Способ приготовления бумажной массы

-.-%." ; "; - :,:. . ,.ц .- А 4 Ф Ф 2 з.,ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республикр 11746004 ополнительиое к автсеид 2) Заявлено 150578 (21) 2616570/29-12 1)М. Кл соединением заявки йоПриоритетОпубликовано 070780. Бюллетень Йо Д б 0 21 1 Э 1/00 21 В 1/00 ДК 676.1. 052.26(088.8) Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий23 ата оп икованияописания 07078 Е.Е. Савицкий, И.Н. Халандовский, Л.Н. Лапте Б,М, Горидько и Д.Т, Лямцев(72) Авторы изобретени 71) Заявитель Всесоюзное научно-производственное объединени целлюлозно-бумажной промышленности СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУМАЖНОЙМАССЫ 2 Однако как показала промышленная проверка этого способа, фракционирование материала не всегда.достаточно эФФективно, в длинноволокнистой фракции содержится значительное количество коротких волокон и, наоборот, в коротковолокнистой фракции - длинных. Особенно 10ослабляется эффект разделениявсей массы на две существенно раличающиеся по размерам волокон т фракции при фракционировании волокнистого материала, поступающегосразу после. варочного производства,т,е, не прошедшего сушку, Этообъясняется тем, что в бумажноймассе с концентрацией 2 - 5 а.с.в.волокна во Флокулах связаны настолько прочно,что диспергирующие усилиядействующие во Фракционарах на волокнистый материал, недостаточныдля эффективного разбивания флокули выделения из них коротких воло е относится к способамбумажной массы и можетние в целлюлозно-бумажности при производствеона.пособ приготовления бупутем совмещения процесолокон и сортированияосы в одном размалыте, при котором волокопределенных размеров,сортировывают и отделяюмой массы 1,том случае в размоаппарат поступает ився масса целлюлозныхприводит к деструкциина и не снижает раса приготовление массы,зльноспособ приготовсы, согласно ко.- книстую фракцию еляют путем олокнистых матери м, а после разстой фракции цию из обеих эве я б стен умажн корот й мас ниров ред р инков яют ко акж й м лени торому из общ фракци алов п лома д "остав фракци овол ы вы ния злом локк мпоз Целью и шение эффе .улучшение прочности Изобретенприготовленинайти применной промышлебумаги и карИзвестенмажной массысов размоларазмолотой мвающем аппарна, достигшиенепрерывно оот размалываОднако всортирующий.размалываетсволокон, чтомелкого волоход энергии обретения является повытивности Фракционирования,оказателей механическойумаги или картона.6=2,42 рч 50 60 Цель достигается тем, что бумажную массу перед фракционированиемдефлокулируют путем пропуска ее через аппараты, в которых волокнистыйматериал подвергают ударному илигидродинамическому воздействию.состороны пульсирующей жидкой средыпри частоте пульсаций 9 ) 20 с " ипри максимальной величине относительной скорости движения волокони пульсирующей жидкой средыч ) О, 3 м/с .При этом необходимо отметить,что процесс дефлокуляции не сопровождается изменением ни концентрациимассы, ни степени помола, ни скорости обезвоживания ее.В соответствии с предлагаемымизобретением бумажную массу передфракционированием пропускают черездефлокуляторы, например через гидродинамический пакетный генератор илииной аппарат, в которых происходитдиспергирование флокул.Основное отличие предлагаемогоспособа от известного заключается вовведении в технологический процессподготовки массы перед фракционированием операции механического дефлокулирования массы, что позволяетболее эффективно проводить фракционирование и улучшить показатели механической прочности бумаги иликартона.Суспензию целлюлозных волоконс концентрацией по а.с.в. 2 - 5перед 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 короткиеволокна становятся гораздо слабее,связаны во флокулах с длиннымиволокнами. Затем дефлокулированнуюмассу с концентрацией 2 - 5 а.с.в.направляют во фракционатор, гдепроисходит разделение ее на двефракции, При этом коротковолокнистаяФракция составляет 5-45 от общегоколичества массы, а длинноволокнистая фракция соответственно 55-95.Длинноволокнистую фракцию размалывают в любом размалывающем аппарате при низкой или высокой концентрации. При этом предпочтителенразмол при высокой концентрации(10-40),Размол осуществляют доразличнойстепени помола в зависимости оттребований к качеству бумаги иликартона.Коротковолокнистую фракцию, вслучае ее использования, в зависимости от вида выпускаемой продукции,или без размола смешивают с размолотой длинноволокнистой частьюи отливают бумагу или картон,или размалывают и пускают напокровный слой при производстведвухлойного картона, или без размола используют при отливе покровного слоя двухлойного картона.После фракционирования и размола дальнейшую обработку массы осуществляют в соответствии с принятымисхемами производства.В качестве аппаратов для дефлокулирования массы применяют гидродинамический пакетный генератор илигидродинамический диспергатор. Вгидродинамическом пакетном генераторе струя массы из сопла с большойскоростью натекает на консольно укрепленную колеблющуюся пластину.Удар струи о кромку пластины идальнейшее движение массы над колеблющейся пластиной эффективно дефлокулирует волокнистый материал 0 (пример 1).В гидродинамическом диспергаторемасса движется между стенками, колеблющимися в направлении, перпендикулярном к направлению движения мас сы. При условии, что максимальнаяскорость колебаний ч0,3 м/с,эффективно происходит дфлокуляция массы.От максимальной величины скоростидвижения волокон относительно пуль сирующей жидкой среды существеннозависит эффективность дефлокуляции,Прочность связи фрагментов (отдельных составных частей) флокулопределяется концентрацией массы во З 5 флокене и видом полуфабриката. Длясульфитной беленой целлюлозы прочность связи равна б = 5 г/см. Длясульфатной небеленой целлюлозы этавеличина существенно больше, Отрывное напряжение (б ), действующее наволокна во флокене равно где р - плотность воды, кг/мз,ч - максимальная величина скоростидвижения волокон относительно пульсирующей жидкойсреды, м/с,Иэ сопоставления значений б и бследует, что для дефлокулированияэтого полуфабриката необходима максимальная относительная скоростьч0,45 м/сЭксперименты показали, что эффективное дефлокулирование разных волокнистых полуфабрикатов достигаетсяпри ч Ъ 0,3 м/с. Увеличение скоростидвижения волокон относительно жидкойфазы 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 скоростей движения, твердая часть сус746004 пензии (волокна) по инерции продолжает двигаться с относительной скоростью между потоком и частицами.Если 1 - частота пульсации (С"),то относительная скорость междудвумя составляющими в суспензии равнар ,нт 9о3.где С - концентрация массы, кг/мК - коэффициент фильтрации массы,ч - 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 гранулометрическому составу, исключает нежелательную деструкцию целлюлозных волокон, отрицательно влияющую на качество получаемого продукта, Кроме того, при размоле длинноволокнистой фракции процесс укорочения волокон в отсутствие коротких волокон идет менее интенсивно.П р и м е р 1. Сульфитную беле" ную целлюлозу перед фракционированием дефлокулируют путем пропуска через гидродинамический пакетный генератор. Частота пульсаций пластин 120 с ", амплитуда колебаний 0,43 см, т.е. ч=0,516 м/с. Дефлоку" . лированная масса имеет гораздо более равномерное распределение концентрации в объеме суспензии, неПоказатели механическойпрочности бумаги 4000 3200 2,5 2,2 1,9 1,3 76 68 Раздирание, г Сопротивление излому, Чедепе 65 23 вается на повышение показателей ме ханической прочности бумаги,П р и м е р 2. Сульфатную небеленую сосновую целлюлозу после варки и промывки дефлокулируют, как в при мере 1, путем пропускания ее через Разрывная длина, мУдлинение, ЪПродавливание, кг/см Как следует из таблицы, все пока" затели готовой продукции, полученной из массы, приготовленной по предлагаемому способу, зиачйтельно выше, следовательно, дефлокулирование бумажной массы перед разделением ее на фракции весьма эффективно сказыжели масса, поотупавшая во фракционатор беэ дефлокулирования.Для сравнения фракционировалимассу, не подвергавшуюся,дефлокуляции.Исходный градус помола в обоихвариантах 15 ШР 1 После дефлокуирования степень помола не изменяет;я. Исходная концентрация массы вобоих вариантахсоставляет 2,72.;9 обоих вариантах после фракционироания получают 25% коротковолокнистой фракции.Средневзвешенная длина волокон вкоротковолокнистой фракции прошедшейдефлокулирование, составляет 1,12 мм,не подвергшейся дефлокулированию -1,41 мм.Средневзвешенная длина волокон вдлинноволокнистой фракции, прошедшей дефлокулирование, составляет2 О 2,71 мм, не подвергшейся дефлокулированию 2,18 мм.Сульфитную беленую целлюлозудефлокулируют пропусканием черезпульсационный аппарат. Расчетная25 максимальная величина частоты пуль"сации 106 с ",максимальная величинаскорости движения волокон относительно воды - 40 м/с.Фракционирование массы, прошедшей30 дефлокулирование, в этом случае даетпримерно те же результаты, что идля массы, прошедшей дефлокулированиев гидродинамическом пакетном генераторе. Средневзвешенная длина волокон в коротковолокнистой фракции .1,14 мм,в длинноволокнистой, - 2,65 мм.Приготовляют бумажную массу попредлагаемому способу (с предварительным дефлокулированием) и по известному, затем отливают бумагу. По,казатели механической прочности отливок массой 75 г/мприведены в таблице,Дефлокули- Дефлокулированная рованнаямасса масса746004 15 20 Составитель А. МоносовРедактор М. Недолуженко ТехредЖ. Кастелевич Корректор М, Демчик Заказ 4086/12 Тираж 430ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ПодписноеФилиал ППП Патент, г. ужгород, ул, Проектная, 4=-.- -. - .Для сравнения фракционируют массу,не подвергшуюся предварительно дефлокуляции5Степень помола коротковолокнистойфракций после фракционирования прошедшей дефлокулирование, составляет29 ШР, длинноволокнистой 13 ШР;для коротковолокнистой, не подверг- Яшейся дефлокулированию 20ШР идлинновлокнистой 14ШР,Концентрация массы при фракционировании 3,9.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 изобретенияСпособ приготовления бумажной массы, включающий фракционирование суспензии волокнистого полуфабрикатаконцентрацией 2-5 и последующий разлом, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения эффективностипроцесса и улучшения показателей механической прочности бумаги и картона, перед фракционированием суспензиюволокнистого полуфабриката подвергают ударному и /или гидродинамическому воздействию при частоте пульсациисации 920 с "и максимальной величинеотносительной скорости движения суспензии ч ) 0,3 м/с.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, С.Н, Иванов. Технология бумаги. Гослесбумиздат, 1960 с,872. Авторское свидетельство СССРР 444848, кл. Э 21 Р 1/00, 1972