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.

Тот же автор сообщает, что на другой шведской фабрике Бравикон бумагоделательная машина, также оснащенная устройством двухсеточного формования обрезной шириной бумаги 8,6 м, выпускает газетную бумагу с массой 48 г/м2 из 100% ТММ, массой 45 г/м2 при добавке 5-6% полубеленой товарной сульфатной целлюлозы и массой 40 г/м2 при добавке 8-10% указанной целлюлозы. При этом из общей производительности машины выработка газетной бумаги с массой 48 г/м2 составляет 30%, бумаги с массой 45 г/м2 — 50% и бумаги с массой 40 г/м2-20%.

Преимущества ТММ перед целлюлозой заключаются в меньшей стоимости этого полуфабриката и более высоком выходе из древесины. По данным К. Эбелинга, выход этого полуфабриката из древесины, как и выход других древесных механических масс (ДДМ, ДДМД, РДМ, РДМД) достигает 93-97%.

Интересные данные о перспективах развития производства ТММ приводятся в норвежских источниках. Из этих данных видно, что расход древесного сырья при производстве древесной массы примерно в 2 раза меньше, чем при производстве целлюлозы, а удельные капиталовложения в пересчете на 1 т производственной мощности предприятия примерно в 4 раза ниже, чем при строительстве завода беленой сульфатной целлюлозы. Вместе с тем расход электроэнергии при производстве древесной массы, особенно ТММ, во много раз превышает потребление электроэнергии в целлюлозном производстве. С учетом всех этих показателей производство 1 т ТММ оказывается примерно в 2 раза дешевле, чем производство 1 т беленой сульфатной целлюлозы, и в 1,5 раза дешевле, чем производство 1 т небеленой сульфатной целлюлозы.

В связи с дефицитом нефти предполагается, что в дальнейшем в качестве топлива все в большей степени будет применяться древесина: В этом случае энергия на производство древесной массы будет вырабатываться за счет Сжигания древесины и для производства 1 т древесной массы потребуется уже значительно больше древесины. Увеличение относительной стой- 1 мости электроэнергии уменьшит преимущества ТММ по сравнению с ДДМ.

Затем были составлены 6 композиций газетной бумаги, из которых 1-я и 2-я являются стандартными в США и Канаде, 3-я — в странах Центральной Европы, 4-я — на предприятии г. Брук (Австрия), 5-я — модификация композиции 2 с целью уменьшения удельного расхода электроэнергии при выработке газетной бумаги, 6-я — композиция опытных партий газетной бумаги.

Разумеется, что окончательная оценка эффективности производства газетной бумаги различного композиционного состава должна учитывать показатели качества получаемой бумаги, возможности изготовления ее с пониженной массой 1 м2 и безобрывного изготовления газетной бумаги на современных быстроходных бумагоделательных машинах.

Мероприятия по снижению энергоемкости производства ТММ сводятся обычно к усовершенствованию конструкции и работы я дисковых мельниц за счет выбора надлежащего материала дисков, поиска оптимального рисунка выступов на дисках, а также за счет максимальной регенерации тепла в процессе производства ТММ.

Если щепу, поступающую в дисковую мельницу, не подогревать, т. е. осуществлять процесс получения РДМД, то можно несколько снизить расход энергии с одновременным достижением примерно одинаковых с ТММ показателей механической прочности и непрозрачности изготовляемого продукта. Таким образом, процесс получения РДМД является упрощенной и рациональной модификацией процесса получения ТММ. При этом расход энергии при изготовлении РДМД несколько выше, чем при получении РДМ, но примерно на 10% ниже, чем при выработке ТММ.

Одна из типичных схем получения ТММ состоит в следующем. После промывки щепа подается из бункера в пропарочную трубу, в которой при давлении 206 кИа осуществляется пропарка в течение 1,5 мин. Затем пропаренная щепа поступает на 1-ю ступень размола в двухдисковую мельницу, работающую при повышенном давлении. Далее, после удаления пара и охлаждения холодной водой, масса подается на 2-ю ступень размола в аналогичную дисковую мельницу, но работающую при атмосферном давлении. Затем масса поступает в промежуточный бассейн, подвергается очистке и сгущению. Отходы сортирования измельчаются в дисковой мельнице малого размера и возвращаются в систему.

На бумажной фабрике Ф. Ф. Соуси (Канада) вырабатывается газетная бумага из 100%-ной РДМ на бумагоделательной машине шириной 4 м при скорости 420 м/мин. Однако добавка в композицию 2% полубеленой сульфатной целлюлозы позволяет значительно повысить скорость бумагоделательной машины. Из-за высоких показателей качества РДМ размолотая масса в дисковых мельницах ранее получила название древесной супермассы.

Испытания в США 500 т газетной бумаги, изготовленной из 100%-ной РДМ, показали, что по количеству обрывов бумажного полотна при печати новый вид газетной бумаги не уступает стандартной, обеспечивая одновременно лучшее качество печати на сеточной стороне бумажного полотна, такое же — на верхней стороне бумаги, снижение пробиваемости печатной краски на противоположную сторону листа и нежелательного явления отмарывания печатной краски.

РДМ, несмотря на более высокую стоимость, успешно конкурирует со стандартной ДДМ вследствие преимуществ, достигаемых в однородности массы и бумаги, эксплуатации бумагоделательных машин и более полной утилизации древесины. РДМ выпускается в США, Канады, Японии, Швеции и других стран.

При производстве древесной массы, получаемой в дисковых мельницах или на дефибрерах, для уменьшения грубой фракции и повышения прочности древесной массы рекомендуется дополнительный пропуск массы через быстроходную рафинирующую мельницу. Такая обработка повышает качество древесной массы без существенного изменения ее помола и заметного увеличения содержания мелочи. Подобную древесную массу можно успешно использовать не только для изготовления газетной бумаги, но также в производстве некоторых видов бумаги для офсетной и глубокой печати.

Из зарубежной практики известно о возможностях применения древесной массы из опилок, которую получают путем размола опилок в дисковых мельницах. При этом сопротивление раздиранию отливок из подобной древесной массы оказывается таким же или даже несколько более высоким, чем у отливок из дефибрированной древесной массы. Сопротивление продавливанию оказывается немного ниже, снижается также светонепроницаемость, хотя пухлость возрастает примерно на 10%.

Газетную бумагу изготовляли из 100%-ной РДМ. Такая масса может быть получена и из баланса, непригодного для дефибрирования. Удельный расход энергии для производства РДМ превышает на 4-12% расход энергии для получения обычной ДДМ (1300-1400 кВт-ч вместо 1250 кВт-ч/т для обычной древесной массы). Основные показатели механической прочности газетной бумаги с использованием РДМ выше, чем у газетной бумаги, изготовленной из обычной белой древесной массы (70%) и небеленой сульфитной целлюлозы (30%). Это относится к показателям разрывной длины и сопротивлений излому, продавливанию и раздиранию. Однако показатели белизны, плотности, гладкости и непрозрачности получались более низкими. Значительным достоинством древесной массы рассматриваемого типа является высокая скорость ее обезвоживания, а также высокий показатель прочности во влажном состоянии.

Наблюдения, проведенные на предприятиях фирм Кроун Целлербах Корпорейшен и Бауер Бротерс (США), показали, что для выработки газетной бумаги из 100%-ной РДМ, оптимальным является двухступенчатый размол щепы в дисковых мельницах с концентрацией массы на первой ступени 18-20% и на второй ступени не ниже 15% с примерно одинаковым на каждой ступени расходом энергии на размол.

Опыт работы фабрики Прайс (Канада) показал, что РДМ имела достаточно высокое сопротивление продавливанию и в 2 раза большее сопротивление раздиранию, чем стандартная ДДМ. Газетная бумага, изготовленная из 100%-ной РДМ, обнаружила высокие печатные свойства.

На этой фабрике изготовляют до 900 т/сут стандартной газетной бумаги, в композицию которой входит 150-200 т РДМ из балансовой щепы (а не из опилок и древесных отходов). Выпускаемая газетная бумага содержит сульфитной небеленой целлюлозы 20,2%, ДДМ 63,1% и РДМ 16,7%. С введением в композицию бумаги РДМ скорость бумагоделательной машины была повышена с 525 до 540 м/мин при одновременном сни-жении содержания целлюлозы в композиции бумаги на 5,9%. Холостой ход машины снизился, а качество бумаги улучшилось: повысились показатели сопротивлений бумаги раздиранию и продавливанию, белизна и гладкость. Фирма предполагает расширить производство РДМ. На предприятии фирмы Свенска Целлюлоза (Швеция) после успешного освоения производства и применения в композиции бумаги РДМ также было намечено расширение производства этого полуфабриката.