СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ПОЛИМЕРНЫХ ДОБАВОК В БУМАЖНУЮ МАССУ Российский патент 1999 года по МПК D21H23/06 D21F1/06 G05D7/00 

Изобретение относится к способам изготовления бумаг с добавлением полимерных добавок и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ автоматического регулирования процессом добавления вспомогательных компонентов в бумажную массу, он включает контроль расхода и концентрации каждого компонента в отдельности и композиции в целом, регулировку расхода осуществляют в зависимости от заданных и измеренных значений (АС СССР N 456067, кл. D 21 F 1/08, 1973).

Однако, известный способ не обеспечивает точный контроль из-за отсутствия измерений в самом технологическом процессе производства бумаги. Кроме того, из-за неточностей контроля возможен перерасход или недостаток вспомогательных компонентов бумажной массы, улучшающих ее качество, при колебаниях либо изменениях композиции массы.

Также известен способ автоматического регулирования составителем композиции бумаги и картона (см. АС СССР N 589319, кл. D 21 F 1/08, 1978). В этом изобретении для улучшения качества проклейки предложено контролировать pH подсеточных вод и степень проклейки полученной бумаги для регулирования расхода квасцов, добавляемых для улучшения проклейки.

Однако, известный способ позволяет контролировать только степень проклейки бумаги, регулируя расход квасцов, и не позволяет контролировать и оптимизировать основные коллоидно-химические процессы, происходящие в мокрой части бумагоделательной машины (БДМ), т. е. флокуляцию волокон, мелочи и наполнителя, интенсифицирующую роль, в которых играют полимерные добавки. Для этих целей необходима оптимальная доза полимеров, которая обеспечивает селективную флокуляцию, интенсификацию процесса обезвоживания и повышение механической прочности бумаги.

Наиболее близким к предлагаемому является способ автоматического регулирования расхода полимерных добавок в бумажную массу, включающий определение расхода вводимых полимеров и измерение текущих значений зольности (см. АС СССР N 1164350, кл. D 21 F 1/06, 1985).

Недостатком известного способа является то, что он не позволяет контролировать и оптимизировать основные коллоидно-химичекие процессы, происходящие в мокрой части БДМ.

Техническим результатом, на который направлено данное изобретение, является оптимизация содержания вспомогательных химических веществ в бумажной массе при одновременном улучшении качества бумаги за счет повышения удержания мелкого волокна и наполнителя.

Как известно, одна из главных функций вспомогательных веществ, в частности полимерных добавок, - сорбироваться на частицах и способствовать их флокуляции. Флокуляция или структурообразование в бумажной массе - одно из важнейших явлений, оказывающих влияние на течение большинства технологических процессов бумажного и картонного производства. В основе флокуляции лежит взаимодействие компонентов бумажной массы в водной среде. Следует различать макро- и микрофлокуляцию. Макрофлокуляция - явление нежелательное, поскольку ухудшает структуру бумажного листа и в связи с этим физико-механические и потребительские свойства бумаги. Микрофлокуляция способствует повышению удерживаемости компонентов бумажной массы, ускорению обезвоживания и является необходимой для успешного протекания формования бумажного полотна. Если микрофлокуляция - это процесс взаимодействия мелочи и наполнителей с крупными волокнами, то макрофлокуляция - процесс объединения агломератов, полученных в результате микрофлокуляции, в крупные хлопья, нарушающие структуру бумажного листа. Известно, что скорость взаимодействия мелких частиц с крупными на 2-3 порядка выше, чем скорость взаимодействия крупных частиц. Это дает возможность регулировать процесс флокуляции, ведя его в нужном направлении путем оптимального дозирования вспомогательных химических веществ, создания необходимого уровня турбулентности, приложения должных обезвоживающих нагрузок (Смолин А.С., Аксельрод Г.З. Технология формования бумаги и картона - М. , "Лесная промышленность", 1984, с. 21).

Значит полимерные добавки способствуют повышению удержания мелкого волокна и наполнителя, поэтому логично управлять расходом полимеров именно по этим показателям.

Данный технический результат достигается за счет того, что в способе автоматического регулирования расхода полимерных добавок в бумажную массу, включающем определение расхода вводимых полимеров и измерение текущих значений зольности, согласно изобретению измерение текущих значений зольности производят в подсеточных водах, где измеряют текущие значения величины заряда мелкого волокна, сравнивают полученные значения с оптимальными и по рассогласованию определяют расход полимера в данную композицию.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства для реализации способа. Устройство содержит датчик 1 зольности и датчик 2 заряда волокна, которые установлены в коллекторе 3 регистровых вод. За коллектором 3 регистровых вод расположены преобразователь 4, вычислительное устройство 5 и исполнительный механизм 6 управления расходом полимерной добавки в массопровод 7. По зольности можно судить об удержании наполнителя, а по заряду волокон о количестве мелкого волокна в регистровой воде.

Устройство работает следующим образом. Сигналы от датчиков 1 и 2 через преобразователи 4 поступают в вычислительное устройство 5 и сравниваются с оптимальными значениями. Затем рассогласования по каждому сигналу складываются и посылаются на исполнительный механизм 6 управления расходом полимерной добавки в массопровод 7.

В качестве примера был проведен опыт с полимерной добавкой полиакриламид. Опыт был проведен на пилотной установке БДМ, на которой установили датчики для контроля зольности и заряда волокна подсеточных вод. Затем подготовили бумажную массу и отдельно раствор полиакриламида. Раствор полимера подавался в массопровод перед напорным ящиком. Расход полимера регулировался исполнительным механизмом с вентильной задвижкой. Связь между датчиками и исполнительным механизмом осуществлялась через преобразователи и вычислительное устройство. Использование изобретения позволило поддерживать оптимальную степень удержания мелкого волокна и наполнителя, что положительно отразилось на показателях качества бумажного полотна: повысились механические показатели и улучшился просвет бумаги. Изобретение позволило быстро выходить на оптимальные режимы расхода полиакриламида при изменении композиции, степени помола волокна и прочих технологических факторов, а также гибко реагировать на незначительные изменения производственных условий при сохранении качественных показателей выпускаемой бумаги.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, а именно к изготовлению бумаги с добавлением полимерных добавок. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют текущие значения зольности и величины заряда мелкого волокна в подсеточных водах с последующим сравнением их с оптимальными, рассогласование которых определяет расход полимера в композицию. Устройство для реализации способа содержит установленные в коллекторе регистровых вод датчик зольности и датчик заряда волокна. По зольности судят об удержании наполнителя, а по заряду волокон - о количестве мелкого волокна в регистровой воде. Сигналы от датчиков через преобразователи поступают в вычислительное устройство и сравниваются с оптимальными значениями. Затем рассогласования по каждому сигналу складываются и посылаются на исполнительный механизм управления расходом полимерной добавки в массопровод. Техническим результатом данного изобретения является оптимизация содержания вспомогательных химических веществ в бумажной массе при одновременном улучшении качества бумаги за счет повышения удержания мелкого волокна и наполнителя. 1 ил.

Способ автоматического регулирования расхода полимерных добавок в бумажную массу, включающий определение расхода вводимых полимеров и измерение текущих значений зольности, отличающийся тем, что измерение текущих значений зольности производят в подсеточных водах, где измеряют текущие значения величины заряда мелкого волокна, сравнивают полученные значения с оптимальными и по рассогласованию определяют расход полимера в данную композицию.