Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Одним из основных направлений развития современного производства бумаги и картона является переход от проклейки в кислой среде (рН 4,5 — 5,5) в область нейтральных и слабощелочных шачений рН (6,5 и выше). Повышающийся интерес к технологии проклейки їумаги и картона в нейтральной среде обусловлен рядом технологических, ікономических и экологических перспектив. Гидрофобизация бумага и карто-іа в нейтральной среде позволит снизить расходные нормы проклеивающего юмпонента и коагулянта, повысить белизну и долговечность бумаги и картона, яизить пенообразование в подсеточной части бумагоделательной машины, "меныдить коррозию основного и вспомогательного технологического обору-(ования, решить ряд вопросов, связанных с очисткой сточных вод, и повысить кономическую эффективность производства высококачественных видов про-(укции. Таким образом, разработка технологии проклейки бумаги и картона в гейтральной среде является актуальной задачей.
Эффективность процесса проклейки зависит от состава и свойства про-леивающего осадка, которые, в свою очередь, являются производными таких ехнологических факторов как вид проклеивающего компонента и коагулянта, также их расходных режимов, рН массы отлива, композиционного состава умажной массы. В литературе данные по составу и свойствам проклеивающе-о осадка на основе клеев из модифицированной канифоли, образующегося в :ейтральной среде, отсутствуют. Между тем эти клея начинают использоваться целлюлозно-бумажной промышленности Республики Беларусь. Известно, что ернокислый алюминий является одним из компонентов, участвующих в провесе получения проклеивающего осадка. В этой связи представляет особый нтерес изучение вопросов, связанных с образованием алюмосмоляных ком-лексов в. нейтральной среде с использованием клеев ТМ, ТМВС-2, ТМВС-2Н. Связь работы с крупными научными программами, темами. Диссертаци-нная работа является частью комплексных исследований, проводимых в Бело-усском государственном технологическом университете в соответствии с те-;ами "Разработать и внедрить ресурсосберегающую технологию по экономии ырья и химикатов в производстве бумаги и картона" (№ гос. регистрации 9992650, 1999/2000 г.),- "Разработать технологию производства бумажных «льтрующих материалов для автотракторной и пищевой промышленности на снове природных и синтетических полимеров" (№ гос. регистрации 19973221, 997/1998 г.).
Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы заключалась установлении закономерностей процесса проклейки бумаги и картона моди-ицированными канифольными клеями в нейтральной среде в присутствии грнокислого алюминия.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующі задачи:
-
Изучить особенности образования алюмосмоляных комплексов и опред лить термодинамические характеристики возможных соединений, входящі в состав проклеивающего осадка.
-
Изучить влияние различных технологических факторов на показатели кач ства бумаги и картона при проклейке в нейтральной среде в присутстві сернокислого алюминия. Разработать математические модели и оптимиз ровать процесс проклейки бумаги и картона в нейтральной среде.
-
Провести промышленную апробацию процесса нейтральной проклейки б маги в присутствии сернокислого алюминия.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования является техн логический процесс проклейки бумаги и картона с использованием канифол ных клеев на основе модифицированной канифоли в присутствии сернокисло алюминия. Предмет исследований - состав проклеивающего осадка при не тральной проклейке с использованием сернокислого алюминия и влияние те нологических факторов этого процесса на свойства бумаги и картона.
Методология и методы проведенного исследования. В процессе экспер ментальных исследований использовали методы: потенциометрического ті рования, определение структуры и термодинамических характеристик возмо ных компонентов проклеивающего осадка с применением метода молекул? ной механики ММ2, методы получения образцов бумаги и определения зна' ний впитывающей способности, влагопрочности, разрывной длины и сощ тивление излому полученных образцов по стандартным методикам.
Научная новизна и значимость полученных результатов. Изучен прощ взаимодействия между сернокислым алюминием и клеями на основе модні] цированной канифоли. Рассчитаны термодинамические характеристики сое; нений, входящих в состав гидрофобизирующего осадка. Разработаны мати тические модели и оптимизирован процесс нейтральной проклейки бумагт картона. Определен вклад различных технологических факторов на показате качества бумаги и картона при проклейке бумаги модифицированными каз фольными клеями в нейтральной среде с использованием сернокислого ал миния.
Практическая значимость полученных результатов. По результатам : следований определены оптимальные режимы проклейки различных видов і маги и картона в нейтральной среде в присутствии сернокислого алюмин представлены рекомендации по снижению удельных норм расхода коагуляи На Борисовской бумажной фабрике «Гознака Республики Беларусь» и О; «Шкловская бумажная фабрика «Спартак» выпущены опытно-промышлень партии бумаги и картона при производстве обойной, офисной бумаги и бум; для конвертов, а также при производстве бумаги для гофрирования и карт»
з іля промышленных нужд. Опытно-промышленные партии бумаги и картона, проклеенные в нейтральной среде, соответствовали сертификатам качества.
Экономическая значимость полученных результатов. Эффект от экономии коагулянта при проведении гидрофобизации бумаги и картона в нейтраль-юй среде на ОАО "Шкловская бумажная фабрика "Спартак", при выработке !30 тонн бумажно-картонной продукции, составил 5,7 т и на Борисовской фаб->ике «Гознака Республики Беларусь», при выработке 146 т бумаги, составил 2,4 :. Общий предполагаемый годовой экономический эффект от экономии просеивающего реагента и коагулянта на данных предприятиях составит 12 561 ыс. руб (в ценах на 1.05.2000 г.). При этом экономия коагулянта составит 167,6 т по сравнению с традиционной технологией.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
-
Результаты исследований по изучению закономерностей образования ілюмосмоляньгх комплексов и определению термодинамических характеристик возможных соединений, входящих в состав проклеивающего осадка.
-
Научное обоснование влияния основных факторов на технологические [оказатели производства и качества продукции при проклейке бумаги и карто-іа канифольными клеями в нейтральной среде в присутствии сернокислого ілюминия. Результаты математической оптимизации процесса нейтральной [роклейки бумаги. Практические рекомендации перевода процесса проклейки і область нейтральных значений рН бумажной массы.
-
Данные по промышленной апробации процесса нейтральной проклей-:и бумаги и картона в присутствии сернокислого алюминия.
Личный вклад соискателя. Автор лично проводил планирование экспе-іимента, реализацию его в лабораторных и промышленных условиях, обработ-гу и обсуждение полученных экспериментальных данных.
Апробация результатов диссертации. Основные результаты работы док-[адывались на международной научно-практической конференции "Лес-97" (г. Линек, 1997), III международной научно-технической конференции "Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии" (г. Гродно, 1998 г.), междуна-юдной научной конференции молодых ученых "Лес Наука Молодежь" (г. Го-іель, 1999 г.) международной конференции "Инженерная защита окружающей реды" (г. Москва, 1999,2000 г.).
Опубликованность результатов. По теме диссертации опубликовано 5 татей в научных журналах и 7 тезисов докладов, общим количеством 39 стра-
[ИЦ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из вве-іения, общей характеристики работы, 5 глав, заключения, списка использован-[ых источников и приложения. Работа содержит 8 приложений на 92 странных, иллюстрирована 95 рисунками на 40 страницах и 27 таблицами на 32 стра-мцах. Список литературы содержит 146 наименований.
4 . ..