Введение к работе
Актуальность темы. Документы, хранящиеся в фондах библиотек и архивах- книги, газеты, журналы, карты, рукописные и машинописные архивные материалы, - выполнены в основном на бумаге и подвергаются старению, которое сопровождается изменением химического состава материальной основы, уменьшением величины механической прочности II белизны. Причиной значительного снижения долговечности фондов являются также стихийные бедствия. Для предотвращения старения исторического наследия науки и культуры необходим дифференцированный подход к сохранности, с учетом потерянных свойств индивидуально каждого документа. При этом необходимо учитывать сегодняшнее состояние документа и перспективы состояния документа через несколько лет. Это связано с тем, что отрицательные стороны восстановления документа, из-за недостаточно полно научно обоснованных методик проведения технологических процессов проявляются через какой-то промежуток времени.
Обеспечение сохранности документов представляет собой непрерывный процесс консервации, который включает развитие работ по целому ряду направлений. Одним из важных технологаческих процессов консервации является обработка поврежденного документа различными композициями. В процессах консервации документов и в процессах производства бумаги используются в основном одинаковые вещества. Некоторые технологические процессы приготовления однородных композиций и в том и в другом случае можно считать тождественными. Их различие состоит в аппаратурном оформлении, но ход процессов подчиняется общим закономерностям. Поэтому приготовление композиции для производства бумаги и консервации документов необходимо рассматривать, как составные части единого технологического процесса - производство бумаги и обеспечение долговечности документов на бумажной основе.
В производственных условиях композиции получают путем перемешивания в аппаратах различной конструкции. Для консервации документов используются: мучной и крахмальный клеи, на основе поливинилового спирта, на основе растворимых эфиров целлюлозы и другие. Используется композиции на основе натриевой соли карбоксилметилцеллюлозы, жирующие композиции, антигрибные соединения, метиловый эфир, формалин и другие. Ассортимент компонентов, используемых для консервации бумажных носителей информации ограничен ГОСТом, и в тоже время достаточно широк, так как происходит постоянный поиск и апробация новых материалов и композиций. Однако, из-за слабой связи со смежными отраслями промышленности, имеющиеся данные недостаточно систематизированы, поэтому из-за несовершенства технологии и аппаратурного оформления со-
ставы могут быть неоднородными, что может привести к искажению информативности документов и даже к преждевременному их разрушению. В связи с этим, задача обоснования процесса перемешивания и выбора типов малогабаритного оборудования для приготовления однородных композиций, используемых для обработки бумаги, приобретает особую актуальность и способствует повышению ее долговечности. Работа выполнялась в соответствии с Российской научно-технической подпрограммой на период до 2000 года "Комплексное использование древесного сырья" по разделу Разработка новых технологий процесса производства бумаги и целлюлозных композициошшх материалов.
Цель работы. Исследование, анализ и оптимизация технологических схем, оборудования, создания оптимальных методик и практических рекомендации для процессов приготовления однородных составов используемых при консервации документов и изготовления бумаги с целью повышения долговечности в процессе длительной эксплуатации. Разработка кинетики процессов растворения твердых порошкообразных веществ и органических жидкостей для получения однородных составов в аппарате с интенсивной турбулентностью. Для достижения поставленной цели предусмотрено решение следующих задач;
теоретический и экспериментальный анализ кинетики процессов растворения твердых порошкообразных веществ и органических жидкостей для получения составов в аппарате с интенсивной турбулентностью;
определение параметров режима получения однородных композиций (составов) в зависимости от физических свойств компонентов и условий перемешивания;
разработка инженерного метода расчета параметров процессов растворения компонентов и разбавления растворов;
экспериментальное определение влияния однородности растворов на механические показатели бумага;
создание экспериментальной установки для проведения опытно- промышленных испытаний условий приготовления однородных композиций;
внедрение полученных результатов в производство.
Основные положения методики исследования. Теоретический анализ процесса растворения веществ, используемых в композициях для обработки бумаги базируются на основе современных представлении о характеристиках конвективной диффузии в турбулентном потоке. Экспериментальные исследования проводились на специ&чьно созданной установке, снабженной современной контрольно-измерительной аппаратурой: интерферометром, фотоэлектрическими колориметрами, оптическими спектрометрами.
Научная новизна. Разработаны модели процессов растворения и раз-
бавления систем твердое тело - жидкость, и жидкость - жидкость, имеющих плотность растворяемых веществ близкую к плотности растворителя, изменяющуюся по ходу растворения вязкость раствора; - установлены научно обоснованные пути интенсификации процессов получения однородных композиций в зависимости от заданных технологических факторов при изготовлении бумаги и ее обработке; - разработан новый способ управления технологическим процессом эмульгирования..
Практическая ценность работы. Предложена инженерная методика выбора параметров процесса перемешивание для получения различных однородных составов. Обоснован выбор малогабаритного оборудования, обеспечивающего перемешивания в режиме развитой турбулентности. Разработала технологическая схема приготовления композиций используемых при изготовлении и поверхностной обработке бумага.
Реализация результатов работы. Разработанная методика параметров процесса перемешивания позволила рекомендовать:
- технологическую схему и оборудование по приготовлению однородных составов для работы с поврежденными фондами в Б АН; методику приготовления однородного раствора ЫаКМЦ в технологии поверхностной проклейки бумаги на Камском ЦБК. На АОЗТ "Балтика" разработана и внедрена в производство технолопгческая линия по дозированию и диспергированию красок для выпуска текстурной бумаги.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на: - научно-техішческой конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и научных сотрудников ЛТИ ЦБП в 1990-1993 гг.; - Всесоюзном научно-техническом семинаром "Опыт освоения производства новых видов бумаги для упаковки пищевых продуктов" в 1989 г.; - Российской научно-практический конференции "Б АН 7 лет после пожара" в 1995 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовало пять работ, получено 1 авторское свидетельство.
Объем работы. Диссертация представлена на 180 страницах машинописного текста, содержит 27 таблиц и 24 рисунка.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографии, содержащей 98 наименований и приложений.
Автор защищает:
-
Математическую зависимость режима получения однородных составов от физических свойств компонентов и условий перемешивания.
-
Методику кинетики процессов растворения твердых порошкообразных веществ и органических жидкостей для получения однородных составов, в аппарате с интенсивной турбулентностью.
-
Влияние однородности растворов полимеров на механические показатели бумаги.
-
Инженерный метод расчета параметров процессов растворения компонентов и разбавления концентрированных растворов.