Характеристика сырья и готовой продукции

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Производство химико-термомеханической массы из осиновой древесины.

 

Выполнил: Безматерных А. А.

Проверил: Хакимова Ф. Х.

 

 

Работа защищена____________ с оценкой___________

 

Пермь 2013

Содержание

Введение………………………………………………………………………………………….……...3

1. Характеристики сырья и готовой массы………………………………………..…..4

2. Описание технологической схемы…………………………………………….……....7

3. Расчет баланса воды и волокна…………………………………………………………11

4. Основные технико-экономические показатели………………………..….….42

Список литературы………………………………………………………………………..……….43

 

Введение

Древесная (механическая) масса – волокнистый полуфабрикат сверхвысокого выхода (85-97%), получаемый путём истирания древесины на дефибрёре или размола щепы в дисковых мельницах.

Древесная масса является основным компонентом газетной бумаги и широко используется в композиции других видов бумаги для печати и в бумагах санитарно-бытового назначения.

Повышение содержания древесной (механической) массы в композиции бумаги для печати, в том числе и газетной, позволяет экономить не только дорогостоящую целлюлозу, но и улучшить печатные свойства бумаги.

В последние годы бурно развивается производство древесной массы из щепы в дисковых мельницах: термомеханической, химико-термомеханической, химико-механической и т.п. Объясняется это расширением сырьевой базы целлюлозно-бумажной промышленности за счет использования щепы из нестандартной и короткомерной балансовой древесины, отходов лесопиления и деревообработки и древесины лиственных пород. Технологический процесс производства ДМ из щепы на современных дисковых мельницах более совершенен, обуславливает высокий уровень автоматизации и обеспечивает получение массы с лучшими показателями качества, что позволяет увеличивать её количество в композиции бумаги взамен дорогостоящей целлюлозы. Считается, что в перспективе древесная масса из щепы полностью вытеснит дефибрёрную древесную массу. Однако производство древесной массы из щепы связано с весьма высоким удельным расходом энергии, и резкий рост стоимости энергии в последние годы может внести определенные коррективы в эти тенденции.

В балансе волокнистых полуфабрикатов, произведенных на предприятиях России, механическая масса составляет более 20%.

 

Характеристика сырья и готовой продукции

Характеристика сырья:

Весь процесс производства различных видов ДМ из щепы можно укрупнено разбить на 3 стадии – подготовку древесины, получение массы и её обработку.

В первую стадию производства входят: доставка сырья на предприятие; подготовка его к размолу, включая промывку и другие операции, способствующие получению массы необходимого качества. Если при производстве целлюлозы влияние качества древесины можно в какой то мере отрегулировать изменением параметров технологического процесса, расходом химикатов, то в производстве ТММ, ХТММ, ХММ имеет место прямая связь между качеством сырья и готового полуфабриката.

На качество ДМ из щепы влияют порода древесины, её химический состав и морфология, плотность, влажность, размер технологической щепы, содержание коры и гнили, возраст древесины.

Наиболее качественную ДМ получают из древесины ели. Древесина сосны дает массу с худшими свойствами, а энергии на размол и химикатов на отбелку при этом затрачивается больше. ДМ из пихты занимает промежуточное положение между ДМ из ели и сосны.

ХТММ и ХММ получают как из хвойной, так и из лиственной древесины (осина, тополь, берёза, клён, бук и др.). Целесообразность использования лиственной древесины в производстве ДМ обусловлена, во-первых, значительными её запасами (свыше 65% лесных ресурсов мира приходится на долю лиственной древесины), во-вторых, положительным влиянием волокон лиственной древесины на процесс формования бумаги и ряд её показателей качества – непрозрачность, сомкнутость поверхности, печатные свойства и др. Однако расход энергии на размол щепы из лиственных пород древесины выше, чем хвойных пород.

Плотность древесины зависит от содержания поздней и ранней древесины (колебания плотности сосны 348-401 кг/м³, лиственницы 486-537 кг/м³, берёзы 464-527 кг/м³, ели 337-400 кг/м³).

Древесина высокой плотности требует большего расхода энергии и при прочих условиях дает полуфабрикат меньшей прочности. В производстве ДМ из щепы важно так же постоянство плотности подаваемой на размол щепы.

Влажность щепы должна быть 30% и более, т.е. выше точки насыщения волокон водой. Оптимальная влажность щепы обеспечивается использованием свежесрубленной древесины или предварительным сжатием с последующим насыщением водой. Для поддержания необходимой влажности в древесно-подготовительном цехе предусматривается орошение балансов. В настоящее время внедряется транспортировка щепы насосами, что увеличивает продолжительность пропитки древесины водой.

Размеры щепы (оптимальные): толщина от 3,5 до 6,0 мм, длинна 15-35 мм.

Очень важна однородность щепы по размеру. Крупная щепа вызывает неравномерный нагрев щепы и увеличивает расход энергии, затрудняет подачу щепы в дисковую мельницу. Мелкая щепа засорена корой, песком, содержит больше экстрактивных веществ, увеличивает костричность получаемой массы, снижает её белизну.

Необходимо следить за содержанием коры и гнили в щепе. Наличие коры в щепе повышает сорность массы, снижает белизну, увеличивает содержание костры, ухудшает механические показатели массы. Повреждение древесины гнилью заметно снижает выход и качество массы.

Наилучшим сырьём для производства всех видов механической массы является свежесрубленная древесина ели, из которой получаются ВПВВ с наилучшим сочетанием механической прочности и оптических свойств. Эти полуфабрикаты занимают ведущее положение в композиции основных видов бумаги для печати.

Характеристика готовой массы:

В процессе получения ХТММ из осиновой древесины во время пропарки щепы или при размоле используются химикаты: сульфит натрия и гидроксид натрия.

Выход химико-термомеханической массы несколько ниже, чем термомеханической, но получаемая масса характеризуется максимальной, по сравнению с другими видами древесной массы, полученными из того же сырья, длиной волокна, повышенной белизной и при формировании бумаги дает лист с более равномерной структурой.

При получении ХТММ важнейшим фактором является степень химического воздействия на древесное сырьё, показателем которого служит выход массы (88-96%).

Основной реакцией при обработке щепы или полумассы сульфитом натрия является сульфонирование лигнина, приводящее к повышению гидрофильности, снижению температуры его размягчения, получению более гибких и пластичных волокон.

С повышением степени сульфонирования качество получаемой массы улучшается: повышается содержание длинноволокнистой фракции, увеличивается гибкость и пластичность этой фракции, соответственно возрастают межволоконные связи при формировании бумажного листа и растёт её разрывная длина.

Использование химических реагентов при производстве ХТММ обеспечивает более высокую белизну полуфабриката, и значительно снижает содержание экстрактивных веществ.

ХТММ низкой степени помола с большей долей длинноволокнистой фракции и незначительным содержанием экстрактивных веществ используется в композиции бумаги для санитарно-бытового назначения.

Широкое применение находит ХТММ в композиции различных видов картона. Коробочному картону механическая масса придает жёсткость и пухлость. ХТММ считается наилучшим полуфабрикатом для среднего слоя упаковочного картона, благодаря низкому содержанию экстрактивных веществ, что особенно важно для упаковки пищевых продуктов (упаковочные материалы не должны содержать компонентов с неприятным запахом).

ХТММ может быть использована в композиции газетной, журнальной и лёгкой мелованной бумаги. Газетная бумага из ХТММ по своим свойствам аналогична газетной бумаге стандартной композиции (20% целлюлозы + 80% ДДМ).

Таблица 1.1 – Показатели качества различных видов древесной массы из осиновой древесины (степень помола 70⁰ ШР).

 

Показатели качества	ДДМ	РДМ	ТММ	ХТММ
Разрывная длина, м				5500-7500
Показатели сопротивления раздиранию, мН				80-100
Коэффициент светорассеяния, см2/г				300-540
Белизна, %				55-65