- •Введение
- •Виды древесной массы
- •Общие тенденции в развитии производства древесной массы
- •Производство дефибрерной древесной массы из балансов
- •3.1. Сырье для получения древесной массы
- •. Подготовка древесины для дефибрирования
- •Технологическая схема производства дефибрерной древесной массы
- •Свойства древесной массы
- •Дефибрерные камни
- •Гранулометрический состав дефибрерных камней
- •Транспортировка и хранение дефибрерных камней
- •3.8. Эксплуатация дефибрерных камней
- •3.9. Насечка поверхности камня
- •3.10. Дефибреры
- •3.11. Теоретические основы дефибрирования
- •3.12. Факторы, влияющие на процесс дефибрирования
- •3.13. Безванное дефибрирование
- •3.14. Дефибрирование древесины разных пород
- •3.15. Современные способы совершенствования технологии производства дефибрерной древесной массы
- •3.15.1. Получение термодефибрерной массы
- •3.15.2. Получение дефибрерной древесной массы методом дефибрирования под давлением (дмд)
- •3.15.3. Получение ддм с применением камня переменной зернистости
- •3.15.4. Двухступенчатый способ получения дм
- •3.15.5. Получение полуфабрикатов повышенной прочности из отходов дм
- •3.16. Сортирование дефибрерной древесной массы
- •4 В технологический поток (на сгущение)
- •3.17. Переработка щепы и отходов сортирования ддм
- •3.18. Сгущение и обезвоживание ддм
- •Использование оборотной воды
- •4. Производство древесной (механической) массы из щепы
- •Виды древесной массы из щепы
- •Общие положения
- •Свойства древесной массы из щепы и использование её в композиции бумаги и картона
- •Требования к древесному сырью для производства древесной массы из щепы
- •Подготовка щепы к размолу
- •Теоретические основы производства механической массы из щепы
- •Факторы размола щепы
- •Оборудование для размола щепы (дисковые мельницы)
- •Технология рафинёрной древесной массы (рдм, рмм)
- •Технология термомеханической массы (тмм)
- •Влияние различных технологических факторов на свойства тмм
- •4.12. Технология химико-термомеханической массы (хтмм)
- •4.13. Модификации способа получения хтмм
- •4.14. Расход энергии при получении хтмм
- •Производство химико-механической массы (хмм)
- •Регенерация тепла при производстве древесной массы из щепы
- •4.17. Сортирование древесной массы из щепы
- •5. Отбелка древесной массы
- •5.1. Белизна древесной массы, цель и способы отбелки
- •Отбелка дитионитами
- •Отбелка пероксидами
- •5.4. Приготовление пероксидных растворов
- •5.5. Схема отбелки древесной массы пероксидами
- •6. Сточные воды от производства древесной массы из щепы и их очистка
- •Список литературы
4.12. Технология химико-термомеханической массы (хтмм)
Процесс получения ХТММ во многом подобен процессу получения ТММ и отличается от последнего использованием во время пропарки щепы или размоле некоторых химикатов, главным образом, сульфита натрия и щелочи, а также тем, что в качестве сырья можно использовать лиственные породы древесины.
Выход химико-термомеханической массы несколько ниже, чем термомеханической, но получаемая масса характеризуется максимальной, по сравнению с другими видами древесной массы, полученными из того же сырья, длиной волокна, повышенной белизной и при формировании бумаги даёт лист с более равномерной структурой.
ХТММ может быть использована в композиции газетной, журнальной, лёгкой мелованной бумаги и в производстве санитарно-гигиенических видов бумаги. Газетная бумага из ХТММ по своим свойствам аналогична газетной бумаге стандартной композиции (20 % целлюлозы + 80 % ДДМ).
Технологическая схема производства ХТММ, независимо от вида древесного сырья, состоит из следующих операций:
- предварительная подготовка щепы, включая её сортирование, промывку и предварительную пропарку;
- пропитка щепы химическими реагентами;
- термическая обработка щепы - «скоростная варка» и механический размол в одну или две ступени под давлением или без давления;
- сортирование, снятие латентности, отбелка, сгущение хранение, при необходимости - сушка.
При получении ХТММ важнейшим фактором является степень химического воздействия на древесное сырьё, показателем которого служит выход массы (88 – 96 %).
Химическую обработку для получения ХТММ и ХММ можно осуществлять на различных стадиях технологического процесса: до размола щепы или во время размола, а также после первой или второй ступени размола.
Во всех случаях основной реакцией при обработке щепы или полумассы сульфитом или гидросульфитом является сульфонирование лигнина, приводящее к повышению гидрофильности, снижению температуры размягчения его, получению более гибких и пластичных волокон.
С повышением степени сульфонирования качество получаемой массы улучшается: повышается содержание длинноволокнистой фракции, увеличивается гибкость и пластичность этой фракции, соответственно возрастают межволоконные связи при формировании бумажного листа и растёт её разрывная длина. В процессе получения ХТММ при обработке щепы в нейтральной или слабокислой среде (рН = 5,5–6,5) сульфонируются только группы Х и Z лигнина (группа А); группа В в этих условиях не реагирует с бисульфитом, и в раствор переходит незначительное количество лигнина.
Использование химических реагентов при производстве ХТММ обеспечивает более высокую белизну полуфабриката, чем у ТММ, и значительно снижает содержание экстрактивных веществ.
Технологическая схема производства ХТММ представлена на рис. 33, принципиальная схема – на рис. 34. Технология производства ХТММ отличается от производства ТММ главным образом тем, что пропарка щепы перед размолом совмещена с обработкой химическими реагентами. Вид химиката для обработки определяется породой древесины. Для обработки хвойной древесины обычно используют Na2SO3 или NaHSO3 (расход 1 – 5 % от массы а.с. древесины), а лиственной древесины - Na2SO3 совместно с NaOH или Na2СO3 (расход Na2SO3 0–3 %, NaOH 1–7 %).
Условия обработки щепы («скоростной варки») – 120 – 135 0С в течение 2 – 5 мин при получении ХТММ из хвойной древесины и 100 – 120 0С в течение 0 – 5 мин – из лиственной древесины.
Промытая щепа
Химические
реагенты
На сортирование
Рис. 33. Типичная технологическая схема производства ХТММ или ХММ: 1 - бункер с «живым дном» для хранения щепы; 2 - импрегнатор Прекс; 3 - ёмкость для предварительной обработки (варки) щепы; 4 - циклон; 5 - винтовой питатель пробкового типа; 6-дисковая мельница первой ступени размола; 7 - промежуточный бассейн; 8 - двухбарабанный сгуститель; 9 - дисковая мельница второй ступени размола; 10 - бассейн несортированной массы.
Для получения ХТММ с оптимальными свойствами из древесины берёзы рекомендуется подвергать щепу перед размолом двухступенчатой обработке: на первой ступени - мягкая щелочная обработка, на второй ступени - сульфонирование при рН = 6,5. Необходимость такой двухступенчатой обработки связана с тем, что оптимальное протекание реакций углеводов со щёлочью и лигнина с сульфитом происходят при разных значениях рН, поэтому обработка в одну ступень приводит к большей деструкции углеводов и снижению выхода.
Выход ХТММ из хвойной древесины 91 – 96 %, из лиственной – 88 – 95 %.
Наибольшее влияние на выход оказывает пропитка щепы химическими реагентами и её термогидролитическая обработка (варка). Для получения однородной высококачественной ХТММ необходимо, чтобы щепа поглощала постоянное количество реагента, а температура и продолжительность варки не были подвержены колебаниям.
Рис. 34. Принципиальная технологическая схема производства ХТММ/ХММ.
Наилучшие результаты при пропитке древесного сырья химическими реагентами получены при использовании импрегнатора «Прекс», обеспечивающего быструю и равномерную пропитку. Принципиальное устройство импрегнатора «Прекс» показано на рис. 35. Щепа поступает в аппарат и сжимается в винтовом питателе 1, при этом из неё удаляяются влага, воздух и значительная часть экстрактивных веществ. После сжатия щепа поступает в нижнюю часть пропиточного устройства, в котором расширяется, впитывая реагенты подобно губке. Пропитка щепы продолжается в пропиточной колонке 2. Пропитанная щепа винтовым питателем 3 подаётся в промежуточный бассейн или в устройство для термогидролитической обработки древесного сырья.
Рис. 35. Импрегнатор «Прекс»: 1 - винтовой питатель (шнек-пробкообразователь); 2 – пропиточная колонка; 3 – винтовой питатель.
Термогидролитическая обработка пропиточная химикатами щепы («скоростная варка») проводится в паровой фазе в аппаратах вертикального типа и в жидкой фазе в горизонтальных аппаратах шнекового типа.