автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Разработка методов управления макроструктурой бумажного листа

Введение.

1. Изучение структуры бумаги с состояние проблемы)

2. Системный анализ структуры бумажного листа.

3. Анализ процесса управления структурой бумажного листа.

3.1. Вар1са и управление качеством бумаги.

3.2. Анализ управления качеством бумаги на БДМ.

3.2.1. Управление качеством бумаги при каландрировании.

3.2.2. Управление качеством бумаги на стадии сушки.

3.2.3. Управление качеством бумаги при прессовании.

3.2.4. Управление качеством бумаги при отливе и напуске.

3.3. Анализ операции размола волокнистых полуфабрикатов как основы для построения системы управления качеством бумаги.

4. Исследование применения нового типа размалывающих усилий для размола целлюлозы

4.1. Постановка цели исследования.

4.2 Исследование процесса обработки сульфатной целлюлозы в виброинерционной установке.

Выиводы

Лабораторная виброинерционная установка а - поперечный разрез масса

I - корпус; 2- крышка ;

3 ~ ротор 1

4 - передаточный вал; 5- дебаланс;

6 - подвижные грани ;

7 ~ выкодной штуцер ; для массы »

8 - ременная передача

9 - электродвигатель . б - сочленение ведущего вала и дебаланса

1 - вал;

2 - кольцо;

3 *- дебаланс путем поднятия-опускания подвижный граней установки.

Перед тем, как приступить к главной части работы, мы определили меканические показатели обоих используемых целлюлоз по стандартной методике. С табл.4.13. в ходе исследования проводился размол до степеней помола соответственно для: хвойной СФАБ целлюлозы: 30: 40: 50 и 60 град. ШР, а для лиственной СФАБ целлюлозы: 25: 35; 40; 50; 60 град. ШР.

Для проведения механических испытаний изготавливались отливки массой 60 г/кв.м.

При размоле на №У легко были получены указанные вьше значения степени помола. Помол регулировался путем изменения величины рабочего зазора. Значения рабочего зазора, при которых были получены соответствующие значения степени помола для обоих целлюлоз, указаны в табл. 4.2.

Из таблицы видно, что для достижения одной и той же степени помола в №У для хвойной целлюлозы требуется больший рабочий зазор, чем для лиственной целлюлозы. То есть, в ЕИУ хвойная целлюлоза размалывается легче, чем лиственная, объяснение чему будет дано ниже.

Относительно энергоемкости размола целлюлозы в ЕИУ, отметим следующее.

Размол в №У в 2-2,5 раза менее энергоемкий, чем в прочих аппаратах. Это четко прослеживается по данным о затрате времени на размол в различных аппаратах при одинаковой мощности привода. Эти данные сведены в табл. 4.3. Время размола на №У во всех опытах составило 3-5 мин.

Из масс всех степеней помола были изготовлены отливки и проведены их механические испытания. Данные о результатах меканическик испытаний otjhboic сведены в табл. 4.4 и 4.5.

Выявлены следующие тенденции. Механические показатели отливок из массы, размолотой в ВИУ, находятся в рамках некоторого диапазона при всех степенях помола. То есть, они не изменяются с ростом степени помола оассическим образом, как в случае размола в ПрА или ролле с рис. 4.4-4.11D, что говорит о ином механизме воздействия на волокна в ВИУ.

Отмечаются чрезвычайно низкие значения показателя сопротивления излому при размоле размоле в №У - не более 30-40 дв.пер. При этом наблюдаются значительные величины для показателей разрывной длины и сопротивления продавливанию: для хвойной СФАБ целлюлозы - 3000-3300 м и 2,8-3,3 кгс/кв.см соответственно: и для лиственной СФАБ целлюлозы - 2200-2500 м и 3-3,4 кгс/кв-см соответственно, что в целом уступает этим показателям для отливок из масс, размолотых в ЦРА и ролле. Хотя для массы, размолотой в ролле, это отставание невелико, а в ряде опытов оно отсутствует.

Для показателя сопротивления раздиранию значимых отличий между и другими аппаратами нет.

Такие результаты могут объясняться только иным механизмом воздействия на волокна в ВИУ.

Для того, чтобы получить больше данных для объяснения механизма размола целлюлозы в ВИУ и определения отличий в характере изменений волокон в ВИУ от прочих размалывающих аппаратов, были проведены комбинированные размолы исследуемой целлюлозы с проведением впоследствии механических испытаний отливок из полученных масс. Были проведены комбинированные размолы по следующим схемам: Ролл - ВИУ: ЦРА - ВИУ: Виу -Ролл. Был произведен размол по этим схемам до следующих зна

Зависимость разрытной длины от степени помола для лиственной СФАБ целлюлозы со ь

7 6 5

- 4 ь 3 го

ГС 2 сРеое, 1 (о 1 о

АЛЛА о фЛ.ЛЛ1 л л л мл

ЦРА

Ролл

20 30 40 50 60 степень помола, Граа. ШР Рис, 4.4

Зависимость сопротивления излому от степени Ь помола для лиственной СФАБ целлюлозы

15 л

• 11 о со а: sr ЕК о о

9 7 5 3 1

20 А ЦРА о

Ролл ВИУ

- 0 - - /

30 40 50 степень помола.

60

Град. ШР

Зависимость сопротивления продзвливанию от степени помола для лиственной СФАБ целлюлозы

7 6 5 4 3 2 1

20

30 40 50 Л 60

Степень помола. ШР

Рис. 4.6

Зависимость сопротивления раздиранию от степени помола для лиственной СФАБ целлюлозы

80

70 -60 50

40 30 20 10 У /

ЕИУ

Л>-ЛЛ

Ролл X

20

30

40 >.50 60

Степень помола, ШР

РИС. 4.7

Зависимость разрывной длины от степени помола для хвойной СФАБ целлюлозы со ь

7 6 ей 5 5 аз п со

4 3 2 1

20

ЦРА >

РОЛЛ

1 1

30 40 50 о

Степень помола, ШР

Рис. 4. 8

60

Зависимость сопротивления раздиранию от степени помола для хвойной СФАБ целлюлозы

110 с 90 я 80 го 70

5: п 60 го

Р» 50 f 40 ф 30 ю

О 20

Р.

С о о 10

20 о о

ЦРА

Ролл о ЕИУ

111

30 40 50.

Степень помола, ШР

Рис. 4.10

60 зависимость сопротивления продавливанию от степени помола для хвойной СФАБ целлюлозы X

ГО о

РЛ С о; X У

ГЕ

Ri О

Р» С О о

7 6 5 4 3 2 1

20

30 40 50 60

Степень помола, *ШР Рис. 4.11 го

1. М- Свойства бумаги. - М. : Лесная промьшлен-ностъ, 1986, 680 с.

2. Вайсман ЛМ Структура бумаги и методы ее контроля. М. : Лесная промышленность, 1973, 150 с.

3. Белавин в. А. Измерение неравномерности просвета бумаги. // Межвуз. сборник науч. трудов: Текнология бумаги и картона, 1989, с. 94-99.

4. Галактионов Б.В., Зайцев В.М., Сырников Ю.Н-, Ферсман И.А. Выбор оптимальных параметров для количественной оценки неоднородности просвета бумаги. // Межвуз. сборник науч. трудов: Химия и текнология целлюлозы и полуцеллюлозы, 1989,с. 32-36.

5. Ерыков Б. п. Неразрушающие методы исследования целлю-лозно-бумажнык и древесным материалов. М. : Лесная промьш!-ленность, 1977, 246 с.

6. Глуков Е.Е- Основные понятия о конструкционнык и тек-нологическик свойствах пластмасс. М.: Химия, 1970, 124 с.

7. Ястребов 0.И Применение техники сверхвысоких частот в целлюлозно-бумажном производстве. М. : Лесная промьш.лен-ность, 1977, 152 с.

8. Вороновская г.А., Ерыхов Б.П., Копыльцов A.A., Флятте ДМ. Сопоставление разрушан)шлих и неразрушающих методов исследования макроструктуры бумаги. В кн.: Химическая и механическая переработка древесины и древесных отходов, вып.4, Л.:1978, с. 126-133.

9. Ерыхов Б.п., Флятте ДМ. Применение метода крутильных колебаний для определения упругих характеирстик бумаги. //

10. Сборник Ж РФ АН СССР Вопросы долговечности документа, 1973, С-77-81.

11. Ерыков Б.п., Флятте ДМ- о чувствительности Физико-механическик критериев оценки макроструктуры бумаги // Лесной журнал, 1977, N5, с.119-125.

12. Труктенкова Н- Е., Смолин Н. Е. Межволоконное связеоб-разование как физико-кимический процесс // Сборник трудов ЕНИИБ М-: Лесная промью1ленность, 1973, вып. 63, с. 4-7.

13. Смолин А-С. Межволоконные связи и макроструктура бумаги и картона. Автореферат на соискание ученой степени доктора текническик наук. Санкт-Петербург,: 1999, 57 с.

14. Пузырев С- С., Савицкий Е. Е., Смолин А. С., Фомина М. Л. Факторы, влиящие на просвет бумажного листа. // Межвуз. сборник науч. трудов: Химия и текнология бумаги, 1978, вып- 6,с. 116-121.

15. Смолин A.C., Аксольрод Г.З. Текнология Оюрмования бумаги и картона. м.: Лесная промышленность, 1984, 120 с.

16. Миликовски М.0 механизме взаимодействий в бумагообра-ЗУЮ1ДИК гидрофильных системак / / Химия древесины, 1990, N1, с.69-78.

17. Пузырев С. С., Савицкий Е. Е., Смолин А. С., Фомина М. Л. влияние некоторых добавок на просвет бумажного листа. // Меж-вуз. сборник науч. трудов ЛТА: Химия и технология целлюолзы, вып. 6, с. 52-57.

18. Лядова Н-В., Смолин A.C. Формирование макроструктуры бумажного листа на сеточном столе // Сборник трудов ЕНИИБ 1984, Л. вып. 6, с. 16-20.

19. Галактионов Б.В., Зайцев В.М., Сырников Ю.Н., Ферсман И. А. Выбор оптимальных параметров для количественной оценки просвета бумаги. // Межвуз. сборник науч.трудов: Химия и технология целлюлозы и полуцеллюлозы, 1989. Л.: с.32-36.

20. Белавин В.А. Прибор для интегральной оценки неравномерности просвета бумаги. // Сборник науч. трудов ЕНИИБ: Исследование в области технологии технических и тароупаковочных видов бумаги и картона. 1984, Л.: с.85-95.

21. Сидоренко n.M., Грайдук С.Ф. Филиппов В.Е. Модернизированный прибор для измерения неравномерности просвета бумаги ИП // Целлюлоза, бумага и картон, N25, М.: 1983. с. 13-36.

22. Балмасов Е.Б. Измерение просвета бумаги // Бумажная промышленность, N5, 1960, с. 11-18.

23. Иванов С.Н. Технология бумаги. М.: Лесная промышленность, 1970, 695 С. .

24. Ястребов 0. и., Кундзич г.А. Непрерытный контроль Фи-зико-меканических свойств и дефектов бумажного полотна. М: Лесная промышленность, 1975, 216 с.

25. Donetstshaber А., Bullerutds А.В. Laser scanning ana-llser. Svensk paperstidning. 1972, V.IO, N13, p. 543-54629. Бывшев A.В., Савицкий Е.Е. Механическое диспергирование волокнистых материалов. - Красноярск., 1991, 210 с.

26. Tuner Р., Veturik Р., Woraeidorff F- The effect of chemical modification on the mechanical properties of paper.-Tappi, 1967, V-50, N5, p-227-230.

27. Page P-H-, EI-Hosscing F- The mecanlcal properties of single wood pulp fibers- TYie influence of defects. Svensk paperstidning- 1976, V. i l, N14- p. 471-474.

28. Tamolong F. N., Wangaard F. F., Kellog R.M. Strength and stiffness of hard wood fibers. Tappi, 1967, V.50, N2, p. 68-72.

29. Tamolong F. N., Wangaard F. F., Kellog R-M- Hard wood fiber str-ength and pulp sheet properties- Tappi, 1968, V. 51, N6, p. 19-25.

30. HaTTlasher KW. The automatie recor-ding of the loade-longatlon recorder. Tappi, 1962, V.51, N3, p. 237-246.

31. Килипенко A.B., Горелик H. M. Свойства волокон лиственничной целлюлозы и изменение их при размоле. // Межвуз. сборник науч- трудов: Лиственница и ее использование в народном хозяйстве, 1980, Красноярск-: с-90-96

32. Bergman 1-, Rerr-el I- The relation between fiber stregth. Svensk paperstidning. 1967, V.IO, N22, p. 757-771.

33. Perez М., Kallraes А. The role of fiber cut In paper properties. Pollmer science, 1971, V. 11, N36, p. 177-195.

34. Флятте ДМ. Бумагообразущие свойства волокнистык материалов. М.: Лесная промышленность, 1990, 136 с.

35. Апсит С. 0., Килипенко А. В. Бумагообразущие свойства волокнистык полуфабрикатов. М.: Лесная промышленность, 1972, 86 с.

36. Перекальская Н.П., Филатенков В.Ф. Влияние гемицеллю-лоз на процесс размола и свойства бумаги. Обзор. М.: Лесная промьш1ленность, 1962, 36 с.

37. Зорина Р.И., Федоров O.K. Влияние структуры полисака-рида на значение параметров уравнений кимической кинетики // Лесной журнал, 1986, N2, с. 84-87.

38. Роговин З.А. Химия целлюлозы, у м.: Лесная промышленность, 1972, 519 с.

39. Чурина л. А., Ануров В. и. Влияние надмолекулярной структуры сульфитнык целлюлозный волокон на изменение ик Фи-зико-меканическик показателей при размоле. // Сборник трудов ЦНШБ Исследование в области текноолгии бумаги, 1976, М.: N11, с. 103-106.

40. Dunecer В., Ncrclman L., 01 aff son L. D. Eteterral nation of strength of single fibers. Paper ja puu. 1965, V.47, N10, p. 539-552.

41. Воюцкий С.С- Курс коллоидной кимии.- М.: Химия, 1964, 574 С.

42. Ефремов и.С. Периодические коллоидные структуры.- М.:1. Химия, 1977, 192 с.

43. Рейзиньш Р.Э. Структурообразование в суспензиях целлюлозных волокон. Зинатне., 1987, 220 с.

44. Терентьев O.A. Гидродинамика волокнистой суспензии в ЦВП М.: Лесная промышленность, 1980, 440 с.

45. Смирнова Е.Г., Смолин A.C. О прочности влажного бумажного полотна. Сборник Трудов ВНИИБа, 1988, с. 69-75.

46. Никитин Н-И- Химия целлюлозы и древесины. А4-Л.: Гослесбумиздат, 1962, 712 с.

47. Корда И, Либнар 3., Прокоп И. Размол бумажной массы.-М.: Лесная промышленность, 1967, 420 с.

48. Энциоопедия полимеров. Под общей редакцией В.М.Сахарова, Т. 2. М.: Издательство "Советская знциклопедня",1964-1030 с.

49. Фенгел д., Бегенер Г. Древесина. М.: Лесная промышленность, 1988, 611 с.

50. Бюхер г. Прерывистость в микроскопической структуре древесных волокон. В кн. "Основные представления о волокнах, применяемых в бумажном производстве". М.: Гослесбумиздат, 1962, с. 14-42.

51. Робертсон A.A. Заметка об определении по методу проницаемости развития поверхности и набухания во время размола и рафинирования, в кн. "Основные представления о волокнах.применяемых в бумажном производстве". М.: Гослесбумиздат, 1962. с. 423-431.

52. Гиртц Г. В. Влияние размола на отдельные волокна. В кн. "Основные представления о волокнах, применяемых в бумажном производстве". м.: Гослесбумиздат, 1961, с.403-423.

53. Легоцкий С.С. Гончаров В.Н. Размалывающее оборудование и подготовка бумажной массы. м.: Лесная промышленность, 1990. 320 с.

54. Нордман л. С. Связи в листах бумаги. В кн. "Основные представления о волокнах, применяемых в бумажном производстве". М.: Гослесбумиздат. 1962, с. 346^-360.

55. Брянцева З . Е . , Москалева В. Е. Изменение ультраструктуры целлюлозного волокна сосны в процессе размола. Тезисы дооадов I Всесоюзной конференции по химии и физике целлюлозы. Рига.: 1975, с. 117-119.

56. Hardaker К.М., Brezinski I.P. The individual fiber properties of commercial pulp. Tappi, 1973, V. 56, N4, p. 154-157.

57. ЕРЫХОВ Б. П., Плотников А. П., СТОМКЯВИЧУС А. Ю О возможности однопараметрового неразрушающего контроля качества целлюлозно-бумажных материалов // Лесной журнал, 1977, N2, с.117-121.

58. Фролов м. В. Структурная механика бумаги. М.: Лесная промышленность , 1982, 271 с.

59. Kallraes 0.Т-, Corte Н., Bevrier G. The struktur of paper. Tappi, 1963, V.46, N8, p.493-502

60. Иванов C.H. К вопросу о прочности бумаги // Бумажная промышленность, 1948, N3, с.8-17

61. Page D- А theory for the tensile strength of paper. -Tappi, 1969, V.52,N4, p.674-681.

62. Ястребов 0-И-, Кундзич Г. A-Непрерывный контроль бизи-комеканических свойств и дефектов бумажного полотна. М.: Лесная промышленность, 1975, 216 с.

63. Меос A.M. О прочности бумаги на разрыв. Материалы ЦНИИБ, 1976, вып. 46, с-148-170

64. Международный стандарт I50-9000 С4)

65. Эйдлин И-Я- бумагоделательные и отделочные машины- -Гослесбумиздат, 1962,120 с.

66. Эйдлин И.Я. Отделка бумаги и картона на суперкаландрах. Труды ЛТИ ЦБП М., Гослесбумиздат, 1958, вып. 5, с. 15-23.

67. Флятте Д. М. Технология бумаги. М.: Лесная промьш1лен-ность, 1988, 440 с.

68. Смолин А. с., Смирнова Е. Г. Формирование прочности бумаги при прохождении ее по секи.иям БДМ--Межвуз- сборник науч. трудов: Мшны и аппараты ЦБП, Л.: 1990, с. 36-42.

69. Новиков н. Е. и др.Современные представления о процессе обезвоживания бумаги на прессе 1ДМ // Бумагоделательное машиностроение, 1967, вып. 15, с.70-77.

70. Богданов СВ. Филътрационно-компрессионные процессы при мокром прессовании и их воздействие на структуру бумажного полотна. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Л.: 1989, 21 с.

71. Александров A.В., Конев СИ. Методика определения режимов виброактивации бумажной массы на сетке БДМ. Меэвуз. сборник науч. трудов: М^иы и аппараты ЦБП, 1988, с. 162-166.

72. Александров А. В., Конев С. И. критерии оптимизации формования бумаги. Межвуз. сборник науч. трудов: М^иы и аппараты ЦБП, 1988, с. 166-170.

73. Конев СИ. Оптимизация формования структуры бумажного полотна в зоне отлива 1ДМ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата текническик наук. Хабаровск.,1984, 16 с.

74. Taliamori M., Motegi S. Optimizing f locculation and dranage for micropaticle sisteras by controlling zeta potential. Tappi, 1997, V.61, Ni, p.262-270.

75. Легоцкий С С. Лаптев К. Н. Размол бумажной массы. -М. : Лесная промышленность, 1980, 91 с.

76. Atack 0. Les progres du raffinage. ReVu Atip, 1979, V33 N6, p. 269-277.

77. Трухтенкова H. E., Смолин A. С Межволоконное связеобра-зование как Физико-химический процесс.-Сборник трудов ЕНИИБа, 1973, вып. 63, С-4-7.

78. Гурьянов В. Е-, Сежина Л. И-, Пермякова Т. Н- Организация условий размола беленой березовой целлюлозы на дисковых мельницах // Бумажная промышленность, N10, 1990, с-11-12

79. Трухтенкова И. Е., Смолин А- С-, Михайлова В- И. Об активации способности целлюлозных волокон к межволоконному свя-зеобразованию. Сборник трудов ВНИИБа, Л.: 1975, вып. 68, с. 12-17.

80. Иванов С.Н. Теория и практика размола. // Сборник науч. трудов: Размол бумажной массы,'1956, Гослесбумиздат, с. 20-29.

81. Nlsser Н. Mafnlng av fiber siispeT7sioners filter bar-be. Svenst papperstldning. 1977, N9, p. 265-284.

82. Mc Quilling D., Hering A., Downing T. Advanced device provides comprehensive process analisis. Svenst paperstid-nlng. 1986, N11, p. 30-34.

83. Dentorth D. W. El conoslmerto de la refinacion de discos. Atep. 1972, V.16, N12, p. 445-454.

84. Brecht W. Pohe A. Beating control by means of the 1MSET fiber separator. Das papier. 1956, V.16, N17/18, p. 405-412.

85. Lennart E., Hill T. Fiber caracterrlsenlng by means laser. Svensk paperstidnlng, 1972, V.19, N13, p. 540-543.

86. Donetshiber A., Billeruds A.B. Laser scanning anali-ser. Svenst paperstidnlng, 1972, N13, p.543-546.

87. Литвинова З.Ф., Гончарова Г.И., Ершов Л.В. О влиянии фракционного состава массы на прочностные свойства бумаги. // Сборник науч.трудов: Исследование структуры и свойств бумаги, 1983, с. 36-40.

88. Гончаров В. н. Силовые факторы в дисковой мельнице и их влияние на процесс размола // Бумажная промышленность, N5, 1971, С.12-14

89. Аким С. г. Разработка технологии получения из осиновой древесины химико-механического полуфабриката с повышенным.

90. АвтореФенат диссертации на соискание ученой степени кандидата техническик наук. Л.: 1989, 16 с,

91. Аким С. Г-, Зорина Р. И., Глухова Н. Р., Чудаков М. И. Микрострукткра клеточных стенок химико-механической массы давления, полученной из осиновой древесины. // Химия древесины, N4, 1985, с. 107-110.

92. Беттчер Э. Расход энергии и затраты на нее при производстве древесной массы различных видов. // Пер. с англ. HID бумпром под ред. С.С-Пузырева. Л.: 1986, 14 с.

93. Салмен Л- Влияние частоты механической обработки на усталость древесины. // Пер. с англ. ffTD бумпром. под ред. С-С-Легоцкого- Л.: 1985, 19 с.

94. Беккер г., Хюглунд Ф. Частота и температура при размоле щепы. // Пер- с англ. ffTD бумпром. под ред. А.А.Трух-тенковой- Л.: 1986, 19 с.