Получение механической (древесной) массы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Химическая переработка древесины

2. Подготовка сырья и его получения или извлечения

3. Древесно - подготовительный цех

4. Получение волокнистого полуфабриката

5. Поверхностная обработка бумаги и картона

Список литературы

Введение

Комплексное и рациональное использование д?евесного сырья, интенсификация процессов его пе?еработки, повышение качества и объема выпускаемых полуфабрикатов, бумаги и картона -- важнейшие задачи, стоящие сегодня пе?ед целлюлозно-бумажной промышленностью. Развитие технологии и увеличение объемов производства волокнистых полуфабрикатов высокого выхода (ВПВВ) - различных видов механической (д?евесной) массы, а также расширение ассортимента бумаги и картона, содержащих в композиции ВПВВ являются возможными путями ?ешения указанных зада?.

Бумага и картон могут изготавливаться из любого богатого целлюлозой материала. Все шире используется макулатура, предварительно из нее удаляются типографская краска и другие примеси. Затем ее обычно смешивают со свежей целлюлозой, чтобы придать дополнительную прочность на случай использования для изготовления более высоких сортов бумаги, например книжной; без обесцвечивания макулатуру используют главным образом при производстве картона для коробок и другой тары. В некоторой степени используются также отходы тряпья, что позволяет получить высокосортную писчую бумагу, бумагу для облигаций и денежных знаков, пигментную бумагу и другие специальные ее виды. Грубый картон делается из соломенной целлюлозы. В специальных изделиях могут быть применены асбест и натуральные и синтетические волокна, такие, как лен, пенька, искусственный шелк, найлон и стекло.

Древесина является предпочтительным материалом для изготовления бумажной массы; она содержит примерно 90% волокнистого материала, используемого в производстве бумаги. В зависимости от региона и возможностей предприятия на целлюлозно-бумажный завод могут завозиться или сплавляться балансы, имеющие длину от высоты дерева до заготовок размером 1,2 м. Горбыли и отходы лесопиления тоже годятся для получения целлюлозы; при этом на лесопильном или целлюлозно-бумажном заводе их предварительно превращают в щепу.

Поскольку бумага может быть сделана почти из любого волокнистого материала, существует много разнообразных методов получения бумажной массы, которые различаются в соответствии с требованиями к конечному продукту. Известны, однако, три основных процесса превращения древесины в бумажную массу: механический, химический и полухимический. Бревна, поступающие на завод в неочищенном виде, должны быть очищены от коры (окорены). Затем заготовка пропускается через рубильную машину, которая разрубает ее на куски размером 6-7 см (щепу), чтобы подготовить древесину к химической обработке (это не обязательно для получения бумажной массы механическим способом).

1. Химическая переработка древесины

древесина переработка химический бумага

Древесина является возобновляемым сырьем и её значимость в качестве органического сырья будет возрастать по мере истощения других природных источников углеводородов (уголь, нефть, природный газ, горючие сланцы и т.д.). Из древесины можно получить практически любой из продуктов нефтехимического синтеза.

Химическая переработка древесины осуществляется воздействием на древесину щелочей, кислот, кислых солей, сернистой кислоты, растворителей, а так же термическим разложением.

Термическое разложение или пиролиз древесины, осуществляется нагреванием древесины при высокой температуре без доступа воздуха. При пиролизе получают твёрдые, жидкие и газообразные продукты. Из них наибольшее практическое значение имеет древесный уголь.

При помощи растворителей из древесины, предварительно измельчённой в щепу, извлекают различные экстрактивные вещества. При экстракции водой получают дубители. Клеящие свойства камеди, извлекаемой водой из древесины лиственниц используются в полиграфической, текстильной и спичечной промышленности. При экстракции бензином пнёвого осмола, измельчённого в щепу, из древесины извлекают канифоль. Её широко используют для получения высококачественной бумаги, как заменитель жиров в мыловарении, для производства лаков, линолеума, резины, электротехнических и других изделий.

2. Подготовка сырья и его получения или извлечения

В зависимости от способа получения и применяемых технологических режимов древесную (механическую) массу можно разделить на два основных вида.

К первому виду относится чисто механическая (древесная) масса, получаемая без использования химических реагентов с выходом 93-98 %:

ДЦМ - традиционная дефибрируемая древесная масса, получаемая истиранием древесины на дефибрерном камне с выходом 95-98%.

ТДМ - термодефибрерная древесная (механическая) масса, получаемая в режиме термодефибрировання, при котором температура в зоне дефибрирования достигает точки кипения в конце зоны. Эта цель достигается дополнительным оборудованием цепных дефибреров системой контроля температуры массы и оборотной воды и се регулированием, оснащения дефибреров уплотнением для обеспечения определенного уровня напора жидкости под зоной дефибрирования.

3. Древесно - подготовительный цех

Назначение: переработка древесины в технологическую щепу для целлюлозно-бумажного производства, цеха древесноволокнистых плит и подготовкой пиловочника для цеха лесопиления и деревообработки. Древесина в виде балансов поступает на завод в железнодорожных вагонах и платформах. Древесина в хлыстах собственных заготовок и из местных леспромхозов доставляется автотранспортом.

Выгрузка, складирование и подача древесины в производство ведется козловыми кранами. Хлыстовая древесина подвергается разделке, верхняя часть хлыста, сучки и другие отходы перерабатываются в технологическую щепу для производства ДВП, остальная часть хлыста идет для выработки балансов и пиловочника. Пиловочник передается в цех лесопиления и деревообработки. Балансовая древесина со склада сырья подается на раскаточное устройство, где равномерно распределяется по площади стола и цепным транспортером подается на многопильный станок (слешер) для распиловки на коротье длиной не более 2м. Распиленная древесина поступает в окорочный барабан мокрой окорки, где в водной среде за счет трения и соударения бревен между собой при вращении барабана освобождается от коры. Далее проводят отжим коры и отщепа от воды. Для отделения коры и от щепы от воды применяется дренирующий конвейер, затем короотжимной пресс. Измельчение баланса в щепу производится на рубительных машинах, после которых щепа сортируется. Отсортированная щепа подается в бункера временного хранения щепы и затем на загрузку варочных котлов. Образующиеся в процессе производства технологической щепы кора и отходы окорки, опил натуральной чистой древесины, отвозятся в карьер, где используются для рекультивации. Отходы древесные, образующиеся при распиловке и транспортировке, перерабатываются в щепу, часть передается населению или вывозится на свалку МУП ЖКХ. Вода после отжима коры сбрасывается в канализацию и поступает на очистные сооружения.

4. Получение волокнистого полуфабриката

Сущность изобретения заключается в следующем. Исходное волокнистое сырье разбавляют до концентрации 8 - 15%, затем подвергают химической обработке при температуре 60 - 120°С. Обработанное сырье сгущают и размалывают на дисковых мельницах при концентрации 30 - 40%. В качестве реагентов для химической обработки сырья используют сульфит натрия, гидроксид натрия или их смесь, гидросульфит натрия или смесь перекиси натрия с гидроксидом натрия. В качестве исходного волокнистого сырья используют отходы сортирования древесной массы и макулатуру.

Изобретение относится к технологии получения волокнистого полуфабриката и предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ получения волокнистого полуфабриката, включающий химическую обработку волокнистого сырья и размол волокнистого обработанного сырья на дисковых мельницах. При этом химическую обработку проводят при концентрации 35-40% и температуре 125оС, размол на дисковых мельницах - при концентрации 35-40%. В качестве волокнистого сырья используют отходы сортирования дефибрерной древесной массы, химическую обработку проводят моносульфатом натрия при расходе его 3% от массы абсолютно сухого сырья.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение выхода волокнистого полуфабриката при сохранении качественных показателей, снижение загрязненности окружающей среды, упрощение технологического оборудования.

Техническим результатом, позволяющим решить эту задачу, является интенсификация процесса, уменьшение образующихся растворенных веществ, более благоприятные условия отбора отработанных щелоков.

Этот технический результат достигают тем, что по способу получения волокнистого полуфабриката, включающему сгущение волокнистого сырья, химическую обработку и размол обработанного волокнистого сырья в дисковых мельницах, согласно изобретению перед химической обработкой волокнистое сырье разбавляют до концентрации 8-15% и химическую обработку проводят при температуре 60-120оС, а сгущение проводят перед размолом после химической обработки. При этом волокнистое сырье подвергают обработке сульфитом натрия, гидроксидом натрия или их смесью, гидросульфитом натрия или смесью гидроксида натрия и перекиси натрия, а в качестве волокнистого сырья используют отходы сортирования древесной массы и макулатуру. Размол проводят при концентрации предпочтительно 30-40%.

Проведение процесса химической обработки при пониженной (до 8-15%) концентрации массы обеспечивает интенсификацию процесса химической обработки за счет повышения качества смешения массы с химикатами и улучшения равномерности обработки волокнистых отходов, появляется возможность снижения температуры обработки.

Снижение концентрации массы и температуры химической обработки обеспечивает уменьшение образующихся растворенных веществ, улучшение условий отбора и промывки массы, позволяющих перераспределить количество образующихся загрязнений между локальным стоком производства волокнистого полуфабриката - стоками бумажного производства, что обеспечивает не только улучшение условий технологического процесса получения бумаги, но и снижение затрат на очистку образующихся стоков.

В качестве исходного волокнистого сырья используют отходы сортирования дефибрерной, термомеханической или термохимикомеханической древесной массы, а также макулатуру. Размол проводят в одну или несколько ступеней

5. Поверхностная обработка бумаги и картона

Термин «проклейка бумаги» характеризует процесс, при котором в бумагу вводятся различные вещества, придающие ей специфические 62 свойства в зависимости от её назначения: либо чернило- и водонепроницаемость, либо сомкнутость структуры, увеличение механической прочности и сопротивления истиранию поверхностного слоя, либо снижение деформации при увлажнении или же прочность во влажном состоянии и др.

В некоторых случаях в бумагу вводятся вещества, препятствующие проникновению в нее молока, масла, различных жидкостей. По степени проклейки бумаги делятся на три группы: - неклеёные; - слабоклеёные; - сильноклеёные. Все применяемые вещества делятся по своим свойствам: - на проклеивающие: канифоль, парафин, модифицированный канифольный клей. Эти вещества придают гидрофобность, но прочность бумаги не изменяется, а иногда даже снижается; - на связующие: крахмал, битум, крахмальный клей, карбоксиметилцеллюлоза. Эти вещества придают не очень высокую гидрофобность, однако прочность бумаги повышается, так как они склеивают волокна бумаги. Есть вещества, придающие бумаге влагопрочность. Она достигается при введении в бумажную массу после размола (до разбавления) специальной влагопрочной смолы: мочевиноформальдегидной и ме- ламиноформальдегидной. Количество смолы достигает 5…7 % от количества сухого волокна. Эти смолы требуют применения осадителя. В качестве осадителей используют глинозем Al2(SO4)3, реже - синтетические клеи.

Процесс проклейки бумаги может быть осуществлен двумя способами: либо введением проклеивающих веществ в бумажную массу, из которой изготовляется бумага, либо поверхностной обработкой соответствующими веществами готовой бумаги. Раньше для придания бумаге чернило- и водонепроницаемости пользовались крахмальным или животным клеем. Эти вещества обеспечивают склеивание расти- тельных волокон, из которых состоит бумага. Благодаря этому силы связи между волокнами возрастают, и бумажный лист становится более прочным. Принцип придания бумаге чернило- и водонепроницаемости при поверхностной ее обработке указанными веществами заключается в том, что на поверхности бумаги образуется тонкая плен- ка этих веществ, препятствующая проникновению чернил или воды в толщину листа.

Благодаря склеиванию волокон и образованию на поверхности бумаги пленки бумажное полотно приобретает прочную поверхность, устойчивую к трению. От такой поверхности не отделяются волоконца (бумага «не пылит»). Текст или рисунок, нанесенные на бумагу карандашом, чернилами или тушью, стираются резинкой, при этом поверхность бумаги не повреждается. Поэтому поверхностная проклей- ка бумаги крахмалом или животным клеем и в настоящее время широко применяется в тех случаях, когда требуется придать поверхности бумаги повышенную устойчивость к трению и увеличить механическую прочность бумаги (денежной, документной и т.д.).

Список литературы

Технология целлюлозно-бумажного производства : в 3 т. / Производство бумаги и картона; Ч. 1. Технология производства и обработки бумаги и картона. -- СПб. : Политехника, 2005. -- 423 с.

Материалы упаковочного производства : учеб. пособие / Е.Д. Климова; Моск. гос. ун-т печати. -- М. : МГУП, 2010. -- 154 с.

Пинчукова К. В., Корниенко Н. Д. Анализ эффективности гидрофобизации бумажной упаковки модифицированными формами крахмала // Молодой ученый. -- 2015. -- №14. -- С. 174-176.

Чупрова Л.В., Мишурина О.А., Муллина Э.Р., Ершова О.В. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КАЧЕСТВА ИСХОДНОГО СЫРЬЯ И КЛЕЯЩИХ СОСТАВОВ НА ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА УПАКОВОЧНОГО ГОФРОКАРТОНА // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1-1.;

URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=18955 (дата обращения: 16.10.2016).

Осипов П.В. Технология и механизмы упрочнения внутренней структуры бумаги и картона [Текст] /Осипов П.В.// Сб.МНТК ”Новое в химии бумажно-картонного производства и полиграфии”,СПб.,16-18.05.2006.-C.18 - 23.

Осипов Павел Васильевич. Эффективное использование химических вспомогательных веществ в производстве бумаги и картона 05.21.03- технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук.

ЛесПромИнформ / Архив номеров / ЛесПромИнформ №2 (33) / Техника и технологии. Развитие технологии для производства бумаги и картона.

http://www.lesprominform.ru/jarchive/articles/itemshow/1526.

Размещено на Allbest.ru