Курсовая работа: Получение термомеханической древесной массы
Качество древесной массы оценивают по характеру размола и степени помола, по фракционному составу, сорности и белизне, по прочностным свойствам.
По характеру размола различают жирную и тощую (садкую) древесную массу.
Жирная масса содержит большое количество раздавленных и расщепленных фибрилл с раздробленными в виде бахромы концами; она труднее отдает воду, но имеет более высокую прочность.
Для тощей массы характерны неразработанные волокна, короткие обрывки волокон, небольшое количество фибрилл; тощая масса легко отдает воду, бумага из нее рыхлая и менее прочная. Количественной характеристикой рассматриваемого свойства является степень помола.
Степень помола определяется путем измерения интенсивности обезвоживания определенного количества волокнистой суспензии в специальном приборе. В ряде стран степень помола измеряют как садкость по стандартному канадскому методу и выражают в миллилитрах. В других странах, в том числе и в России, степень помола выражают в градусах Шоппер-Риглера (°ШР). Величина степени помола зависит от назначения ДДМ. Для производства картона вырабатывается полуфабрикат со степенью помола от 20 до 60 °ШР, для газетной бумаги — 68–72 °ШР, для типографской бумаги — 75–78 °ШР и т. д.
Фракционный состав ДДМ очень неоднороден и определяется путем сортирования древесной массы на наборе металлических сит. В России выпускаются аппараты фракционаторы ФДМ с ситами № 9, 20 и 40. Номер сита равен числу отверстий на 1 см его длины. Для перевода сита с единицей "меш" в метрическую систему используется коэффициент пересчета, равный 0,4. Анализируемая проба разделяется на четыре фракции: три первые — остатки на соответствующих ситах; четвертая, самая мелкая, называется мельштоф. Фракционный состав характеризуют долей каждой фракции (в процентах) от исходного образца ДДМ.
Сорность ДДМ определяется подсчетом числа соринок определенного размера в специально подготовленном образце в пересчете на 1 м2 образца.
Степень белизны определяют сравнением испытуемого образца с эталоном, белизна которого принимается за 100 %; эталоном обычно служит пластинка, покрытая сульфатом бария или сульфатом магния.
Прочностные свойства ДДМ, как правило, характеризуют сопротивлением разрыву. Перед изготовлением отливок для определения прочностных свойств, ДДМ, в отличие от других волокнистых полуфабрикатов, дополнительному размолу не подвергают.
В России вырабатывают ДДМ пяти марок — А, Б, В, Г, К (табл. 15.2.57) в соответствии с ГОСТ 10014–73.
| Основные свойства дефибрерной древесной массы | Свойства | А | Б | В | Г | К |
| Степень помола, | ШР, | не более 72 | 72 | 72 | — | — |
| Разрывная длина, м, | не менее | 2900 | 2900 | 2600 | 2200 | 1900 |
| Состав по длине волокон, содержание фракции 1 (остаток на сите № 9), % | 20 ± 3 | 20 ± 3 | 20 ± 3 | — | — |
Сорность (число соринок на 1 м2):
на площади свыше 0,1 до 0,5 мм2, не более 500 (А) 800 (Б) 1200 (В)
на площади свыше свыше 0,5 мм2 Не допускается (А)
на площади свыше свыше 0,1 до 1,0 мм2, не более 2700 (Г)
Белизна, %, не менее 72 Не нормируется (А)
А и Б предназначены для производства газетной, типографской и писчей видов бумаг в композиции с небеленой и беленой целлюлозой;
В — для писчей цветной, обложечной, афишной бумаги и картона в композиции с небеленой целлюлозой, а также для бумаги и картона с покровным слоем;
Г — при выработке ряда бумаг технического назначения (оберточной, шпульной и др.);
К — при производстве коробочного и переплетного картона.
Схема производства дефибрерной древесной массы
Подготовленная для переработки древесина загружается в дефибреры, в которых производится ее истирание. Получаемая волокнистая масса содержит большое количество загрязнений и примесей (остатки почвы, коры, щепки, крупные неразработанные пучки волокон). Отделение загрязнений и примесей производится путем сортирования и очистки.
Крупные частицы древесины, являющиеся отходами сортирования, измельчаются и совместно с отходами тонкого сортирования размалываются. Применяемые для размола мельницы называют рафинерами, а полученную волокнистую суспензию — рафинерной массой.
Потребительские свойства древесной массы формируются в процессе дефибрирования, т. е. ее не подвергают дополнительному размолу.
5. Процесс дефибрирования
Все дефибреры имеют следующие функциональные основные узлы: вращающийся дефибрерный камень, устройства для подачи и прижима древесины к камню, ванну под камнем для сбора древесной массы, устройство для насечки камня. По способу подачи баланса к дефибрерному камню дефибреры могут быть прессовые, шахтные и кольцевые.
Дефибрерный камень — основной рабочий орган дефибрера — имеет цилиндрическую форму с отверстием в центре для стального вала. Состояние его поверхности решающим образом влияет на параметры дефибрирования — производительность, энергозатраты, свойства древесной массы. Дефибрерные камни должны обладать высокой механической прочностью, стойкостью к температурным колебаниям, однородностью структуры рабочего слоя, твердостью, пористостью и т. д. Выпускаются кварцево-цементные, электрокорундовые на цементной основе и керамические дефибрерные камни.
Наиболее существенное влияние на процесс дефибрирования и качество древесной массы оказывают следующие технологические факторы: порода и качество древесины, влажность сырья, окружная скорость дефибрерного камня, удельное давление на поверхность камня, качество рабочей поверхности камня, температура и концентрация массы, глубина погружения камня в волокнистую суспензию.
Основными породами для выработки ДДМ являются ель и пихта. Из лиственных пород для производства ДДМ в России используется осина, а за рубежом тополь. Лучшие прочностные свойства имеет древесная масса из ели. Наиболее пригодна для производства ДДМ свежесрубленная древесина влажностью 40–42 %. При хранении древесины желательно, чтобы ее влажность не опускалась ниже 30–35 %. Однако для производства некоторых видов бумаг лучше применять ДДМ из сухого баланса.
Пихтовый баланс по сравнению с еловой древесиной дает древесную массу с пониженными показателями степени помола и прочности. Осиновую древесину следует дефибрировать отдельно.