Размольно-подготовительный отдел фабрики по производству бумаги (125900)

Посмотреть архив целиком

Санкт- Петербургский колледж











ДИПЛОМ


Тема: Размольно- подготовительный отдел

фабрики по производству бумаги глубокой печати




Исполнитель – студентка V курса


Руководитель_____________________






г. С.- Петербург

2008


СОДЕРЖАНИЕ


Введение

1.Теория размола

    1. Общие сведения

    2. Теория процесса размола

1.3.Природа межволоконных сил связи и их формирование

1.4.Контроль за процессом размола

1.5.Направление процесса размола

1.6. Влияние размола на свойства бумаги

1.7. Технологические факторы, влияющие на процесс размола

1.8. Продолжительность размола

1.9. Удельное давление при размоле

1.10.Размалывающая гарнитура

1.11. Окружная скорость размалывающего органа

1.12.Кислотность массы

1.13. Температура массы

2. Аппараты РОУ, конические и дисковые мельницы

2.1.Конические мельницы

2.2. Схемы установок и работа конических мельниц

2.3.Мельница Мордена

2.4. Дисковые рафинеры

3. Расчётная часть

3.1. Выбор композиции вырабатываемой продукции и основного агрегата

проектируемого объекта

3.2. Выбор оборудования для размола полуфабрикатов

3.3. Выбор оборудования для сортирования, очистки и сгущения массы

3.4. Выбор оборудования для хранения массы и подачи на машину

4. Схема подготовки массы для бумаги глубокой печати

5. ГОСТы теории

1. ТЕОРИЯ РАЗМОЛА


1.1.Общие сведения


Размол — одна из важных операций бумажного производства, от которой в значительной степени зависят многие свойства бу­маги. Лист бумаги, отлитый из неразмолотых волокнистых мате­риалов, получается неудовлетворительным по своему строению, внешнему виду и физико-механическим свойствам. Он обладает неравномерным, облачным просветом, большой пористостью, пух­лостью и малой прочностью. Это объясняется тем, что сравни­тельно длинные жесткие волокна сплетаются в хлопья и, оседая на сетке, дают неоднородный по структуре лист. Неразмолотые во­локна обладают малой пластичностью, слаборазвитой поверхно­стью и мало гидратированы, вследствие чего такие волокна плохо связываются друг с другом в бумажном листе.

Цель размола волокнистых материалов заключается в сле­дующем: подготовить волокнистый материал к отливу, придать ему определенную степень гидратации, сделать волокна гибкими, пластичными, увеличить их поверхность (фибрилляцией и набуха­нием), обеспечить лучший контакт и связь волокон в бумажном листе (придать ему прочность); придать бумажному листу путем укорочения, расщепления и фибрилляции волокон требуемую структуру и физические свойства: объемный вес, пухлость, пори­стость, впитывающую способность и др.

Размол ведется в присутствии воды при концентрации волок­нистой массы 2—8% в размалывающих аппаратах периодического и непрерывного действия — роллах, конических мельницах, рафи­нерах и др. Независимо от типа размалывающего аппарата прин­цип размола в волокна один и тот же. Он заключается в том, что волокнистая суспензия непрерывным потоком поступает к ножам рабочего органа аппарата, состоящего из неподвижно закреплен­ных ножей (статора) и вращающихся ножей, расположенных на барабане, конусе или диске (роторе). Проходя между ножами ро­тора и статора, зазор между которыми можно регулировать, во­локна подвергаются режущему действию кромок ножей и укора­чиваются или расщепляются в продольном направлении, раздавливаются торцовыми поверхностями ножей, расчесываются и фибриллируются.


1.2.Теория процесса размола


В результате указанных воздействий волокна при размоле в водной среде претерпевают значительные изменения как в струк­туре, так и в физико-химических свойствах. Бумажная масса при длительном размоле становится жирной на ощупь, она гораздо труднее отдает воду при обезвоживании на сетке бумагоделатель­ной машины, а получаемый из нее лист бумаги отличается большей усадкой при сушке, плотностью и прочностью.

Эти изменения в свойствах массы и бумаги настолько значи­тельны, что трудно объяснить их только одним механическим из­мельчением волокон. Поэтому не удивительно, что первыми тео­риями размола были химические теории. Их авторы Кросс и Бивен полагали, что вода при размоле вступает в химическое взаимодей­ствие с целлюлозой, образуя желатинообразный гидрат. Отсюда и произошел термин гидратация при размоле, широко при­меняемый в бумажном производстве, хотя в настоящее время в этот термин вкладывают несколько иное содержание. Другой автор химической теории Швальбе полагал, что при размоле мо­гут получаться гидро- и оксицеллюлоза, образующие слизь, кото­рая склеивает волокна в бумажном листе при сушке .

Химическая теория размола волокнистых материалов сыграла известную положительную роль: она способствовала применению при размоле ролльных добавок (крахмала, производных целлю­лозы и других гидрофильных коллоидов), ускоряющих процесс размола и повышающих прочность бумаги.

Последующие исследования, посвященные выяснению измене­ния химического состава волокна при размоле, показали несостоя­тельность химических теорий этого процесса. Исследования Кресса, Бьялковского , Керрена и других ученых показали, что хими­ческий состав волокна и его рентгенограмма при размоле не изме­няются. Происходит лишь небольшое уменьшение степени полиме­ризации целлюлозы, увеличивается растворимость в щелочах и гидролизное число. Эти явления объясняются увеличением поверх­ности и доступности целлюлозного волокна для действия щелоч­ных и кислотных реагентов, а также частичным разрушением цел­люлозных цепей при длительном размоле.

Позднее была выдвинута физическая теория размола. Ее ав­торы Стречен (1926) и Кемпбелл (1932) пытались объяснить свой­ства, приобретаемые массой и бумагой при размоле, только одним физическим процессом измельчения волокон. При этом Стречен придавал большое значение процессу фибриллирования, объясняя связь между волокнами в бумаге механическим переплетением по­верхностных фибрилл, а Кемпбелл — силам поверхностного натя­жения воды, под влиянием которых волокна сближаются при сушке и образуют лучший контакт друг с другом.

Физическая теория размола также не могла объяснить причину возникновения межволоконных связей в бумаге и потерю проч­ности ее после увлажнения. Позже эти авторы выдвинули гипотезу «частичной растворимости» целлюлозы в воде и «рекристаллиза­цию» целлюлозных цепей при сушке, чтобы объяснить природу межволоконных связей в бумаге.

Дж. Кларк в 1943 г. выдвинул другую теорию размола. У Стречена он взял его концепцию о фибрилляции волокна, а у Кемпбелла — идею частичной растворимости целлюлозы в воде и действие поверхностного натяжения при сушке. Эти пред­ставления он дополнил своими наблюдениями о влиянии первичной стенки на набухание и фибрилляцию волокон. Однако и эту теорию нельзя было признать вполне удовлетворительной.

Еще раньше Я. Г. Хинчин высказал предположение, что при размоле происходит освобождение полярных гидроксильных групп у макромолекул целлюлозы, находящихся на поверхности микро­фибрилл наружных стенок волокна, и что, по-видимому, через эти группы соседние волокна связываются между собой в бумажном листе. Однако это предположение ничем не подтверждалось.

В 1940 г. Эллисом и Бассом было установлено, что межмолеку­лярное взаимодействие между цепями целлюлозы в клеточных обо­лочках волокна осуществляется через гидроксильные группы за счет водородной связи. Как известно, водородная связь — особый вид межмолекулярного взаимодействия, осуществляемого ато­мами водорода между двумя другими электроотрицательными атомами, например кислородом, фтором, азотом или хлором. Этот вид связи проявляется у веществ, обладающих высоким дипольным характером. Энергия водородной связи находится в пределах 3—8 ккал/'моль. Она значительно больше энергии связи сил ван дер Ваальса, но меньше энергии химической связи.

Водородная связь через кислород типа ОН. . . О возникает при расстояниях между атомами 2,55—2,75 А. Полагают, что в ориен­тированных участках целлюлозы гидроксильные группы целиком включены в водородную связь, а в аморфных — частично. При на­мокании целлюлозного материала вода проникает в доступные участки аморфной целлюлозы и разрушает водородную связь, за­меняя ее менее прочной водной связью также через водородный мостик. При дальнейшем набухании целлюлозы в отдельных ее участках образуются не только мономолекулярные, но и полимо­лекулярные водные пленки, причем связь между цепями ослабе­вает, а гибкость и пластичность волокон повышаются.

Открытие водородной связи в целлюлозных материалах сыграло важную роль в развитии современной теории размола. В основу ее положена гипотеза, что межволоконная связь в бу­маге имеет ту же природу, что и межмолекулярные связи в цел­люлозе. Основные положения современной теории размола были сформулированы автором еще в 1947 г. Одновременно анало­гичные взгляды на процесс размола были высказаны и другими исследователями

В современной теории размола особое значение придается слоистому, фибриллярному строению волокна, содержанию в нем гемицеллюлоз, способствующих набуханию и фибрилляции волокон. Благодаря этим процессам при размоле волокно стано­вится гибким и пластичным, увеличивается связанная поверхность между волокнами и образуются межволоконные связи в готовой бумаге .






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.