канифольными клеями, так и с АКД – и АСА- клеями. Подробно рассмотрены факторы эффективного использования клеев на основе АКД с результатами практических испытаний с выдачей рекомендаций.

По результатам выполненных исследований реакции АКД-клея с волокнистыми композициями при производстве двух разных видов бумажной продукции: офсетной бумаги массой 1 м? 50, 65, 90, 120 грамм из 100% беленой сульфатной хвойной и лиственной целлюлозы с химически осажденным карбонатом кальция в качестве наполнителя, с зольностью 12 – 16% (Рисунок 11), и тест-лайнера массой 175 г/м? из 100% макулатуры разных сортов,- сделаны следующие выводы:

В обоих практических случаях результат проклейки определяет содержание химически связанного с волокном АКД.

Если в случае офсетной бумаги химически не связанный АКД не влияет на результат проклейки, то при производстве тест-лайнера отрицательно влияет на показатель впитываемости продукции.

С ростом содержания гидролизованного АКД в готовой продукции результаты по впитываемости ухудшаются и приводят к эффекту исчезающей проклейки.

С ростом зольности офсетной бумаги выше доля химически связанного АКД; доля этой части АКД в тест-лайнере ниже, чем в офсетной бумаге; в целом для проклейки тест-лайнера требуется примерно на 20% АКД-клея по дозировке больше даже при эффективном удержания клея.

В российскую практику автором внедрены новые эффективные АКД-клеи с амфотерным защитным коллоидом, - новый класс продуктов,- что особенно важно в производстве ксероксной и других офисных видов бумаг в сочетании с поверхностной проклейкой. Они имеют высокую концентрацию и могут содержать 150-200% защитного коллоида относительно АКД-воска, что значительно ограничивает тенденцию гидролиза и миграции частиц АКД по сравнению с традиционными клеями. В присутствии анионных загрязнений применение блокирующего фиксирующего агента активизирует действие химикатов с мостиковым механизмом действия (крахмала, ПАА), в том числе и в отношении лучшего удержания частиц АКД-клеев на волокнах.

загрузка...