Pereosnastka.ru

Под действием силы тяжести вода проходит через сетку, а волокна оседают на ее поверхности. На длинносеточной бумагоделательной машине регистровые валики, сосуны и отсасывающий гауч вал облегчают удаление воды; увеличение количества удаляемой ими воды приводит к ускорению обезвоживания и большей компактности листа. На круглосеточных машинах волокна оседают под влиянием силы тяжести или отсасывания, хотя в этом случае напор создается за счет разности уровней жидкости внутри и вне цилиндра.

К факторам, влияющим на удаление воды из массы на сетке, можно отнести следующие: температуру массы, размеры отверстий сетки, напор массы над сеткой, эффективную силу отсоса, вес 1 кв. м бумаги, концентрацию массы, степень и характер размола длину и ширину волокон, степень фибриллирования волокон распределение мелочи, сжимаемость влажного полотна бумаги, степень гидратации, а также воздействие добавленных химикатов. Некоторые из наиболее важных факторов рассматриваются в следующих разделах.

Влияние свойств волокон на обезвоживание

Превращение сравнительно грубых волокон в тонкие фибриллы и фибриллки во время размола сказывается в уменьшении среднего диаметра пор во влажном слое, который откладывается на сетке бумагоделательной машины. При этом увеличивается сопротивление протеканию воды через этот слой, так как скорость протекания зависит от количества пор и обратно пропорциональна четвертой степени диаметра капилляров . Из коротких волокон образуются влажные слои с мелкими порами, даже когда волокна не фибриллированы. Следовательно, скорость обезвоживания уменьшается по мере уменьшения длины волокон, хотя влияние длины волокон незначительно по сравнению с влиянием фибриллирования.

Свойства поверхности волокон играют важную роль в обезвоживании. Рид полагает, что химические и физические различия между мелочью и более длинными волокнами приводят к соответствующему замедлению обезвоживания мелочи. Он установил, что длинные волокна сами по себе оказывают лишь слабое влияние на скорость обезвоживания и что различия в скорости обезвоживания различных фракций целлюлозы, разделенной на классификаторе Бауэр — Макнетта, соответствуют различиям в химических и физических свойствах этих фракций. Различиями химических и физических свойств объясняется обычно более высокая скорость обезвоживания древесной массы по сравнению с целлюлозой, даже при меньшей длине волокон.

В предыдущем разделе было рассмотрено влияние флокуляции на формование. Флокуляция также важна и для обезвоживания, так как усиленная флокуляция означает, что во влажной бумаге образуется некоторое количество чрезмерно крупных пор, вследствие чего скорость обезвоживания резко увеличивается. Как известно, на обезвоживание оказывают влияние катионы . Бэлл установил, что прибавление электролитов увеличивает скорость протекания еоды через слой массы. Бэрд и сотрудники пришли к заключению, что нещелочные электролиты увеличивают скорость обезвоживания целлюлозы. Это влияние электролитов является, вероятно, следствием дегидратации поверхности волокон и изменения электростатического заряда, в результате чего усиливается флокуляция.

Хорошо известно, что кипячение целлюлозной суспензии увеличивает скорость ее обезвоживания, что происходит, вероятно, также вследствие дегидратации поверхности волокон. Такое же влияние оказывает дубильная кислота, которая вызывает сильную

Дегидратацию. Рид установил, что при добавлении значительного количества основных красителей масса становится садкой, а при субстантивных красителях — жирной. Это явление может быть объяснено изменением электрокинетического заряда волокон, вызываемого различными красителями. Беленая древесная масса формуется лучше, чем небеленая , вероятно, из-за различия в флокулирующей способности этих двух разновидностей масс.

Влияние температуры и вязкости на обезвоживание

Продолжительность обезвоживания пропорциональна вязкости воды, в которой суспендированы волокна. Следовательно, продолжительность обезвоживания зависит от температуры воды, которой определяется ее вязкость. Смит установил, что скорость обезвоживания удваивается при повышении температуры с 5 до 30°. Различие температуры свежей воды в летние и зимние месяцы приводит, к заметному различию в скорости обезвоживания массы. Это различие сглаживается при использовании оборотной воды, обеспечивающем более ровную температуру в течение всего года.

Кобб и сотрудники указали на то, что продолжительность обезвоживания значительно возрастает при вязкостях выше 1,5 сп. Применение таких вязких веществ в композиции бумаги, как растительные камеди или высоковязкие крахмалы, понижает скорость обезвоживания.

Фактор обезвоживания и удельное сопротивление обезвоживанию

Фактор обезвоживания характеризуется продолжительностью обезвоживания в секундах 1 г массы при 20° в стандартных условиях. Он может быть определен путем формования листа на британском стандартном листоотливном аппарате при стандартных условиях; при этом учитывается время, затраченное на обезвоживание, а также вес испытываемых листов. Фактор обезвоживания выражается кривой зависимости продолжительности обезвоживания (при 20е) от веса массы, поступающей на листоотливной ап парат.

В отличие от садкости удельное сопротивление обезвоживанию имеет определенный физический смысл, оно, как установлено опытом, зависит от фактора обезвоживания особенно в случае, если массы отекают медленно; эти два показателя выражают одни и те же характеристики массы. Между удельным сопротивлением обезвоживанию и показателем садкости явной зависимости нет, особенно в области низких показателей садкости.

Удельное сопротивление обезвоживанию пропорционально количеству пор во влажном листе и четвертой степени диаметра этих пор. Согласно Кэмпбеллу удельное сопротивление целлюлозного материала определяется удельной поверхностью его и объемной концентрацией . Удельная поверхность непосредственно выражает свойства массы. Объемная концентрация не зависит от свойства массы; она зависит от способности массы к сжатию, а также от давления, которому она подвергается. Однако при постоянном давлении объемная концентрация зависит только от способности массы к сжатию. Хисей и Мэчак показали, что удельное сопротивление обезвоживанию и фактор обезвоживания древесной массы непосредственно связаны с фактором сжимаемости.

Условия определения фактора обезвоживания ближе подходят к условиям работы бумагоделательной машины, чем условия определения садкости, вследствие большего напора массы при определении фактора обезвоживания. Больший напор массы сказывается в большем сжатии массы, более близком к тому, которое преобладает на бумагоделательной машине. Таким образом, различие в сжимаемости массы объясняется противоречием, которое часто наблюдается между величиной садкости (получаемой на аппарате для определения садкости) и фактором обезвоживания, или продолжительностью его (получаемой на британском листоотливном аппарате). Различие в сжимаемости объясняется тем фактом, что древесная масса, имеющая низкую сжимаемость, при испытании на аппарате для определения садкости дает относительно более низкие показатели садкости, чем сульфитная целлюлоза, но по сравнению с целлюлозой она ведет себя на бумагоделательной машине, как более садкая масса. Рид сообщает следующие относительные показатели сжимаемости различных масс: сульфатная целлюлоза— 0,71, натронная — 0,50, сульфитная — 0,62, древесная масса — 0,46.

Удаление воды на регистровой части

Сетки бумагоделательных машин изготовляются из тонкой медной проволоки или из проволоки, изготовленной из специального сплава. Они различаются по величине и числу отверстий на единицу площади, а также по характеру плетения. Из нескольких различных типов переплетений при производстве сеток для бумагоделательных машин применяются следующие два основных типа: 1) стандартное, или простое, переплетение, при котором уток переплетается вокруг проволок основы попеременно сверху и снизу;

Удлиненное переплетение, в котором уток переплетается по двум проволокам основы и пропускается под третьей. Сетки стандартного, или простого, переплетения большей частью применяются при выработке документных, книжных и других высокосортных бумаг; сетки удлиненного переплетения — большей частью при выработке газетной и крафт-бумаг.

Для специальных бумаг применяются более тонкие сетки с истинным числом выше 80 X 60. На цилиндрических машинах обычно применяются сетки числом меш от 40 до 50 для выработки внутренних слоев картона и от 50 до 60 — для наружных слоев. Как правило, у сеток более высокого номера срок службы короткий. На сетках высоких номеров скорость обезвоживания замедляется, так как задерживается больше мелочи, поэтому бумага получается более плотной.

Вначале при поступлении массы на сетку вода через нее проходит легко, так как сопротивление протеканию в этом случае сравнительно невелико. Протеканию воды через сетку способствует напор массы на сетке и действие регистровых валиков, вращающихся под сеткой. Эти валики создают некоторый отсос воды благодаря возникновению небольшого водяного клина, возникающего в том месте, где валик отходит от сетки. Это клиновидное пространство наполняется водой, удаляемой из массы под влиянием гидравлического давления (так как в данном пространстве создается вакуум) и поверхностного натяжения. Кэмпбелл указывает, что сила отсасывания в этих местах колеблется примерно от 0,04 до 0,12 см по сравнению с исходной величиной напора, составляющей около 1,2 см.

Эффективность действия регистровых валиков возрастает при более высоких скоростях машины ввиду более сильного отсоса, создаваемого при более высоких скоростях. Отсос при высоких скоростях настолько значителен, что необходимо применение жирной массы для предупреждения затопления регистровых валиков на очень быстроходных машинах. Кроме того, на быстроходных машинах (например, для газетных бумаг) может возникнуть необходимость в замене некоторого количества регистровых валиков валиками, покрытыми сеткой, или рифлеными, которые поддерживают сетку, но не содействуют удалению воды. На быстроходных машинах в начале сетки могут быть применены регистровые планки, которые поддерживают сетку и отделяют воду с обратной ее стороны. Имеется один тип высокоскоростной (610 м/мин) машины для тонкой бумаги без регистровых валиков. Вместо них применяется отсасывающий грудной вал, оборудованный двумя отсасывающими камерами. Первая камера отсасывает воду внутрь грудного вала, вторая принимает эту воду; вода удаляется из вала через специальное приспособление, установленное ниже сетки. Формование полностью завершается на протяжении нескольких сантиметров по ходу грудного вала.

При скорости 365—427 м/мин и выше применение регистровых валиков вызывает затруднения вследствие того, что вода, захватываемая валиками, при их вращении вновь забрасывается на сетку с обратной ее стороны, что препятствует формованию. Смит полагает, что двусторонность вызывается промыванием или овод-нением нижнего слоя влажной бумаги при прохождении ее над регистровым валиком. Вода, оказавшаяся под воздействием регистровых валиков в клиновидном пространстве между сеткой и валиком, мгновенно поднимает влажную бумагу, заливая и отделяя мелкие волокна и частицы наполнителя, которые затем почти немедленно удаляются вместе с водой вниз под действием отсоса, создаваемого валиками при вращении. Попадание воды в бумагу с обратной стороны сетки может быть предотвращено применением рифленых валиков или дефлекторов.

При высоких скоростях машины сетка быстро изнашивается вследствие продвижения ее по регистровым валикам. Ввиду этою на высокоскоростных машинах применяются гибкие сетки, изготовленные из тонкой проволоки.

Удаление воды на сосунах

По мере продвижения бумаги вместе с сеткой по сеточному столу она проходят над рядом сосунов, которые удаляют из бумаги большое количество воды. Несмотря на то, что из массы перед сосунами удаляется примерно 75% начального количества воды, перед поступлением массы на первый сосун в ней еще содержится около 97—99% влаги. Сосуны удаляют большую часть оставшейся воды и в то же время уплотняют лист.

Применение сосунов является очень эффективным средством для удаления воды, так как они обеспечивают вертикальное давление, которое не вызывает нарушения структуры листа. Число сосунов колеблется в пределах от 2 до 10, в зависимости от сорта вырабатываемой бумаги. Большинство тонких прозрачных бумаг типа пергамина изготовляется на машинах, имеющих от 6 до 10 сосунов. Сосуны должны быть достаточно велики для постепенного отсоса воды из бумаги и содержаться в хорошем состоянии. Вакуум обычно создается в 127—280 мм. Кроме того, вакуум создается и в отсасывающем гауч-вале (305—381 мм рт. ст.). Отсасывание при большем вакууме считается вредным, так как оказывает слишком сильное воздействие на сетку.

Читать далее:

Использование оборотной воды

• Очистка воды
• Свойства воды
• Вода в бумажном производстве
• Биохимическое поглощение кислорода (бпк) фабричными сточными водами
• Микроорганизмы в неволокнистых материалах