2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Фракционирование волокнистой суспензии

2.1.1 Устройство и принцип работы фракционатора типа Bauer McNett

Классификатор Bauer McNett предназначен для разделения волокнистой массы на несколько отдельных групп в зависимости от длины волокон, рисунок 2.1.

Рисунок 2.1 – Классификатор Bauer McNett

Классификатор состоит из четырех узких ячеек шириной 127 мм и длиной 320 мм полуцилиндрической формы. Каждая ячейка имеет экран с сеткой площадью около 335 см², расположенный на одной из стенок ячейки.

Четыре ячейки закреплены на раме одна ниже другой в виде каскада. Вертикальная цилиндрическая мешалка с короткими лопастями вращается со скоростью 580 об/мин у одной из полукруглых стенок каждой ячейки. С обратной стороны каждого экрана с сеткой образуется перелив и при помощи короткой трубы суспензия попадает в следующую ячейку с более тонкой сеткой, расположенной ниже, а после последней ячейки – в сток.

Постоянный напорный ящик над ячейками обеспечивает скорость протекания воды 11,35 л/мин.

После включения прибора магнитный клапан открывает подвод воды. Первая ячейка заполняется водой, затем вода переливом поступает во вторую, и так далее и выливается из последней. В первой ячейке установлена сетка с самым большим просветом. Последняя имеет самый маленький просвет. После проведения испытания волокна удаляются из коллекторов, высушиваются и взвешиваются. Затем рассчитывают процентное соотношение фракций.

2. Подготовка проб и порядок работы на классификаторе Bauer McNett

Пробу подготавливают согласно Tappi T233. Перед запуском стоковые отверстия закрывают специальными резиновыми заглушками. Устанавливают сетки в соответствующем порядке, сетки имеют следующие номера № 16, 30, 50, 100 (сетка слева имеет наибольший просвет, сетка справа – наименьший). На блоке управления включают главный переключатель. Когда фракционатор готов к использованию, нажимают пусковую кнопку, после чего ячейки начинают заполняться водой. Расходомер расположен с левой стороны первой ячейки. Скорость потока – 11,35 л/мин согласно Tappi. Измерение начинается сразу же после заполнения водой нижней ячейки. При повторном нажатии кнопки Start впуск воды прекращается на 18 секунд, за это время суспензия целлюлозы объемом 3,333 л равномерно поступает в ячейку. По истечении времени заполнения автоматически начинается фракционирование, возобновляется поступление воды. Технологическая схема процесса фракционирования представлена на рисунке 2.2.

Во время фракционирования можно взвесить фильтровальную бумагу, пометить ее и установить на экран с сеткой под отсасывающим раструбом. По окончании фракционирования (20 мин согласно Tappi) впуск воды прекращается, мешалка работает до окончания истечения воды из последней ячейки в сток. После открытия резиновой заглушки и крана, расположенного под ней, начинает работать вакуумный насос. Волокна с внутренних стенок ячеек и сетки смываются в дренажную трубу. По окончании процесса кран закрывают, а процедуру повторяют с оставшимися ячейками. После этого фильтры высушивают, взвешивают и рассчитывают процентное соотношение фракций. Перед проведением следующего испытания, сетки необходимо очень тщательно очистить от налипших волокон. По завершении последнего испытания сетки хранят в воде.

Рисунок 2.2 – Технологическая схема процесса фракционирования

2.2 Анализ волокна с помощью прибора Fiber Tester

1. Устройство и принцип работы прибора Fiber Tester

Анализатор волокна Fiber Tester компании Lorentzen and Wettre позволяет провести расширенный анализ свойств целлюлозных волокон, рисунок 2.3.

Прибор состоит из устройства для анализа вместе с персональным компьютером (ПК), который управляет тестированием образца, обрабатывает данные и генерирует отчет по показаниям. На вращающийся столик для образцов можно размещать до 6 стаканов с дезинтегрированной массой. ПК запоминает идентификацию каждого образца, после чего образец всасывается в прибор и разбавляется до требуемой для измерения концентрации. Суспензия волокон прокачивается через измерительную ячейку, где она фотографируется. Изображения затем обрабатываются с помощью программы для анализа изображений.

1 – индикатор текущей операции в последовательности измерения; 2 – вращающийся столик с 6 стаканами; 3 – пробоотборник с трубкой для всасывания образца

Рисунок 2.3 – Анализатор волокна Fiber Tester

При выполнении анализов и в отчете использованы следующие основные структурно-морфологические характеристики, получаемые с помощью Fiber Tester:

– средняя длина волокон в образце, мм;

– средняя ширина волокон в образце, мкм;

– средний фактор формы волокон в образце, т.е. частное от деления проекции длины на фактическую длину;

– доля волокон в классах длины, мм;

– доля мелочи (по длине) в образце, как процент волокон короче 0,2 мм относительно числа волокон длиннее 0,2 мм;

– грубость, т.е. вес волокна на единицу длины, мг;

– средний угол излома, о;

– число изломов на мм длины волокна;

– число больших изломов на мм длины волокна;

– число изломов на волокно;

– средняя длина сегмента, мм (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 – Волокно с двумя определенными изломами, образующее три неповрежденных сегмента волокна