книги из ГПНТБ / Сушкова Н.Д. Бумажные мешки. Производство, свойства и применение мешочной бумаги и мешков

и дают менее вязкий клейстер с худшими клеящими свойствами, склонный к ретроградации (переходу в гель) [58].

Натуральные крахмалы клейстеризуют варкой 20—30 мин при температуре 80—90°С в присутствии щелочи или буры (до 5%). Сваренный клейстер 2—4%-ной концентрации должен содержать набухшие и частично лопнувшие зерна. Крахмал вводится в раз­ молотую массу и осаждается на волокне глиноземом при pH 4,5—5. Удерживается такой крахмал плохо. Большой расход на­ турального крахмала (около 2% к абс. сухому волокну) ограни­ чивает возможность использования дефицитного продукта в мас­ совых видах бумаги.

Окисление крахмала гипохлоритом [12, с. 203—204] позволяет увеличить в нем число карбоксильных групп (до 2—3%), что спо­ собствует снижению вязкости клейстера и повышению удерживае­ мое™ за счет увеличения числа водородных связей между крах­ малом и целлюлозой:

Окисленный крахмал клейстеризуется сразу по получении и вводится в массу так же, как натуральный. Эффективность исполь­ зования окисленного крахмала выше, чем натурального: при мень­ шем расходе (почти вдвое) достигается более высокая прочность и необходимая степень проклейки бумаги.

Для получения модифицированного крахмала в него вводят функциональные группы, существенно изменяющие свойства. Для введения в массу применяют эфиры крахмала, например полиоксиэтилкрахмал, диальдегидный крахмал (ДАК), катионный и диальдегидный в катионной форме. Растворимость этих моди­ фикаций в воде ограниченна, поэтому перед использованием их растворяют в слабощелочной среде.

30

Из табл. 4 видно, что крахмал по сравнению с ЫаКМЦ и ПВС более эффективно влияет на свойства мешочной бумаги.

Димеры алкилкетенов. Эти синтетические вещества, применяе­ мые для проклейки в нейтральной или щелочной среде, реагируют с гидроксильными группами на поверхности целлюлозных волокон по схеме [19]

(R — алкил, содержащий 16—18 атомов углерода).

Клей под торговым названием Аквапель применяют в виде вод­ ной эмульсии с добавкой в массу катионоактивных веществ, на­ пример катионного крахмала или полиамидэпихлоргидрина. Аква­ пель вводят в массу после очистных устройств перед напорным ящиком бумагоделательной машины при pH 7—9. Для заверше-

31

ния реакции с целлюлозой необходима либо термообработка бумаги в течение нескольких минут, либо отлежка не менее суток.

Частицы клея очень мелкие и при расходе 0,05—0,2% к во­ локну удерживаются на .65—85%, обеспечивая хорошую про­ клейку бумаги даже в сложных условиях — при использовании плохо проклеиваемой целлюлозы и машины типа Янки. Проклейка отличается устойчивостью и целесообразна для бумаги, подлежа­ щей длительному хранению.

Полиакриламид. С целью повышения удержания мелкого во­ локна и улучшения свойств бумаги в напорный ящик бумагодела­

12% групп СООН и молекулярной массой до 3 000 000. В зависи­ мости от соотношения мономеров и степени полимеризации вяз­ кость, растворимость и коагулирующая способность ПАА суще­ ственно изменяются. Полиакриламид вызывает флокуляцию ме­ лочи и наполнителей и ускоряет процесс обезвоживания массы. Амидные и карбоксильные группы ПАА образуют водородные связи с целлюлозой, что повышает прочность бумаги в сухом и влажном состоянии. Дополнительное введение ПАА в воду перед массоулавливающей установкой в количестве 1,25 г/ж3 осветляе­ мой воды способствует повышению эффективности работы флота­ ционной аппаратуры, фильтров и отстойников.

Для повышения прочности бумаги рекомендуется использовать ПАА с молекулярной массой 2,6-ІО6, слабо гидролизованный. Эффективность применения ПАА оптимальна при pH 4,5—6. Рас­ ход ПАА для повышения прочности разных видов бумаги состав­ ляет 1—6 кг/г.

Добавка перед смесительным насосом 0,25—0,75 кг ПАА на 1 т мешочной бумаги, по данным С. Ф. Примакова с соавторами [59], способствовала повышению прочности бумаги и мешков.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПОДГОТОВКИ БУМАЖНОЙ МАССЫ

Многообразие схем подготовки массы для мешочной бумаги обусловлено использованием нескольких видов размольного и очи­ стного оборудования, а также различиями в композиции бумаги отдельных предприятий. Схемы, приведенные на рис. 11 —13, наи­ более типичны.

По схеме, показанной на рис. 11, поступающая из мешального бассейна 1 масса размалывается на гидрофайнерах 4 и кони­ ческих мельницах 6, очищается на центриклинерах 10, установлен­ ных в две ступени, и селектифайерах 11. Между первой и второй ступенями размола, как правило, размещается смесительный бас­

32

сейн 5, куда дозируются клей 17 и оборотный брак.

В ряде случаев канифольный клей вводится в неразмолотую массу, но это осложняет размол и ухудшает качество проклейки бумаги.

После машинной мельницы 6 масса поступает в ящик постоян­ ного уровня 8, откуда перелив возвращается в машинный бассейн,

разбивателе 13. Сгущенная масса из бассейна брака 15 через ре­ гулятор концентрации 2 насосом 3 направляется на окончательное рафинирование в мельницу или энтштиппер 16 и присоединяется к основному потоку массы.

На рис. 12 представлена другая схема подготовки массы, допу­ скающая использование 80% хвойной целлюлозы и 20% целлюлозы из лиственных пород древесины, сваренных раздельно. Поток ли­ ственной целлюлозы рассчитан на подготовку массы сразу для двух3

бумагоделательных машин (позиции 1—9 рис. 12). Лиственная целлюлоза 11 подается в бассейн регулированной масы 10 и раз­ малывается вместе с хвойной.

Хвойная целлюлоза концентрацией 1,5—2% из приемного бас­ сейна 1 через напорный ящик 4 подается на магнитную ловушку 5,

до концентрации 0,15—0,20% и очищается на закрытых узлолови­ телях (центрискрин «Бирд-18») 15. Очищенная масса поступает в напорный ящик бумагоделательной машины, а отходы от узлоло­ вителей направляются на вибрационную сортировку (типа «Кархула Т-200») 16. Отходы от сортировки идут в канализацию, а очи­ щенная масса — в сборник 17 регистровой воды.

34

К особенностям следующей схемы (рис. 13) относится размол массы при высокой концентрации. Аккумулированная в башне 1 целлюлоза 12%-ной концентрации разбавляется оборотной водой до концентрации 4,5% и перекачивается насосом 2 в следующую башню 3. Далее масса сгущается на прес­ сах типа «Сунд-36» 4 до концентрации 32% и направляется на дисковые мельни­ цы 5. После первой ступени размола при высокой концентрации масса через регуля­ тор концентрации 5' разбавляется оборот­ ной водой до 4,5% в бассейне 6 и насосом подается на дисковые мельницы второй ступени 7.

Размолотая масса после разбавления и очистки на форжектах 11 направляется на деаэрацию в декулатор 12 [12, с. 308— 309], после чего дополнительно очищается на закрытых центробежных узлоловителях

13 [60].

17 — оборотная вода; 18 — оборотный брак; 19 — сборник обо­ ротной воды

БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ МЕШОЧНОЙ БУМАГИ

Современные бумагоделательные машины для мешочной бумаги шириной 6—8 м конструируются с учетом необходимости получе­ ния бумажного полотна, обладающего максимально возможным удлинением и равномерностью по ширине [61—63].

Самая большая машина, предназначенная для изготовления мешочной и небеленой крафтбумаги массой 50—125 г/м2, имеет ширину 9,5 м, скорость по приводу 900 м/мин. Длина широких бумагоделательных машин достигает 100—120 м, суммарная мощ­ ность установленных электродвигателей 4—6 тыс. кВт.

На широкие машины устанавливают напорный ящик закрытого, типа с воздушной подушкой и перфорированными валиками. По­ дача массы при концентрации 0,15—0,2% осуществляется через многотрубный коллектор. Низкая концентрация массы способствует

улучшению структуры бумаги. Однако для нормализации скорости обезвоживания одновременно с низкой концентрацией приходится применять подогрев массы до 40—50° С, синтетические сетки, по­ верхностно-активные вещества, вводимые в массу или используе­ мые для промывки сетки через спрыски.

Сеточный стол (рис. 14) длиной 19—22 м делают обычно вы­ движным. Сразу после грудного вала устанавливается формующая доска, состоящая из нескольких планок, регистровые валики пере­ межаются с дефлекторами и регистровыми планками. Кроме того, часть регистровых валиков заменяется мокрыми отсасывающими ящиками с регулируемым отводом воды. Планки и ящики покры­ вают синтетическими материалами или керамикой для снижения износа сетки. Замена регистровых валиков планками и ящиками позволяет более плавно изменять и регулировать разрежение под сеткой, увеличивая его по мере обезвоживания массы. Общая ско­ рость обезвоживания массы увеличивается, а потери мелкого волокна сквозь сетку и разносторонность бумаги снижаются.

Рис. 14. Схема сеточной части бумагоделательной машины

После отсасывающего вала следует прессовая часть, претер­ певшая значительные преобразования за последние годы. На широ­ ких машинах для мешочной бумаги пока не выбран предпочтитель­ ный вариант и разные виды прессов применяются в различных со­ четаниях (рис. 15).

Всоставе различных видов прессов хорошо проявили себя валы

срегулируемым прогибом, обеспечивающие равномерное давление по ширине полотна [64]. Сухость бумажного полотна после прес­ совой части составляет 30—36%.

Всушильной части большое значение придается натяжению полотна бумаги и сукон, а также скорости сушки. При наличии сушильных цилиндров их объединяют в небольшие группы (по 4—6 шт.), устанавливают колпаки высокоскоростной сушки, сукна заменяют синтетическими сетками [65]. В сушильной части распо­ лагаются установки для повышения гладкости и удлинения бумаги

(см. ниже, стр. 41—55).

Как правило, современные машины для мешочной бумаги осна­ щены клеильным прессом, холодильником, 2—6-валыіым каланд­ ром и периферическим накатом с пневматическим прижимом.. Бу­ мага разрезается на рулоны требуемых размеров на продольно-ре­

36

На машинах устанавливаются приборы для непрерывного авто­ матического регулирования массы 1-м2, влажности и воздухопро­ ницаемости бумаги. В итоге колебания массы 1 м2 могут не пре­ вышать 1%, а колебания влажности по ширине полотна не более

0,5% [66].

Новая система управления бумагоделательной машиной вклю­ чает ЭВМ, в которую закладывается программа, соответствующая

устройством и подкладной сеткой; следующий пресс — типа «Фаб­ рик», с подкладной сеткой (см. рис. 15,в); второй и третий — прес­ сующие валы плавающего типа. Давление прессования составляет соответственно 60, 90 и 120 кгс/см. Сукна иглопробивные, работают 35—40 дней. Сетка двухслойного переплетения. Концентрация массы при поступлении на сетку 0,17%. Сухость бумажного полотна после прессов 37%.

37

В сушильной части после 27 цилиндров диаметром 1,5 м распо­ ложено валиковое устройство для повышения растяжимости, далее следуют 5 сушильных цилиндров такого же размера, но работаю­ щих при низком давлении пара (1 кгс/см2), после них — клеильный пресс. Следующие восемь сушильных цилиндров диаметром 2,1 м имеют индивидуальный привод через редуктор, покрыты колпаками скоростной сушки и работают без сукон. Окончательно бумага до­ сушивается на 10 цилиндрах диаметром 1,5 м, оснащенных синте­ тическими сетками. Карманы между цилиндрами продуваются го­ рячим воздухом.

На машине установлен четырехвальный каландр с нижним пла­ вающим валом и накат типа Попе. Сухость бумаги до микрокрепирования 55%, после клеильного пресса — 50%, после больших цилиндров — 85%.

На Сегежском ЦБК бумагоделательные машины № 9 и 10 имеют обрезную ширину 6,3 м, скорость по приводу 750 м/мин, ра­ бочую 150—550 м/мин, производительность 320 і в сутки. На ма­ шинах установлен напорный ящик с тремя перфорированными ва­ ликами и подачей массы через систему параллельных труб. Кон­ центрация массы 0,2%, температура 45—50° С.

Сеточный стол — выдвижной, имеет формующую доску из 3 реек, 19 регистровых валиков, 14 двойных дефлекторов между ними, 9 мокрых отсасывающих ящиков, облицованных робалитом, 3 об­ лицованных керамикой гидрофойла с 6 планками, 8 отсасывающих ящиков и отсасывающий гауч-вал. Регистровые валики обрезиненные, пять из них с нарезкой. Длина сетки 52 м; натяжение 5 кгс/см.

Пересасывающее устройство объединено с первым прессом в од­ ном сукне (см. рис. 15,а). Второй пресс — отсасывающий, третий — с желобчатым нижним валом, покрытым резиной твердостью 8 ± 3 пунктов по Пуссей-Джонсу. Верхний вал чугунный обрезиненный. Давление прессования соответственно составляет 60, 60 и 80 кгс/см. Сухость бумаги после прессовой части 30—32%. Сукномойка—• отсасывающая. Для промывки сукон используется вода с темпе­ ратурой 50° С под давлением 6 кгс/см2.

Сушильные цилиндры (55 шт.) разбиты на восемь групп. В пер­

в соплах 10 кгс/см2. Предусмотрены возвратно-поступательное дви­ жение шаберов и обдув карманов между цилиндрами. В первой группе используются сукна, далее — синтетические сетки.

На машине имеются холодильный цилиндр, двухвальный ка­ ландр; накат периферический с пневматическим управлением. Ци­ линдр наката охлаждается водой. Максимальный диаметр рулона 2300 мм.

Оборотная вода с регистровой части используется для разбавле­ ния массы основного потока перед очистной аппаратурой. Остав­ шаяся регистровая вода и вода от отсасывающих ящиков употре­ бляется на разбавление отходов перед центриклинерами. Избыток

38

оборотной воды используется в гидроразбивателях для роспуска сухого оборотного брака, на дисковом фильтре, а также в очист­ ном отделе целлюлозного завода. Вода, отжатая на прессах, спускается в канализацию.

Мокрый брак с прессов поступает в гауч-мешалку, откуда через сгуститель попадает в бассейн для брака. В этот же бассейн посту­ пает после сгущения масса из гидроразбивателей и волокно из оборотной воды, уловленное на дисковом фильтре; Из бассейна оборотного брака масса через регулятор концентрации и рафини­ рующую мельницу (энтштиппер) возвращается в машинный бас­ сейн. Осветленная на фильтрах оборотная вода может употре­ бляться в спрысках мокрой части машины и теплообменниках вентиляции. Теплая вода от скрубберов смешивается с оборотной.

В последние годы появилось несколько конструкций машин, сеточная часть которых коренным образом отличается от обычных

бумаги и сокращения числа цилиндров. Установленная мощность

ранию.

Первая бумагоделательная машина с установкой вертиформа (рис. 16) для выпуска мешочной бумаги введена в эксплуатацию в 1969 г. на одном из предприятий Японии [69]. Ширина машины 3660 мм, скорость 250—1000 м/мин, производительность около 200 тв сутки.

Бумажная масса через напорный ящик 1, снабженный вер­ тикальными трубками и регулируемой щелью, попадает в посте­ пенно сужающийся зазор между двумя вертикальными бронзо­ выми сетками 7, огибающими грудные валы 2. Расположенные внутри сеток дефлекторы 3, облицованные высокомолекулярным полиэтиленом, сжимают сетки и удаляют с них влагу, стекающую в желоба. Далее вода из бумажной массы отсасывается через трех­ секционный ящик 4, гауч-вал 5 и отсасывающий ящик 6.

39