Министерство науки и образования Украины
Национальный техничкский Университет Украины
Киевский политехнический институт
Кафедра Экологии и технологии растительных полимеров
Курсовая работа
Получение термомеханической древесной массы
Исполнитель:
студентгр. ЗЛЦ-61, ИХФ
АндрущенкоМ.Н.
Руководитель:
КозыревЯ.А.
Киев — 2010
Аннотация
В данной курсовой работебудет рассмотрено получение ДДМ из березы для типографической бумаги.Составлена технологическая схема, подобрано соответствующее оборудование,рассчитано удельный расход древесины.
План
Введение
1. Современноесостояние и перспективы развития производства дефибрерной древесной массы
2. Что такоеДревесная масса
3. Методыпроизводства древесной массы. Производство дефибрерной древесной массы
4. Свойствадревесной массы
5. Процессдефибрирования
6. Усовершенствованныеспособы дефибрирования
ВВЕДЕНИЕ
Комплексное и рациональное использование древесного сырья,интенсификация процессов его переработки, повышение качества и объемавыпускаемых полуфабрикатов, бумаги и картона — важнейшие задачи, стоящие внастоящее время перед целлюлозно-бумажной промышленностью. Развитие технологиии увеличение объемов производства волокнистых полуфабрикатов высокого выхода(ВПВВ) — различных видов механической (древесной) массы, а также расширениеассортимента бумаги и картона, содержащих в композиции ВПВВ являются возможнымипутями решения указанных задач.
В настоящее время в мире производится несколько различныхвидов механической (древесной) массы: дефибрерная древесная масса (ДДМ), дефибрернаядревесная масса, полученная под давлением (ДМД), термомеханическая,химико-термомеханическая и химико-механическая масса (ТММ/ХТММ/ХММ).
ДДМ — первый волокнистый полуфабрикат, применяемый дляизготовления бумаги, промышленное производство которого осуществляется с 1857г.ДДМ получается истиранием балансов на дефибрерных камнях цепных, прессовых идругих типов дефибреров.
До 60-х годов XX века ДДМ являлась единственным видоммеханической (древесной) массы.
За прошедшие годы технология ДДМ существенноусовершенствована, применяются новые типы высокопроизводительных дефибреров,получили развитие современные методы дефибрирования, сортирования, очистки,переработки отходов сортирования и т.д.
В 60-70-х годах были разработаны и получили промышленное применениеновые способы производства механической массы из щепы: (ТММ/ХТММ/ХММ). Размолщепы при получении данных ВПВВ осуществляется на дисковых мельницах (рафинерах)после термогидролитической (ТММ), химико-термогидролитической (ХТММ) ихимико-механической (ХММ).
Описание технологии ТММ, ХТММ и ХММ будет представлено вовтором томе данной монографии.
Наряду с разработкой технологии механической массы из щепы(ТММ/ХТММ/ХММ) в конце 70-х годов фирмой Tampella (Финляндия) был разработанновый метод производства дефибрерной массы под давлением (ДМД), позволяющийполучать полуфабрикаты по свойствам и показателям механической прочности,приближающиеся к (ТММ/ХТММ/ХММ), а по оптическим свойствам (белизне,непрозрачности) их превосходящие. При этом удельный расход энергии (УРЭ) напроизводство ДМД значительно ниже, чем на производство механической массы изщепы.
Высокий выход, отличные печатные свойства, относительновысокие показатели механической прочности делают ДМД незаменимым полуфабрикатомдля использования в композиции различных видов бумаги для печати.
Весной 1992г. фирмаTampella Papertech переведена в одну из групп фирмы Valmet. Фирма Valmetпродолжает исследования и разработки новейших технологий и совершенствованиеоборудования для производства различных видов ДМД.
1. Современное состояниеи перспективы развития производства дефибрерной древесной массы
Производство волокнистых полуфабрикатов высокого выходасоставляет около 25% объема производства волокнистых полуфабрикатов.
Ежегодное увеличение объема производства целлюлозы в миресоставляет 2,5%, в то время, как ежегодный объем производства механической(древесной) массы в течение последних лет возрастает в среднем на 10% /1/.
При этом следует учитывать, что ряд древесно-массных заводов,производящих традиционную ДДМ, имеющих морально и физически устаревшееоборудование, либо закрывается, либо реконструируется с целью производстваполуфабрикатов более высокого качества.
При наметившейся тенденции к сокращению производства ДДМ,данный полуфабрикат до настоящего времени составляет около 10% объемапроизводства всех волокнистых полуфабрикатов, и занимает второе место по объемупроизводства среди всех ВПВВ, к тому же около 600 тыс. т в год ДДМ производитсяв виде товарного полуфабриката /2/.
Проводимые в последние годы усовершенствования технологии ииспользование новейшего оборудования значительно улучшили качество ДДМ, чтопозволяет данному полуфабрикату конкурировать с механической (древесной)массой, изготовленной из щепы на дисковых мельницах.
Улучшению качества ДДМ способствовали применение новыхвысокопроизводительных дефибреров, развитие современных методов дефибрированияи отбелки.
С точки зрения печатных и оптических свойств современная ДДМ— лучший волокнистый полуфабрикат для изготовления бумаги для печати.
Европейская конференция целлюлозно-бумажной и картоннойпромышленности (в рамках ЕЭС) допускает использование до 10% древесной массы вкомпозиции даже высококачественных видов бумаги /2/. С января 1989г. проводитсяширокая компания под названием «Дефибрерная древесная масса — жемчужинабумажного производства» с целью представления достоинств ДДМ и примененияданного полуфабриката в композиции бумаги для печати.
В России ДДМ сохраняет ведущее положение по объемупроизводства среди используемых при производстве газетной бумаги. В Канаде, гдеобъем производства ДДМ достаточно высок, данный полуфабрикат используетсяпреимущественно при выработке газетной и других видов бумаги с высокимсодержанием древесной массы: для каталогов, справочников, суперкаландрированной(SC), легкой мелованной (LWC), т.е. в композиции тех видов бумаги, которыедолжны обладать повышенными непрозрачностью, гладкостью, и низкой пористостью/3/.
Непрекращающийся интерес к ДДМ и ее достоинства по сравнениюс современными ВПВВ обуславливают необходимость совершенствования процессадефибрирования.
С 1979г. фирма Voith (Германия) — изготовитель цепныхдефибреров — разработала процесс термодефибрирования. В настоящее время этотпроцесс внедрен на ряде предприятий Германии и Австрии, сохранившихпроизводство ДДМ на цепных дефибрерах /4/.
Процесс термодефибрирования позволяет получать полуфабрикатболее высокого качества, чем ДДМ, при сохранении УРЭ на уровне традиционногодефибрерного способа. Основными его условиями являются строгий контрольтемпературы в зоне дефибрирования и ее поддержание на уровне, способствующемпроцессу разделения древесины на волокна.
В связи с тем, что на предприятиях России и других стран СНГосновное количество дефибрерной массы производится на цепных дефибрерах и вперспективе снижение ее производства указанным методом не предусматривается,становится очевидна актуальность таких разработок, направленных на повышениекачества дефибрерной массы при незначительных капитальных вложениях вреконструкцию действующего оборудования.
При всех достоинствах, термодефибрирование является лишьодним из методов совершенствования традиционного дефибрерного способапроизводства древесной массы.
Исследовательские работы по улучшению качества ДДМ путемповышения давления при дефибрировании проводились еще в 50-е годы, однакополученные результаты не получили промышленного внедрения.
В 1977г. фирма Tampella (Финляндия) и MoDo Cell (Швеция)совместно продолжили исследования по получению дефибрерной древесной массы приповышенном давлении (ДМД). Результаты оказались весьма обнадеживающими:показатели механической прочности ДМД были значительно выше, чем у ДДМ, присохранении на прежнем уровне оптических свойств и том же УРЭ /5/.
Первая опытно-промышленная установка по получению ДМД былавведена в эксплуатацию на предприятии Виге (Швеция) в мае 1979г., а в июне тогоже года вступила в строй опытно-промышленная установка по производству ДМД напредприятии Ahjala фирмы Enso-Gutzeit (Финляндия).
Эксплуатация данных установок показала легкость и надежностьуправления дефибрерами, работающими под давлением.
Одна из основных особенностей технологической схемыпроизводства ДМД (кроме двухпрессового дефибрера) — наличие сгустителя,позволяющего отделить горячую воду и использовать ее в качестве спрысковой водыв дефибрере, т. е. создать так называемый «горячий контур» дефибрера.
Первая промышленная установка ДМД внедрена в 1980г. напредприятии — Myllykoski OY (Финляндия).
В настоящее время способ получения ДМД применяется, или будетвнедрен более, чем на 20 предприятиях Финляндии, Швеции, Германии, Австрии,Шотландии, Японии, США, Чили, ЮАР.
В мировой целлюлозно-бумажной промышленности эксплуатируетсяили заказано около 100 дефибреров, изготовляющих ДМД. Объем производства ДМДсоставляет более 2 млн.т в год.
Перечень действующих установок по производству ДМД приведен вконце монографии.
Анализ работы установок по производству ДМД и результатыопытно промышленных исследований, проводимых фирмой Valmet по совершенствованиюметода производства полуфабрикатов высокого выхода, позволяют отметить егоосновные преимущества:
· более высокиепоказатели механической прочности, по сравнению с ДДМ;
· малое отличиеоптических и печатных свойств, а также выхода ДДМ и ДМД;
· значительно болеенизкий УРЭ при производстве ДМД, чем при производстве ТММ/ХТММ (при рекуперациитепла, образующегося при производстве МУРЭ, может быть ниже, чем припроизводстве ДДМ);
· возможностьиспользования в качестве сырья древесину осины;
· дальнейшеесовершенствование технологии ДМД и разработка способа ДМД-С и ДДМ-70 позволяетулучшить качество полуфабриката;
· получениеполуфабриката высокой белизны (76% ISO и более) при отбелке ДДМ в башне или приподаче отбеливающего реагента совместно со спрысковой водой при дефибрировании;
· возможностьполностью автоматизировать процесс получения полуфабриката и сократитьчисленность обслуживающего персонала;
· возможностьизготовления ДМД в виде товарной массы.
Более высокая стоимость оборудования для производства ДМД всравнении с ДДМ окупается за счет снижения содержания целлюлозы в композициибумаги, повышения ее качества, увеличения срока эксплуатации оборудования именьшего количества обслуживающего персонала.
В настоящее время известны следующие разновидности ДМД:
— собственно ДМД(PGW) — полуфабрикат, получаемый при дефибрировании балансов при температуреспрысковой воды 70 – 95°С и давлении 2,5 кгс/см2;
— ДМД 70 (PGW 70)полуфабрикат, получаемый при температуре спрысковой воды 70°С и давлении 2,5кгс/см2;
— ДМД 95 (PGW 95)полуфабрикат, получаемый при температуре спрысковой воды 95°С и давлении 2,5кгс/см2;
— ДМД-С (PGW-SUPER)полуфабрикат, получаемый при дефибрировании балансов при температуре спрысковойводы 95 — 120°С и давлении 4,5 кгс/см2;
— ДМД-S 95 (PGW-S95) — полуфабрикат, получаемый при температуре спрысковой воды 95°С и давлении4,5 кгс/см2;
— ДМД-S 120 (PGW-S120) — полуфабрикат, получаемый при температуре спрысковой воды 120°С идавлении 4,5 кгс/см2;
— ХДМД — химическаяДМД (CPGW) — полуфабрикат, получаемый по режиму изготовления ДМД, но сдобавлением химических реагентов со спрысковой водой при дефибрировании;
— ХДМД-С (CPGW-S) —полуфабрикат, получаемый по режиму изготовления ДМД-С, но с добавлениемхимических реагентов со спрысковой водой при дефибрировании
2. Что такое Древеснаямасса
ДРЕВЕСНАЯ МАССА — этоволокнистый полуфабрикат, получаемый механическим разделением древесины наволокна. Открытие этого метода принадлежит немецкому изобретателю Ф. Келлеру,который в 1843 г. впервые получил волокнистую массу истиранием древесины наточильном камне и назвал ее древесной массой.
Древесная масса — один изсамых экономичных полуфабрикатов: при ее изготовлении достигается 95-96%-ныйвыход волокна из древесины. В производстве древесной массы отсутствуют процессыварки, приготовления и регенерации химикатов, что значительно снижаетзагрязненность окружающей среды и требует менее дорогостоящих очистныхсооружений.
Благодаря дешевизне идоступности древесная масса нашла широкое применение в производстве бумаги икартона. Древесная масса входит в композицию подавляющего большинства видовбумажно-картонной продукции в пределах от 10 до 90%. Удельный вес древесноймассы в балансе волокнистых полуфабрикатов бумажно-картонного производствасоставляет около 40%. Однако, имея неоспоримые преимущества перед другимиволокнистыми полуфабрикатами, древесная масса в то же время обладает рядомсущественных недостатков: низкой по сравнению с целлюлозным прочностьюбумажного листа, высокими требованиями к качеству древесного сырья и высокимудельным расходом электроэнергии при ее производстве.
3. Методы производствадревесной массы
Производство дефибрернойдревесной массы
В настоящее времясуществует два метода производства древесной массы — дефибрерный и рафинерный.В первом методе древесная масса производится истиранием пиломатериаловабразивной поверхностью камня в дефибрерах; она получила название дефибрернаядревесная масса (ДДМ). Во втором методе древесная масса производится из отходовразмолом их в дисковых мельницах и называется рафинерной древесной массой(РДМ). Виды древесной массы, методы получения, характеристика качества иобласть применения приведены в таблице(кликабетельно).
Общая схема производствадефибрерной древесной массы. Для производства дефибрерной древесной массы вбольшинстве случаев применяется малосмолистая высококачественная древесинапихты и ели в виде балансов. Подготовка древесины осуществляется так же, как идля целлюлозного производства. Балансы, после распиловки на отрезки длиной 1,2-1,5 м, в зависимости от типа применяемых дефибреров, подаются на линию загрузки дефибреров. Вдефибрерах происходит разделение древесины на волокна, которые, смешиваясь сводой, подаваемой на спрыски, образуют водно-волокнистую суспензию — древеснуюмассу, концентрацией 1,5-2,5 %. Далее масса разбавляется водой до концентрации1-1,5 % и проходит грубую очистку на щеполовках. Щепа, обмолыши, крупная костранаправляются на размол в молотковые мельницы, а хорошая масса в бассейн. Из бассейнамасса направляется на очистку, тонкое сортирование и далее в композиционныйбассейн. Древесная масса, полученная после обработки отходов в молотковыхмельницах, и отходы тонкого сортирования направляются на рафинирование вдисковые мельницы. Рафинерная масса возвращается в основной поток неочищенноймассы на повторное сортирование и очистку.
Дефибрирование древесины.Производство дефибрерной древесной массы осуществляется в дефибрерах.Применяемые в промышленности дефибреры, несмотря на большое разнообразиеконструкций, принципиально отличаются только системой подачи балансов косновному рабочему органу — дефибрерному камню. Наибольшее развитие ираспространение в промышленности нашли только два типа дефибреров — цепные идвухпрессовые.
Устройство и работудефибрера рассмотрим на примере цепного дефибрера ДЦ-04-1. Рабочий органдефибрера — керамический дефибрерный камень диаметром 1810 мм — расположен внутри станины.
Камень закреплен наглавном валу и приводится во вращательное движение от электродвигателя. Частотавращения вала 300 мин-1. Над камнем расположена шахта для загрузки балансов. Внижней части шахты вдоль образующей камня закреплены гребенки, удерживающиебаланс в зоне дефибрирования. При первом пуске цепного дефибрера балансы длиной 1,2 м укладываются в шахту вручную. Затем они поступают в шахту с линиизагрузки дефибреров. К вращающемуся камню балансы со скоростью 90—110 мм/минподаются под действием массы штабеля и под давлением выступов движущихся внизцепей.
Дефибрерные камниявляются основным рабочим органом дефибрера. От состояния рабочей поверхностикамня в значительной степени зависят качество древесной массы,производительность дефибрера и расход электроэнергии. Камень должен иметьвысокую механическую прочность, термо- и кислотостойкость, так как он работаетс большой окружной скоростью под большим давлением и при значительныхколебаниях температуры. Применяются искусственные кварцево-цементные икерамические камни.
Кварцево-цементные камнисостоят из армированного стальными кольцами бетонного, сердечника и рабочегоабразивного слоя. В абразивный слой входят зерна абразивного материала —кварцевого песка, наждака или электрокорунда, скрепленного цементным связующимОсновным их недостатком является короткий срок службы (2—3 мес). В зависимостиот величины зерен абразивного материала, образующих рабочий слой, камнипредназначаются для выработки древесной массы различного характера помола.
Керамические камни вкачестве абразивного материала содержат корунд, электрокорунд или карбидкремния. Связующим служит смесь огнеупорной глины, полевого шпата и другихвеществ. Абразивный слой состоит из сегментов, прикрепляемых болтами кбетонному сердечнику. Керамические камни обладают большой прочностью итвердостью и могут работать при высоких окружных скоростях. Срок службы камня2-3 года. Древесная масса, получаемая этим методом, более однородна, но имеетменьшую прочность из-за разрезания волокон древесины.
Процесс дефибрированияявляется сложным и условно подразделяется на два — разделение древесины наволокна (собственно дефибрирование) и размол волокон. Суммарный процесспротекает в зоне дефибрирования, под которой понимают зону контакта древесины споверхностью камня, и представляется следующим образом. Высокая температура (до170-190 °С), возникающая вследствие трения в зоне дефибрирования, вызываетинтенсивное парообразование, обусловливающее размягчение и пластификациюдревесины, ослабление связей между волокнами. Слои волокон с ослабленнымисвязями отрываются и расщепляются абразивными зернами поверхности камня напучки и отдельные волокна. Волокна дополнительно разделяются, разрабатываются иразмалываются на рабочей поверхности камня и выносятся из зоны дефибрирования.Очистка камня производится двумя способами: смыванием оборотной водой,подведенной к спрыскам, или смыванием водой и окунанием камня в древеснуюмассу, собираемую в ванне дефибрера.
К основным факторам,влияющим на производительность дефибрера и качество древесной массы, относятся:удельное давление балансов на камень температура и концентрация массы в ваннедефибрера при дефибрировании с погружением камня в массу; окружная скоростькамня; состояние его поверхности и качество балансов.
Древесной массойназываются волокнистые полуфабрикаты, вырабатываемые путем механическогоразделения древесины на волокна. Производство древесной массы в настоящее времясоставляет около 22 об. % от объема вырабатываемых из растительного сырьяволокнистых полуфабрикатов. В зависимости от конструктивного оформленияпроцесса все виды древесной массы делят на две большие группы:
– древесная масса,вырабатываемая из балансов (дефибрерная древесная масса);
– древесная масса,вырабатываемая из щепы (механическая древесная масса).
Дефибрерная древеснаямасса (ДДМ) образуется при истирании древесины абразивной поверхностьюспециальной керамики. Сырьем служит древесина в виде балансов. Аппарат дляпроизводства ДДМ называется дефибрером, а рабочий орган, производящийистирание, — дефибрерным камнем.
4. Свойства древесноймассы
Качество древесной массыоценивают по характеру размола и степени помола, по фракционному составу,сорности и белизне, по прочностным свойствам.
По характеру размоларазличают жирную и тощую (садкую) древесную массу.
Жирная масса содержитбольшое количество раздавленных и расщепленных фибрилл с раздробленными в видебахромы концами; она труднее отдает воду, но имеет более высокую прочность.
Для тощей массыхарактерны неразработанные волокна, короткие обрывки волокон, небольшое количествофибрилл; тощая масса легко отдает воду, бумага из нее рыхлая и менее прочная.Количественной характеристикой рассматриваемого свойства является степеньпомола.
Степень помолаопределяется путем измерения интенсивности обезвоживания определенного количестваволокнистой суспензии в специальном приборе. В ряде стран степень помолаизмеряют как садкость по стандартному канадскому методу и выражают вмиллилитрах. В других странах, в том числе и в России, степень помола выражаютв градусах Шоппер-Риглера (°ШР). Величина степени помола зависит от назначенияДДМ. Для производства картона вырабатывается полуфабрикат со степенью помола от20 до 60 °ШР, для газетной бумаги — 68–72 °ШР, для типографской бумаги — 75–78°ШР и т. д.
Фракционный состав ДДМочень неоднороден и определяется путем сортирования древесной массы на набореметаллических сит. В России выпускаются аппараты фракционаторы ФДМ с ситами №9, 20 и 40. Номер сита равен числу отверстий на 1 см его длины. Для перевода сита с единицей «меш» в метрическую систему используетсякоэффициент пересчета, равный 0,4. Анализируемая проба разделяется на четырефракции: три первые — остатки на соответствующих ситах; четвертая, самаямелкая, называется мельштоф. Фракционный состав характеризуют долей каждойфракции (в процентах) от исходного образца ДДМ.
Сорность ДДМ определяетсяподсчетом числа соринок определенного размера в специально подготовленномобразце в пересчете на 1 м2 образца.
Степень белизны определяютсравнением испытуемого образца с эталоном, белизна которого принимается за 100%; эталоном обычно служит пластинка, покрытая сульфатом бария или сульфатоммагния.
Прочностные свойства ДДМ,как правило, характеризуют сопротивлением разрыву. Перед изготовлением отливокдля определения прочностных свойств, ДДМ, в отличие от других волокнистыхполуфабрикатов, дополнительному размолу не подвергают.
В России вырабатывают ДДМпяти марок — А, Б, В, Г, К (табл. 15.2.57) в соответствии с ГОСТ 10014–73.Основные свойства дефибрерной древесной массы Свойства А Б В Г К Степень помола, ШР, не более 72 72 72 — — Разрывная длина, м, не менее 2900 2900 2600 2200 1900 Состав по длине волокон, содержание фракции 1 (остаток на сите № 9), % 20 ± 3 20 ± 3 20 ± 3 — —
Сорность (число соринокна 1 м2):
на площади свыше 0,1 до0,5 мм2, не более 500 (А) 800 (Б) 1200 (В)
на площади свыше свыше0,5 мм2 Не допускается (А)
на площади свыше свыше0,1 до 1,0 мм2, не более 2700 (Г)
Белизна, %, не менее 72 Ненормируется (А)
А и Б предназначены дляпроизводства газетной, типографской и писчей видов бумаг в композиции снебеленой и беленой целлюлозой;
В — для писчей цветной,обложечной, афишной бумаги и картона в композиции с небеленой целлюлозой, а такжедля бумаги и картона с покровным слоем;
Г — при выработке рядабумаг технического назначения (оберточной, шпульной и др.);
К — при производствекоробочного и переплетного картона.
Схема производствадефибрерной древесной массы
Подготовленная для переработкидревесина загружается в дефибреры, в которых производится ее истирание.Получаемая волокнистая масса содержит большое количество загрязнений и примесей(остатки почвы, коры, щепки, крупные неразработанные пучки волокон). Отделениезагрязнений и примесей производится путем сортирования и очистки.
Крупные частицыдревесины, являющиеся отходами сортирования, измельчаются и совместно сотходами тонкого сортирования размалываются. Применяемые для размола мельницыназывают рафинерами, а полученную волокнистую суспензию — рафинерной массой.
Потребительские свойствадревесной массы формируются в процессе дефибрирования, т. е. ее не подвергаютдополнительному размолу.
5. Процесс дефибрирования
Все дефибреры имеютследующие функциональные основные узлы: вращающийся дефибрерный камень,устройства для подачи и прижима древесины к камню, ванну под камнем для сборадревесной массы, устройство для насечки камня. По способу подачи баланса кдефибрерному камню дефибреры могут быть прессовые, шахтные и кольцевые.
Дефибрерный камень —основной рабочий орган дефибрера — имеет цилиндрическую форму с отверстием вцентре для стального вала. Состояние его поверхности решающим образом влияет напараметры дефибрирования — производительность, энергозатраты, свойства древесноймассы. Дефибрерные камни должны обладать высокой механической прочностью,стойкостью к температурным колебаниям, однородностью структуры рабочего слоя,твердостью, пористостью и т. д. Выпускаются кварцево-цементные,электрокорундовые на цементной основе и керамические дефибрерные камни.
Наиболее существенноевлияние на процесс дефибрирования и качество древесной массы оказываютследующие технологические факторы: порода и качество древесины, влажностьсырья, окружная скорость дефибрерного камня, удельное давление на поверхностькамня, качество рабочей поверхности камня, температура и концентрация массы,глубина погружения камня в волокнистую суспензию.
Основными породами длявыработки ДДМ являются ель и пихта. Из лиственных пород для производства ДДМ вРоссии используется осина, а за рубежом тополь. Лучшие прочностные свойстваимеет древесная масса из ели. Наиболее пригодна для производства ДДМсвежесрубленная древесина влажностью 40–42 %. При хранении древесиныжелательно, чтобы ее влажность не опускалась ниже 30–35 %. Однако дляпроизводства некоторых видов бумаг лучше применять ДДМ из сухого баланса.
Пихтовый баланс посравнению с еловой древесиной дает древесную массу с пониженными показателямистепени помола и прочности. Осиновую древесину следует дефибрировать отдельно.
6. Усовершенствованныеспособы дефибрирования
Безванное дефибрированиепредставляет собой способ дефибрирования, при котором нижняя часть камня некасается волокнистой массы в ванне. К его преимуществам можно отнести меньшеечисло трудно контролируемых факторов; получение более однородной массы иулучшение условий работы бумагоделательных машин; повышение на 7–10 %производительности.
Основное достоинствоспособа дефибрирования под давлением [80] заключается в возможности повышениятемпературы массы в ванне дефибрера до 120–125 °С, что позволяет регулировать иподдерживать температуру в зоне дефибрирования на оптимальном уровне. Вдревесной массе, полученной под давлением 270–300 кПа (ДМД), преобладаетдлинноволокнистая фракция, поэтому прочность ДМД на 15–20 % выше по сравнению сДДМ. Древесная масса, вырабатываемая под давлением до 500 кПа (фирма «Тампела»)— «супер-ДМД» (ДМД-С) — отличается от ДМД более высоким содержаниемдлинноволокнистой фракции и лучшими прочностными свойствами (табл. 15.2.58).
Свойства древесныхмеханических масс, полученных при разных условиях дефибрирования [80]Параметры Видволокнистого полуфабриката
ДДМ ДМД ДМД-С
Температура спрысковойводы, °С 70 85 70 85 105 70 85 105 140
Содержаниедлинноволокнистой фракции, масс. % 18 16 27 32 32 30 33 33 39
Содержание мелочи, масс.% 40 43 33 30 33 30 29 30 29
Плотность, кг/м3 451 456 446456 444 441 447 453 439
Сопротивление разрыву прирастяжении, Нм/г 63 33 43 45 44 42 44 46 48
Сопротивление раздиранию,мН × м2/г 4,1 3,7 5,4 5,7 5,8 5,7 5,6 5,9 5,6
Пористость, с 68 58 96 112129 93 101 140 157
Белизна, % 61 59 64 64 6162 63 62 59
Удельный расход энергии(УРЭ), кВт × ч/т 1710 1890 1630 1620 1560 1550 1690 1590 1510
Для повышения белизнырекомендовано добавлять в оборотную воду, подаваемую на спрыски дефибрера,небольшое количество отбеливающих реагентов (дитионита натрия или пероксидаводорода). Волокнистые полуфабрикаты, получаемые таким образом, получилиназвание «химическая механическая масса давления» (ХДМД и ХДМД-С).
Процесс двухступенчатогопроизводства древесной массы предусматривает разделение древесины на волокна(дефибрирование) осуществлять на дефибрерах, а разделение волокна на фибриллы(фибриллирование) проводить с использованием дисковых размалывающих устройств(рафинеров). Главное достоинство способа — повышение производительностидефибреров на 50–70 %.
Дальнейшим развитиемэтого направления можно считать способ повышения производительности дефибрерови улучшения качества древесной массы за счет химической обработки грубойфракции перед ее размолом. Для обработки используют сульфит и гидросульфитнатрия, смесь сульфита натрия и тринатрийфосфата. Положительный эффект связан снекоторым химическим модифицированием лигнина. Получаемая волокнистая массахарактеризуется низкой костричностью и хорошими прочностными свойствами:сопротивление разрыву и продавливанию примерно на 20 % выше в сравнении с ДДМ.