Иванов А.Н. (ред.) Химические процессы современной технологии ЦБП

Подождите немного. Документ загружается.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАСТИТЕЛЬНЫХ

ПОЛИМЕРОВ»

Институт комплексного развития и обучения «КРОНА»

Химические процессы

современной технологии ЦБП

СБОРНИК ТРУДОВ

3-й МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

Санкт-Петербург, 14-15 октября 2010 года

Санкт-Петербург

2010

ББК 35.77

УДК 676.011

Химические процессы современной технологии ЦБП: сборник трудов 3-й

международной научно-практической конференции. Санкт-Петербург, 14-15

октября 2010 года / под ред. проф. А.Н. Иванова; ГОУВПО СПбГТУРП. - СПб.,

2010. - 48 с.

В настоящем сборнике приведены материалы III Международной научно-

практической конференции «Химические процессы современной технологии

ЦБП».

Химические технологии в целлюлозно-бумажной промышленности

занимают основное

место в производственном цикле. Роль химических

реагентов различного назначения в интенсификации основных процессов

производства и получения продукции с высокими эксплуатационными

характеристиками возрастает год от года.

В настоящее время существенно расширяется ассортимент эффективных

химических реагентов. Появляются химические вспомогательные вещества

селективного действия для данных процессов и конкретных видов продукции.

Возросла роль эффективных добавок

, обеспечивающих рациональное

водопользование и снижение нагрузок на экологию.

Материалы конференции представляют интерес для специалистов

предприятий, фирм, исследовательских организаций, вузов.

В докладах конференции освещена деятельность ведущих фирм и

организаций России, Германии, Финляндии.

С предложениями и замечаниями обращайтесь в Институт «КРОНА» при

СПбГТУРП по адресу: 198095, Санкт-Петербург, ул. Ивана Черных, д. 4, тел./факс

(812) 786-53-09 или электронной почте krona@gturp.spb.ru

Статьи публикуются в авторской редакции.

Печатается по решению Редакционно-издательского совета Санкт-

Петербургского государственного технологического университета растительных

полимеров в качестве сборника трудов.

государственный технологический

университет растительных полимеров,

2010

3-я Международная научно-практическая конференция

«Химические процессы современной технологии ЦБП»

УДК 676.011

А.С. Смолин

Санкт-Петербургский государственный технологический

университет растительных полимеров

ХИМИЯ КАК ОСНОВА ТЕХНОЛОГИИ БУМАГИ

И КАРТОНА

Увеличивающееся и сохраняющее подобную тенденцию значение

химии для интенсификации технологии бумаги и картона позволяет обос-

нованно предположить серьёзные качественные изменения роли исполь-

зуемых химических реагентов и систем и их переход из вспомогательных в

основополагающие.

Всё более глубокое проникновение в микро- и макроструктуру рас-

тительных волокон предоставляет достаточно полную информацию о

хи-

мической реакционной способности функциональных групп полимеров,

составляющих волокно. При этом следует иметь в виду не только макро-

молекулы целлюлозы, но и гемицеллюлозные фракции и трёхмерные

структуры лигнина, особенно в связи с ростом в общем балансе волокна

полуфабрикатов высокого выхода.

Естественно, основополагающая роль гидроксильных групп целлю-

лозы в межволоконном связеобразовании никоим

образом не ставится под

сомнение. Активизация этого процесса - один из основных вопросов тех-

нологии - на данном этапе успешно реализуется в действии размола. Одна-

ко функциональные группы полимеров, составляющих растительные во-

локна, очевидно, достаточно реакционно-способны при условии их высо-

кой доступности и подбора активных химических реагентов.

В последние годы появилась

обширная информация об использова-

нии элементов нанотехнологии в целлюлозно-бумажном промышленности.

Основной принцип нанотехнологии состоит в резком увеличении удельной

поверхности и, соответственно, свободной поверхностной энергии высо-

кодисперсных частиц при интенсивном уменьшении их размеров. Выде-

ленная высокодисперсная составляющая растительных волокон – частицы

коллоидных размеров обладают крайне высокой поверхностной энергией,

что позволяет вступать в

химическое взаимодействие с различными актив-

ными реагентами наноструктур носителей вспомогательных веществ свя-

зующего, фиксирующего характера, а также других активных воздействий.

При этом такие реагенты на коллоидных волокнистых носителях активно

воздействуют с волокнами макроразмеров, интенсифицируя процессы и

улучшая свойства продукции, а также при этом сами удерживаются в

структуре в максимальной степени.

3-я Международная научно-практическая конференция

«Химические процессы современной технологии ЦБП»

Современные представления о бумаге и картоне как о многокомпо-

нентных системах, в которых составляющие эти системы представляют

собой взаимопроникающие сетчатые структуры в достаточной степени

прогнозируют основные характеристики бумаги, картона и бумагоподоб-

ных композитов. Высокоактивные химические реагенты связующего ха-

рактера, в том числе и на микроволокнистых носителях, могут образовы-

вать самостоятельные

сетчатые структуры, а также благодаря высокой ре-

акционной способности превращать взаимопроникающие сетки в прочно-

связанные сетчатые структуры, что коренным образом должно увеличить

прочность композиционных материалов на основе растительных и других

видов волокон.

Перспективными выглядят методы модификации растительных во-

локон путём инициированной сополимеризации. Известен процесс катали-

тической либо окислительно-восстановителной сополимеризации целлю

лозы с некоторыми активными мономерами, например, с акриламидом. В

результате получались сополимеры с очень большой молекулярной мас-

сой, обладающие мощной флокулирующей способностью. Современные

методы сополимеризации, осуществляемые в бумажной массе с использо-

ванием активных инициаторов, должны привести к получению в той или

иной степени модифицированных растительных волокон, способных обра-

зовывать материалы

традиционного ассортимента с предельно высокими

показателями качества, а также новые материалы различного назначения,

обладающие уникальными качествами.

Таким образом современное осмысление роли химических реагентов

нового поколения и методы их использования позволяют обоснованно

предполагать, что ближайшее будущее технологии бумаги и картона мож-

но представить как комплекс интенсивных химических процессов, обеспе-

чивающих крайне высокие

качественные показатели традиционных мате-

риалов, а также получение новых материалов с уникальными характери-

стиками.

3-я Международная научно-практическая конференция

«Химические процессы современной технологии ЦБП»

УДК 676.056.23

П.В. Осипов, Т.А. Вадкерти

“BASF SE”

НОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ ПОВЫШЕНИЯ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ УПРОЧНЕНИЕМ

ПОЛОТНА В МОКРОЙ ЧАСТИ МАШИН

Существенным фактором повышения общей эффективности функ-

ционирования машин является очень понятный параметр, -прочность по-

лотна в мокрой части,- что при всех равных условиях будет предпосылкой

для более низкого холостого хода машины, для снижения удельного рас-

хода пара на сушку,повышения качества готовой продукции и т.д. По ут-

верждениям, 1% прироста сухости

полотна перед сушкой приносит 5% до-

полнительной прочности продукции и 5 – 6% экономии пара на сушку.

Однако важно, чтобы полотно было более прочным во влажном состоянии

после формования в сеточной части и после прессовой части. При посто-

янной сухости влажного полотна регулировать его влагопрочность до по-

явления специальной группы химикатов на основе поливиниламина

(ПВАм) было невозможно. Ассортимент химикатов ограничивался смола-

ми для придания влагопрочности готовой продукции после созревания при

хранении, а результаты лабораторного контроля влагопрочности с маши-

ны при недостатках в практической технологии производства не согласо-

вывались с реальными данными у потребителя (рис. 1, 2).

14.08.2010 Pavel.Osipov@basf.com 2

Повышение эффективности работы машин

изадачитехнологии

 Гидрофобизация – клеильный

пресс

Стабилизация

электрокинетических

ха

акте

истик массы

Синтетические упрочнители

-ПВАм (нач. влагопрочность)

- модифицированные ПАА

-Формование

-распределение наполнителя

-прочность

-печатные свойства

 Полиамин (ПАм)

 Поливиниламин (ПВАм)

 Системы микрочастиц

 Оптимум обезвоживания /

удержания

 Повышение качества

продукции:

Системы фиксации /

упрочнения / удержания:

 Полиакриламид (ПАА)

 Полиэтиленимин (ПЭИ)

Повышение сухости и

прочности полотна во

влажном состоянии перед

сушильной частью

Повышение скорости

машин, их единичной

производительности и

эффективности

Возможности / РешенияЗадачи ТехнологииТенденции

Рис. 1. Некоторые задачи технологии и мировые тенденции производства.

3-я Международная научно-практическая конференция

«Химические процессы современной технологии ЦБП»

Учитывая, что в бинарную систему химикатов фиксации – обезвожи-

вания – удержания обязательно входит компонент с доминирующими

свойствами удержания-обезвоживания (формования), с ростом сухости по-

лотна после прессов на 1% прирост влагопрочности влажного полотна с

таким специальным ПВАм-компонентом достигает не менее 30%. Нет

проблем с роспуском влагопрочного сухого брака, так в противовес реак-

циям поликонденсации и в меньшей степени формирования химических

связей традиционных смол с целлюлозой ПВАм- продукты придают проч-

ность влажному полотну за счет ионных и водородных связей, легко те-

ряющих силу в воде [1, 3, 4].

14.08.2010 Pavel.Osipov@basf.com 5

Придание влагопрочности на накате

машины после созревания:

 Меламино-формальдегидные смолы,

 Карбамидо-формальдегидные смолы,

 Полиамидоаминэпихлоргидриновые смолы

Придание влагопрочности полотну в

мокрой части и на накате машины без

созревания:

 Продукты на основе Поливиниламина (ПВАм)

Химические продукты для придания

влагопрочности

Рис. 2. Химические продукты для придания влагопрочности.

С усилением мировой тенденции по снижению массоемкости при

сохранении качества продукции и эффективной работы машин интерес к

технологии увеличения начальной прочности во влажном состоянии

(НПВС) постоянно растет (рис. 3, 4) [2].

14.08.2010 Pavel.Osipov@basf.com 3

Снижение массоемкости продукции



Тест

лайнер

крафт

лайнер

140

кв



Гофробумага

–

100

112

–

125

кв



Газетная

бумага

–

кв



Газетная

бумага

из

100%

древесной

массы



Бумаги

”

Tissue

”

–

кв



Офсетная

бумага

зольностью

–

30%

Рис. 3. Направления снижения массоемкости продукции.

3-я Международная научно-практическая конференция

«Химические процессы современной технологии ЦБП»

14.08.2010 Pavel.Osipov@basf.com 9

Некоторые практические направления

использования технологии НПВС

 Газетная бумага

z Снижение пылимости бумаги

– Повышение прочности структуры в сухом и влажном

состоянии,

– Повышение прочности поверхности листа в сухом

состоянии и при увлажнении-печати,

– Производство бумаги с наполнителем и высокой белизны.

z Повышение обезвоживания, сухости полотна после мокрой

части, повышение скорости машины

 Производство лайнера и флютинга

z Повышение обезвоживания, сухости полотна после мокрой

части, повышение скорости машины,

– Повышение прочности структуры в сухом и влажном

состоянии

Рис. 4. Современная практическая реализация технологии НПВС.

Как правило, параметры прочности полотна во влажном и сухом со-

стоянии изменяются параллельно с ограничением влагопрочности по за-

данному расходу ПВАм-продукта, плотности его заряда. Между тем су-

хость полотна после мокрой части машины в первую очередь будет опре-

деляться компонентом удержания-обезвоживания в

системе химикатов

(рис. 5).

14.08.2010 Pavel.Osipov@basf.com 10

Повышение относительной

влагопрочности полотна

при использовании технологии НПВС

Сухость полотна после прессовой части и относительная

влагопрочность полотна

41,6 42 42,4 42,8 43,2 43,6

% сухости

% влагопрочност

Рис. 5. Повышение относительной влагопрочности полотна при использо-

вании технологии НПВС.

3-я Международная научно-практическая конференция

«Химические процессы современной технологии ЦБП»

Сбалансированная система химикатов обеспечивает стабилизацию

заряда поверхности волокна и катионной потребности массы на экономи-

чески выгодном уровне, поэтому нет необходимости в использовании фик-

сирующего агента, а расход крахмала для упрочнения структуры листа

может быть минимизирован вплоть до его исключения из композиции.

Продукты для придания НПВС являются эмульсиями с гарантийным сро-

ком хранения в течение одного года и относятся к экологически безопас-

ным химикатам, полностью соответствуя требованиям к химикатам для

производства пищевых упаковок и бумажной продукции потребительского

назначения.

Библиографический список

1. Осипов П.В., Матросов А.И., Глазова В.А., Ковалев С.А., Африканов

Н.И. Оптимизация производства влагопрочной бумаги для

упаковки

пищевых продуктов [Текст] / Целлюлоза. Бумага. Картон. -2002.-№1–2.

-C.26–28.

2. Осипов П.В. Экономически эффективные новые технологии произ-

водства газетной и книжно-журнальной бумаги. [Текст] / Сб. трудов

МНПК ”Современные массоподготовительные системы бумажно-

картонного производства”, СПб, 19-20.02.2009.-C.67-71.

3. Осипов П.В. Нанотехнологии в химико-технологических процессах

бумажного производства. [Текст] / Целлюлоза. Бумага. Картон.-2009.-

№ 6. – C.81 – 84.

4. Осипов П.В. Новый ассортимент продуктов концерна “BASF” – новые

возможности для современной химической технологии производства

бумажной продукции. [Текст] / Целлюлоза. Бумага. Картон.-2010.- № 2.

– C.78 –81.

3-я Международная научно-практическая конференция

«Химические процессы современной технологии ЦБП»

УДК 676.011

С.А. Евтюхов

ОО «БКТ-Сервис»

ХИМИКАТЫ ФИРМЫ "BIM FINLAND"OY ДЛЯ

СНИЖЕНИЯ ПЫЛИМОСТИ И УЛУЧШЕНИЯ ПЕЧАТНЫХ

СВОЙСТВ БУМАГИ И КАРТОНА

В докладе рассматривается продукция фирмы "BIM Finland"OY, ис-

пользование которой позволяет улучшить печатные свойства бумаги и

картона, а также снизить пылимость печатных видов бумаги и картона в

процессе их производства и нанесения печати.

Достижение данных преимуществ обеспечивается за счёт увеличе-

ния прочности поверхности бумаги и картона.

Ассортимент рассматриваемых добавок предусматривает возмож-

ность

как внутримассного использования, так и поверхностного нанесения.

Показан механизм взаимодействия с волокном в процессе производ-

ства, а также преимущества от их использования, реализуемые на практи-

ке, такие как снижение пылимости на бумаго- картоноделательных маши-

нах, при резке и при печати, что позволяет снизить количество простоев,

вследствие промывок печатных станков, и как

следствие повышение их

производительности. Стабилизация размеров во влажном состоянии по-

зволяет избежать дефектов при офсетной печати, таких, как неточность

приводки (плохое совмещение цветов при многоцветной печати), пробива-

ние краски на другую сторону полотна.

Приведены примеры практического использования продукции фир-

мы на предприятиях отрасли.

3-я Международная научно-практическая конференция

«Химические процессы современной технологии ЦБП»

УДК 676.014.4

Б. Иоффе

Banmark, Финляндия

ХИМИКАТЫ ФИРМЫ «БАНМАРК»

Компания Banmark была основана в 1971 году в Финляндии. В на-

стоящий момент компания Banmark занимается поставками химикатов,

добавок, красителей и элементов оборудования для целлюлозно-бумажной

промышленности, а так же комплексными решениями технологических

вопросов на предприятиях ЦБП и связанных с нею отраслях.

Компания Banmark представляет собой дочернюю компанию фирмы

Oy Transmeri Ab, одного из крупнейших в Скандинавии

производителей

химикатов промышленного и бытового назначения.

В компании работают высококвалифицированные специалисты в об-

ласти химикатов для ЦБП, предназначенных для различных фаз производ-

ства целлюлозы, бумаги и картона, а также в области применения и экс-

плуатации «одежды» машин (сушильные и формующие сетки, ремни для

башмачного пресса, специальные промышленные сетки).

Наша основная

задача - решать проблемы производителей в ЦБП.

Мы обладаем огромными возможностями для решения подобной задачи.

Наши опытные специалисты подробно рассматривают проблемы каждого

конкретного клиента и предлагают индивидуальные решения, основываясь

на современных технологиях и эффективных химикатах.

Мы получаем химикаты с предприятий, расположенных по всему

миру, чтобы предоставлять нашим клиентам самые передовые методы ре

шения сложных проблем, возникающих в ЦБП, на основе современных

химических технологий, а также дополнительные сервисные услуги. Мы

предлагаем широкий спектр специализированных химикатов для варки и

отбеливания целлюлозы, работы на мокрой части БДМ, мелования, и про-

цессов переработки вторичного волокна и облагораживания макулатуры.

Мы предлагаем уникальную высокотехнологичную «одежду» машин

для применения

как на высокоскоростных широкоформатных БДМ и

КДМ, так и на более простых позициях. Высочайшее качество наших сеток

и самые современные технологии производства ремней для башмачных

прессов японской компании Ichikawa позволяют нашим клиентам решать

проблемы производительности и скорости работы БДМ.

C 2010 года компания “Банмарк” в России и странах СНГ представ-

ляет интересы ведущего

мирового производителя сушильных и формую-

щих сеток для ЦБП, и специальных сеток широкого промышленного при-

менения - компании AstenJohnson. Компания AstenJohnson обладает более

чем двухсотлетним опытом работы в области промышленного текстиля