Способ приготовления бумажной массы

Способ приготовления бумажной массы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

» „ „ %. -"" 1; ;-»» »»: «%-«« « «,.....; -„:,.;„; »»,,.„„-„« „« «««»«

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 1746004

Ф с.

l (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 150578 (21) 2616570/29-12 (51)м. к .

D 21 D 1/00

D 21 В 1/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070780. Бюллетень ¹ 25 (53) УДК 676.1 052.26(088.8) Дата опубликования описания 070780

E.Å. Савицкий, И.Н. Халандовский, Л.Н. Лаптев, Б. М. Горидько и Д. Т, Лямцев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлозно-бумажной промышленности (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУМАЖНОЙ

МАССЫ

Известен также способ приготовления бумажной массы, согласно ко.- торому коротковолокнистую фракцию из общей массы выделяют путем 25 фракционирования волокнистых материалов перед разломом, а после разлома длинноволокнистой фракции

"оставляют композицию из обеих фракций (2), 30

Изобретение относится к способам I приготовления бумажной массы и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве бумаги и картона.

Известен способ приготовления бумажной массы путем совмещения процессов размола волокон и сортирования размолотой массы в одном размалывающем аппарате, при котором волокна, достигшие определенных размеров, непрерывно отсортировывают и отделяют от размалываемой массы (1), Однако в этом случае в размольносортирующий аппарат поступает и .размалывается вся масса целлюлозных волокон, что приводит к деструкции мелкого волокна и не снижает расход энергии на приготовление массы.

Однако как показала промышленная проверка этого способа, фрак ционирование материала не всегда достаточно эффективно, в длинноволокнистой фракции содержится значительное количество коротких волокон и, наоборот, в коротковолокнистой фракции — длинных. Особенно ослабляется эффект разделения всей массы на две существенно различающиеся по размерам волокон фракции при фракционировании волокнистого материала, поступающего сразу после. варочного производства, т.е. не прошедшего сушку. Это объясняется тем, что в бумажной массе с концентрацией 2 — 5Ъ а.с.в. волокна во флокулах связаны настолько прочно,что диспергирующие усилия, действующие во фракционарах на волокнистый материал, недостаточны для эффективного разбивания флокул и выделения из них коротких волокон, Целью изобретения является повышение эффективности фракционирования, .улучшение показателей механической прочности бумаги или картона. !

746004 5„=242pv

Цель достигается тем, что бумажную массу перед фракционированием дефлокулируют путем пропуска ее через аппараты, в которых волокнистый материал подвергают ударному или гидродинамическому воздействию.со стороны пульсирующей жидкой среды при частЬте пульсаций 9 3 20с " и при максимальной величине относительной скорости движения волокон и пульсирующей жидкой среды

v > 0,3 м/с.

При этом необходимо отметить, что процесс дефлокуляции не сопровождается изменением ни концентрации массы, ни степени помола, ни скорости обезвоживания ее.

В соответствии с предлагаемым изобретением бумажную массу перед фракционированием пропускают через дефлокуляторы, например через гидродинамический пакетный генератор или иной аппарат, в которых происходит диспергирование флокул.

Основное отличие предлагаемого способа от известного заключается во введении в технологический процесс подготовки массы перед фракционированием операции механического дефлокулирования массы, что позволяет более эффективно проводить фракционирование и улучшить показатели механической прочности бумаги или картона.

Суспензию целлюлозных волокон с концентрацией по а.с.в. 2 — 5% перед поступлением ее на фракционатор пропускают через дефлокулирующие аппараты, в которых путем ударного и (или) гидродинамического воздействия флокулы эффективно разбираются, концентрация массы усредняется по всему объему и короткие волокна становятся гораздо слабее, связаны во флокулах с длинными волокнами. Затем дефлокулированную массу с концентрацией 2 — 5% а.с.в. направляют во фракционатор, где происходит разделение ее на две фракции. При этом коротковолокнистая фракция составляет 5-45% от общего количества массы, а длинноволокнистая фракция соответственно 55-95%.

Длинноволокнистую фракцию размалывают в любом размалывающем аппарате при низкой или высокой концентрации. При этом предпочтителен размол при высокой концентрации (3. 0-4 0% ) .

Размол осуществляют до различной степени помола в зависимости от требований к качеству бумаги или картона.

Коротковолокнистую фракцию, в случае ее использования, в зависимости от вида выпускаемой продукции, или без размола смешивают с размолотой длинноволокнистой частью и отливают бумагу или картон, f или размалывают и пускают на покровный слой при производстве двухлойного картона, или без размола используют при отливе покровного слоя двухлойного картона.

После фракционирования и размола дальнейшую обработку массы осуществляют в соответствии с принятыми схемами производства.

В качестве аппаратов для дефлокулирования массы применяют гидродинамический пакетный генератор или гидродинамический диспергатор. В гидродинамическом пакетном генераторе струя массы из сопла с большой скоростью натекает на консольно укрепленную колеблющуюся пластину.

Удар струи о кромку пластины и дальнейшее движение массы над колеблющейся пластиной эффективно дефлокулирует волокнистый материал (пример 1).

В гидродинамическом диспергаторе масса движется между стенками, колеблющимися в направлении, перпендикулярном к направлению движения мас25 сы. При условии, что максимальная скорость колебаний v > 0,3 м/с,эффективно происходит д флокуляция массы. От максимальной величины скорости движения волокон относительно пульЯ сирующей жидкой среды существенно зависит эффективность дефлокуляции.

Прочность связи фрагментов (отдельных составных частей) флокул

° определяется концентрацией массы во

З5 флокене и видом полуфабриката. Для сульфитной беленой целлюлозы прочность связи равна б = 5 г/см . Для сульфатной небеленой целлюлозы эта величина существенно больше. Отрывное напряжение (б„ ), действующее на волокна во флокене равно где p — плотность воды кг/м з. v — максимальная величина скорости движения волокон относительно пульсирующей жидкой среды, м/с .

Иэ сопоставления значений б и й„ следует, что для дефлокулирования этого полуфабриката необходима максимальная относительная скорость

v > 0,45 м/с

Эксперименты показали, что эффективное дефлокулирование разных волокнистых полуфабрикатов достигается при V > 0,3 м/с. Увеличение скорости движения волокон относительно жидкой фазы суспензии выше этого критического значения ведет к интенсивному дефлокулированию массы.При скоростях же, меньших этого значения, дефлокуляция практически отсутствует, При пульсационном движении суспензии, т.е. при быстрых сменах ско- ростей движения, твердая часть сус.

746004 пензии (волокна) по инерции продолжает двигаться с относительной скоростью между потоком и частицами.

Если 1 — частота пульсации (С"), то относительная скорость между двумя составляющими в суспензии равна = .е " о 9. где С - концентрация массы, кг/м

К вЂ” коэффициент фильтрации массы, М4.

H C

v — максимальная велиыина скорости движения волокон относительно жидкой фазы, м/с.

Расчеты показывают, что при ча- стоте Ч > 20 с 1 для различных полуфабрикатов относительная скорость достаточно эффективна для дефлокулирования.

Предлагаемый способ приготовления бумажной массы, вследствие того, что выделенная коротковолокнистая фракция более гомогенна по грануло.метрическому составу, исключает нежелательную деструкцию целлюлозных волокон, отрицательно влияющую на качество получаемого продукта. Кроме того, при размола длинноволокнистой фракции процесс укорочения волокон в отсутствие коротких волокон идет менее интенсивно.

Пример 1. Сульфитную беленую целлюлозу перед фракционированием дефлокулируют путем пропуска через гидродинамический пакетный генератор. Частота пульсаций пластин 120 с ", амплитуда колебаний

0,43 см, т.е. v=0,516 м/с. Дефлоку- . лированная масса имеет гораздо более равномерное распределение концентрации в объеме суспензии, неПоказатели механической прочности бумаги

4000

3200

2,5

2,2

1,9

1,3

68

Раздирание, г

Сопротивление излому, ч.д.п.

23 вается на повышение показателей ме60 ханической прочности бумаги.

Пример 2. Сульфатную небеленую сосновую целлюлозу после варки и промывки дефлокулируют, как в при65 мере 1, путем пропускания ее через

Разрывная длина, м

Удлинение, Ъ

Продавливание, кг/см

Как следует из таблицы, все показатели готовой продукции, полученной из массы, приготовленной по предлагаемому способу, значйтельно выше, следовательно, дефлокулирование бумажной массы перед разделением ее на фракции весьма эффективно сказыжели масса, поотупавшая во фракционатор беэ дефлокулирования.

Для сравнения фракционировали массу, не подвергавшуюся, дефлокуляции.

Исходный градус помола в обоих вариантах 15 ШР ..1После дефлоку ирования степень помола не изменяет;я. Исходная концентрация массы в обоих вариантах составляет 2,72%. ,9 обоих вариантах после фракциониро ания получают 25% коротковолокнистой Фракции.

Средневзвешенная длина волокон в коротковолокнистой фракции прошедшей дефлокулирование, составляет 1,12 мм, не подвергшейся дефлокулированию1, 41 мм.

Средневзвешенная длина волокон в длинноволокнистой фракции, прошедшей дефлокулирование, составляет

2О 2,71 мм, не подвергшейся дефлокулированию 2,18 мм.

Сульфитную беленую целлюлозу дефлокулируют пропусканием через пульсационный аппарат. Расчетная

25 максимальная величина частоты пульсации 106 с ",максимальная величина скорости движения волокон относительно воды - 40 м/с.

Фракционирование массы, прошедшей

Зр дефлокулирование, в этом случае дает примерно те же результаты, что и для массы, прошедшей дефлокулирование в гидродинамическом пакетном генераторе. Средневзвешенная длина волокон в коротковолокнистой фракции .

1,14 мм,в длинноволокнистой. — 2,65 мм.

Приготовляют бумажную массу по предлагаемому способу (с предварительным дефлокулированием) и по известному, затем отливают бумагу. По,казатели механической прочности отливок массой 75 г/м приведены в таблице.

Дефлокули- Дефлокулированная рованная масса масса

746004

Составитель A. Моносов

Редактор M. Недолуженко ТехредЖ. Кастелевич Корректор М. Демчик

Подписное

Заказ 4086/12 Тираж 430

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,.Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4

Е жлййжаьайвы» гидродинамический пакетный генератор.. -. - .- Для сравнения фракционируют массу, не подвергшуюся предварительно дефлокуляции °

Степень помола коротковолокнистой фракций после фракционирования прошедшей дефлокулиров ание, составляет

29 ШР, длинноволокнистой 13 ШР; для коротковолокнистой, не подвергшейся дефлокулированию 20 ШР и длинновлокнистой 14 ШР, Концентрация массы при фракционировании 3,9Ъ.

При фракционировании выделяется

15% коротковолокнистой фракции. . Применение дефлокуляции перед фракционированием массы, поступающей во фракционаторы сразу после варочного производства, эффективно.

Ожидаемый годовой экономический эффект составляет 300 тыс.р.

Формула изобретения

Способ приготовления бумажной массы, включающий фракционирование суспензии волокнистого полуфабриката концентрацией 2-5% и последующий разлом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса и улучшения показателей механической прочности бумаги и картона, перед фракционированием суспензию волокнистого полуфабриката подвергают ударному и / или гидродинамическому воздействию при частоте пульсации сации 9 > 20 с "и максимальной величине

15 относительной скорости движения суспензии v > 0,3 м/с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, С.Н. Иванов. Технология бумаги. Гослесбумиздат, 1960 с.87 °

20 2. Авторское свидетельство СССР

Р 444848, кл. D 21 Р 1/00, 1972 (прототип).