Введение
Бумага является упруго-пластическим, капиллярнопористым листовым материалом, состоящим главным образом из мелких растительных волокон, соответствующим образом обработанных и соединенных в тонкий лист, в котором волокна связаны между собой поверхностными силами сцепления. Соединение мелких волокон в бумажное полотно производится обычно методом осаждения и фильтрации на сетке бумагоделательной машины из сильно разбавленной в воде волокнистой суспензии. Затем бумажное полотно подвергается прессованию, сушке и отделке. Для придания бумаге необходимых свойств к размолотому волокнистому материалу добавляют минеральные наполнители, гидрофильные или гидрофобные проклеивающие вещества, красители и другие химикаты. С этой же целью готовую бумагу подвергают дополнительной отделке или специальной обработке [1].
В последнее время, кроме обычного способа изготовления бумаги, находит все большее применение так называемый «сухой» способ, при котором волокна соединяются в лист бумаги методами текстильного производства в отсутствии воды. Все большее практическое значение для изготовления специальных видов бумаги приобретает также применение различных синтетических и искусственных волокон взамен растительных. Независимо от способа производства волокна в бумажном листе связаны между собой поверхностными силами сцепления, что отличает бумагу от текстильного материала.
Бумагу вырабатывают в основном на длинносеточных, так называемых столовых бумагоделательных машинах. Цилиндровые машины применяются для выработки картона и лишь ограниченного ассортимента бумаги.
Обрезная ширина машины 2070 мм, рабочая скорость от 80 до 150 м/мин, достигнутая мощность 4,2 тыс. тонн бумаги в год (проектная мощность 2,2 тыс. тонн бумаги в год).
На бумагоделательной машине фирмы «Пашке» вырабатываются бумаги массой 1 м 2 от 23 до 35 г: для производства салфеток, для производства салфеток сервировочных, влагопрочная санитарно-гигиенического назначения, санитарно-гигиенического назначения, упаковочная, упаковочная для продуктов, основа парафинированной бумаги [2].
В последнее время длинносеточная столовая машина широко используется и в картонном производстве при выработке тарного картона. Независимо от типа бумагоделательной машины (кроме машины «сухого формования») технологический процесс изготовления бумаги на машине в принципе один и тот же. Он включает следующие основные операции: подготовку и аккумулирование бумажной массы; подачу бумажной массы на машину; разбавление бумажной массы водой и установление необходимой концентрации, обеспечивающей нормальный процесс отлива; очистку бумажной массы от посторонних включений, узелков и воздуха; выпуск массы на сетку; отлив бумаги на сетке бумагоделательной машины; прессование мокрого листа бумаги и удаление избытка воды; сушку; машинную отделку и намотку бумаги.
При работе бумагоделательных машин на высоких скоростях регистровые валики становятся причиной нарушения формования бумажного полотна, особенно в первой части сеточного стола, где отсасывающее действие валиков максимально, а волокнистый слой еще не сформирован или очень слаб. Даже при невысоких скоростях над каждым регистровым валиком на сетке виден гребень, который образуется вследствие заноса воды, прилипшей к поверхности валика, и выдавливания ее им через сетку в бумажную массу. При этом вода отмывает мелкое волокно и наполнители с нижней стороны листа, вызывая разносторонность бумаги. При увеличении скорости высота гребней увеличивается, могут происходить всплески массы (масса подбрасывается над сеткой в виде столбиков и брызг), что создает более сильные помехи для формования бумаги. Чаще такие всплески наблюдаются на быстроходных машинах в местах прохождения струй массы над регистровыми валиками. Этим всплескам массы способствует также и провисание сетки при прохождении ее над зоной отсоса валика [1].
Чтобы устранить этот недостаток, на быстроходных машинах, а также и на машинах средних скоростей можно установить вместо регистровых валиков гидропланки. Гидропланка представляет собой разновидность шабера, устанавливаемого под сеткой с небольшим углом (1-4°) к ней. Гидропланка передней кромкой снимает, как шабером, пленку воды, повисшую под сеткой и удерживаемую силами поверхностного натяжения, и удаляет часть воды из волокнистого слоя вследствие разрежения, возникающего в клине между сеткой и поверхностью гидропланки.
Кроме стационарных гидропланок, описанных выше, применяют также гидропланки аналогичной формы, но с регулируемым углом наклона ее поверхности по отношению к сетке в пределах от 0 до 4°, а также многоэлементные стационарные гидропланки, размещаемые обычно в общем ящике с небольшими промежутками между отдельными элементами. В одном ящике может быть размещено от трех до восьми отдельных элементов. Применение таких гидропланок позволяет увеличить обезвоживающее действие регистровой части сеточного стола. Кроме того, при установке гидропланок взамен регистровых валиков можно сократить длину сеточного стола на современных бумагоделательных машинах почти в 2 раза.
При работе с гидропланками взамен регистровых валиков снижаются потери мелкого волокна и наполнителей и уменьшается разносторонность бумаги [1].
1. Аналитический обзор
1.1Описание технологической схемы
Технологический процесс производства бумаги включает подготовку массы, отлив, формование, прессование, сушку, резку, упаковку бумаги, переработку брака [2].
Подготовка целлюлозной массы
Целлюлоза со склада транспортером подается в гидроразбиватель ГРВ-0 (п.1) и распускается свежей и оборотной водой. Из гидроразбивателя масса насосом подается в приемный бассейн (п.3).
Из приемного бассейна масса подается на размол, который осуществляется на дисковой мельнице МД-02-1 (п.5). Размолотая масса поступает в машинный бассейн емкостью 25 м3 (п.6).
При выпуске бумаги окрашенной в массе красителем, раствор красителя, приготовленный предварительно в специальном бачке, дозируется в машинный бассейн.
Из бассейна масса насосом подается на БПУ с переливом в машинный бассейн (п.8) и далее направляется на смесительный насос (п.9), где происходит разбавление массы оборотной водой до необходимой концентрации.
Разбавленная масса направляется на очистку на очистители массы (п.10).
Очищенная масса после очистки поступает на дальнейшую очистку от пучков волокон в узлоловитель закрытого типа УЗ-01 (п.11) и далее в напорный ящик машины, а отходы через сборник насосом направляются в приемный бассейн.
Подготовка макулатурной массы
Масса поступает из макулатурного цеха в машинный бассейн и идет по потоку целлюлозной массы.
Приготовление раствора красителя
В емкость вместимостью 0,1 м3 заливается вода и производится подогрев воды паром до температуры (50-80)оС. После подогрева воды подача пара прекращается и производится подача красителя в количестве 4 кг.
Содержимое емкости перемешивается в течение 5 мин до полного растворения красителя. Во избежание неравномерности окраски массы не рекомендуется использовать горячие растворы красителей и не рекомендуется доводить их до кипения и кипятить во избежание появления сгустков.
Рабочий раствор красителя дозируется постоянно в машинный бассейн.
Перед растворением новой порции красителя старый раствор полностью выливается из емкости.
Емкость необходимо промывать водой после каждого использования.
Полнота растворения красителя проверяется фильтровальной бумагой и должна давать равномерно окрашенное пятно без осадка и ореола.
Приготовление раствора флокулянта
В бак эмульгатора заливается 1,25 м3 воды включается мешалка и тонкой струйкой засыпается 1,5 кг флокулянта «Праестол». После тщательного перемешивания в течение 30 мин добавляется свежая вода до объема 1,5 м3,
производится перемешивание раствора в течение 1 часа. Рабочий раствор флокулянта концентрацией (1,3+0,2) г/л насосом перекачивается в расходную емкость 2,0 м3 и насосом-дозатором подается на флотоловушку.
Отлив, формование, прессование, сушка, намотка, резка полотна бумаги.
Формование бумажного полотна из разбавленной волокнистой суспензии происходит в сеточной части бумагоделательной машины. Поступление массы на сетку обеспечивает напорный ящик, снабженный двумя вращающимися перфорированными валиками, которые предназначены для устранения хлопьеобразования и более равномерного выхода массы на сетку и перфоплиты, разделенной на 4 части.
Сеточная часть машины состоит из регистровой части, которая начинается грудным валом диаметром 400 мм, грудной доски (формующей), регистровых валиков диаметром 100 мм (3 штук), двух пакетов гидропланок по 5 штук в каждом и отдельной гидропланки.
В этой части сеточного стола происходит формование бумажного полотна и удаление большой части воды путем ее стекания под влиянием незначительного напора массы на сетке и отсасывающего действия валиков и гидропланок и созданием вакуума между сеткой и гидропланками.
Образуемый влажный слой волокон подвергается дальнейшему обезвоживанию и формованию на отсасывающих ящиках (3 шт.) под воздействием вакуума, создаваемого вакуумным насосом или вентилятором, установленным на отсасывающих ящиках и на гауч-вале диаметром 450 мм.
При своем обратном движении в сеточной части машины сетка проходит ряд валиков: один «правительный» для регулирования движения сетки и предотвращения ее смещения на сторону, два натяжных для натяжения сетки, два сетковедущих, расположенных снаружи сетки и снабженных деревянными шаберами для очистки поверхности валиков от приставших комочков массы и одного балансировочного.
Для очистки ткани сетки и поддержания ее в чистоте используется водяной спрыск.
