Целлюлоза – моя дипломная работа.

Работу по систематизации сокращенных обозначений многочисленных разновидностей механической массы провел специальный Комитет, результаты деятельности которого в этой области обобщены в статье У. Купера и Дж. Курдина (ТАППИ, 1987.- № 12. — Р. 231-232). Согласно предложенной классификации все механические разновидности массы подразделяются на чисто механические (выход 93-96%) и химико-механические (выход 85-93%).

К чисто механическим разновидностям массы относятся: 1) дефибрерная древесная масса (ДДМ); 2) дефибрерная древесная масса под давлением (ДДМД); 3) рафинерная древесная масса (РДМ), получаемая в результате подачи щепы в дисковый рафинер иод атмосферным давлением без предварительной обработки; 4) терморафинерная механическая масса (ТРММ), при получении которой щепа предварительно пропаривается при температуре свыше 100°С и затем размалывается в рафинере при атмосферном давлении; 5) термомеханическая масса (ТММ), при получении которой щепа предварительно пропаривается и подвергается размолу в рафинере ступени при повышенной температуре с последующим размолом в рафинере ступени при атмосферном давлении; 6) термомеханическая масса под давлением (ТММД), получаемая в результате пропуска предварительно пропаренной щепы через две ступени рафинеров, размалывающих под давлением; 7) рафинерная древесная масса под давлением (РДМД), при получении которой щепа предварительно не пропаривается и пропускается через две ступени рафинеров, размалывающих под давлением.

Химик о механические разновидности массы подразделяются: на массы низкой степени сульфонирования, химически обработанные массы и массы высокой степени сульфонирования (с выходом 90% и менее).

К массам низкой степени сульфонирования относятся: 1) рафинерная химико-механическая масса (РХММ), изготовляемая в рафинерах при размоле под давлением предварительно химически обработанной щепы при.низких температурах; 2) химико-термомеханическая масса (ХТММ) с выходом более 90%, получаемая при добавке химикатов перед или в процессе предварительной пропарки щепы и с осуществлением ступени размола при температуре свыше 100°С и ступени при атмосферном давлении; 3) термохимико-механическая масса (ТХММ) — модификация ХТММ по способу, разработанному фирмой Абитиби-Прейс.

Щепа из бункера, в котором она предварительно пропаривалась при атмосферном давлении, поступает в винтовой питатель установки. Здесь щепа уплотняется, а вода вместе с экстрактивными веществами удаляется через сливные отверстия 2. В пропиточную колонку 3 подаются химикаты, которые заполняют колонку на 50-60% ее высоты. Набухшая масса, подаваемая винтом в верх колонки, пропитывается химикатами, избыток которых сверху колонки стекает вниз, а щепа из верхней части колонки поступает на поперечный винтовой конвейер. Этот конвейер подает щепу в подогреватель, устанавливаемый непосредственно перед рафинерами.

ХММ из древесины хвойных пород, судя по имеющимся в литературе сведениям, обладает хорошей способностью к обезвоживанию и при степени помола 59 °ШР ее скорость обезвоживаться примерно такая же, как у сульфатной целлюлозы при степени помола 25 °ШР.

Считается, что ХММ может заменить целлюлозу в композиции газетной бумаги в соотношении 2:1, иными словами 20% целлюлозы в композиции этого вида бумаги может быть успешно заменено 40% ХММ. Существенный недостаток ХММ — ее быстрое старение, обнаруживаемое интенсивным пожелтением на свету, что в некоторой степени компенсируется отбелкой пероксидом водорода.

Исследования, выполненные в Канаде, показали, что изготовление ХММ из лиственницы в результате обработки щепы сульфитом натрия при рН 9 дает возможность получить массу с выходом 89% при относительно высоких показателях механической прочности по сопротивлениям разрыву, продавливанию и раздиранию, но с низкой степенью белизны (приблизительно 33%). В случае отбелки массы это влечет за собой большой расход отбеливающих химикатов.

Выше уже отмечалась конкуренция на мировом рынке суперкаландрированной и легкой мелованной бумаги, на которых печатаются офсетным способом журналы, брошюры, каталоги. В композиции этих видов бумаги используют одновременно с целлюлозой механическую массу, которая должна при этом отличаться повышенными показателями белизны, чистоты и непрозрачности. Практика показала, что этим требованиям лучше по сравнению с ТММ отвечает дефибрерная древесная масса, на приготовление которой меньше расходуется электроэнергии. Наиболее пригодной для указанных целей оказалась ДДМД, подвергаемая тщательному сортированию для резкого снижения содержания костры. Размол отходов сортирования при этом должен производиться при высокой концентрации. Считается, что в древесной массе, используемой для изготовления газетной бумаги, допустимо содержание костры до 0,3-0,5%, тогда как при выработке суперкаландрированной и легкой мелованной видов бумаги содержание костры должно быть менее 0,1%.

Высокие показатели качества ТММ позволили, однако, применить этот полуфабрикат в ряде случаев для полной (или частичной) замены целлюлозы в композиции газетной и некоторых других видов бумаги. Именно в этом отношении ДДМД существенно уступает ТММ. Недостаток производства ТММ — пока еще высокий расход энергии на размол: 1900-2100 кВт- ч/т по сравнению с 1300-1500 кВт- ч/т в производство стандартной ДДМ.

На одной из конференций ТАППИ отмечалось, что расход эйбргии на производство ТММ на 20-40% выше, чем на производствр ДДМ и составляет, кВт- ч/т: для газетной бумаги 1920- 2500 (при степени помола 63-68°ШР), для журнальной бумаги 2400-2900 (при степени помола 72-84°ШР) и для картона 1540-1730 (при степени помола 54-59°ШР).

Исследования, проведенные на одном из предприятий бумажной промышленности в г. Брук (Австрия), имели целью выявить эффективность производства газетной бумаги различного композиционного состава. Для этого сначала в условиях рассматриваемого предприятия был определен расход энергии на 1 т различных полуфабрикатов, которые могут быть использованы для изготовления газетной бумаги. Были получены еле- дующие данные, кВт- ч/т: ДДМ-1600; ТММ — размол в рафинерах — 2200, сортирование — 300; ДДМД дефибрирование — 1300, сортирование — 300; облагороженная макулатурная масса — 400; отлив бумаги на машине и пр. — 525.

ДДМД из хвойных пород древесины имеет более высокие показатели механической прочности, чем обычная ДДМ: сопротивление раздиранию на 40%, продавливанию на, 30%, прочность во влажном состоянии на 50%, прочность на растяжение во влажном состоянии на 20%. В ДДМД сохраняется больше длинных волокон, чем в обычной ДДМ, они лучше фибриллируются, что обеспечивает более высокие показатели прочности поверхности бумаги на выщипывание. Одновременно уменьшается пылимость бумаги, увеличивается ее непрозрачность, гладкость и лоск, уменьшается пористость бумаги и пробивание отпечатка на обратную сторону листа.

В Финляндии выпускают газетную бумагу с содержанием 92% ДДМД и 8% сульфитной целлюлозы. Используется ДДМД также при выработке разных видов бумаги для печати и бумаги-основы для мелования. Опытные выработки ДДМД из древесины осины показали, что полученная масса имела прочность межволоконных связей на 15-20% большую, чем в аналогичных условиях обычная ДДМ. После отбелки пероксидом водорода ДДМД из осины имела белизну такую же, как и из древесины ели.

Помимо методов истирания балансовой древесины разработана технология изготовления тепы в дисковых мельницах с получением так называемой рафинерной древесной массы (РДМ) и рафинерной древесной массы, полученной под давлением (РДМД).

РДМ из щепы хвойных пород древесины отличается от обычной ДДМ повышенным содержанием первых двух крупных фракций, пониженным содержанием мелких фракций, высокими сопротивлениями раздиранию и продавливанию, а также значительной прочностью листа во влажном состоянии. Применяя соответствующие режимы размола и сортирования, можно получить массу с минимальным содержанием костры.