Хімікати з деревини
Технологічний процес виготовлення паперу (картону) включає наступні основні операції: акумулювання паперової маси; розбавлення її водою до необхідної концентрації та очищення від сторонніх включень і вузликів; напуск маси на сітку; формування паперового полотна на сітці машини; пресування вологого листа і видалення надлишку води: сушку; механічну обробку і намотування паперу (картону) в рулон. У технологічному потоці виробництва паперу папероробна машина - самостійний агрегат, основні вузли якого встановлені строго послідовно уздовж монтажної осі.
Акумулювання. Приготування паперової маси проводять у розмольно-підготовчому відділі. Потоки волокнистих, які переповнюють, проклеивающих, фарбувальних і інших матеріалів, - складових композицію даного виду майбутньої паперу, направляються в дозатор або укладач композиції, де вони безперервно і строго дозуються в заданому співвідношенні, а потім надходять в мешальний басейн. У цьому басейні маса ретельно перемішується і акумулюється (накопичується). При випуску паперу в мешальний басейн подається також каніфольного клей. Сульфат алюмінію в цей басейн зазвичай не подається. Він додається в машинному басейні в уже добре перемішану з клеєм масу. Призначення акумулювання паперової маси - безперервно підтримувати однорідність і стабільність її якості і забезпечити безперебійну роботу машини протягом деякого часу. Концентрація маси в басейні 2,5- 3,5%.
З мешального басейну паперова маса подається в машинний басейн з циркуляційним пристроєм. У сучасних системах безперервної підготовки паперової маси при використанні автоматично діючої контрольно-вимірювальної і регулюючої апаратури місткості мешального і машинного басейнів приймається з розрахунку роботи машини протягом 30- 40 мшг.
Рафінування Л рафінування паперової маси проводиться перед її подачею на машину в апаратах безперервної дії - конічних і дискових млинах. В процесі рафінування паперової маси відбувається вирівнювання ступеня помелу маси, усунення пучків волокон і деякий подмол маси. Для цього млина встановлюють після машинного басейну безпосередньо перед папероробної машиною.
При виробленні технічних паперів (конденсаторної, цигаркового, паперу-основи для копіювання та ін.) Масу піддають домаливанію і рафінування на двох або трьох конічних млинах, що встановлюються послідовно. У млинах ступінь помелу маси зростає від 0,5 до 2,5-3 ° ШР.
Подача маси на бумагоделательную машину. Після виходу з машинних басейнів маса при концентрації 2,5 3,5% дозується і спрямовується на бумагоделательную машину. Перед надходженням на машину вона розбавляється зворотному водою, очищається від сторонніх забруднень, а також від вузликів і грудочок. Для підтримки постійної маси 1 м2 вироблюваної папери необхідно, щоб в одиницю часу на сітку машини надходило одне і те ж кількість маси, при цьому швидкість -м Ашин повинна бути постійною. Швидкість машини змінюють при переході на вироблення іншого виду паперу.
На сучасних машинах з виробництва паперу масу 1 м 2 вироблюваної папери підтримують постійної автоматичними регуляторами. На бумагоделательную машину масу подають за допомогою насоса і ящика постійного напору. Маса, яка надходить на бумагоделательную машину, розбавляється водою в змішувальному насосі. Розведення необхідно, по-перше, для подальшого очищення маси, так як з густої маси важко видаляти забруднення, і, по-друге, для кращого формування паперу на сітці папероробної машини.
Система підготовки і подачі маси на машину забезпечує сталість композиції, концентрації маси, ступеня помелу, не допускає осадження волокон, виділення проклеивающих і наповнюють речовин, а також контролює витрату паперової маси, що надходить на машину, попередньо пройшла ретельне очищення та деаерацію. Як очисного обладнання широко застосовуються конічні вихрові очищувачі та узлоловітелі закритого типу.
Формування паперового листа на сітці папероробної машини. Паперова маса, розбавлена до необхідної концентрації і очищена від сторонніх включень, надходить в напірний ящик папероробної машини. Необхідна ступінь розведення маси для відливу паперу на сітці папероробної машини залежить від маси 1 ма паперу, роду волокна і ступеня помелу маси [1]. Зазвичай для прискорення процесу формування паперового полотна концентрацію, паперової маси, що надходить на сітку, підвищують зі збільшенням маси 1 м 2 паперу. Під час відпливу тонкого паперу потрібно більше сильне розведення маси, при цьому волокна довше затримуються в водному шарі на сітці в підвішеному стані і тим самим умови формування паперового полотна поліпшуються. Такі ж умови формування полотна створюються і при виробленні високоміцних видів паперу. Так, для отримання високоміцної мішечного паперу масою 1 м 2 70 і 80 г концентрація маси в напірному ящику повинна бути 0,15-0,3%.
На процес зневоднення маси істотно впливає ступінь її помелу. Маса з більш високим ступенем помелу (жирна) важче віддає воду на сітці машини, тому в цьому випадку папір виробляють при меншому розведенні маси. Зниження розведення під час відпливу папери з жирної маси не погіршує формування листа, так як волокна легше і краще диспергують і повільніше осідають на сітку. Наприклад, при виробленні тонкої туалетного паперу масою 1 м 2 8-12 г з маси дуже Садко помелу її розбавляють до 0,1%, тоді як при виробленні конденсаторного паперу масою 1 м2 8-12 г з маси дуже жирного помелу її концентрація зазвичай становить 0,25-0,28%.
Напуск маси на сітку. Ця операція здійснюється за допомогою удаваного пристрою - напірного ящика. Для нормальної роботи машин при швидкостях 450-500 м / хв потрібно натиск маси в напірному ящику 2,5-ЗМ, при швидкості 600 м / хв - близько 4,2 м і т. Д. Удаваного пристрою забезпечує напуск паперової маси па нескінченну сітку , що рухається в напрямку від грудного до гауч-валу, з однаковою швидкістю і в однаковій кількості по всій ширині сітки. Напуск маси здійснюється майже паралельно сітці без сплесків. Швидкість напуску маси па сітку повинна бути па 5-10% нижче швидкості сітки. Якщо швидкість маси значно відстає від швидкості сітки, то збільшується поздовжня орієнтація волокон (орієнтація в машинному напрямку) і міцність паперу в поздовжньому напрямку. Якщо ж швидкість напуску маси вище швидкості сітки, то утворюються напливи маси, які погіршують якість паперу. Рівномірність напуску маси на сітку є одним з важливих чинників отримання паперу з рівномірним просвітом, за яким судять про якість процесу формування паперового аркуша. Чим рівномірніше просвіт, тим якісніше відлив паперу.
Формування паперового листа (відлив). Формування, або відплив, паперового листа являє собою процес об'єднання волокон в листову форму зі створенням певної об'ємної капілярно-пористої структури. Цей процес здійснюється на гратчастої частини папероробної машини поступовим і послідовним видаленням води з паперової маси (зневоднюванням). Режим зневоднення, починається на початку сіткового столу і закінчуватися сушінням паперу в сушильній частині, на всіх етапах технологічного процесу істотно впливає на якість паперу і продуктивність машини.
На швидкохідних машинах зневоднення паперової маси на початку сіткового столу протікає настільки інтенсивно, що погіршується якість паперу: збільшуються промий волокна, що проклеюють, наповнюють і фарбувальних речовин. Тому зневоднення уповільнюють установкою формуючої дошки шириною 400 800 мм і замість звичайних реєстрових валиків на початку сіткового столу - жолобчастих валиків. Уповільнення зневоднення сприяє кращій безладної орієнтації волокон в шарі водно-волокнистої суспензії на сітці і обумовлює отримання паперу з найкращим просвітом і рівномірністю властивостей в машинному і поперечному напрямках.
Далі шар суспензії, що транспортується нескінченної сіткою, послідовно проходить над реєстровими валиками або гидропланки, де поступово зневоднюється під дією слабкого вакууму, створюваного цими зневоднюється елементами і напором маси на сітці. У міру віддалення води шар суспензії згущується, утворюється певна структура паперового полотна у вигляді шару волокнистої маси на сітці концентрацією 2-4%. Зневоднення такого шару за допомогою вакууму, створюваного регістровими валиками або гидропланки, утруднюється. Тому подальше зневоднення проводять за допомогою відсмоктувальних ящиків, в яких створюється вакуум за допомогою вакуум-насосів, причому від першого до останнього ящика вакуум підвищується. Розрідження в ящиках встановлюють в залежності від виду вироблюваної папери, воно знаходиться в межах 2-3 кПа. Після відсмоктуючих ящиків сухість паперового полотна становить 8- 10%. Потім полотно паперу зневоднюється в кінці сіткового столу на гауч-валі під дією вакууму в відсмоктує камері, а іноді і тиску притискного вала, що встановлюється над гаучвалом. Вакуум в камері гаучвала може становити від 20 до 80 кПа.
Залежно від виду вироблюваної продукції сухість паперового полотна після гратчастої частини дорівнює 12-22%. Сформованное паперове полотно з вказаною сухістю має певну структуру і міцність, звану міцністю в мокрому стані. Цією міцності достатньо, щоб полотно можна було передати в пресову частину машини для подальшого зневоднення. Зневоднення механічним віджиманням води в пресах після досягнення сухості 12-22% ефективніше, ніж зневоднення підвищенням вакууму. У той же час чим більший вакуум створюється в відсмоктуючих ящиках і гауч-валі, тим більше висмоктується дрібного волокна, проклеивающих наповнюють і інших речовин з боку паперового полотна, що прилягає до сітки. Це і є причиною посилення різнобічності паперу.
Пресування. Після гратчастої частини паперове полотно надходить в пресову. що складається зазвичай з декількох пресів, на яких воно послідовно зневоднюється до сухості 30- 42% - Для інтенсифікації зневоднення полотна в пресової частини застосовують преси з жолобчастим валами і підвищеним лінійним тиском між ними. Важливе значення для зневоднення полотна мають належний підбір сукон і їх кондиціонування. Паперове полотно, сформованої в гратчастої частини, автоматично вакуум-пересасивающім пристроєм передається на сукно пресової частини. Сучасні конструкції комбінованих многовальних пресів забезпечують проходження паперу без вільних ділянок (ділянок, де полотно папери не підтримується сукном), що дозволяє здійснити безобривную проводку паперу в пресової частини.
Пресувати паперове полотно потрібно при поступово зростаючому лінійному тиску від 176 до 784 Н / см довжини пресового вала. Це забезпечить збереження його структури. Наприклад, при виробленні газетного паперу тиск на першому пресі 343- 441 Н / см довжини вала, на другому 441-490 Н / см і на третьому 490- 539 Н / см. При підвищенні швидкості машини тривалість пресування скорочується, і ступінь зневоднення паперового полотна зменшується.
Під час пресування паперове полотно не тільки зневоднюється, а й ущільнюється. При цьому збільшується площа контакту і сили зчеплення між волокнами. Крім того, ізменяется.р отрута властивостей паперу: зростає об'ємна маса, знижується пористість, повітропроникність, вбирає здатність, збільшується механічна міцність на розрив, злам і продавлювання, підвищується прозорість і т. Д.
Пресова частина папероробної машини повинна працювати з максимальним навантаженням, так як підвищення на 1% сухості паперового полотна після пресів знижує витрату пари на. 5% і дозволяє зменшувати число сушильних циліндрів в сушильній частині машини на 4-5%. Крім того, зневоднення паперового полотна в сушильній частині в 10-12 разів дорожче, ніж в пресової, і в 60-70 разів дорожче, ніж зневоднення на сітці.
Сітковий і пресову частини машини називають мокрою частиною. Із загальної кількості води, що видаляється з паперового полотна на машині, на сітковий частина припадає 94-96%, на пресову 3-4%. Подальше зневоднення (сушіння) паперового полотна відбувається в сушильній частині машини.
Сушка. У сушильній частині папероробної машини паперове полотно зневоднюється до кінцевої сухості 92-95% У процесі сушіння видаляється 1,5-2,5 кг води на 1 кг паперу, що приблизно в 50-100 разів менше, ніж на гратчастої і пресової частинах машини. При сушінні одночасно відбувається подальше ущільнення і зближення волокон. В результаті підвищується механічна міцність і гладкість паперу. Від режиму сушіння залежать об'ємна маса, вбирає здатність, повітропроникність, прозорість, усадка, влагопрочность, ступінь проклейки і забарвлення паперу.
Паперове полотно, проходячи по сушильним циліндрах, по черзі стикається з нижніми і верхніми циліндрами то однієї, то іншої своєї поверхнею. Для кращого контакту між циліндрами і папером і полегшення заправки застосовують сушильні сукна (сітки), що охоплюють сушильні циліндри приблизно на 180 °.
Сушка паперу на сушильній циліндрі складається з двох фаз: на нагрітої поверхні циліндра під сукном і на ділянці вільного ходу, т. Е. Коли паперове полотно переходить з одного циліндра на інший. У першій фазі, під сукном, випаровується основна кількість вологи: на тихохідних машинах до 80-85%, на швидкохідних до 60-75% всієї вологи, що випаровується в сушильній частині машини. У другій фазі, на ділянках вільного ходу волога випаровується з обох сторін паперу за рахунок тепла, поглиненого папером у першій фазі сушіння. При цьому папір залежно від швидкості машини зазнає зниження температури на 4-15 °. При падінні температури знижується швидкість сушіння, особливо на тихохідних машинах, так як на них падіння температури полотна паперу більше, ніж па швидкохідних. З підвищенням швидкості машини кількість випаровується води па ділянці вільного ходу папери збільшується. Зі зменшенням кількості води в паперовому полотні інтенсивність сушіння на вільній ділянці знижується.
Температуру сушильних циліндрів підвищують поступово, що сприяє поліпшенню якості паперу і завершення процесу проклейки. В кінці сушильної частини температуру поверхні циліндрів знижують, так як висока температура при невеликій вологості паперу діє на волокна руйнівно. При виробленні деяких видів паперу з 100% -ної сульфатної целюлози, наприклад мішечного, температуру останніх циліндрів не знижують. Температурний режим сушіння встановлюють залежно від виду вироблюваної папери. Для вироблення більшості видів температура сушильних циліндрів становить 100 115 °, а для деяких видів 80-100 ° С. Підвищення температури сушильних циліндрів прискорює процес сушіння. Отже, сушку потрібно вести при максимально допустимій температурі, яка не погіршує якість паперу.
Для інтенсифікації сушіння в сушильній частині застосовують закриті ковпаки швидкісний сушки з сопловим обдувом паперового полотна гарячим повітрям. Значний ефект, особливо на швидкісних машинах, спостерігається від застосування синтетичних сіток (замість сукон). Завдяки відкритій структурі сіток інтенсифікується процес пароутворення з поверхні паперового полотна, полегшується вентиляція сушильної частини і суттєво збільшується термін служби одягу. Для паперів з яскраво вираженою пористою структурою (санітарно-побутових видів паперу, фільтрувальних картонів і ін.) Ефективної виявилася сушка прососов повітря крізь полотно, здійснювана на спеціальних перфорованих циліндрах.
Сухість паперового полотна після сушильної частини становить 92-95%, а температура 70-90 ° С. Для забезпечення високоякісного каландрирования і хорошою намотування полотна в кінці сушильної частини встановлюють холодильні циліндри, охолоджуючись на яких, паперове полотно вбирає вологу і зволожується на 1-2%
Оздоблення. Після сушіння паперове полотно з метою ущільнення і підвищення гладкості проходить через машинний каландр, що складається з розташованих один над одним -2 8 валів. Полотно, огинаючи по черзі вали Каландра, проходить між ними при зростаючому тиску. Сучасні машинні каландри забезпечуються механізмами притиску, підйому і вилегчіванія валів. Нижній вал і один з проміжних виконуються з регульованим прогином, що дозволяє застосовувати високі тиску в захопленнях валів при збереженні рівномірності тиску по ширині полотна. Пройшовши каландр, паперове полотно безупинно намотується на тамбурні вали в рулон діаметром до 2500 мм. Перезаправка з одного тамбурного вала на інший здійснюється за допомогою спеціальних механізмів і пристроїв.
Після папероробної машини папір надходить на поздовжньо-різальний верстат і далі до пакувальної машини. Для отримання більш високих показників щільності, гладкості і лиску більшість видів паперу для друку, писального і технічної пропускають через суперкаландр.
Розміщення виробництва паперу машин. Бумаго-і картоноробні. машини розміщуються на двох поверхах. Основні вузли машини, де формується, зневоднюється і намотується полотно, розміщуються на другому поверсі, а допоміжне обладнання технологічних комунікацій - на першому. На першому поверсі встановлюється також обладнання для переробки мокрого (гауч-мішалка) і сухого (Гідророзбивачі) шлюбу, станція централізованої смазкн і ін.