автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Влияние содержания ионов натрия в воде на набухание и размол волокнистых полуфабрикатов

Кузнецова Лариса Викторовна

ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ИОНОВ НАТРИЯ В ВОДЕ НА НАБУХАНИЕ И РАЗМОЛ ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ

05.21.03 - Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

О 3 ¿011

Архангельск 2011

4843555

Работа выполнена на кафедре технологии целлюлозно-бумажного производства Северного (Арктического) Федерального университета и ОАО «Полотняно-Заводская бумажная фабрика»

Научный руководитель - доктор технических наук

Дулькин Дмитрий Александрович

Научный консультант - кандидат технических наук

Спиридонов Валентин Александрович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Ведущая организация: Уральский государственный лесотехнический университет (УГЛТУ), г. Екатеринбург

Защита состоится «17» февраля 2011 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.008.02 в Северном (Арктическом) Федеральном университете по адресу: 163002, г. Архангельск, Набережная Северной Двины, 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северного (Арктического) Федерального университета.

Автореферат разослан «14» января 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Смолин Александр Семенович

кандидат химических наук Почтовалова Александра Сергеевна

кандидат химических наук, доцент

Т.Э. Скребец

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Влияние состава природной речной воды на систему водооборота, работу БДМ и качество тарного картона зачастую не учитывается. Вместе с тем, в природе компонентный состав речной воды, содержание в ней растворенных и взвешенных веществ меняются в зависимости от метеорологических условий, сезонных колебаний, геологических особенностей водоема, состава почвы, воздействия водной растительности, живых организмов и т.д. Все это оказывает значительное влияние на производство бумага и картона (ухудшение проклейки, снижение физико-механических показателей продукции, образование отложений, ценообразование и т.д.).

При анализе сезонных изменений в составе природной речной воды, прежде всего, рассматриваются компоненты, оказывающие влияние на процессы окрашивания картона (ионы Рс2+'3+, Мп2+, и др.), его проклейки (гуминовые кислоты, соли жесткости Са2+, М§2+), биологической активности (образование слизи в технологическом потоке). В то же время, не учитываются существенные сезонные изменения содержания ионов в природной речной и производственной воде, которые могут влиять на процессы набухания и размола волокнистых полуфабрикатов.

В связи с этим, анализ изменений в компонентном составе природной речной воды, и соответственно в системе водооборота БДМ, и поиск наиболее значимых причин, вызывающих снижение качества продукции, с последующей разработкой профилактических мер, является актуальным направлением исследований.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование влияния сезонных изменений содержания ионов в природной речной воде и как следствие, в системе водопользования БДМ на набухание, размол волокнистых полуфабрикатов и качество готовой продукции.

Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать сезонные изменения компонентного состава природной речной воды, прежде всего, касающиеся содержания ионов Ыа+.

2. Исследовать влияние количественного содержания ионов Ыа+ в природной речной воде и системе водооборота БДМ на характеристики готовой продукции.

3. Изучить взаимосвязь процесса разволокнения бумажной массы в гидро-разбивателе с бумагообразующими свойствами готовой продукции.

4. Установить взаимосвязь продолжительности размола бумажной массы с содержанием ионов в воде.

5. Исследовать взаимосвязь содержания ионов Иа+ в производственной воде с деформационными и прочностными свойствами волокнистых полуфабрикатов.

6. Обосновать технологические решения по регулированию содержания ионов в системе водопользования с целью улучшения процессов набухания и размола волокнистых полуфабрикатов и технологии тарного картона в целом.

Научная новизна. Определено положительное влияние содержания ионов № в системе водооборота БДМ на технологию тест-лайнера, бумаги для гофрирования и писчих видов бумаги. Установлено, что снижение количественного содержания ионов Ыа+ в речной воде вследствие паводка или в период сезонных

проливных дождей должно компенсироваться добавлением в систему водообо-рота БДМ до содержания ионов Na+ 2,5.. .4,0 г/л.

Практическая ценность. Доказано, что регулирование содержания ионов Na+ до 2,5...4,0 г/л в системе водооборога БДМ в периоды резких сезонных изменений состава природной речной воды позволяет стабилизировать качество вырабатываемой продукции на ОАО «Полотняно-Заводская бумажная фабрика», ООО «Сухонский ЦБК», ОАО «Полиграфкартон». Рекомендации подтверждены актом опытно-промышленной выработки на БДМ № 1 и БДМ № 2 ОАО «Полотняно-Заводская бумажная фабрика» (Приложение Г в диссертационной работе). За счет снижения отбраковки тарного картона расчетный ожидаемый экономический эффект при использовании результатов диссертационной работы на ОАО «Полотняно-Заводская бумажная фабрика составил - 320,6 тыс. рубУ год (акт о внедрении представлен в приложении Б к диссертационной работе); на ООО «Сухонский ЦБК» составил - 452,9 тыс. руб./год (акт о внедрении представлен в приложении В к диссертационной работе).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на следующих международных конференциях: «Новейшие технологии в производстве бумаги из макулатурного сырья и переработки гофрокартона», 10-я Юбилейная международная научно-техническая конференция, Караваево, 2009; «Химия в ЦБП», II международная научно-практическая конференция, г. Санкт-Петербург, 2009; «Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона», 3-я международная научно-практическая конференция, Санкт-Петербург, 2010; «Современные тенденции в развитии производства бумаги, картона, гофрокартона из макулатурного сырья», 11-я международная научно-техническая конференция, Караваево, 2010.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 3 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает в себя: введение; обзор литературы; методическую часть; экспериментальную часть, включающую 5 разделов; выводы, библиографический список и приложения. Содержание работы изложено на 150 страницах, включая 32 рисунка и 31 таблицу, библиография - 121 наименование, приложений - 5.

Автором выносятся на защиту следующие основные положения диссертационной работы:

1. Данные исследований сезонных изменений компонентного состава природной речной воды, прежде всего, касающиеся содержания ионов Na+, используемой в производстве тарного картона;

2. Результаты исследований по влиянию количественного содержания ионов Na в речной воде и системе водооборога БДМ на характеристики готовой продукции;

3. Влияние ионов Na+, содержащихся в воде на процессы набухания и размола исследуемых волокнистых полуфабрикатов, а также взаимосвязь продолжительности размола бумажной массы с содержанием ионов Na+ в воде;

4. Взаимосвязь содержания ионов Na+ в производственной воде с деформационными и прочностными свойствами волокнистых полуфабрикатов;

5. Технологические решения по стабилизации изменений содержания ионов Na+ в системе водооборота с целью улучшения процессов набухания и размола волокнистых полуфабрикатов и технологии тарного картона в целом.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. В этом разделе диссертационной работы обоснована актуальность темы исследования, сформулирована цель работы и задачи исследования.

В обзоре литературы рассмотрены основные мировые тенденции в ЦБП, позволяющие сделать вывод о важной роли качества природной воды в технологии тарного картона. Представлен анализ изменений компонентного состава природной воды, и влияние данного изменения на производство тарного картона (ухудшение проклейки, снижение физико-механических свойств выпускаемой продукции, образование отложений, ценообразование и т.д.).

Показана недостаточность имеющихся данных о влиянии компонентного состава природной воды, используемой в технологическом процессе, на набухание и размол волокнистых полуфабрикатов, а также на деформационные и прочностные свойства тарного картона, что и обуславливает целесообразность данного исследования. Сформулированы общие выводы по обзору литературы и задачи, подлежащие исследованию, указаны положения, выносимые на защиту.

Методики исследования. Исследования проводились на образцах макулатуры марки МС-5Б (ГОСТ 10700) и сульфатной лиственной беленой целлюлозы (ГОСТ 28172). При изготовлении лабораторных образцов массой 100 г/м2 использовали дистиллированную, артезианскую воду и 0,9 %-ные растворы хлоридов калия (КС1) и натрия (NaCl) на их основе.

Разволокнение и размол образцов волокнистых полуфабрикатов проводился в пщроразбивателе и мельнице лабораторного комплекта JIKP-2 при концентрации массы 3 %. Процесс размола контролировали путем регулирования нагрузки по амперметру, измерением температуры и продолжительности процесса, а также определением степени помола массы и средневзвешенной длины волокна. На каждом этапе размола массы определяли обезвоживающую и водоудерживающую способность по стандартным методикам.

Массовую концентрацию ионов Na+ и К* в водной среде определяли по методике ПНД Ф 14.1:2:4.138 эмиссионным пламенно-фотометрическим методом. Массовую концентрацию ионов Na+ в исследуемых волокнистых полуфабрикатах определяли по ГОСТ 10638; массовую концентрацию ионов К1" в исследуемых волокнистых полуфабрикатах определяли по ГОСТ 19877 эмиссионным спектральным методом.

Для определения физико-механических показателей образцов лабораторного изготовления и структурно-размерных свойств волокна применялись как стандартные, так и оригинальные методы испытаний. Для оценки стабильности и точности характеристик прочности, деформативности и бумагообразующих свойств были использованы методы статистической обработки результатов исследования.

Экспериментальная часть состоит из 5 разделов.

Общие положения. В работе выдвинута гипотеза о возможном влиянии ионов содержащихся в производственной воде на процессы набухания и размола волокнистых полуфабрикатов.

Обнаружено практически полное отсутствие ионов в природной речной воде в период паводка и сезона ливневых дождей, поэтому представлялось целесообразным исследовать влияние изменений содержания ионов Ыа+ в речной воде на процессы набухания и размола волокнистых полуфабрикатов.

В живой природе участие ионов Ыа+ и ионов К+ в минеральном обмене веществ в клетках животных и растений обусловлено эффектом встречного движения ионов (ионов Ыа+ внутрь волокна и ионов К+ - наружу) через мембраны.

Целлюлозные волокна, как известно, имеют капиллярно-пористую коллоидную структуру. Промежутки между микрофибриллами и ламеллами (макрофибриллами) образуют макропоры, т.е. неживую клеточную стенку волокна можно рассматривать как мембрану с порами, размер которых колеблется от 0,3 до 30 нм, через которую возможно встречное движение ионов и К+.

Правомерность данного предположения исследовали изменением содержания ионов Ыа+ и К+ в используемой воде. Часть экспериментов проведена на дистиллированной воде с добавкой в неё исследуемых ионов.

1. Исследование сезонных изменений в составе природной речной воды

При изучении сезонных изменений в составе воды за период 2006-2009 гг. по предприятиям ОАО «ПЗБФ» (река Суходрев), ООО «Сухонский ЦБК» (река Сухона), ОАО «Полиграфкартон» (река Волга) выявлены большие вариации содержания ионов На+, К+, Са М£2+, 8042", СГ. Динамика содержания ионов Ыа+ в реках за период 2006-2009 гг. представлена на рисунке 1.

Наиболее существенное снижение ионов Ка+ происходит:

- в реке Суходрев ЮАР «ПЗБФ») в паводковый период апрель и в сезон дождей август-сентябрь, коэффициент вариации содержания ионов Ыа+ за период 2006-2009 гг. составляет 40 %, К+ - 47 %;

- в реке Сухона (ООО «Сухонский ЦБК») происходит в мае, коэффициент вариации содержания ионов №+ за период 2006-2009 гг. составляет 43 %, К+ -34 %;

- в реке Волга существенное снижение содержания происходит в мае, коэффициент вариации по ионам Ыа+ за период 2006-2009 гг. составляет 40 %, К+ -45 %.

Необходимо отметить, что в мае в реке Волга происходит существенное снижение содержания по всем исследуемым ионам. Содержание ионов в реке Суходрев (ОАО «ПЗБФ») в 2 раза выше по сравнению с реками Сухона (ООО «Сухонский ЦБК») и Волга (ОАО «Полиграфкартон»), это связано с геологическими особенностями рек, а также протекающими в них биологическими процессами, различным питанием талыми и грунтовыми водами.

янв февр март апр. май июн. июл. авг. сект. окг. нояб. дек. 2006 г

V1 I

! ШЙ

3 : ! 1 ¡Г !

янв февр март апр. май июн. июл. ааг. сент. окт. нояб. дек, 2007 г

м

Д2 !

янв февр март апр. май июн. июл. авг. сент. окт. нояб. дек. 2008 г

\з Л

^ янв февр март апр. май июн. июл. авг. сент. окт. нояб. дек. 2009 г

Рисунок 1 - Динамика изменения содержания ионов Ка+ в природной речной воде: 1) р. Суходрев; 2) р. Сухона; 3) р. Волга

2. Исследование влияния количественного содержания ионов N(1' в производственной воде БДМ на характеристики готовой продукции

На втором этапе эксперимента проведен статистический анализ влияния количественного содержания ионов Ыа+ в вышеуказанных реках на систему во-дооборота БДМ и характеристики готовой продукции.

2006 - 2009 гт ■ р. Суходрев ¡3 БДМ N91 га БДМ №2

Рисунок 2 - Зависимость количественного содержания ионов На+ в речной и производственной воде БДМ № I и БДМ № 2 ОАО «ПЗБФ»

Анализ данных рисунка 2 показал значительное влияние количественного содержания ионов №+, содержащихся в речной воде, на их количественное содержание в системе водооборота БДМ со сравнительно высоким расходом свежей воды.

На рисунке 3 представлена зависимость прочностных показателей бумаги для гофрирования Б-1 массой 1 м2- 125 г, произведенной на БДМ № 1 (ОАО «ПЗБФ») от концентрации ионов Ыа+ в реке Суходрев и системе водооборота. Данные рисунка 3 свидетельствуют о том, что из всех рассматриваемых прочностных показателей бумаги наиболее зависимы от количественного содержания ионов такие показатели как сопротивление продавливанию, прочность при растяжении, сопротивление торцевому сжатию гофрированного образца (СС7), наименьшее влияние исследуемого параметра проявляется для сопротивления плоскостному сжатию гофрированного образца (СМТ).

Кроме того, в ходе исследования установлено, что при повышении массы 1 м выпускаемой продукции возрастает значимость количественного содержания ионов в воде в рек и систем водооборота БДМ на качество готовой продукции, что связано с необходимостью использования большего количества речной и оборотной воды.

Корреляционный анализ показателей качества готовой продукции и изменения состава речной воды ООО «Сухонский ЦБК» и ОАО «ПЗБФ», позволил выявить максимальное влияние количественного содержания ионов Ыа+ в речной воде и, как следствие, в системе водооборота БДМ на свойства бумаги для гофрирования марки Б-1 и картона для плоских слоев массой 125-140 г/м2.

в г

Рисунок 3 - Взаимосвязь прочностных показателей бумаги для гофрирования с концентрацией ионов Иа+ в р. Суходрев и системе водооборота БДМ № 1 : а) П, кПа; б) Л, кН/м; в) СМГ, кН/м; г) ССТ, кН/м

3. Исследование взаимосвязи процесса разволокнения бумажной массы в гидроразбивателе и бумагообразующих свойств волокнистых полуфабрикатов

На данном этапе эксперимента продолжительность набухания макулатуры марки МС 5Б перед процессом разволокнения в лабораторном гидроразбивателе варьировали от 10 до 240 мин. Замачивание производили в артезианской воде при температуре 20 °С. Далее в лабораторном гидроразбивателе макулатуру распускали в течение грех минут, в соответствии с реальными производственными условиями.

Полученную массу размалывали на лабораторной мельнице ЛКР-2 до степени помола 25 °ШР и 35 °ШР. В процессе разволокнения и размола фиксировали нагрузку на электродвигатель, определяли степень помола массы, её обезвоживающую и водоудерживающую способность, средневзвешенную длину волокна и изготавливали отливки массой 100 г/м2 для определения физико-механических показателей.

Из представленной на рисунке 4 графической зависимости видно, что развитие удельной поверхности волокон (их фибриллирование) в значительной мере

мг/л

мг/л

мг(л

произошло на стадии размола до степени помола 25 °ШР, а дальнейший размол массы до 35 °ШР связан с процессом расщепления и укорочения волокон.

Набухание волокон вызвано проникновением воды в межмицел-лярные пространства и связыванием её с гидроксильнымя группами на поверхности мицелл, что служит причиной набухания волокон. Внутрь мицелл вода не проникает. Набухание способствует росту удельной развернутой поверхности волокон, что увеличивает прочность листа и, как следствие, рост показателей механической прочности.

Продолжительность набухания исследуемых волокнистых полуфабрикатов в течение 60 мин оказалась более предпочтительной по критерию роста водоудерживающей способности и сохранения средневзвешенной длины волокна. Установлено, что чрезмерное набухание (более 60 мин) приводит к ухудшению межволоконных сил связи, что соответственно проявляется в снижении прочностных показателей (рисунок 5).

а б

Рисунок 5 - Свойства образцов из макулатурной массы при изменении длительности предварительного набухания перед разволокнением: а) - степень помола 25 °ШР; б) - степень помола 35 °ШР; § - разрывная длина I, I О2 м; I - сопротивление продавливанию П, кПа;

4. Влияние ионов 7Уя+, содержащихся в воде, на продолжительность размола макулатурной массы

На следующем этапе проводились исследования при дозировании хлорида натрия (№С1) в количестве 9 г/л при продолжительности набухания макулатуры МС 5Б перед процессом разволоютения равной 60 мин. Процесс разволок-нения при изготовлении лабораторных образцов проводился по отработанному режиму, степень помола массы соответствовала -20 °ШР, 25 °ШР, 35 °ШР, 45 °ШР. Данные эксперимента представлены в таблице 1 и на рисунке 6.

Продолжительность набухания мин

Рисунок 4-Влияние продолжительности набухания массы перед разволокнения на продолжительность её размола: 1)СП 25 °ШР; 2) СП 35 °ШР

При дозировании ионов № в воду продолжительность размола макулатурной массы до степени помола 25, 35, 45 °ШР сократилась: соответственно в артезианской воде на 33; 24; 17 %, а в дистиллированной воде на 25; 19; 21 %.

Таблица 1 - Свойства макулатурной массы в процессе разволокнения и размола в дистиллированной и артезианской воде

Свойства массы Используемая вода СП массы, °ШР

20*> 25 35 45

Продолжительность размола, с Артезианская 180 60 105 145

Артезианская вода (содержание ЫаС1 - 9 г/л) 180 40 80 120

Дистиллированная 180 40 80 120

Дистиллированная вода (содержание №С1 - 9 г/л) 180 30 65 95

ОС, с Артезианская 6,6 17 32 52

Артезианская вода (содержание ЫаС1 - 9 г/л) 7,2 18 35 55

Дистиллированная 6,2 18 32 52

Дистиллированная вода (содержание №С1 - 9 г/л) 9,5 19 33 57

\VIIV, % Артезианская 100 111 124 140

Артезианская вода (содержание №С1 - 9 г/л) 104 113 122 134

Дистиллированная 102 115 129 136

Дистиллированная вода (содержание ЫаС1 - 9 г/л) 104 120 129 137

После разволокнения

По сравнению с артезианской водой, продолжительность размола макулатурной массы в дистиллированной воде ниже в 1,5 раза, это объясняется отсутствием посторонних катионов, прежде всего катионов солей жесткости магния и кальция, препятствующих набуханию.

25 35 45

Степень помола, °ШР

а

25 35 46

Степень помола, °ШР

б

Рисунок 6 - Динамика продолжительности размола макулатурной массы: а) в артезианской воде; б) в дистиллированной воде ■ - с добавлением ЫаС1; I - без №С1;

Необходимо отметить сохранение линейной зависимости показателей обезвоживающей и водоудерживающей способностей массы при всех вариантах исследований (в артезианской и дистиллированной воде с добавлением №С1 и без него).

На рисунках 7,8 показано сохранение линейной зависимости обезвоживающей способности массы от ее водоудерживающей способности при всех вариантах исследований (в артезианской и дистиллированной воде с добавлением ЫаС1 и без него).

Рисунок 7 - Динамика водоудерживающей способности (\УКУ) от обезвоживающей способности макулатурной массы в артезианской воде: а) без КаС1 б) с добавлением №С1

115 129

1VRV, •/.

120 129

WRV, %

а б

Рисунок 8 - Динамика водоудерживающей способности (WRV) от обезвоживающей способности макулатурной массы в дистиллированной воде: а) без NaCl б) с добавлением NaCl

5. Определение взаимосвязи содержания ионов Na+ в воде с фундаментальными, деформационными и прочностными свойствами волокнистых полуфабрикатов

В таблице 2 и на рисунке 9 представлены результаты, отражающие влияние содержания ионов Na+ в дистиллированной воде на фундаментальные, деформационные и прочностные характеристики лабораторных образцов картона. В качестве фундаментальных характеристик определялись: межволоконные силы связи (FCB), нулевая разрывная длина (¿о); деформационных характеристик -жесткость при растяжении (S,), жесткость при изгибе {Sb), напряжение разрушения (ор), деформация разрушения (ер); прочностных характеристик - разрывная длина (I), сопротивление продавливанию (П), сопротивление раздиранию (R), сопротивление торцевому сжатию (ССТ).

Прочностные и деформационные свойства лабораторных образцов картона, изготовленных в артезианской и дистиллированной воде с добавлением ЫаС1 выше по сравнению с образцами, изготовленными без дозировки ионов натрия.

Аналогичные результаты наблюдаются для лабораторных образцов, приготовленных в артезианской воде с добавлением ЬтаС1 и без него.

а б

в г

Рисунок 9 - Динамика прочностных свойств лабораторных образцов картона, приготовленных в дистиллированной воде: а) сопротивление продавливаиию (П), кПа;

разрывная длина (£), м; в) сопротивление торцевому сжатию (ССТ), кН/м; г) сопротивление раздиранию (Я), мН: 1) без №С1; 2) содержание №С1 - 9 г/л

Процесс размола исследуемых полуфабрикатов с добавкой №С1 происходит с преимущественным фибриллированием волокон. Благодаря чему, увеличивается развернутая поверхность волокон, появляются ранее скрытые в толще волокон гидроксильные группы, по которым осуществляются дополнительные водородные связи между волокнами, упрочняется структура бумажного полотна.

Сопротивление раздиранию (К) образцов картона изготовленных с добавлением хлорида натрия (ЫаС1) выше по сравнению с образцами изготовленных без №С1. На показатель сопротивления бумаги раздиранию в значительно большей степени оказывает влияние длина и прочность составляющих бумагу волокон, чем величина сил связи между этими волокнами. В процессе фибриллирования средняя длина волокна сохраняется, но с увеличением степени помола прочность самого волокна снижается (рисунок 7).

Таблица 2 - Изменение показателей макулатурной массы в зависимости от содержания хлорида наприя в воде, используемой при размоле__

Вид и добавка Степень Физико-механические характеристики Бумагообразующие

химиката помола, деформативности прочности свойства

°ШР °р> Ер, п, К, ССТ, . ¿0,

кН/м мН-м МПа % м кПа мН кН/м МПа м

Дистиллированная вода

20 432,5 0,64 12,36 0,93 2229 159 1121 0,90 0,36 9199

25 512,3 0,7 0 26,65 1,96 4098 301 1056 1,40 1,18 9527

35 604,9 0,50 29,54 2,05 5671 384 909 1,90 1,37 10681

45 589,8 0,91 31,45 2,10 5912 406 780 1,90 1,05 9534

20 488,6 0,59 18,41 1,18 2490 167 1181 1,00 0,77 10479

Раствор №С1 (х.ч.) 25 601,0 0,59 29,63 2,06 4792 346 1082 1,60 1,19 10906

9 г/л 35 585,8 0,49 34,42 2,24 5677 387 916 2,10 1,57 10700

45 655,3 0,59 36,53 2,31 5983 419 804 2,30 1,42 10303

Артезианская вода

20 440,0 0,62 12,22 0,77 2285 150 900 0,80 0,63 6196

25 521,8 0,69 27,53 1,68 4660 308 918 1,50 0,65 9162

35 569,6 0,49 37,46 2,07 5862 358 803 1,70 1,40 9873

45 607,1 0,45 36,04 2,01 5548 .402 775 1,70 1,10 8816

20 453,1 0,58 10,61 0,88 2356 156 1065 0,90 0,65 6313

Раствор №С1 (х.ч.) 25 540,6 0,58 27,53 1,68 5108 326 1038 1,60 1,22 10280

9 г/л 35 593,5 0,48 39,22 2,15 6071 360 892 1,80 1,56 9665

45 659,6 0,58 38,44 1,86 5957 405 789 1,90 1,42 9261

На показатель сопротивления торцевому сжатию (ССТ) большое влияние оказывает пористость бумаги. Добавка хлорида натрия (NaCl), при изготовлении лабораторных образцов картона в артезианской и дистиллированной воде, приводит к снижению толщины и увеличению плотности последних. Этим объясняется первоначальное увеличение сопротивления торцевому сжатию (ССТ) при степени помола 25...40 °ШР. Дальнейшее увеличение степени помола более 40 °ШР к росту данного показателя не приводит.

О собственной прочности волокна можно косвенно судить по показателям нулевой разрывной длины и разрушающем напряжении. Добавка хлорида натрия (NaCl) приводит к увеличению межволоконных сил связей (FCB) образцов картона из макулатуры размолотой до степени помола 35 °ШР, но при дальнейшем размоле до 45 СШР происходит снижение межволоконных сил связи (FCB), что объясняется снижением прочности самого волокна (таблица 2, рисунок 10).

а б

в г

Рисунок 10 - Динамика деформационных свойств лабораторных образцов картона, изготовленных в дистиллированной воде: а) жесткость при растяжении (Б^, кН/м г, б) межволоконные силы связи (Рсв), МПа; в) разрушающее напряжение (ар), МПа; г) деформация разрушения, (ер) %: 1) без №01; 2) содержание ИаС1 - 9 г/л

В процессе размола исследуемых волокнистых полуфабрикатов происходит механическое воздействие ножей гарнитуры на волокна, что приводит к снижению прочности волокна. При добавлении хлорида натрия №С1 в количестве 9 г/л происходит преимущественно фибриллирование волокна и повышение

нулевой разрывной длины в диапазоне 20...35 °ШР, что вызвано значительным вкладом в общую прочность составляющих межволоконных сил связи, увеличивающихся при размоле. При степени помола 45 °ШР происходит снижение нулевой разрывной длины (¿о)-

6. Исследование влияния ионов К*, содержащихся в воде на процессы набухания и размола волокнистых полуфабрикатов

Представлялось важным, проверить динамику встречного движения ионов Na+ внутрь клетки и К4 из клетки при набухании и размоле беленых видов полуфабрикатов, поскольку о шелка предусматривает интенсивное химическое воздействие, которое может привести к изменению содержания ионов К+ в волокнах.

В качестве исследуемого полуфабриката использовали сульфатную лиственную беленую целлюлозу (СЛБЦ), которую распускали и размалывали, аналогично четвертому этапу эксперимента с макулатурой MC 5Б, до степени помола 25, 35,45 °ШР. Результаты исследований процесса разволокнения и размола СЛБЦ представлены в таблице 3.

Дополнительно определяли зольность СЛБЦ (0,11 %) и содержание ионов К+, которое составило 0,002 % к абсолютно-сухой целлюлозе.

Таблица 3 - Изменение свойств массы из СЛБЦ в процессе разволокнения и размола в дистиллированной воде и растворах КаС1 _

Свойства массы Содержание NaCl, г/л Степень помола массы, °П1Р

20*' 25 35 45

Продолжительность размола, с - 180 130 105 60

9 180 90 95 60

ОС, с - 4,5 13 29 50

9 4,7 16 33 50

WRV, % - 75 105 121 132

9 78 115 137 141

После разволокнения

Результаты, представленные в таблице 3 и на рисунке 11, показывают сокращение продолжительности размола и рост водоудерживающей способности (\\Т1у), которые подтверждают действие выявленных закономерностей влияния ионов на процессы набухания и размола не только небеленых полуфабрикатов с различными циклами переработки, но и прочих видов волокнистого сырья. За счет более интенсивного набухания волокон, вследствие расклинивающего действия воды, содержащей в своем составе ионы №+, инициируется преимущественно фибрилли-рующий размол, что подтверждается данными рисунка 11. Благодаря фибриллиро-ванию увеличивается развернутая поверхность волокон, на которой появляются ранее скрытые в толще щдроксильные группы, по этим группам осуществляются до-

полнительные водородные связи, увеличивается число контактов между волокнами, что и способствует упрочнению бумажного полотна.

Степень помола, °ШР

Рисунок 11 - Влияние степени помола на водоудерживающую способность (\У11У) массы из беленой целлюлозы, размолотой в дистиллированной воде в присутствии: 1 - 9 г/л КаС1,2 - 9 г/л КС1, 3 - без солей

Важным представлялось исследование влияния ионов К+, вводимого в дистиллированную воду на процессы набухания и размола массы, на примере СЛБЦ. Результаты исследований процесса разволокнения и размола СЛБЦ в дистиллированной воде в присутствии хлорида калия (КС1) представлены в таблице 4.

Представленная на рисунке 11 зависимость водоудерживающей способности (\VIIV) массы из СЛБЦ размолотой в дистиллированной воде в присутствии хлорида калия и без него показывает незначительное влияние ионов (калия) К+, образующихся при диссоциации в воде КС1 по реакции: КС1 <-» К+ + С1". В данном случае отсутствует эффект встречного движения ионов и К+ через мембрану.

Анализ данных рисунка 12 показывает, что добавка солей К+ в воду при размоле СЛБЦ не влияет на прочностные показатели образцов изготовленных из полученной в результате размола массы.

Таблица 4 - Свойства массы из СЛБЦ в процессе разволокнения и размола в дистилли-

рованной воде и растворе КС1

Свойства массы Содержание КС1, Степень помола массы, °ШР

г/л 20*' 25 35 45

Продолжительность - 180 90 95 60

размола, с 9 180 135 70 70

ОС. с - 4,7 13 29 50

9 4,5 17 29 51

% - 75 105 121 132

9 75 104 123 134

*' после разволокнения

I. M 4500 4000 3500 ЭСЮО 2500 2000 1500 1000 500

а б

Рисунок 12 - Динамика изменения прочностных свойств СЛБЦ, размолотой в дистиллированной воде при: 1 - содержании NaCl - 9 г/л; 2 - без солей; 3 - содержание КС1 - 9 г/л; а) м; б)П, кПа

7. Рекомендации по совершенствованию технологии тарного картона:

1. В периоды паводка или проливных дождей на предприятиях, выпускающих компоненты тарного картона необходимо контролировать и регулировать содержание ионов Na+ в системе водооборота во избежание нарушения режима размола массы и снижения качества выпускаемой продукции.

2. Сезонные изменения содержания ионов Na+ воде необходимо компенсировать добавлением хлорида натрия в систему водооборота бумажного производства до содержания 2,5...4,5 г/л.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выявлено, что при существенном снижении количественного содержания ионов Na+ в природной воде в период сезонных изменений и, как следствие, снижения содержания ионов Na+ в системе водооборота, на предприятиях происходит ухудшение физико-механических показателей товарной продукции на 15.. .20 %.

2. Показано, что за период 2006-2009 гг. в реке Суходрев (ОАО «ПЗБФ) коэффициент вариации по ионам Na+ составляет 40 %, К+ - 47 %; в реке Сухона коэффициент вариации по ионам Na+ составляет 43 %, К+ - 34 %; в реке Волга коэффициент вариации по ионам Na+составляет 40 %, К+ -45 %.

3. Установлено, что эффект встречного движения ионов Na+ и К+ через мембрану наблюдается в макулатурных волокнах, а также в волокнах беленой целлюлозы и сопровождается их дополнительным набуханием (наряду с.действием сил поверхностного натяжения воды). В роли мембраны выступает стенка волокна с его капиллярно-пористой коллоидной структурой.

4. Отмечено положительное влияние содержания ионов Na+ в производственной воде на фундаментальные, деформационные и прочностные характеристики вторичных и первичных полуфабрикатов.

5. Установлено, что увеличение концентрации ионов Na+ в производственной воде в пределах 2,5.. .4,5 г/л, способствует увеличению стандартных характеристик

качества выпускаемой продукции на 15...20 %. С повышением массы 1 м2 выпускаемой продукции влияние концентрации ионов Na+ в воде возрастает.

6. По критериям роста водоудерживающей способности (WRV) и сохранения средневзвешенной длины волокна установлена оптимальная продолжительность набухания волокнистых полуфабрикатов, равная 60 мин.

7. Показано, что с увеличением количественного содержания ионов Na+ в воде продолжительность размола волокнистых полуфабрикатов в диапазоне 25...45 °ШР сокращается: в артезианской воде на 33; 24; 17 %; а в дистиллированной воде на 25; 19; 21 % соответственно.

Разработаны рекомендации по изменению технологии в период сезонных изменений содержания ионов Na+ в системе водопользования. Расчетный ожидаемый экономический эффект при использовании данных диссертационной работы на ОАО «Полотняно-Заводская бумажная фабрика» составит - 320,6 тыс. ру6J год; на ООО «Сухонский ЦБК» составит - 452,9 тыс. рубУгод. Экономическая эффективность подтверждается актами внедрения (Приложения Б, В диссертационной работы).

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Кузнецова, JI.B. Влияние сезонных изменений в составе технологической воды на процесс приготовления волокнистой массы [Текст] / Л.В. Кузнецова, Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, В.И. Комаров // Химия растительного сырья.: - 2010. - № 1. - С. 189-192.

2. Кузнецова, JI.B. Исследование влияния катионов, содержащихся в речной воде, на набухание и размол волокнистых полуфабрикатов [Текст] / Л.В. Кузнецова, Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, В.И. Комаров // ИВУЗ Лесн. Журн.:- 2010 - № 1. - С. 138-144. - ISNN 0536-1036.

3. Кузнецова, Л.В. Роль сезонных изменений содержания катиона натрия в речной воде на набухание и размол волокнистых полуфабрикатов [Текст] / Л.В. Кузнецова, Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, В.И. Комаров // Целлюлоза. Бумага. Картон.: - 2010. - № 2. - С. 54-57. - ISSN 0869-4923.

Научные работы, опубликованные в трудах семинаров и конференций:

4. Кузнецова Л.В. Исследование влияния сезонных изменений свойств речной воды на физико-химические параметры бумажной массы [Текст]/ Д.А. Дулькин, В.А.Спиридонов. // Новейшие технологии в производстве бумаги из макулатурного сырья и переработке гофрокартона. 10-я юбилейная международная научно-техническая конференция, - М.: Изд-во МГУЛ, 2009. - С. 38-42.

5. Кузнецова Л.В. Влияние содержания катионов натрия и калия в природной воде на набухание и размол макулатурной массы/ Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, В.И. Комаров // Химия в ЦБП. II международная научно-практическая конференция, - Санкт-Петербург - 2009. - С. 11-18.

6. Кузнецова, Л.В. Обоснование направления исследований по влиянию катионов, содержащихся в речной воде, на производство тарного картона/ Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, В.И. Комаров // Химия в ЦБП. П-я международная научно-практическая конференция, - Санкт-Петербург. - 2009. - С. 19-27.

7. Кузнецова, Л.В. Опыт определения катионной потребности бумажной массы и оборотной воды в условиях ОАО «Полотняно-Заводская бумажная фаб-

/

рика» [Текст] // Водопользование в технологии, экологии, энергетике и экономике предприятия. Международный научно-практический семинар - Санкт-Петербург - 2009: Изд-во СПГТУ РП, - С. 84-85.

8. Кузнецова, JI.B. Влияние изменения содержания катиона натрия в воде на набухание и размол волокнистых полуфабрикатов [Текст] / Л.В. Кузнецова, Д.А. Дулькин, В.А.Спиридонов, В.И. Комаров. // Современные тенденции в развитии производства бумага, картона, гофрокартона из макулатурного сырья. 11-я международная научно-техническая конференция, - М.: Изд-во МГУЛ, 2010. - С. 23-31.

9. Кузнецова, JI.B. Влияние сезонных изменений речной воды на процессы производства тарного картона [Текст] / JI.B. Кузнецова, Д.А. Дулькин, В.А.Спиридонов, В.й. Комаров. //' Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона. 3-я международная научно-практическая конференция, - Санкт-Петербург: Изд-во СПГТУ РП, 2010. - С. 61-68.

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

СЛБЦ - сульфатная лиственная беленая целлюлоза;

СП - степень помола, °ШР;

CNia+ - концентрация ионов натрия;

WRV- водоудерживающая способность, %;

ОС - обезвоживающая способность, с;

П - сопротивление продавливанию, кПа;

R - сопротивление раздиранию, мН;

S- прочность при растяжении, кН/м;

ССТ- сопротивление торцевому сжатию гофрированного образца, кН/м

СМТ- сопротивление плоскостному сжатию гофрированного образца, кН/м

L - разрывная длина, м;

¿о - нулевая разрывная длина, м;

с/> - разрушающее напряжение, МПа;

ер - деформация, %

St - жесткость при растяжении, кН/м;

St - жесткость при изгибе, Н-м;

Fa - межволоконные силы связи по Иванову, МПа;

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу:

163002, г. Архангельск, Набережная Северной Двины, 17, АГТУ, диссертационный совет Д 212 008 02.

Подписано в печать 12.01.2011. Формат 70x84/16. Усл. печ. л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ №5.

Отпечатано в полном соответствии с качеством

предоставленного оригинал-макета в Северном (Арктическом) федеральном университете

163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, 17

ВВЕДЕНИЕ j

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Тенденции и проблемы при использовании макулатуры

1.2 Компоненты свежей воды

1.2.1 Загрязняющие вещества и примеси

1.2.2 Химический состав природных вод

1.2.3 Содержание и формы нахождения минеральных компонентов в природных водах

1.2.4 Содержание органических соединений

1.3 Современные представления о влиянии биогенных элементов в природе

1.3.1 Биосфера

1.3.2 Почва

1.3.3 Обменные процессы через биологические мембраны

1.3.4 Содержание ионов в волокне и производственной воде

1.4 Капиллярное состояние воды

1.5 Виды производственной воды

1.6 Влияние качества воды на процессы производства бумаги и картона

1.6.1 Роль воды в процессе производства бумаги

1.6.2 Набухание целлюлозных волокон

1.6.3 Размол целлюлозной массы t

1.6.4 Влияние компонентов свежей воды

1.7 Влияние производственной воды на свойства готовой продукции

1.7.1 Влияние состава воды на свойства бумаги

1.7.2 Возможные производственные проблемы

1.7.3 Влияние производственной воды на работу БДМ 42 1.8 Общие выводы по обзору литературы, обоснование цели и задач исследования

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Характеристики сырья, используемого в эксперименте

2.2 Изготовление образцов и подготовка их к испытаниям

2.3 Количественное определение натрия и калия в водной среде 47 2.4/Определение натрия в сырье

2.5 Определение калия в сырье

2.6 Определение фундаментальных свойств волокна

2.6.1 Определение размеров волокон и фракционного состава по длине волокна

2.6.2 Определение когезионной способности волокон

2.6.3 Определение нулевой разрывной длины

2.6.4 Определение грубости волокон

2.6.5 Определение пухлости

2.6.6 Определение толщины стенки волокна

2.7 Определение водоудерживающей способности

2.8 Определение обезвоживающей способности

2.9 Определение стандартных характеристик прочности

2.10 Определение характеристик жесткости и деформативности

2.10.1 Получение и математическая обработка зависимости "напряжение-деформация"

2.10.2 Определение жесткости при растяжении

2.10.3 Определение жесткости при изгибе

2.11 Статистическая обработка результатов исследований 57 3 ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Общие положения

3.2 Исследование сезонных изменений в составе природной речной воды

3.2.1 Исследование динамики физико-химических свойств воды

3.2.2 Исследование динамики состава воды по растворенным компонентам в период сезонных изменений

3.3 Исследование влияния количественного содержания ионов натрия в воде на систему водопользования и характеристики готовой продукции

3.3.1 Исследование влияния качества речной воды на систему водопользования БДМ

3.3.2 Исследование влияния качества воды на характеристики готовой продукции

3.4 Исследование влияния ионов натрия и калия в производственной воде на процессы производства и свойства тарного картона

3.4.1 Исследование влияния продолжительности набухания макулатуры

МС5Б в воде на бумагообразующие свойства массы после размола.

3.4.2 Исследование влияния добавки солей натрия различной концентрации в воду на процессы разволокнения и размола макулатурной массы

3.4.3 Исследование влияния добавки солей натрия различной концентрации в артезианскую воду на свойства лабораторных образцов из макулатуры

3.4.4 Исследование влияния добавки №С1 в воду на процессы разволокнения и размола макулатурной массы

3.4.5 Исследование влияния добавки №С1 в воду на свойства картона из макулатуры

3.4.6 Исследование влияния ионов калия, содержащихся в воде и стенке волокон исследуемых полуфабрикатов

3.4.7 Исследование влияния добавки солей натрия на фундаментальные свойства волокнистых полуфабрикатов тарного картона

3.5 Анализ возможности выпуска стабильного тарного картона по качеству и практические рекомендации 1 4 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 104 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 106 ПРИЛОЖЕНИЕ А 117 ПРИЛОЖЕНИЕ Б 130 ПРИЛОЖЕНИЕ В ' 133 ПРИЛОЖЕНИЕ Г 136 ПРИЛОЖЕНИЕ Д

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

СЛБЦ - сульфатная лиственная беленая целлюлоза;

СП - степень помола, °ШР; срвзв -средневзвешенная длина волокна, дг ср - средняя длина волокна, мм

WRV - водоудерживающая способность, %

ОС - обезвоживающая способность, с;

ЯСТ- разрушающее усилие при сжатии кольца, Н;

БСТ- сопротивление сжатию короткого участка образца вдоль плоскости, кН/м; ССТ— сопротивление торцовому сжатию, кН/м; СМТ - сопротивление плоскостному сжатию, Н; 8 - прочность при растяжении, кН/м; П - абсолютное сопротивление продавливанию, кПа;

Ь - разрывная длина, м; а - нулевая разрывная длина, м;

Я - сопротивление раздиранию, мН;

- межволоконные силы связи по Иванову, МПа; - жесткость при растяжении, кН/м;

Бь - жесткость при изгибе, кН/м; ор - разрушающее напряжение, МПа; 8р - деформация разрушения, % V- пухлость, см3/г; Г- грубость волокна, мг/м (мкг/м); Ъ - ширина волокна, мкм;

Хер- средняя величина характеристики; Хт[п - минимальное значение характеристики; Хтах - минимальное значение характеристики; ах - среднее квадратическое отклонение; V - коэффициент вариации, %; г - коэффициент парной корреляции.

Важность повышения качества тарного картона для экономики страны обусловлена Государственной программой развития лесного комплекса России [1] предполагающей увеличение потребления макулатуры для производства бумаги и картона в 2020 году до 282,1 тыс. т., то есть в 1,5 раза по сравнению с нынешним уровнем.

Решение поставленной задачи должно осуществляться в условиях снижения массы площади 1 м2 при сохранении прочностных свойств бумаги и картона, а также сокращения расхода свежей воды и минимизации отрицательного воздействия на окружающую среду. Существующее положение осложняется непрерывным ухудшением качества макулатурного сырья, а также изменениями в составе природной речной воды, поскольку эти важные факторы могут стать причиной нарушения технологии производства тарного картона.

Традиционно при анализе сезонных изменений в составе воды, прежде всего, рассматриваются компоненты оказывающие влияние на цвет (ионы Ре2+, Ре3+, Мп2+, и др.), биологическую активность (образование слизи), проклейку

2*Ь 9+ гуминовые кислоты), жесткость воды

Са , В то же время вовсе не учитываются большие сезонные изменения содержания ионов Иа+ и К+, которые могут влиять на процессы набухания и размола массы, а значит и качество готовой продукции. I

Представляется важным исследование влияния сезонных изменений содержания ионов (прежде всего, натрия и калия) в речной воде на набухание и размол волокнистых полуфабрикатов - главных процессов регулирования бумагообразующих свойств волокнистых полуфабрикатов и готовой продукции из них.

Целью настоящей работы является исследование влияния сезонных изменений содержания ионов Иа+ в речной воде и как следствие, в системе водопользования БДМ на набухание, размол волокнистых полуфабрикатов и качество готовой продукции.

Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать сезонные изменения компонентного состава природной речной воды и, прежде всего, касающиеся содержания ионов

2. Исследовать влияние количественного содержания ионов в речной воде и системе водооборота БДМ на характеристики готовой продукции.

3. Изучить взаимосвязь процесса разволокнения бумажной массы в гидроразбивателе с бумагообразующими свойствами готовой продукции.

4. Установить взаимосвязь продолжительности размола бумажной массы с содержанием ионов Ыа+ в воде.

5. Исследовать взаимосвязь содержания ионов в воде с деформационными и прочностными свойствами волокнистых полуфабрикатов.

6. Обосновать технологические решения по регулированию содержания ионов Ка+ в системе водопользования с целью улучшения процессов набухания и размола волокнистых полуфабрикатов и технологии тарного картона в целом.

Работа выполнена на кафедре технологии целлюлозно-бумажного производства Северного (Арктического) Федерального университета, экспериментальная часть и отдельные испытания - в лаборатории ОАО «Полотняно-Заводекая бумажная фабрика».

4 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выявлено, что при существенном снижении количественного содержания ионов в природной воде в период сезонных изменений и как следствие снижения содержания ионов Иа' в системе водооборота, на предприятиях происходит ухудшение физико-механических показателей товарной продукции на 15.20%.

2. Показано, что за период 2006-2009 гг. в реке Суходрев (ОАО «ПЗБФ) коэффициент вариации по ионам составляет 40 %, К+ - 47 %; в реке Сухона коэффициент вариации по ионам Ка+ составляет 43 %, К+ — 34 %; в реке Волга коэффициент вариации по ионам составляет 40 %, К+ —45 %.

3. Установлено, что эффект встречного движения ионов и К+ через мембрану наблюдается в макулатурных волокнах, а также в волокнах беленой целлюлозы и сопровождается их дополнительным набуханием (наряду с действием сил поверхностного натяжения воды). В роли мембраны выступает стенка волокна с его капиллярно-пористой коллоидной структурой.

4. Отмечено положительное влияние содержания ионов в воде на фундаментальные, деформационные и прочностные характеристики вторичных и первичных полуфабрикатов.

5. Установлено, что увеличение концентрации ионов воде в пределах 2,5.4,5 г/л, способствует увеличению стандартных характеристик качества выпускаемой продукции на 15.20 %. С повышением] массы 1 м2 выпускаемой продукции влияние концентрации ионов в воде возрастает.

6. По критериям роста водоудерживающей способности ("\УКУ) и сохранения средневзвешенной длины волокна установлена оптимальная продолжительность набухания волокнистых полуфабрикатов, равная 60 мин

7. Показано, что с увеличением количественного содержания ионов в воде продолжительность размола волокнистых полуфабрикатов в диапазоне 25.45 °ШР сокращается: в артезианской воде на 33; 24; 17 %; а в дистиллированной воде на 25; 19; 21 % соответственно.

Регулирование содержания ионов Ыа+ до 2,5. .4,0 г/л в производственной воде Б ДМ в периоды резких сезонных изменений состава речной воды позволяет стабилизировать качество вырабатываемой продукции на ОАО «Полотняно-Заводская бумажная фабрика», ООО «Сухонский ЦБК», ОАО «Полиграфкартон». Рекомендации подтверждены актом опытно-промышленной выработки на Б ДМ № 1 и БДМ № 2 ОАО «Полотняно-Заводская бумажная фабрика» (Приложение Г в диссертационной работе).

За счет снижения отбраковки тарного картона расчетный ожидаемый экономический эффект при использовании результатов диссертационной работы на ОАО «Полотняно-Заводская бумажная фабрика составил - 320,6 тыс. руб./ год (акт о внедрении представлен в приложении Б к диссертационной работе); на ООО «Сухонский ЦБК» составил - 452,9 тыс. руб./год (акт о внедрении представлен в приложении В к диссертационной работе).

1. Truppner, 0. Synthetische Trockenverfestiger auf Basis Polyvinylamin Text. // Truppner 0., Esser A., Schall N., R. Haffke. WOCHENBLATT FUR PAPIERFABRIKATION. 2006. - № 9. - s. 472-477.

2. Hubbe Martin, A. Water and Papermaking Text. / Paper technology. -February.-2007.-P. 18-23.

3. Ахвердов, И.Н. Основы физики бетона Текст. / И.Н. Ахвердов. М.: Стройиздат, 1981. - 464 с.

4. Кеммер Френк, Н. Практическое руководство по воде компании Налко Текст. / Издательство Mcgraw-Hill Book Company. 2007. - 1117 с.

5. Boys, C.V. Soap Bubbles. Doubleday Text. // C.V. Boys. New York. -1959.- 162 p.

6. Buswell, A.M. Water. Text. // A.M. Buswell and W.H. Rodebush. -Sci.Am.- April 1956. p. 76.

7. Carson, Rachel The Sea Around Us. Oxford University Press Text. // Rachel, Carson. New York. - 1951.

8. Day, John A. Water: The Mirror of Science, Doubleday . Text. // Day, John A., and Davis, Kenneth S. New York. - 1961.

9. King Water, Miracle of Nature, Macmillan Text. // King, Thompson -New York.- 1953.

10. Leopold, Luna B. Water, Life Science Library/Time-Life Text. // Luna B. Leopold and Kenneth S. Davis: New York. - 1974.

11. Доерфель, К. Статистика в аналитической химии Текст. / К. Доерфель. М.: Мир, 1969. - 246 с.

12. Кузьмин, Н.Н. Концентрирование следов элементов Текст. / Н.Н. Кузьмин, ЮА.Золотов. М.: Наука, 1988. - 268 с.

13. Линник, П.Н. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах Текст. / П.Н. Линник, Б.И. Набиванец. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 370 с.

14. Лурье, Ю.Ю. Химический анализ производственных сточных вод Текст. / Ю.Ю. Лурье, А.И. Рыбникова М.: Химия, 1974. - 335 с.

15. Лурье, Ю.Ю. Справочник по аналитической химии Текст. / Ю.Ю. Лурье. -М.: Химия, 1989.-448 с.

16. Методы определения загрязняющих веществ в поверхностных водах Текст. / Л.: Гидрометеоиздат. 1975. - 251 с.

17. Набиванец, Б.И. Хроматографический анализ Текст. / Б.И. Набиванец, Е.А. Мазуренко. Киев. - Вища школа. - 1979. - 263 с.

18. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши Текст. / Л.: Гидрометеоиздат. - 1974. - 541 с.

19. Справочник по физико-химическим методам исследования объектов окружающей среды Текст. / Л.: Судостроение, 1979. - 647 с.

20. Унифицированные методы анализа Текст. / М.: Химия. - 1973.376 с.

21. Davies, S.N. Hydrogeology, John Wiley and Sons Text. / S.N. Davies, R.J.M. DeWiest. New York, 1966, see Fig. 4.1, p. 98.

22. Лейте, В. Определение органических загрязнений питьевых, природных и сточных вод. Текст. / В. Лейте. М.: Химия, 1975. - 199 с.

23. Личутина, Т.Ф. Оптимизация нормирования сброса стоков предприятий ЦБП и водотоков Текст. / Т.Ф. Личутина, И.В. Мискевич, О.С. Бровко, М.А. Гусакова. Екатерингбург: УрО РАН. - 2005. - 212 с.

24. Виноградов, А.П. Биогеохимия / БСЭ Текст. / А.П. Виноградов // Советская энциклопедия. — М. — № 3. 1972. - с. 329-330.

25. Ковальский, В! В. Биогенные элементы / БСЭ Текст. // В. В. Ковальский. Советская энциклопедия. М. - № 3, 1972. - с. 321-328.

26. Пресс-релиз Нобелевского комитета Электронный ресурс. Мембранные каналы / Электрон, дан. Режим доступа: www.chem.msu.su., свободный. - Заголовок с экрана. - Яз. рус., англ.

27. Новости Информационных Технологий Электронный ресурс. / Ред. Ю. Федюкина. Электрон, дан. Режим доступа: http://itnews.com.ua/32167.html, свободный. - Заголовок с экрана. - Яз. рус., англ.

28. Заморуев, Б.М. Использование воды в целлюлозно-бумажном производстве Текст. / Б.М. Заморуев. -М.: Лесная промышленность. 1969. - 216 с.

29. Фляте, Д.М. Свойства бумаги Текст. 1 Д.М. Фляте. М.: Лесная промышленность. - 1986. - 680 с.

30. Кичигин В.И. Моделирование процессов очистки воды Текст. / М.: Издательство АСВ. 2003, 230 с.

31. Неделчева, М.П. Влияние вида и количества адсорбируемых катионов на набухание (влагоудерживаемость) целлюлозы Текст. / Автореферат диссертации на соискание учен. ст. канд. хим. наук // Л. 1967. - (ЛТА им. С.М. Кирова).

32. Alanko, К. Recyclability of thermomechanical fibers Text. // M.Sc. thesis / Helsinki University of Technology; Department of Forest Products Technology. -Espoo, 1993.

33. Scallan, A. Elasticity of fiber wall; effects of pulping and recycling /

34. A. Scallan, A.C. Tigerstrom // CPPA 1st Research Forum on Recycling. Montreal, 1991.-P. 149.

35. Горшков И.В. Физическая химия Текс. / Издательство Московского университета, 1975,215 с.

36. Бабурин С.В. Реологические основы процессов целлюлозно-бумажного производства Текст. / А.И. Киприанов Москва. - Лесная промышленность - 1983. - 234 с.

37. Роговин А.А. Химия целлюлозы Текст. / Издательство «Химия», 1972. 520 с.

38. Кульский, А. А. Проблемы чистой воды Текст. / А. А. Кульский,

39. B. В. Даль Киев. - 1974. - 232 с.

40. Авнапов, В. А. К вопросу о применении полимеров в гидравлике Текст. / В. А. Авнапов, Ф.Г. Темпель, П.К. Норкин. Изв. АН УзССР // Сер. Техн. Наук. -1967. - № 1, - С. - 44^46.

41. Основные представления о волокнах, применяемых в бумажном производстве. М., 1962. 500 с.

42. Heinemann, S. Quantitative Beschreibung der Faserwand im TMP-Prozess Text. / S Heinemann. Wochenblatt fur Papierfabrikation // № 11-12. - 2008. - S. 658 -665.

43. Кузнецова, Л.В. Обоснование направления исследований по влиянию катионов, содержащихся в речной воде, на производство тарного картона Текст. / Л.В. Кузнецова, Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, В.И. Комаров // Химия в ЦБП.

44. Международная научно-практическая конференция, Санкт-Петербург, 1718 декабря 2009 года. - с. 19-27.

45. Писаренко, А.П. Курс коллоидной химии Текст. // А.П. Писаренко, К.А. Поспелова, А.Г. Яковлев. -М.: Высш. шк., 1961. 158 с.

46. Грант, Р. О фундаментальных исследованиях в науке Текст. / Р. Грант // PPI Pulp & Paper international. 1991. - № 1. - P. 27-30.

47. Letterman, R.D. Water Quality and Treatment: A Handbook of Community Water Supplies Text. / R.D. Letterman. Fifth Ed., McGraw-Hill. - 1999.

48. Montgomery, J.M. Consulting Engineers, Water Treatment Principles and Design, John Wiley & Sons Text. / J.M. Montgomery. New York. - 1985.

49. Tebutt, T.H.Y. Principles of Water Quality Control Text. / T.H.Y. Tebutt. 5th Ed., Butterworth Heinemann. - Oxford. - 1998.

50. Amirsardari, Y. Effects of ozonization and coagulation on turbidity and TOC removal by simulated direct filtration for potable water treatment Text. / Y. Amirsardari, Z. Yu and Williams, P.Environ. Technol. - 1997. - № 18 (11). -S. 1143-1150.

51. Auer-Welsbach, C. New methods of fresh water preparation and effluent purification in pulp and paper mills Text. / C. Auer-Welsbach, Wochenbl. Papierfabr. -1974. № 102 (8). - S. 293-296.

52. Lott, L. Effective water treatment plays significant role in paper quality Text. / L. Lott, and F. Ervin. Pulp Paper. - 1997. - № 71 (3). - S. 107-108.

53. Hoch, K. Fresh water utilization in the paper industry Text. // K. Hoch. -Allgemeine Papier-Rundschau. 1984.-№31.- S. 869-899.

54. Meunier, L., Implications of sequential use of UV and ozone for drinking water quality Text. // L. Meunier, S. Canonica and U. von Gunten. Water Res. 2006. -№ 40 (9). -S. 1864-1876.

55. Priester, H.W. Fresh water preparation, circulation water treatment, and waste water purification in the paper and pulp industry Text. // H.W. Priester. -Allgemeine Papier-Rundschau. 1980. - № 27. - S 814, 816, 818, 820.

56. Rooklidge, S.J. Antimicrobial contaminant removal by multistage slow sand filtration Text. // S.J. Rooklidge, J.R. Miner, T.A. Kassim and P.O. Nelson, J. Amer. Water Works Assoc. 2005. - № 97 (12). - S. 92-100.

57. Thibodeau, J. B. Calcium ion removal by a synthetic zeolite in the manufacture of mechanical grade papers Text. // J.B. Thibodeau, B.Chabot and C. Daneault. Pulp Paper Can. 2005. - № 106 (3). - S. 42-45.

58. Dugal, H.S. Water chemistry and its ramifications in papermaking Text. // Proc. TAPPI Papermakers Conf. / H.S. Dugal. TAPPI Press. - Atlanta, 1993. - Book 2. -S. 461-446.

59. Riessner, O. Manufacture of capacitor paper: Some problems with fresh water supply Text. // O. Riessner. Zellstoff Papier. - 1972. - № 21 (7). - S. 200-204.

60. Volkov, V.A. Effect of humic substances on paper sizing Text. // V.A. Volkov and V.l. Yur'ev. Bumazhnaia Promyshlennost. - 1974. - № 3. - S. 9-11.

61. Volkov, V.A. Effect of humic substances on the brightness of sized paper Text. // V.A. Volkov and V.l. Yur'ev. Bumazhnania Promyshlennost. - 1974. - № 5. -S. 5-7.

62. Boyd, C.E. Water Quality: An Introduction, Kluwer Acad Text. // C.E. Boyd. Publ. - Boston. - 2000.

63. Линевич C.H. Коагуляционной метод водообработки Текст. / C.B. Гетманцев. М.: Издательство «Наука». 2007. 230 с.

64. Montgomery, J.M. Consulting Engineers, Water Treatment Principles and Design Text. // J.M. Montgomery. John Wiley & Sons. - New York. - 1985.

65. Dugal, H.S. Water chemistry and its ramifications in papermaking Text. // H.S. Dugal. Proc. TAPPI Papermakers Conf / TAPPI Press. - Atlanta, 1993. - Book 2. -S. 461-446.

66. Letterman, R.D. Water Quality and Treatment: A Handbook of Community Water Supplies Text. // R.D. Letterman. Fifth Ed., McGraw-Hill. - 1999.

67. Greene, R.K. Jr. Post-treatment of humic acid-dyed paper Text. // R.K. Greene and W.A. Gieszler. U. S. Pat. - 1980. - № 4. - S. 238, 283.

68. Marton, J. Mechanistic differences between acid and soap sizing Text. // J. Marton. Nordic Pulp Paper Res. J. - 1989. - № 4 (2). - S. 77-80.

69. Boyd, C.E. Water Quality: An Introduction, Kluwer Acad Text. // C.E. Boyd. Boston. - Publ. - 2000.

70. Montgomery, J.M. Consulting Engineers, Water Treatment Principles and Design, Text. // J.M. Montgomery. John Wiley & Sons. - New York. - 1985.

71. Tebutt, T.H.Y. Principles of Water Quality Control. Text. / T.H.Y. Tebutt, 5th Ed., Butterworth Heinemann, Oxford. 1998.

72. Amirsardari, Y Effects of ozonization and coagulation on turbidity and TOC removal by simulated direct filtration for potable water treatment Text. / Y. Amirsardari, Z. Yu, and P. Williams. Environ. Technol. 1997. - № 18 (11): S. 11431150.

73. Auer-Welsbach, C. New methods of fresh water preparation and effluent purification in pulp and paper mills Text. / Wochenbl. Papierfabr. 1974. - № 102 (8): 293-296.

74. Lott, L. Effective water treatment plays significant role in paper quality Text. / L. Lott and F. Ervin. Pulp Paper. - 1997. - № 71 (3): S. 107-108.

75. Hoch, K. Fresh water utilization in the paper industry Text. / K. Hoch. -Allgemeine Papier-Rundschau. 1984. -№ 31: S. 869-899.

76. Meunier, L. Implications of sequential use of UV and ozone for drinking water quality Text. / L. Meunier, S. Canonica, and U. von Gunten, Water Res. 2006. -№40 (9): S. 1864-1876.

77. Priester, H.W. Fresh water preparation, circulation water treatment, and waste water purification in the paper and pulp industry Text. / H.W. Priester.

78. Allgemeine Papier-Rundschau. 1980. - № 27: 814,816,818,820.

79. Rooklidge, S.J. Antimicrobial contaminant removal by multistage slow sand filtration Text. / S.J. Rooklidge, J.R. Miner, T.A. Kassim, and P.O. Nelson, J. -Amer. Water Works Assoc. 2005. - № 97(12), 92-100.

80. Thibodeau, J.-B. Calcium ion removal by a synthetic zeolite in the manufacture of mechanical grade papers Text. / J.-B .Thibodeau, B. Chabot and C. Daneault. Pulp Paper Can. - 2005. - № 106 (3): 42-45.

81. Sundberg, K.E. Pectic acids in the production of wood-containing paper Text. / K.E Sundberg, A.C. Sundberg, J.W. Thornton and B.R. Holmbom. Tappi J. -№81 (7): 131-135.

82. Linhart, F. Anionic trash: Controlling detrimental substances Text. / F. Linhart, W. J. Auhorn, HJ Degen and R. Lorz. Tappi J. - 1987 - № 70 (10): 79-85.

83. Möbius, C.H. Concentration of disturbing substances as limiting value for reduction of specific fresh water intake in paper mills Text. / C.H. Möbius. Wochenbl. Papierfabr. - 1984. -№ 112 (16): S. 559-560.

84. Blanco, M.A. Study of the influence of salt accumulation in the papermaking process Text. / M.A. Blanco, G. Negro, J. Garcia, and J.Tijero. Invest. Technica Papel. - 1996. - № 33 (130), 768-790.

85. Pothmann, D. Accumulation of water-soluble substances in the 'original paper waste paper - new paper' cycle Text. / D. Pothmann. - Wochenbl. Papierfabr. -1993.-№ 121 (7): 241-253.

86. Xu, Y. The buildup of dissolved solids in closed white water systems Text. / Y. Xu, and Y. Deng. Tappi J. - 2004. - 3 (8): 17-21.

87. Riessner, O. Manufacture of capacitor paper: Some problems with fresh water supply Text. // O. Riessner. Zellstoff Papier. 1972. - № 21 (7). - 200-204.

88. Claire Harrigan Text., Paper Technology / july 2008. P. 15 - 20.

89. Environmental Technology Best Praceice Programme. Practical water management in paper and board mills // GG 111. 1998. - pp. 1-37.

90. ГОСТ 10700-97 Макулатура бумажная и картонная. Технические условия. Введен 01.01.2003., взамен ГОСТ 10700-89. М.: ИПК "Издательство стандартов", 2002. - 8 с.

91. ГОСТ 7377—85 Бумага для гофрирования. Технические условия. Введен 01.01.1987, взамен ГОСТ 7377-69. -М.: ИПК "Издательство стандартов", 1991. 8 с.

92. ГОСТ 7420-89 Картон для плоских слоев гофрированного картона. Технические условия. Введен 01.07.1991, взамен ГОСТ 7420-78. М.: ИПК "Издательство стандартов", 1991. - 7 с.

93. ГОСТ 28172-89 Целлюлоза сульфатная беленая из лиственных пород древесины. Технические условия. Введен 29.06.89 № 2222, впервые. М.: ИПК "Издательство стандартов", 1989. - 10 с.

94. ГОСТ 14363.4-89 Целлюлоза. Метод подготовки проб к физико-механическим испытаниям. Введен 28.06.89 № 2197, взамен ГОСТ14363.4-79. М.: ИПК "Издательство стандартов", 1989. - 14 с.

95. ГОСТ 13523-78 (СТ СЭВ 4239-83) ПОЛУФАБРИКАТЫ ВОЛОКНИСТЫЕ, бумага и картон. Метод кондиционирования образцов. Введен 01.09.78 № 2304, взамен ГОСТ 13523-68. - М.: ИПК "Издательство стандартов", 1999.-4 с.

96. ГОСТ 10638-73 Целлюлоза и бумага. Метод определения массовой доли натрия. Введен 10.10.1973 № 2283, взамен ГОСТ 10638-63. М.: ИПК "Издательство стандартов", 1985. - 8 с.

97. ГОСТ 19877-82 Целлюлоза для химической переработки. Спектральный метод определения элементов в целлюлозе. Введен 21.01.82 № 195, взамен ГОСТ 19877-74. М.: ИПК "Издательство стандартов", 1997. - 22 с.105. L&W Файбертестер

98. Иванов С.Н. Силы сцепления волокон в бумаге // Бум. пром-сть -1948. -№3.- С. 8-17

99. ГОСТ 27015-86 Бумага и картон. Методы определения толщины, плотности и удельного объема. Введен 30.09.1986 № 2935, взамен ГОСТ 13199-67, ГОСТ 12432-77. М.: ИПК "Издательство стандартов", 2002. 4 с.

100. ГОСТ 13525.1 79 (СТ СЭВ 2426-80) Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Методы определения прочности на разрыв и удлинение при растяжении. - Введен 23.04.79 № 1479, взамен ГОСТ 13525.1-68. - М.: ИПК "Издательство стандартов", 2007. - 6 с.

101. ГОСТ ИСО 1924-1-96 Определение прочности при растяжении. Бумага и картон. Введен 12.04.1999 № 122, взамен ГОСТ 13525.1-79. М.: ИПК "Издательство стандартов", 1999. - 11 с.

102. ГОСТ 13525.8-86 Метод определения сопротивления продавливанию. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Введен 15.05.1986 № 1243, взамен ГОСТ 13525.8-78 и ГОСТ 13648.7-78. -М.: ИПК "Издательство стандартов", 1986. -6 с.

103. ГОСТ 13525.3 97 Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения сопротивления раздиранию (метод Эльмендорфа). - Введен 01.07.2001, взамен ГОСТ 13525.3-78. - М.: ИПК "Издательство стандартов", 2007. -12 с.

104. ГОСТ 10711-97 Метод определения разрушающего усилия при сжатии кольца (RCT). Бумага и картон. Введен 01.01.92, взамен ГОСТ 10711-74. -М.: ИПК "Издательство стандартов", 2003. 8 с.

105. ГОСТ 28686-90 Метод определения сопротивления торцевому сжатию (ССТ) гофрированного образца. Бумага для гофрирования. Введен 01.01.1992, впервые. -М.: ИПК "Издательство стандартов", 2005. 4 с.

106. Т 826 pm-92 (ISO 9895) Short span compressive strength of containerboard СSCT). TAPPI PRESS Technology Park / Atlanta, GA 30348-5113 U.S.A. 1996. - 451 S.

107. ГОСТ 20682-75 (CT СЭВ 3001-81) Метод определения сопротивления плоскостному сжатию (СМТ) гофрированного образца. Бумага для гофрирования. Введен 01.01.1976, впервые. -М.: ИПК "Издательство стандартов", 2005. 4 с.

108. Комаров В.И., Я.В. Казаков Анализ механического поведения целлюлозно-бумажных материалов при приложении растягивающей нагрузки Текст. // Комаров В.И., Я.В. Казаков, Лесной вестник Научно-информационный журнал 2000 г. № 3(12) С. 52-62

109. Гурьев, A.B. Практикум по технологии бумаги: Учебное пособие Текст. / A.B. Гурьев, Я.В. Казаков, В.И. Комаров, В.В. Хованский; Под. ред. проф. В.И. Комарова. Архангельск: Изд-во АГТУ, 2001. - 112 с.

110. ГОСТ ИСО 2493-96 Метод определения изгибу. Бумага и картон. Введен 01.07.2001, впервые. М.: ИПК "Издательство стандартов", 2001. - 9 с.

111. ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Введен 01.01.1974, впервые. -М.: ИПК «Издательство стандартов», 2008. 15 с.

112. Комаров В.И., Ленюк H.A. Статистические методы контроля и управления качеством на предприятиях ЦБП: Учебное пособие / Л.: ЛТА, 1987. -76 с.