Способ подготовки бумажной массы Советский патент 1979 года по МПК D21D1/02 

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ БУМАЖНОЙ МАССЫ

Изобретение относится к способу подготовки бумажной массы, в частности, njrreM размола целлюлозного волокна, и найдет применение при производстве бумаги и картона в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ подготовки бумажной массы, при котором размолу подвергают массу высокой концентрации (10-40%) в ирисутствш минерального иапол1та теля 1.

Недостатком данного способа является то, что размол требует значительных энергозатрат.

Известен способ подготовки бумажной массы из целлюлозного материала путем размола целлюлозного волокна, причем последнее перед размолом смешивают с некоторым количеством частиц с острыми кромками, например, с кварцевым песком и пластмассовой стружкой , а затем после размола удаляют из массы введенные в нее частицы 2.

Недостатком этого способа подготовки массы является трудность удаления частиц песка и стружки после процесса размола. Кроме того, размальтающая гарнитура быстро выходит из строя.

Ближайшим аналогом является способ подготовки бумажной массы путем обработки целлюлозосодержащих материалов целлюлозолитическйми ферментами, в результате чего повышается интенсивность последующего размола 3.

Недостатком этого способа является то, что повышение содержания низкомолекулярных фракций целлюлозы после ее обработки ферментами не обеспечивает высокую прочность (статическую и oco6etfflO динамическую) изготовляемой из такой массы бумаги. Например, снижение низкомолекулярной фракции сульфатной небеленной целлюлозы приводит к уменьшению динамической прочности мешочной бумаги.

Целью изобретения является улучшение качества массы при одновременном снижении удельного расхода энергии на размол.

Эта цель достигается тем, что в известном способе подготовки бумажной массы путем размола целлюлозосодержащего волокна в присутствии акпшной добавки размол ведут в присутствии активного ила от биологи геской очистки сточных вод в количестве 2-10% от веса абсолютно сухого волокна. 3 Ниже приведены примеры размола различных целлюлозосодержащих материалов (сульфатной небеленой целлюлозы, отходов сортирования древесной массы и макулатуры) в присутствии активного ила из сооружеюй биологичес ой очистки сточных вод, добавленного в коли честве 2-10 от веса абсолютно сухого волокна. Пример 1, Сульфатную небелёную целлюлозу (Светогорского ЦБК, марки НС-2 , ГОСТ 11208-65), используемую в композиции бумажной массы для широкого ассортимента упаковочных видов бумаги, например мешочной, размалывают с добавкой и без добавки (контрольный опыт) активного ила. Размол осуществляют в 20 литровом рояле с весовым присадочным устройством между барабаном и планками. Концентрация размальшаемой массы

Количество добавленного активного ила, % от абс. сухого волокна.

%)емя размола, мин

Степень помола, °ШР

Весовой показатель

средней длины волокна, дг

Время обезвоживания,с

Разрывная длина

бумаги, м

взрывной груз, кг

Динамическая прочность бумаги, ед. шкалы импульсного аппарата,

Количество добавленного активного ила, % от абс. сух. волокна.1

Время размола, мин70,

II

10

5

22 28

25 28

30

28

78 6,0

78 6,0

76 6,31

6000

7500

6700 7,0 7,7 8,4

9

2015

Таблица 2

5 25

10 20

И 18

2 60 Ъ обоих случаях составляет 3%, концентрация добавляемого активного ила 15 г/л. При добавке в массу активного ила в количестве 1,2,5, 10 и 11% от абсолютного qyxoro волокна объем активного ила составляет 0,4, 0,8, 2,0, 4,0 Добавка ила по отношению к абсолютно сухому волокну в количестве 1% не оказывает существенного влияния на ннтеиснфикацию процесса размола, добавка же 11% вла приводит уже к снижению механических показателей бумаги. Эффективность размола сульфатиой небеленоЯ еллюлозы в присутствии активного ила привеена в табл. 1. Эффективность размола отходов сортирования древесной массы в присутствии активного кла приведена в табл. 2. Таблица 1

Степень помола, ШР

бесовой показатель

федней длины волокна, дг

Время обезвоживания,с

Разрывная длина

бумаги, м

:Разрьтной грз, кг П р и м е р 2. Отходы сортирования древес ной массы (фабрики № 2 имени А. Горького, Ленинград), используемые для составления ком позиции газетной, типографской, писчей (№2 и № 3) бумащ, размалывают в, присутствии актив кого ила, как в примере 1 .Параллёльио проводят размол без добавки активного ила (контрольный опыт). Размол обеих масс осуществляют до равной степени помола - 70° Шр. Время размола и физико-механические харак териртики массы к бумаги (массой 100 г/м) приведены в табл. 2. Из таблицы 2 следует, что добавка ила в размальгааемую массу в количестве 2-10% от веса абсолютно сухого, Волойиа интенсифицирует процесс размола причем . добавка Ила в количестве 10% наиболее эффективна. Например, при добавке ia размалываемую массу 10% ила от абсолютно сухого волокна по сравнению с контрольным опьпом (без ила) время разййла снизилось более чем в три раза (20 мин по сравнению с 87 мин). Весовой показатель федней длины волокна увеличился на 61,5% (21 дг по сравнению с 13 дг), а время обезСтепень помола, °ШР65

Весовой показатель средней

длины волокна, дг33

70

70

70

15

21 26,0

22 23,2

29,0

2580

3390

2100 3,5 4,6 2,8

65

65

65

65

56

56

52

49 воживания массы сократилось на 33,8% (26,0 с. по сравнению с 39,3 с). При этом разрывная длина бумаги возросла на 50,6% (3390 м по сравнению с 2250), разрьгеной груз - на 48,3% (4,6 кг по сравнению с 3,1 кг). Добавка активного ила от абсолютно- сухого волокна в количестве 1 и 11% не эффективна по энергоемкости процесса размола (в первом случае) и качеству готовой продукции (во втО ром случае). Пример 3.Размалывают в ролле, как в примерах I и 2, макулатуру (изготовленную из старых газет и журналов), используемую для различных видов картона, бумаги для гофрирования, газетной бумаги в присутствии активного ила в количестве 1,2,5,10 и 11% от веса абсолютного сухого волокна. Параллельно осуществляли контрольный размол массы (без ила). Размол проводили до одинаковой степени помола - 65°IlIP. Время размола и физикомеханические характеристики массы и бума|ГИ (массой 100 г/м) приведены в табл. 3. .Таблица 3

Показатели

40,2

Время обезвоживания, с Разрьшная длина

Из табл. 3 следует, что добавка ила в- размалываемую массу в количестве 2-10% от ве-; са абс. сухого волокна способствует интенсификации процесса размола, при этом 10%-нал добавка ила определяет максимум эффектна ности размола. Например, добавка от абсолютно сухого волокна 10% ила в сравнении с контрольным опытом обуславливает снижение времени размола на 66,6% (5 мин по сравнению с 15 мин), повышение весового показателя средней длины волокна иа 75,0% (56дг по сравнению с 32 дг), снижение скорости обезвоживания на 28,9% (29,0 с по сравнению с 40,8 с). При этом разрывная длина бумаги из этой массы возросла на 20,2% (4090 м по сравнению с 3400 м), разрывной груз - на 21,7% (5,6 кг по сравнению с 4,6 кг).

Добавка активного ила от абсолютно сухого волокна в количестве 1 и 11% не эффективна по энергоемкости размола и качеству готовой продукции.

Предлагаемый способ позволяет вводить активный нл непосредственно перед самым процессом размола и длится в течение долей или нескольких секунд. Практическое осуществление этого способа не представляет затруднений.

По прототапу при взаимодействии целлюлозодриических ферментов с целлюлозой повышается содерягание в ней низкомолекулярных фракций. Известно, что чем больше (в процентном отношении) низкомолекулярной фракции в целУменьшение расхода энергии

на размол до равной степени

помола,%

Увеличение разрывной длины

отливок при одинаковом времени размола,%

Способ подготовки бумажной массы

Размол в присутствии активного ила

28,3

29,0

30,0

36,1

3100

люлозе, тем легче идет размол. Однако прочность целлюлозных волокон снижается. Например, прочные образцы сульфитной целлюлозы содержат 58-74% высокомолекулярных фракций со степенью полимеризации (СП) вьпие 800, а менее прочные образцы целлюлозы только 16-25%.

С другой стороны, по способу по прототипу при равном удельном расходе электроэнергии на размол низкомолекулярные фракции целлюлозы будут иметь большую степень измельчени (т.е. больц ую степень помола в единицах Шоппер-Риглера).

Одтгако этот способ неприемлим для получения высокопрочных тароупаковочных видов бумаги, например мешочной, где требуются длинные и гибкие волокна с высокой степенью полимеризации.

По предложенному способу в процессе размола целлюлозы с активным илом без разрушения прочности .самих волокон имеет место пропитка целлюлозной массы межклеточным веществом активного ила (белком), что обусловливает склейку целлюлозных волокон в процессе формования и сушки бумажного полотна и придает высокую механическую прочгюсть бумаге или картону из такой массы.

В табл. 4 даны показатели, показывающие преимущество предложенного способа перед

ПРОТОТИПОМ.

Как видно из таблицы, по предложенному способу увеличивалась разрывная длина отливо и снизился расход энергии aavразмол. Та блица 4

до 335

20-25

0.5.0,

15-30

9 69906710

Формула изобретенияИсточники информации, Способ подготовки бумажной массы путемпринятые во внимание при экспертизе размола целлюлозосодержащего волокна в присутствии активной добавки, отличаю-1. Авторское свидетельство СССР № 499366, щ и и с я тем, что, с целью снижения расхо-s Д 21 Д 1/02, 1976. да энергии и улучшения качества бумажной2. Патент ФРГ № 1211921, ют. 55а 5/01, массы, размол ведут в присутствии активного1966.

ила от биологической очистки сточных вод в3. Целлюлоза, бумага и картон,

количестве 2-10% от веса абс. сухого волокна.ВНИИЭлеспром, № 9, 1973, с. 9.