авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Влияние содержания ионов натрия в воде на набухание и размол волокнистых полуфабрикатов

-- [ Страница 3 ] --

На показатель сопротивления торцевому сжатию (ССТ) большое влияние оказывает пористость бумаги. Добавка хлорида натрия (NaCl), при изготовлении лабораторных образцов картона в артезианской и дистиллированной воде, приводит к снижению толщины и увеличению плотности последних. Этим объясняется первоначальное увеличение сопротивления торцевому сжатию (ССТ) при степени помола 25…40 °ШР. Дальнейшей увеличение степени помола более 40 °ШР к росту данного показателя не приводит.

О собственной прочности волокна можно косвенно судить по показателям нулевой разрывной длины и разрушающем напряжении. Добавка хлорида натрия (NaCl) приводит к увеличению межволоконных сил связей (Fcв) образцов картона из макулатуры размолотой до степени помола 35 °ШР, но при дальнейшем размоле до 45 °ШР происходит снижение межволоконных сил связи (Fcв), что объясняется снижением прочности самого волокна (таблица 2, рисунок 10).

а б
в г

Рисунок 10 – Динамика деформационных свойств лабораторных образцов картона, изготовленных в дистиллированной воде: а) жесткость при растяжении (St), кН/м г; б) межволоконные силы связи (Fcв), МПа; в) разрушающее напряжение (р), МПа; г) деформация разрушения, (р) %: 1) без NaCl; 2) содержание NaCl 9 г/л

В процессе размола исследуемых волокнистых полуфабрикатов происходит механическое воздействие ножей гарнитуры на волокна, что приводит к снижению прочности волокна. При добавлении хлорида натрия NaCl в количестве 9 г/л происходит преимущественно фибриллирование волокна и повышение нулевой разрывной длины в диапазоне 20…35 °ШР, что вызвано значительным вкладом в общую прочность составляющих межволоконных сил связи, увеличивающихся при размоле. При степени помола 45 °ШР происходит снижение нулевой разрывной длины (L0).

6. Исследование влияния ионов К+, содержащихся в воде на процессы набухания и размола волокнистых полуфабрикатов

Представлялось важным, проверить динамику встречного движения ионов Na+ внутрь клетки и К+ из клетки при набухании и размоле беленых видов полуфабрикатов, поскольку отбелка предусматривает интенсивное химическое воздействие, которое может привести к изменению содержания ионов К+ в волокнах.

В качестве исследуемого полуфабриката использовали сульфатную лиственную беленую целлюлозу (СЛБЦ), которую распускали и размалывали, аналогично четвертому этапу эксперимента с макулатурой МС 5Б, до степени помола 25, 35, 45 °ШР. Результаты исследований процесса разволокнения и размола СЛБЦ представлены в таблице 3.

Дополнительно определяли зольность СЛБЦ (0,11 %) и содержание ионов К+, которое составило 0,002 % к абсолютно-сухой целлюлозе.

Таблица 3 – Изменение свойств массы из СЛБЦ в процессе разволокнения и размола в дистиллированной воде и растворах NaCl

Свойства массы Содержание NaCl, г/л Степень помола массы, °ШР
20*) 25 35 45
Продолжительность размола, с - 180 130 105 60
9 180 90 95 60
ОС, с - 4,5 13 29 50
9 4,7 16 33 50
WRV, % - 75 105 121 132
9 78 115 137 141

*) После разволокнения

Результаты, представленные в таблице 3 и на рисунке 11, показывают сокращение продолжительности размола и рост водоудерживающей способности (WRV), которые подтверждают действие выявленных закономерностей влияния ионов Na+ на процессы набухания и размола не только небеленых полуфабрикатов с различными циклами переработки, но и прочих видов волокнистого сырья. За счет более интенсивного набухания волокон, вследствие расклинивающего действия воды, содержащей в своем составе ионы Na+, инициируется преимущественно фибриллирующий размол, что подтверждается данными рисунка 11. Благодаря фибриллированию увеличивается развернутая поверхность волокон, на которой появляются ранее скрытые в толще гидроксильные группы, по этим группам осуществляются дополнительные водородные связи, увеличивается число контактов между волокнами, что и способствует упрочнению бумажного полотна.

  Влияние степени помола на-30

Рисунок 11 – Влияние степени помола на водоудерживающую способность (WRV) массы из беленой целлюлозы, размолотой в дистиллированной воде в присутствии: 1 – 9 г/л NaCl, 2 – 9 г/л КCl, 3 – без солей

Важным представлялось исследование влияния ионов К+, вводимого в дистиллированную воду на процессы набухания и размола массы, на примере СЛБЦ. Результаты исследований процесса разволокнения и размола СЛБЦ в дистиллированной воде в присутствии хлорида калия (КСl) представлены в таблице 4.

Представленная на рисунке 11 зависимость водоудерживающей способности (WRV) массы из СЛБЦ размолотой в дистиллированной воде в присутствии хлорида калия и без него показывает незначительное влияние ионов (калия) К+, образующихся при диссоциации в воде KCl по реакции: КCl К+ + Сl-. В данном случае отсутствует эффект встречного движения ионов Na+ и K+ через мембрану.

Анализ данных рисунка 12 показывает, что добавка солей K+ в воду при размоле СЛБЦ не влияет на прочностные показатели образцов изготовленных из полученной в результате размола массы.

Таблица 4 Свойства массы из СЛБЦ в процессе разволокнения и размола в дистиллированной воде и растворе КСl

Свойства массы Содержание КCl, г/л Степень помола массы, ШР
20*) 25 35 45
Продолжительность размола, с - 180 90 95 60
9 180 135 70 70
ОС, с - 4,7 13 29 50
9 4,5 17 29 51
WRV, % - 75 105 121 132
9 75 104 123 134

*) после разволокнения

а б

Рисунок 12 – Динамика изменения прочностных свойств СЛБЦ, размолотой в дистиллированной воде при: 1 – содержании NaCl – 9 г/л; 2 – без солей; 3 – содержание КCl – 9 г/л; а) L, м; б) П, кПа

7.  Рекомендации по совершенствованию технологии тарного картона:

  1. В периоды паводка или проливных дождей на предприятиях, выпускающих компоненты тарного картона необходимо контролировать и регулировать содержание ионов Na+ в системе водооборота во избежание нарушения режима размола массы и снижения качества выпускаемой продукции.
  2. Сезонные изменения содержания ионов Na+ воде необходимо компенсировать добавлением хлорида натрия в систему водооборота бумажного производства до содержания 2,5…4,5 г/л.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

  1. Выявлено, что при существенном снижении количественного содержания ионов Na+ в природной воде в период сезонных изменений и, как следствие, снижения содержания ионов Na+ в системе водооборота, на предприятиях происходит ухудшение физико-механических показателей товарной продукции на 15…20 %.
  2. Показано, что за период 2006-2009 гг. в реке Суходрев (ОАО «ПЗБФ) коэффициент вариации по ионам Na+ составляет 40 %, К+ – 47 %; в реке Сухона коэффициент вариации по ионам Na+ составляет 43 %, К+ – 34 %; в реке Волга коэффициент вариации по ионам Na+ составляет 40 %, К+ – 45 %.
  3. Установлено, что эффект встречного движения ионов Na+ и К+ через мембрану наблюдается в макулатурных волокнах, а также в волокнах беленой целлюлозы и сопровождается их дополнительным набуханием (наряду с действием сил поверхностного натяжения воды). В роли мембраны выступает стенка волокна с его капиллярно-пористой коллоидной структурой.
  4. Отмечено положительное влияние содержания ионов Na+ в производственной воде на фундаментальные, деформационные и прочностные характеристики вторичных и первичных полуфабрикатов.
  5. Установлено, что увеличение концентрации ионов Na+ в производственной воде в пределах 2,5…4,5 г/л, способствует увеличению стандартных характеристик качества выпускаемой продукции на 15…20 %. С повышением массы 1 м2 выпускаемой продукции влияние концентрации ионов Na+ в воде возрастает.
  6. По критериям роста водоудерживающей способности (WRV) и сохранения средневзвешенной длины волокна установлена оптимальная продолжительность набухания волокнистых полуфабрикатов, равная 60 мин.
  7. Показано, что с увеличением количественного содержания ионов Na+ в воде продолжительность размола волокнистых полуфабрикатов в диапазоне 25…45 °ШР сокращается: в артезианской воде на 33; 24; 17 %; а в дистиллированной воде на 25; 19; 21 % соответственно.

Разработаны рекомендации по изменению технологии в период сезонных изменений содержания ионов Na+ в системе водопользования. Расчетный ожидаемый экономический эффект при использовании данных диссертационной работы на ОАО «Полотняно-Заводская бумажная фабрика» составит – 320,6 тыс. руб./ год; на ООО «Сухонский ЦБК» составит – 452,9 тыс. руб./год. Экономическая эффективность подтверждается актами внедрения (Приложения Б, В диссертационной работы).

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Кузнецова, Л.В. Влияние сезонных изменений в составе технологической воды на процесс приготовления волокнистой массы [Текст] / Л.В. Кузнецова, Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, В.И. Комаров // Химия растительного сырья.:  2010.  № 1.  С. 189-192.

2. Кузнецова, Л.В. Исследование влияния катионов, содержащихся в речной воде, на набухание и размол волокнистых полуфабрикатов [Текст] / Л.В. Кузнецова, Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, В.И. Комаров // ИВУЗ Лесн. Журн.: 2010 № 1. С. 138-144. ISNN 0536-1036.

3. Кузнецова, Л.В. Роль сезонных изменений содержания катиона натрия в речной воде на набухание и размол волокнистых полуфабрикатов [Текст] / Л.В. Кузнецова, Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, В.И. Комаров // Целлюлоза. Бумага. Картон.: 2010. № 2. С. 54-57. ISSN 0869-4923.

Научные работы, опубликованные в трудах семинаров и конференций:

4. Кузнецова Л.В. Исследование влияния сезонных изменений свойств речной воды на физико-химические параметры бумажной массы [Текст]/ Д.А. Дулькин, В.А.Спиридонов. // Новейшие технологии в производстве бумаги из макулатурного сырья и переработке гофрокартона. 10-я юбилейная международная научно-техническая конференция, - М.: Изд-во МГУЛ, 2009. – С. 38-42.

5. Кузнецова Л.В. Влияние содержания катионов натрия и калия в природной воде на набухание и размол макулатурной массы/ Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, В.И. Комаров // Химия в ЦБП. II международная научно-практическая конференция, - Санкт-Петербург - 2009. – С. 11-18.

6. Кузнецова, Л.В. Обоснование направления исследований по влиянию катионов, содержащихся в речной воде, на производство тарного картона/ Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, В.И. Комаров // Химия в ЦБП. II-я международная научно-практическая конференция, - Санкт-Петербург. - 2009. – С. 19-27.

7. Кузнецова, Л.В. Опыт определения катионной потребности бумажной массы и оборотной воды в условиях ОАО «Полотняно-Заводская бумажная фабрика» [Текст] // Водопользование в технологии, экологии, энергетике и экономике предприятия. Международный научно-практический семинар – Санкт-Петербург – 2009: Изд-во СПГТУ РП, – С. 84-85.

8. Кузнецова, Л.В. Влияние изменения содержания катиона натрия в воде на набухание и размол волокнистых полуфабрикатов [Текст] / Л.В. Кузнецова, Д.А. Дулькин, В.А.Спиридонов, В.И. Комаров. // Современные тенденции в развитии производства бумаги, картона, гофрокартона из макулатурного сырья. 11-я международная научно-техническая конференция, – М.: Изд-во МГУЛ, 2010. – С. 23-31.

9. Кузнецова, Л.В. Влияние сезонных изменений речной воды на процессы производства тарного картона [Текст] / Л.В. Кузнецова, Д.А. Дулькин, В.А.Спиридонов, В.И. Комаров. // Новое в подготовке волокнистой массы для различных видов бумаги и картона. 3-я международная научно-практическая конференция, – Санкт-Петербург: Изд-во СПГТУ РП, 2010. – С. 61-68.

Принятые обозначения и сокращения

СЛБЦ – сульфатная лиственная беленая целлюлоза;

СП – степень помола, °ШР;

СNa+ – концентрация ионов натрия;

WRV – водоудерживающая способность, %;

ОС – обезвоживающая способность, с;

П – сопротивление продавливанию, кПа;

R – сопротивление раздиранию, мН;

S– прочность при растяжении, кН/м;

ССТ – сопротивление торцевому сжатию гофрированного образца, кН/м

СМТ – сопротивление плоскостному сжатию гофрированного образца, кН/м

L – разрывная длина, м;

L0 – нулевая разрывная длина, м;

Р – разрушающее напряжение, МПа;

p – деформация, %

St – жесткость при растяжении, кН/м;

Sb – жесткость при изгибе, Нм;

Fсв – межволоконные силы связи по Иванову, МПа;

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу:

163002, г. Архангельск, Набережная Северной Двины, 17, АГТУ, диссертационный совет Д 212 008 02.



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.