Міністерство науки і освіти України
Національний технічкскій Університет Україна
Київський політехнічний інститут
Кафедра Екології та технології рослинних полімерів
Курсова робота
Отримання термомеханічної деревної маси
Виконавець:
студент гр. ЗЛЦ-61, ІХФ
Андрущенко М.М.
Керівник:
Козирєв Я.А.
Київ - 2010
Анотація
У цій роботі буде розглянуто отримання ДДМ з берези для друкарською паперу. Складена технологічна схема, підібрано відповідне обладнання, розраховане питома витрата деревини.
План
Введення
1. Сучасний стан та перспективи розвитку виробництва дефібрерной деревної маси
2. Що таке Деревна маса
3. Методи виробництва деревної маси. Виробництво дефібрерной деревної маси
4. Властивості деревної маси
5. Процес дефібрування
6. Удосконалені способи дефібрування
ВСТУП
Комплексне та раціональне використання деревної сировини, інтенсифікація процесів його переробки, підвищення якості та обсягу випущених напівфабрикатів, паперу та картону - найважливіші завдання, що стоять нині перед целюлозно-паперовою промисловістю. Розвиток технології та збільшення обсягів виробництва волокнистих напівфабрикатів високого виходу (ВПВВ) - різних видів механічної (деревної) маси, а також розширення асортименту паперу і картону, що містять у композиції ВПВВ є можливими шляхами вирішення зазначених завдань.
В даний час у світі виробляється кілька різних видів механічної (деревної) маси: дефібрерная деревна маса (ДДМ), дефібрерная деревна маса, отримана під тиском (ДМД), термомеханічна, хіміко-термомеханічна і хіміко-механічна маса (ТММ / ХТММ / ХММ) .
ДДМ - перший волокнистий напівфабрикат, що застосовується для виготовлення паперу, промислове виробництво якого здійснюється з 1857р. ДДМ виходить стиранням балансів на дефібрерних каменях ланцюгових, пресових та інших типів дефібрерах.
До 60-х років XX століття ДДМ була єдиним видом механічної (деревної) маси.
За минулі роки технологія ДДМ істотно вдосконалена, застосовуються нові типи високопродуктивних дефібрерах, отримали розвиток сучасні методи дефібрування, сортування, очищення, переробки відходів сортування і т.д.
У 60-70-х роках були розроблені та отримали промислове застосування нові способи виробництва механічної маси з трісок: (ТММ / ХТММ / ХММ). Розмелювання трісок при отриманні даних ВПВВ здійснюється на дискових млинах (рафінерія) після термогідролітіческой (ТММ), хіміко-термогідролітіческой (ХТММ) і хіміко-механічної (ХММ).
Опис технології ТММ, ХТММ і ХММ буде представлено у другому томі даної монографії.
Поряд з розробкою технології механічної маси з трісок (ТММ / ХТММ / ХММ) наприкінці 70-х років фірмою Tampella (Фінляндія) було розроблено новий метод виробництва дефібрерной маси під тиском (ДМД), що дозволяє отримувати напівфабрикати за властивостями і показниками механічної міцності, що наближаються до (ТММ / ХТММ / ХММ), а по оптичних властивостях (білизні, непрозорості) їх перевершують. При цьому питома витрата енергії (УРЕ) на виробництво ДМД значно нижче, ніж на виробництво механічної маси з трісок.
Високий вихід, відмінні друкарські властивості, відносно високі показники механічної міцності роблять ДМД незамінним напівфабрикатом для використання в композиції різних видів паперу для друку.
Навесні 1992р. фірма Tampella Papertech переведена в одну з груп фірми Valmet. Фірма Valmet продовжує дослідження і розробки новітніх технологій і удосконалення обладнання для виробництва різних видів ДМД.
1. Сучасний стан та перспективи розвитку виробництва дефібрерной деревної маси
Виробництво волокнистих напівфабрикатів високого виходу становить близько 25% обсягу виробництва волокнистих напівфабрикатів.
Щорічне збільшення обсягу виробництва целюлози в світі становить 2,5%, в той час, як щорічний обсяг виробництва механічної (деревної) маси протягом останніх років зростає в середньому на 10% / 1 /.
При цьому слід враховувати, що ряд деревно-массних заводів, що виробляють традиційну ДДМ, що мають морально і фізично застаріле обладнання, або закривається, або реконструюється з метою виробництва напівфабрикатів більш високої якості.
При тенденції, що намітилася до скорочення виробництва ДДМ, даний напівфабрикат до теперішнього часу складає близько 10% обсягу виробництва всіх волокнистих напівфабрикатів, і займає друге місце за обсягом виробництва серед усіх ВПВВ, до того ж близько 600 тис. т на рік ДДМ здійснюється у вигляді товарного напівфабрикату / 2 /.
Проведені в останні роки удосконалення технології і використання новітнього обладнання значно поліпшили якість ДДМ, що дозволяє даному напівфабрикату конкурувати з механічною (деревної) масою, виготовленої з трісок на дискових млинах.
Поліпшенню якості ДДМ сприяли застосування нових високопродуктивних дефібрерах, розвиток сучасних методів дефібрування і відбілювання.
З точки зору друкованих та оптичних властивостей сучасна ДДМ - кращий волокнистий напівфабрикат для виготовлення паперу для друку.
Європейська конференція целюлозно-паперової та картонної промисловості (в рамках ЄЕС) допускає використання до 10% деревної маси в композиції навіть високоякісних видів паперу / 2 /. З січня 1989р. проводиться широка компанія під назвою "Дефібрерная деревна маса - перлина паперового виробництва" з метою представлення переваг ДДМ і застосування даного напівфабрикату в композиції паперу для друку.
У Росії ДДМ зберігає провідне положення по обсягу виробництва серед використовуваних при виробництві газетного паперу. У Канаді, де обсяг виробництва ДДМ досить високий, даний напівфабрикат використовується переважно при виробленні газетного та інших видів паперу з високим вмістом деревної маси: для каталогів, довідників, суперкаландрірованной (SC), легкої крейдованого (LWC), тобто в композиції тих видів паперу, які повинні володіти підвищеними непрозорістю, гладкістю, і низькою пористістю / 3 /.
Безперервний інтерес до ДДМ і її гідності в порівнянні з сучасними ВПВВ обумовлюють необхідність удосконалення процесу дефібрування.
З 1979р. фірма Voith (Німеччина) - виробник ланцюгових дефібрерах - розробила процес термодефібрірованія. В даний час цей процес впроваджено на ряді підприємств Німеччини та Австрії, що зберегли виробництво ДДМ на ланцюгових дефібрерах / 4 /.
Процес термодефібрірованія дозволяє отримувати напівфабрикат більш високої якості, ніж ДДМ, при збереженні УРЕ на рівні традиційного дефібрерного способу. Основними його умовами є суворий контроль температури в зоні дефібрування і її підтримку на рівні, що сприяє процесу розділення деревини на волокна.
У зв'язку з тим, що на підприємствах Росії та інших країн СНД основна кількість дефібрерной маси проводиться на ланцюгових дефібрерах і в перспективі зниження її виробництва зазначеним методом не передбачається, стає очевидною актуальність таких розробок, спрямованих на підвищення якості дефібрерной маси при незначних капітальних вкладеннях в реконструкцію діючого обладнання.
При всіх перевагах, термодефібрірованіе є лише одним із методів удосконалення традиційного дефібрерного способу виробництва деревної маси.
Дослідницькі роботи щодо поліпшення якості ДДМ шляхом підвищення тиску при дефібруванням проводилися ще в 50-і роки, проте отримані результати не набули промислового впровадження.
У 1977р. фірма Tampella (Фінляндія) і MoDo Cell (Швеція) спільно продовжили дослідження щодо отримання дефібрерной деревної маси при підвищеному тиску (ДМД). Результати виявилися вельми обнадійливими: показники механічної міцності ДМД були значно вище, ніж у ДДМ, при збереженні на колишньому рівні оптичних властивостей і тому ж УРЕ / 5 /.
Перша дослідно-промислова установка по отриманню ДМД була введена в експлуатацію на підприємстві Віге (Швеція) у травні 1979р., А в червні того ж року стала до ладу дослідно-промислова установка з виробництва ДМД на підприємстві Ahjala фірми Enso-Gutzeit (Фінляндія).
Експлуатація даних установок показала легкість і надійність управління дефібрерах, що працюють під тиском.
Одна з основних особливостей технологічної схеми виробництва ДМД (крім двухпрессового дефібрера) - наявність згущувача, що дозволяє відокремити гарячу воду і використовувати її як сприсковой води в дефібрерах, тобто створити так званий "гарячий контур" дефібрера.
Перша промислова установка ДМД впроваджена в 1980р. на підприємстві - Myllykoski OY (Фінляндія).
В даний час спосіб отримання ДМД застосовується, або буде впроваджено більш, ніж на 20 підприємствах Фінляндії, Швеції, Німеччини, Австрії, Шотландії, Японії, США, Чилі, ПАР.
У світовій целюлозно-паперової промисловості експлуатується або замовлено близько 100 дефібрерах, що виготовляють ДМД. Обсяг виробництва ДМД складає більше 2 млн. т на рік.
Перелік діючих установок з виробництва ДМД наведено в кінці монографії.
Аналіз роботи установок з виробництва ДМД і результати дослідно промислових досліджень, проведених фірмою Valmet щодо вдосконалення методу виробництва напівфабрикатів високого виходу, дозволяють відзначити його основні переваги:
· Більш високі показники механічної міцності, порівняно з ДДМ;
· Мале відміну оптичних і друкарських властивостей, а також виходу ДДМ і ДМД;
· Значно нижчий УРЕ при виробництві ДМД, ніж при виробництві ТММ / ХТММ (при рекуперації тепла, що утворюється при виробництві МУРЕ, може бути нижче, ніж при виробництві ДДМ);
· Можливість використання в якості сировини деревину осики;
· Подальше вдосконалення технології ДМД і розробка способу ДМД-С і ДДМ-70 дозволяє поліпшити якість напівфабрикату;
· Отримання напівфабрикату високої білизни (76% ISO і більше) при отбелке ДДМ у вежі або при подачі відбілюючого реагенту спільно зі сприсковой водою при дефібруванням;
· Можливість повністю автоматизувати процес отримання напівфабрикату і скоротити чисельність обслуговуючого персоналу;
· Можливість виготовлення ДМД у вигляді товарної маси.
Більш висока вартість обладнання для виробництва ДМД у порівнянні з ДДМ окупається за рахунок зниження вмісту целюлози в композиції паперу, підвищення її якості, збільшення терміну експлуатації обладнання і меншої кількості обслуговуючого персоналу.
В даний час відомі такі різновиди ДМД:
§ власне ДМД (PGW) - напівфабрикат, одержуваний при дефібруванням балансів при температурі сприсковой води 70 - 95 ° С і тиску 2,5 кгс / см 2;
§ ДМД 70 (PGW 70) напівфабрикат, одержуваний при температурі сприсковой води 70 ° С і тиску 2,5 кгс / см 2;
§ ДМД 95 (PGW 95) напівфабрикат, одержуваний при температурі сприсковой води 95 ° С і тиску 2,5 кгс / см 2;
§ ДМД-С (PGW-SUPER) напівфабрикат, одержуваний при дефібруванням балансів при температурі сприсковой води 95 - 120 ° С і тиску 4,5 кгс / см 2;
§ ДМД-S 95 (PGW-S 95) - напівфабрикат, одержуваний при температурі сприсковой води 95 ° С і тиску 4,5 кгс / см 2;
§ ДМД-S 120 (PGW-S 120) - напівфабрикат, одержуваний при температурі сприсковой води 120 ° С і тиску 4,5 кгс / см 2;
§ ХДМД - хімічна ДМД (CPGW) - напівфабрикат, одержаний по режиму виготовлення ДМД, але з додаванням хімічних реагентів з сприсковой водою при дефібруванням;
§ ХДМД-С (CPGW-S) - напівфабрикат, одержаний по режиму виготовлення ДМД-С, але з додаванням хімічних реагентів з сприсковой водою при дефібруванням
2. Що таке Деревна маса
Деревної маси - це волокнистий напівфабрикат, одержуваний механічним поділом деревини на волокна. Відкриття цього методу належить німецькому винахіднику Ф. Келлером, який у 1843 р . вперше отримав волокнисту масу стиранням деревини на точильному камені і назвав її деревної масою.
Деревна маса - один із самих економічних напівфабрикатів: при її виготовленні досягається 95-96%-ний вихід волокна з деревини. У виробництві деревної маси відсутні процеси варіння, приготування та регенерації хімікатів, що значно знижує забрудненість навколишнього середовища і вимагає менше дорогих очисних споруд.
Завдяки дешевизні і доступності деревна маса знайшла широке застосування у виробництві паперу і картону. Деревна маса входить до композиції переважної більшості видів паперово-картонної продукції в межах від 10 до 90%. Питома вага деревної маси в балансі волокнистих напівфабрикатів паперово-картонного виробництва становить близько 40%. Проте, маючи незаперечні переваги перед іншими волокнистими напівфабрикатами, деревна маса в той же час має ряд істотних недоліків: низькою порівняно з целюлозним міцністю паперового листа, високими вимогами до якості деревної сировини і високою питомою витратою електроенергії при її виробництві.
3. Методи виробництва деревної маси
Виробництво дефібрерной деревної маси
В даний час існує два методи виробництва деревної маси - дефібрерний і рафінерна. У першому методі деревна маса виробляється стиранням пиломатеріалів абразивною поверхнею каменю в дефібрерах; вона отримала назву дефібрерная деревна маса (ДДМ). У другому методі деревна маса виробляється з відходів помелом їх в дискових млинах і називається рафінерна деревної масою (РДМ). Види деревної маси, методи отримання, характеристика якості і область застосування наведені в таблиці (клікабетельно).
Загальна схема виробництва дефібрерной деревної маси. Для виробництва дефібрерной деревної маси в більшості випадків застосовується малосмолістая високоякісна деревина ялиці та смереки у вигляді балансів. Підготовка деревини здійснюється так само, як і для целюлозного виробництва. Баланси, після розпилювання на відрізки довжиною 1,2 - 1,5 м , В залежності від типу застосовуваних дефібрерах, подаються на лінію завантаження дефібрерах. У дефібрерах відбувається поділ деревини на волокна, які, змішуючись з водою, що подається на сопло, утворюють водно-волокнисту суспензію - деревну масу, концентрацією 1,5-2,5%. Далі маса розбавляється водою до концентрації 1-1,5% і проходить грубу очистку на щеполовках. Тріска, обмолиші, велика багаття спрямовуються на помел у молоткові млини, а хороша маса в басейн. З басейну маса направляється на очистку, тонке сортирование і далі в композиційний басейн. Деревна маса, отримана після обробки відходів в молоткових млинах, і відходи тонкого сортування спрямовуються на рафінування в дискові млини. Рафінерна маса повертається в основний потік неочищеної маси на повторне сортування і очищення.
Дефібруванням деревини. Виробництво дефібрерной деревної маси здійснюється в дефібрерах. Застосовувані в промисловості дефібрерах, незважаючи на велику різноманітність конструкцій, принципово відрізняються лише системою подачі балансів до основного робочого органу - дефібрерному каменю. Найбільший розвиток і поширення в промисловості знайшли тільки два типи дефібрерах - ланцюгові і двухпрессовие.
Національний технічкскій Університет Україна
Київський політехнічний інститут
Кафедра Екології та технології рослинних полімерів
Курсова робота
Отримання термомеханічної деревної маси
Виконавець:
студент гр. ЗЛЦ-61, ІХФ
Андрущенко М.М.
Керівник:
Козирєв Я.А.
Київ - 2010
Анотація
У цій роботі буде розглянуто отримання ДДМ з берези для друкарською паперу. Складена технологічна схема, підібрано відповідне обладнання, розраховане питома витрата деревини.
План
Введення
1. Сучасний стан та перспективи розвитку виробництва дефібрерной деревної маси
2. Що таке Деревна маса
3. Методи виробництва деревної маси. Виробництво дефібрерной деревної маси
4. Властивості деревної маси
5. Процес дефібрування
6. Удосконалені способи дефібрування
ВСТУП
Комплексне та раціональне використання деревної сировини, інтенсифікація процесів його переробки, підвищення якості та обсягу випущених напівфабрикатів, паперу та картону - найважливіші завдання, що стоять нині перед целюлозно-паперовою промисловістю. Розвиток технології та збільшення обсягів виробництва волокнистих напівфабрикатів високого виходу (ВПВВ) - різних видів механічної (деревної) маси, а також розширення асортименту паперу і картону, що містять у композиції ВПВВ є можливими шляхами вирішення зазначених завдань.
В даний час у світі виробляється кілька різних видів механічної (деревної) маси: дефібрерная деревна маса (ДДМ), дефібрерная деревна маса, отримана під тиском (ДМД), термомеханічна, хіміко-термомеханічна і хіміко-механічна маса (ТММ / ХТММ / ХММ) .
ДДМ - перший волокнистий напівфабрикат, що застосовується для виготовлення паперу, промислове виробництво якого здійснюється з 1857р. ДДМ виходить стиранням балансів на дефібрерних каменях ланцюгових, пресових та інших типів дефібрерах.
До 60-х років XX століття ДДМ була єдиним видом механічної (деревної) маси.
За минулі роки технологія ДДМ істотно вдосконалена, застосовуються нові типи високопродуктивних дефібрерах, отримали розвиток сучасні методи дефібрування, сортування, очищення, переробки відходів сортування і т.д.
У 60-70-х роках були розроблені та отримали промислове застосування нові способи виробництва механічної маси з трісок: (ТММ / ХТММ / ХММ). Розмелювання трісок при отриманні даних ВПВВ здійснюється на дискових млинах (рафінерія) після термогідролітіческой (ТММ), хіміко-термогідролітіческой (ХТММ) і хіміко-механічної (ХММ).
Опис технології ТММ, ХТММ і ХММ буде представлено у другому томі даної монографії.
Поряд з розробкою технології механічної маси з трісок (ТММ / ХТММ / ХММ) наприкінці 70-х років фірмою Tampella (Фінляндія) було розроблено новий метод виробництва дефібрерной маси під тиском (ДМД), що дозволяє отримувати напівфабрикати за властивостями і показниками механічної міцності, що наближаються до (ТММ / ХТММ / ХММ), а по оптичних властивостях (білизні, непрозорості) їх перевершують. При цьому питома витрата енергії (УРЕ) на виробництво ДМД значно нижче, ніж на виробництво механічної маси з трісок.
Високий вихід, відмінні друкарські властивості, відносно високі показники механічної міцності роблять ДМД незамінним напівфабрикатом для використання в композиції різних видів паперу для друку.
Навесні 1992р. фірма Tampella Papertech переведена в одну з груп фірми Valmet. Фірма Valmet продовжує дослідження і розробки новітніх технологій і удосконалення обладнання для виробництва різних видів ДМД.
1. Сучасний стан та перспективи розвитку виробництва дефібрерной деревної маси
Виробництво волокнистих напівфабрикатів високого виходу становить близько 25% обсягу виробництва волокнистих напівфабрикатів.
Щорічне збільшення обсягу виробництва целюлози в світі становить 2,5%, в той час, як щорічний обсяг виробництва механічної (деревної) маси протягом останніх років зростає в середньому на 10% / 1 /.
При цьому слід враховувати, що ряд деревно-массних заводів, що виробляють традиційну ДДМ, що мають морально і фізично застаріле обладнання, або закривається, або реконструюється з метою виробництва напівфабрикатів більш високої якості.
При тенденції, що намітилася до скорочення виробництва ДДМ, даний напівфабрикат до теперішнього часу складає близько 10% обсягу виробництва всіх волокнистих напівфабрикатів, і займає друге місце за обсягом виробництва серед усіх ВПВВ, до того ж близько 600 тис. т на рік ДДМ здійснюється у вигляді товарного напівфабрикату / 2 /.
Проведені в останні роки удосконалення технології і використання новітнього обладнання значно поліпшили якість ДДМ, що дозволяє даному напівфабрикату конкурувати з механічною (деревної) масою, виготовленої з трісок на дискових млинах.
Поліпшенню якості ДДМ сприяли застосування нових високопродуктивних дефібрерах, розвиток сучасних методів дефібрування і відбілювання.
З точки зору друкованих та оптичних властивостей сучасна ДДМ - кращий волокнистий напівфабрикат для виготовлення паперу для друку.
Європейська конференція целюлозно-паперової та картонної промисловості (в рамках ЄЕС) допускає використання до 10% деревної маси в композиції навіть високоякісних видів паперу / 2 /. З січня 1989р. проводиться широка компанія під назвою "Дефібрерная деревна маса - перлина паперового виробництва" з метою представлення переваг ДДМ і застосування даного напівфабрикату в композиції паперу для друку.
У Росії ДДМ зберігає провідне положення по обсягу виробництва серед використовуваних при виробництві газетного паперу. У Канаді, де обсяг виробництва ДДМ досить високий, даний напівфабрикат використовується переважно при виробленні газетного та інших видів паперу з високим вмістом деревної маси: для каталогів, довідників, суперкаландрірованной (SC), легкої крейдованого (LWC), тобто в композиції тих видів паперу, які повинні володіти підвищеними непрозорістю, гладкістю, і низькою пористістю / 3 /.
Безперервний інтерес до ДДМ і її гідності в порівнянні з сучасними ВПВВ обумовлюють необхідність удосконалення процесу дефібрування.
З 1979р. фірма Voith (Німеччина) - виробник ланцюгових дефібрерах - розробила процес термодефібрірованія. В даний час цей процес впроваджено на ряді підприємств Німеччини та Австрії, що зберегли виробництво ДДМ на ланцюгових дефібрерах / 4 /.
Процес термодефібрірованія дозволяє отримувати напівфабрикат більш високої якості, ніж ДДМ, при збереженні УРЕ на рівні традиційного дефібрерного способу. Основними його умовами є суворий контроль температури в зоні дефібрування і її підтримку на рівні, що сприяє процесу розділення деревини на волокна.
У зв'язку з тим, що на підприємствах Росії та інших країн СНД основна кількість дефібрерной маси проводиться на ланцюгових дефібрерах і в перспективі зниження її виробництва зазначеним методом не передбачається, стає очевидною актуальність таких розробок, спрямованих на підвищення якості дефібрерной маси при незначних капітальних вкладеннях в реконструкцію діючого обладнання.
При всіх перевагах, термодефібрірованіе є лише одним із методів удосконалення традиційного дефібрерного способу виробництва деревної маси.
Дослідницькі роботи щодо поліпшення якості ДДМ шляхом підвищення тиску при дефібруванням проводилися ще в 50-і роки, проте отримані результати не набули промислового впровадження.
У 1977р. фірма Tampella (Фінляндія) і MoDo Cell (Швеція) спільно продовжили дослідження щодо отримання дефібрерной деревної маси при підвищеному тиску (ДМД). Результати виявилися вельми обнадійливими: показники механічної міцності ДМД були значно вище, ніж у ДДМ, при збереженні на колишньому рівні оптичних властивостей і тому ж УРЕ / 5 /.
Перша дослідно-промислова установка по отриманню ДМД була введена в експлуатацію на підприємстві Віге (Швеція) у травні 1979р., А в червні того ж року стала до ладу дослідно-промислова установка з виробництва ДМД на підприємстві Ahjala фірми Enso-Gutzeit (Фінляндія).
Експлуатація даних установок показала легкість і надійність управління дефібрерах, що працюють під тиском.
Одна з основних особливостей технологічної схеми виробництва ДМД (крім двухпрессового дефібрера) - наявність згущувача, що дозволяє відокремити гарячу воду і використовувати її як сприсковой води в дефібрерах, тобто створити так званий "гарячий контур" дефібрера.
Перша промислова установка ДМД впроваджена в 1980р. на підприємстві - Myllykoski OY (Фінляндія).
В даний час спосіб отримання ДМД застосовується, або буде впроваджено більш, ніж на 20 підприємствах Фінляндії, Швеції, Німеччини, Австрії, Шотландії, Японії, США, Чилі, ПАР.
У світовій целюлозно-паперової промисловості експлуатується або замовлено близько 100 дефібрерах, що виготовляють ДМД. Обсяг виробництва ДМД складає більше 2 млн. т на рік.
Перелік діючих установок з виробництва ДМД наведено в кінці монографії.
Аналіз роботи установок з виробництва ДМД і результати дослідно промислових досліджень, проведених фірмою Valmet щодо вдосконалення методу виробництва напівфабрикатів високого виходу, дозволяють відзначити його основні переваги:
· Більш високі показники механічної міцності, порівняно з ДДМ;
· Мале відміну оптичних і друкарських властивостей, а також виходу ДДМ і ДМД;
· Значно нижчий УРЕ при виробництві ДМД, ніж при виробництві ТММ / ХТММ (при рекуперації тепла, що утворюється при виробництві МУРЕ, може бути нижче, ніж при виробництві ДДМ);
· Можливість використання в якості сировини деревину осики;
· Подальше вдосконалення технології ДМД і розробка способу ДМД-С і ДДМ-70 дозволяє поліпшити якість напівфабрикату;
· Отримання напівфабрикату високої білизни (76% ISO і більше) при отбелке ДДМ у вежі або при подачі відбілюючого реагенту спільно зі сприсковой водою при дефібруванням;
· Можливість повністю автоматизувати процес отримання напівфабрикату і скоротити чисельність обслуговуючого персоналу;
· Можливість виготовлення ДМД у вигляді товарної маси.
Більш висока вартість обладнання для виробництва ДМД у порівнянні з ДДМ окупається за рахунок зниження вмісту целюлози в композиції паперу, підвищення її якості, збільшення терміну експлуатації обладнання і меншої кількості обслуговуючого персоналу.
В даний час відомі такі різновиди ДМД:
§ власне ДМД (PGW) - напівфабрикат, одержуваний при дефібруванням балансів при температурі сприсковой води 70 - 95 ° С і тиску 2,5 кгс / см 2;
§ ДМД 70 (PGW 70) напівфабрикат, одержуваний при температурі сприсковой води 70 ° С і тиску 2,5 кгс / см 2;
§ ДМД 95 (PGW 95) напівфабрикат, одержуваний при температурі сприсковой води 95 ° С і тиску 2,5 кгс / см 2;
§ ДМД-С (PGW-SUPER) напівфабрикат, одержуваний при дефібруванням балансів при температурі сприсковой води 95 - 120 ° С і тиску 4,5 кгс / см 2;
§ ДМД-S 95 (PGW-S 95) - напівфабрикат, одержуваний при температурі сприсковой води 95 ° С і тиску 4,5 кгс / см 2;
§ ДМД-S 120 (PGW-S 120) - напівфабрикат, одержуваний при температурі сприсковой води 120 ° С і тиску 4,5 кгс / см 2;
§ ХДМД - хімічна ДМД (CPGW) - напівфабрикат, одержаний по режиму виготовлення ДМД, але з додаванням хімічних реагентів з сприсковой водою при дефібруванням;
§ ХДМД-С (CPGW-S) - напівфабрикат, одержаний по режиму виготовлення ДМД-С, але з додаванням хімічних реагентів з сприсковой водою при дефібруванням
2. Що таке Деревна маса
Деревної маси - це волокнистий напівфабрикат, одержуваний механічним поділом деревини на волокна. Відкриття цього методу належить німецькому винахіднику Ф. Келлером, який у
Деревна маса - один із самих економічних напівфабрикатів: при її виготовленні досягається 95-96%-ний вихід волокна з деревини. У виробництві деревної маси відсутні процеси варіння, приготування та регенерації хімікатів, що значно знижує забрудненість навколишнього середовища і вимагає менше дорогих очисних споруд.
Завдяки дешевизні і доступності деревна маса знайшла широке застосування у виробництві паперу і картону. Деревна маса входить до композиції переважної більшості видів паперово-картонної продукції в межах від 10 до 90%. Питома вага деревної маси в балансі волокнистих напівфабрикатів паперово-картонного виробництва становить близько 40%. Проте, маючи незаперечні переваги перед іншими волокнистими напівфабрикатами, деревна маса в той же час має ряд істотних недоліків: низькою порівняно з целюлозним міцністю паперового листа, високими вимогами до якості деревної сировини і високою питомою витратою електроенергії при її виробництві.
3. Методи виробництва деревної маси
Виробництво дефібрерной деревної маси
В даний час існує два методи виробництва деревної маси - дефібрерний і рафінерна. У першому методі деревна маса виробляється стиранням пиломатеріалів абразивною поверхнею каменю в дефібрерах; вона отримала назву дефібрерная деревна маса (ДДМ). У другому методі деревна маса виробляється з відходів помелом їх в дискових млинах і називається рафінерна деревної масою (РДМ). Види деревної маси, методи отримання, характеристика якості і область застосування наведені в таблиці (клікабетельно).
Загальна схема виробництва дефібрерной деревної маси. Для виробництва дефібрерной деревної маси в більшості випадків застосовується малосмолістая високоякісна деревина ялиці та смереки у вигляді балансів. Підготовка деревини здійснюється так само, як і для целюлозного виробництва. Баланси, після розпилювання на відрізки довжиною 1,2 -
Дефібруванням деревини. Виробництво дефібрерной деревної маси здійснюється в дефібрерах. Застосовувані в промисловості дефібрерах, незважаючи на велику різноманітність конструкцій, принципово відрізняються лише системою подачі балансів до основного робочого органу - дефібрерному каменю. Найбільший розвиток і поширення в промисловості знайшли тільки два типи дефібрерах - ланцюгові і двухпрессовие.
Пристрій і роботу дефібрера розглянемо на прикладі ланцюгового дефібрера ДЦ-04-1. Робочий орган дефібрера - керамічний дефібрерний камінь діаметром 1810 мм - Розташований всередині станини.
Камінь закріплений на головному валу і приводиться в обертальний рух від електродвигуна. Частота обертання вала 300 хв-1. Над каменем розташована шахта для завантаження балансів. У нижній частині шахти уздовж твірної каменю закріплені гребінки, утримують баланс у зоні дефібрування. При першому пуску ланцюгового дефібрера баланси довжиною 1,2 м укладаються в шахту вручну. Потім вони надходять в шахту з лінії завантаження дефібрерах. До обертається каменю баланси зі швидкістю 90-110 мм / хв подаються під дією маси штабеля і під тиском виступів рухомих вниз ланцюгів.
Дефібрерние каміння є основним робочим органом дефібрера. Від стану робочої поверхні каменя в значній мірі залежать якість деревної маси, продуктивність дефібрера і витрата електроенергії. Камінь повинен мати високу механічну міцність, термо-і кислотостійкість, так як він працює з великою окружною швидкістю під великим тиском і при значних коливаннях температури. Застосовуються штучні кварцево-цементні та керамічні камені.
Кварцево-цементні камені складаються з армованого сталевими кільцями бетонного, сердечника і робочого абразивного шару. У абразивний шар входять зерна абразивного матеріалу - кварцевого піску, наждаку або електрокорунду, скріпленого цементним сполучною Основним їх недоліком є короткий термін служби (2-3 міс). У залежності від величини зерен абразивного матеріалу, що утворюють робочий шар, камені призначаються для вироблення деревної маси різного характеру помелу.
Керамічні камені як абразивного матеріалу містять корунд, електрокорунд або карбід кремнію. Сполучною служить суміш вогнетривкої глини, польового шпату та інших речовин. Абразивний шар складається із сегментів, що прикріплюються болтами до бетонного сердечникові. Керамічні камені володіють великою міцністю і твердістю і можуть працювати за високих окружних швидкостях. Термін служби каменю 2-3 роки. Деревна маса, що отримується цим методом, більш однорідна, але має меншу міцність через розрізання волокон деревини.
Процес дефібрування є складним і умовно поділяється на два - поділ деревини на волокна (власне дефібруванням) і розмел волокон. Сумарний процес протікає в зоні дефібрування, під якою розуміють зону контакту деревини з поверхнею каменю, і представляється наступним чином. Висока температура (до 170-190 ° С), що виникає внаслідок тертя в зоні дефібрування, викликає інтенсивне пароутворення, яка обумовлює розм'якшення і пластифікації деревини, ослаблення зв'язків між волокнами. Шари волокон з ослабленими зв'язками відриваються і розщеплюються абразивними зернами поверхні каменя на пучки і окремі волокна. Волокна додатково поділяються, розробляються і розмелюються на робочій поверхні каменя і виносяться з зони дефібрування. Очищення каменя проводиться двома способами: змиванням зворотному водою, підведеної до сприском, або змиванням водою і зануренням каменя в деревну масу, яка збирається у ванні дефібрера.
До основних факторів, що впливає на продуктивність дефібрера і якість деревної маси, відносяться: питомий тиск балансів на камінь температура і концентрація маси в ванні дефібрера при дефібруванням із зануренням каменя в масу; окружна швидкість каменю; стан його поверхні і якість балансів.
Деревної масою називаються волокнисті напівфабрикати, що виробляються шляхом механічного поділу деревини на волокна. Виробництво деревної маси в даний час складає близько 22 об. % Від обсягу вироблюваних з рослинної сировини волокнистих напівфабрикатів. У залежності від конструктивного оформлення процесу всі види деревної маси ділять на дві великі групи:
- Деревна маса, що виробляється з балансів (дефібрерная деревна маса);
- Деревна маса, що виробляється з тріски (механічна деревна маса).
Дефібрерная деревна маса (ДДМ) утворюється при стиранні деревини абразивною поверхнею спеціальної кераміки. Сировиною служить деревина у вигляді балансів. Апарат для виробництва ДДМ називається дефібрерах, а робочий орган, що виробляє стирання, - дефібрерним каменем.
4. Властивості деревної маси
Якість деревної маси оцінюють за характером розмелювання і ступеня помелу, за фракційним складом, сорности і білизні, за міцнісними властивостями.
За характером розмелювання розрізняють жирну і худу (САДК) деревну масу.
Жирна маса містить велику кількість роздавлених і розщеплених фібрил з роздробленими у вигляді бахроми кінцями; вона важче віддає воду, але має більш високу міцність.
Для худої маси характерні неопрацьовані волокна, короткі уривки волокон, невелика кількість фібрил; худа маса легко віддає воду, папір з неї пухка і менш міцна. Кількісною характеристикою даної властивості є ступінь помелу.
Ступінь помелу визначається шляхом вимірювання інтенсивності зневоднення певної кількості волокнистої суспензії в спеціальному приладі. У ряді країн ступінь помелу вимірюють як садкость по стандартному канадському методу і виражають у мілілітрах. В інших країнах, в тому числі і в Росії, ступінь помелу виражають у градусах шоппер-Ріглер (° ШР). Величина ступеня помелу залежить від призначення ДДМ. Для виробництва картону виробляється напівфабрикат із ступенем помелу від 20 до 60 ° ШР, для газетного паперу - 68-72 ° ШР, для друкарського паперу - 75-78 ° ШР і т. д.
Фракційний склад ДДМ дуже неоднорідний і визначається шляхом сортування деревної маси на наборі металевих сит. У Росії випускаються апарати фракціонатори ФДМ з ситами № 9, 20 і 40. Номер сита дорівнює числу отворів на 1 см його довжини. Для перекладу сита з одиницею "меш" в метричну систему використовується коефіцієнт перерахунку, який дорівнює 0,4. Аналізована проба розділяється на чотири фракції: три перші - залишки на відповідних ситах, четверта, сама дрібна, називається мельштоф. Фракційний склад характеризують часткою кожної фракції (у відсотках) від вихідного зразка ДДМ.
Засміченість ДДМ визначається підрахунком числа смітинок певного розміру в спеціально підготовленому зразку в перерахунку на 1 м2 зразка.
Ступінь білизни визначають порівнянням випробуваного зразка з еталоном, білизна якого приймається за 100%; еталоном зазвичай служить платівка, покрита сульфатом барію або сульфатом магнію.
Міцність ДДМ, як правило, характеризують опором розриву. Перед виготовленням виливків для визначення міцнісних властивостей, ДДМ, на відміну від інших волокнистих напівфабрикатів, додаткового розмелу не піддають.
У Росії виробляють ДДМ п'яти марок - А, Б, В, Г, К (табл. 15.2.57) відповідно до ГОСТ 10014-73.
Засміченість (число смітинок на 1 м2 ):
на площі понад 0,1 до 0,5 мм2, не більше 500 (А) 800 (Б) 1200 (В)
на площі понад понад 0,5 мм2 Не допускається (А)
на площі понад понад 0,1 до 1,0 мм2, не більше 2700 (Г)
Білизна,%, не менше 72 Не нормується (А)
А і Б призначені для виробництва газетного, друкарського і писального видів паперів в композиції з сукна і біленої целюлозою;
В - для писальної кольоровий, обкладинкового, афішної паперу і картону в композиції з сукна целюлозою, а також для паперу та картону з покривним шаром;
Г - під час вироблення ряду паперів технічного призначення (обгорткового, шпульній та ін);
К - при виробництві коробкового та палітурного картону.
Схема виробництва дефібрерной деревної маси
Підготовлена для переробки деревина завантажується в дефібрерах, в яких проводиться її стирання. Отримана волокниста маса містить велику кількість забруднень і домішок (залишки грунту, кори, тріски, великі неопрацьовані пучки волокон). Відділення забруднень і домішок проводиться шляхом сортування і очищення.
Великі частинки деревини, які є відходами сортування, подрібнюються і спільно з відходами тонкого сортування розмелюються. Застосовувані для розмелювання млини називають рафінерія, а отриману волокнисту суспензію - рафінерна масою.
Споживчі властивості деревної маси формуються в процесі дефібрування, тобто її не піддають додатковому розмелу.
5. Процес дефібрування
Всі дефібрерах мають наступні функціональні основні вузли: що обертається дефібрерний камінь, пристрої для подачі і притиску деревини до каменя, ванну під каменем для збору деревної маси, пристрій для насічки каменю. За способом подачі балансу до дефібрерному каменю дефібрерах можуть бути пресові, шахтні та кільцеві.
Дефібрерний камінь - основний робочий орган дефібрера - має циліндричну форму з отвором у центрі для сталевого вала. Стан його поверхні вирішальним чином впливає на параметри дефібрування - продуктивність, енерговитрати, властивості деревної маси. Дефібрерние камені повинні мати високу механічну міцність, стійкістю до температурних коливань, однорідністю структури робочого шару, твердістю, пористістю і т. д. Випускаються кварцево-цементні, електрокорундовие на цементній основі і керамічні дефібрерние камені.
Найбільш істотний вплив на процес дефібрування і якість деревної маси надають такі технологічні фактори: порода і якість деревини, вологість сировини, окружна швидкість дефібрерного каменю, питомий тиск на поверхню каменю, якість робочої поверхні каменю, температура і концентрація маси, глибина занурення каменя в волокнисту суспензію .
Основними породами для вироблення ДДМ є ялина і ялиця. З листяних порід для виробництва ДДМ в Росії використовується осика, а за кордоном тополя. Кращі міцнісні властивості має деревна маса з ялини. Найбільш придатна для виробництва ДДМ свіжозрубана деревина вологістю 40-42%. При зберіганні деревини бажано, щоб її вологість не опускалася нижче 30-35%. Однак для виробництва деяких видів паперів краще застосовувати ДДМ з сухого балансу.
Ялицевий баланс в порівнянні з ялинової деревиною дає деревну масу зі зниженими показниками ступеня помелу і міцності. Осинову деревину слід дефібріровать окремо.
6. Удосконалені способи дефібрування
Безванное дефібруванням являє собою спосіб дефібрування, при якому нижня частина каменю не стосується волокнистої маси в ванні. До його переваг можна віднести меншу кількість важко контрольованих чинників; отримання більш однорідної маси і поліпшення умов роботи папероробних машин; підвищення на 7-10% продуктивності.
Основна перевага способу дефібрування під тиском [80] залежить від можливості підвищення температури маси в ванні дефібрера до 120-125 ° С, що дозволяє регулювати і підтримувати температуру в зоні дефібрування на оптимальному рівні. У деревної маси, отриманої під тиском 270-300 кПа (ДМД), переважає довговолокнистих фракція, тому міцність ДМД на 15-20% вище в порівнянні з ДДМ. Деревна маса, яка виробляється під тиском до 500 кПа (фірма "Тампела") - "супер-ДМД" (ДМД-С) - відрізняється від ДМД більш високим вмістом довговолокнистої фракції і кращими властивостями міцності (табл. 15.2.58).
Властивості деревних механічних мас, отриманих при різних умовах дефібрування [80] Параметри Вид волокнистого напівфабрикату
ДДМ ДМД ДМД-С
Температура сприсковой води, ° С 70 85 70 85 105 70 85 105 140
Зміст довговолокнистої фракції, мас. % 18 16 27 32 32 30 33 33 39
Зміст дріб'язку, мас. % 40 43 33 30 33 30 29 30 29
Щільність, кг/м3 451 456 446 456 444 441 447 453 439
Опір розриву при розтягуванні, Нм / г 63 33 43 45 44 42 44 1946 1948
Опір роздиранню, мН × м2 / г 4,1 3,7 5,4 5,7 5,8 5,7 5,6 5,9 5,6
Пористість, з 68 58 96 112 129 93101140157
Білизна,% 61 59 64 64 61 62 63 62 59
Питома витрата енергії (УРЕ), кВт × год / т 1710 1890 1630 1620 1560 1550 1690 1590 1510
Для підвищення білизни рекомендовано додавати до оборотної воду, що подається на сприску дефібрера, невелика кількість отбеливающих реагентів (дитіонітів натрію або пероксиду водню). Волокнисті напівфабрикати, одержувані в такий спосіб, отримали назву "хімічна механічна маса тиску" (ХДМД і ХДМД-С).
Процес двоступінчастого виробництва деревної маси передбачає поділ деревини на волокна (дефібруванням) здійснювати на дефібрерах, а поділ волокна на фібрили (фібріллірованіе) проводити з використанням дискових розмелювальною пристроїв (рафінерія). Головне достоїнство способу - підвищення продуктивності дефібрерах на 50-70%.
Подальшим розвитком цього напрямку можна вважати спосіб підвищення продуктивності дефібрерах і поліпшення якості деревної маси за рахунок хімічної обробки грубої фракції перед її помелом. Для обробки використовують сульфіт і гідросульфіт натрію, суміш сульфіту натрію і тринатрійфосфату. Позитивний ефект пов'язаний з деяким хімічним модифікуванням лігніну. Отримана волокниста маса характеризується низькою кострічностью і хорошими властивостями міцності: опір розриву й продавлюванню приблизно на 20% вище в порівнянні з ДДМ.
Камінь закріплений на головному валу і приводиться в обертальний рух від електродвигуна. Частота обертання вала 300 хв-1. Над каменем розташована шахта для завантаження балансів. У нижній частині шахти уздовж твірної каменю закріплені гребінки, утримують баланс у зоні дефібрування. При першому пуску ланцюгового дефібрера баланси довжиною
Дефібрерние каміння є основним робочим органом дефібрера. Від стану робочої поверхні каменя в значній мірі залежать якість деревної маси, продуктивність дефібрера і витрата електроенергії. Камінь повинен мати високу механічну міцність, термо-і кислотостійкість, так як він працює з великою окружною швидкістю під великим тиском і при значних коливаннях температури. Застосовуються штучні кварцево-цементні та керамічні камені.
Кварцево-цементні камені складаються з армованого сталевими кільцями бетонного, сердечника і робочого абразивного шару. У абразивний шар входять зерна абразивного матеріалу - кварцевого піску, наждаку або електрокорунду, скріпленого цементним сполучною Основним їх недоліком є короткий термін служби (2-3 міс). У залежності від величини зерен абразивного матеріалу, що утворюють робочий шар, камені призначаються для вироблення деревної маси різного характеру помелу.
Керамічні камені як абразивного матеріалу містять корунд, електрокорунд або карбід кремнію. Сполучною служить суміш вогнетривкої глини, польового шпату та інших речовин. Абразивний шар складається із сегментів, що прикріплюються болтами до бетонного сердечникові. Керамічні камені володіють великою міцністю і твердістю і можуть працювати за високих окружних швидкостях. Термін служби каменю 2-3 роки. Деревна маса, що отримується цим методом, більш однорідна, але має меншу міцність через розрізання волокон деревини.
Процес дефібрування є складним і умовно поділяється на два - поділ деревини на волокна (власне дефібруванням) і розмел волокон. Сумарний процес протікає в зоні дефібрування, під якою розуміють зону контакту деревини з поверхнею каменю, і представляється наступним чином. Висока температура (до 170-190 ° С), що виникає внаслідок тертя в зоні дефібрування, викликає інтенсивне пароутворення, яка обумовлює розм'якшення і пластифікації деревини, ослаблення зв'язків між волокнами. Шари волокон з ослабленими зв'язками відриваються і розщеплюються абразивними зернами поверхні каменя на пучки і окремі волокна. Волокна додатково поділяються, розробляються і розмелюються на робочій поверхні каменя і виносяться з зони дефібрування. Очищення каменя проводиться двома способами: змиванням зворотному водою, підведеної до сприском, або змиванням водою і зануренням каменя в деревну масу, яка збирається у ванні дефібрера.
До основних факторів, що впливає на продуктивність дефібрера і якість деревної маси, відносяться: питомий тиск балансів на камінь температура і концентрація маси в ванні дефібрера при дефібруванням із зануренням каменя в масу; окружна швидкість каменю; стан його поверхні і якість балансів.
Деревної масою називаються волокнисті напівфабрикати, що виробляються шляхом механічного поділу деревини на волокна. Виробництво деревної маси в даний час складає близько 22 об. % Від обсягу вироблюваних з рослинної сировини волокнистих напівфабрикатів. У залежності від конструктивного оформлення процесу всі види деревної маси ділять на дві великі групи:
- Деревна маса, що виробляється з балансів (дефібрерная деревна маса);
- Деревна маса, що виробляється з тріски (механічна деревна маса).
Дефібрерная деревна маса (ДДМ) утворюється при стиранні деревини абразивною поверхнею спеціальної кераміки. Сировиною служить деревина у вигляді балансів. Апарат для виробництва ДДМ називається дефібрерах, а робочий орган, що виробляє стирання, - дефібрерним каменем.
4. Властивості деревної маси
Якість деревної маси оцінюють за характером розмелювання і ступеня помелу, за фракційним складом, сорности і білизні, за міцнісними властивостями.
За характером розмелювання розрізняють жирну і худу (САДК) деревну масу.
Жирна маса містить велику кількість роздавлених і розщеплених фібрил з роздробленими у вигляді бахроми кінцями; вона важче віддає воду, але має більш високу міцність.
Для худої маси характерні неопрацьовані волокна, короткі уривки волокон, невелика кількість фібрил; худа маса легко віддає воду, папір з неї пухка і менш міцна. Кількісною характеристикою даної властивості є ступінь помелу.
Ступінь помелу визначається шляхом вимірювання інтенсивності зневоднення певної кількості волокнистої суспензії в спеціальному приладі. У ряді країн ступінь помелу вимірюють як садкость по стандартному канадському методу і виражають у мілілітрах. В інших країнах, в тому числі і в Росії, ступінь помелу виражають у градусах шоппер-Ріглер (° ШР). Величина ступеня помелу залежить від призначення ДДМ. Для виробництва картону виробляється напівфабрикат із ступенем помелу від 20 до 60 ° ШР, для газетного паперу - 68-72 ° ШР, для друкарського паперу - 75-78 ° ШР і т. д.
Фракційний склад ДДМ дуже неоднорідний і визначається шляхом сортування деревної маси на наборі металевих сит. У Росії випускаються апарати фракціонатори ФДМ з ситами № 9, 20 і 40. Номер сита дорівнює числу отворів на
Засміченість ДДМ визначається підрахунком числа смітинок певного розміру в спеціально підготовленому зразку в перерахунку на
Ступінь білизни визначають порівнянням випробуваного зразка з еталоном, білизна якого приймається за 100%; еталоном зазвичай служить платівка, покрита сульфатом барію або сульфатом магнію.
Міцність ДДМ, як правило, характеризують опором розриву. Перед виготовленням виливків для визначення міцнісних властивостей, ДДМ, на відміну від інших волокнистих напівфабрикатів, додаткового розмелу не піддають.
У Росії виробляють ДДМ п'яти марок - А, Б, В, Г, К (табл. 15.2.57) відповідно до ГОСТ 10014-73.
| Основні властивості дефібрерной деревної маси | Властивості | А | Б | У | Г | До | |
| Ступінь помелу, | ШР, | не більше 72 | 72 | 72 | - | - | |
| Розривна довжина, м, | не менше | 2900 | 2900 | 2600 | 2200 | 1900 | |
| Склад по довжині волокон, вміст фракції 1 (залишок на ситі № 9),% | 20 ± 3 | 20 ± 3 | 20 ± 3 | - | - |
на площі понад 0,1 до 0,5 мм2, не більше 500 (А) 800 (Б) 1200 (В)
на площі понад понад 0,5 мм2 Не допускається (А)
на площі понад понад 0,1 до 1,0 мм2, не більше 2700 (Г)
Білизна,%, не менше 72 Не нормується (А)
А і Б призначені для виробництва газетного, друкарського і писального видів паперів в композиції з сукна і біленої целюлозою;
В - для писальної кольоровий, обкладинкового, афішної паперу і картону в композиції з сукна целюлозою, а також для паперу та картону з покривним шаром;
Г - під час вироблення ряду паперів технічного призначення (обгорткового, шпульній та ін);
К - при виробництві коробкового та палітурного картону.
Схема виробництва дефібрерной деревної маси
Підготовлена для переробки деревина завантажується в дефібрерах, в яких проводиться її стирання. Отримана волокниста маса містить велику кількість забруднень і домішок (залишки грунту, кори, тріски, великі неопрацьовані пучки волокон). Відділення забруднень і домішок проводиться шляхом сортування і очищення.
Великі частинки деревини, які є відходами сортування, подрібнюються і спільно з відходами тонкого сортування розмелюються. Застосовувані для розмелювання млини називають рафінерія, а отриману волокнисту суспензію - рафінерна масою.
Споживчі властивості деревної маси формуються в процесі дефібрування, тобто її не піддають додатковому розмелу.
5. Процес дефібрування
Всі дефібрерах мають наступні функціональні основні вузли: що обертається дефібрерний камінь, пристрої для подачі і притиску деревини до каменя, ванну під каменем для збору деревної маси, пристрій для насічки каменю. За способом подачі балансу до дефібрерному каменю дефібрерах можуть бути пресові, шахтні та кільцеві.
Дефібрерний камінь - основний робочий орган дефібрера - має циліндричну форму з отвором у центрі для сталевого вала. Стан його поверхні вирішальним чином впливає на параметри дефібрування - продуктивність, енерговитрати, властивості деревної маси. Дефібрерние камені повинні мати високу механічну міцність, стійкістю до температурних коливань, однорідністю структури робочого шару, твердістю, пористістю і т. д. Випускаються кварцево-цементні, електрокорундовие на цементній основі і керамічні дефібрерние камені.
Найбільш істотний вплив на процес дефібрування і якість деревної маси надають такі технологічні фактори: порода і якість деревини, вологість сировини, окружна швидкість дефібрерного каменю, питомий тиск на поверхню каменю, якість робочої поверхні каменю, температура і концентрація маси, глибина занурення каменя в волокнисту суспензію .
Основними породами для вироблення ДДМ є ялина і ялиця. З листяних порід для виробництва ДДМ в Росії використовується осика, а за кордоном тополя. Кращі міцнісні властивості має деревна маса з ялини. Найбільш придатна для виробництва ДДМ свіжозрубана деревина вологістю 40-42%. При зберіганні деревини бажано, щоб її вологість не опускалася нижче 30-35%. Однак для виробництва деяких видів паперів краще застосовувати ДДМ з сухого балансу.
Ялицевий баланс в порівнянні з ялинової деревиною дає деревну масу зі зниженими показниками ступеня помелу і міцності. Осинову деревину слід дефібріровать окремо.
6. Удосконалені способи дефібрування
Безванное дефібруванням являє собою спосіб дефібрування, при якому нижня частина каменю не стосується волокнистої маси в ванні. До його переваг можна віднести меншу кількість важко контрольованих чинників; отримання більш однорідної маси і поліпшення умов роботи папероробних машин; підвищення на 7-10% продуктивності.
Основна перевага способу дефібрування під тиском [80] залежить від можливості підвищення температури маси в ванні дефібрера до 120-125 ° С, що дозволяє регулювати і підтримувати температуру в зоні дефібрування на оптимальному рівні. У деревної маси, отриманої під тиском 270-300 кПа (ДМД), переважає довговолокнистих фракція, тому міцність ДМД на 15-20% вище в порівнянні з ДДМ. Деревна маса, яка виробляється під тиском до 500 кПа (фірма "Тампела") - "супер-ДМД" (ДМД-С) - відрізняється від ДМД більш високим вмістом довговолокнистої фракції і кращими властивостями міцності (табл. 15.2.58).
Властивості деревних механічних мас, отриманих при різних умовах дефібрування [80] Параметри Вид волокнистого напівфабрикату
ДДМ ДМД ДМД-С
Температура сприсковой води, ° С 70 85 70 85 105 70 85 105 140
Зміст довговолокнистої фракції, мас. % 18 16 27 32 32 30 33 33 39
Зміст дріб'язку, мас. % 40 43 33 30 33 30 29 30 29
Щільність, кг/м3 451 456 446 456 444 441 447 453 439
Опір розриву при розтягуванні, Нм / г 63 33 43 45 44 42 44 1946 1948
Опір роздиранню, мН × м2 / г 4,1 3,7 5,4 5,7 5,8 5,7 5,6 5,9 5,6
Пористість, з 68 58 96 112 129 93101140157
Білизна,% 61 59 64 64 61 62 63 62 59
Питома витрата енергії (УРЕ), кВт × год / т 1710 1890 1630 1620 1560 1550 1690 1590 1510
Для підвищення білизни рекомендовано додавати до оборотної воду, що подається на сприску дефібрера, невелика кількість отбеливающих реагентів (дитіонітів натрію або пероксиду водню). Волокнисті напівфабрикати, одержувані в такий спосіб, отримали назву "хімічна механічна маса тиску" (ХДМД і ХДМД-С).
Процес двоступінчастого виробництва деревної маси передбачає поділ деревини на волокна (дефібруванням) здійснювати на дефібрерах, а поділ волокна на фібрили (фібріллірованіе) проводити з використанням дискових розмелювальною пристроїв (рафінерія). Головне достоїнство способу - підвищення продуктивності дефібрерах на 50-70%.
Подальшим розвитком цього напрямку можна вважати спосіб підвищення продуктивності дефібрерах і поліпшення якості деревної маси за рахунок хімічної обробки грубої фракції перед її помелом. Для обробки використовують сульфіт і гідросульфіт натрію, суміш сульфіту натрію і тринатрійфосфату. Позитивний ефект пов'язаний з деяким хімічним модифікуванням лігніну. Отримана волокниста маса характеризується низькою кострічностью і хорошими властивостями міцності: опір розриву й продавлюванню приблизно на 20% вище в порівнянні з ДДМ.