· возможность использования в качестве сырья древесину осины;
· дальнейшее совершенствование технологии ДМД и разработка способа ДМД-С и ДДМ-70 позволяет улучшить качество полуфабриката;
· получение полуфабриката высокой белизны (76% ISO и более) при отбелке ДДМ в башне или при подаче отбеливающего реагента совместно со спрысковой водой при дефибрировании;
· возможность полностью автоматизировать процесс получения полуфабриката и сократить численность обслуживающего персонала;
· возможность изготовления ДМД в виде товарной массы.
Более высокая стоимость оборудования для производства ДМД в сравнении с ДДМ окупается за счет снижения содержания целлюлозы в композиции бумаги, повышения ее качества, увеличения срока эксплуатации оборудования и меньшего количества обслуживающего персонала.
В настоящее время известны следующие разновидности ДМД:
- собственно ДМД (PGW) — полуфабрикат, получаемый при дефибрировании балансов при температуре спрысковой воды 70 – 95°С и давлении 2,5 кгс/см2;
- ДМД 70 (PGW 70) полуфабрикат, получаемый при температуре спрысковой воды 70°С и давлении 2,5 кгс/см2;
- ДМД 95 (PGW 95) полуфабрикат, получаемый при температуре спрысковой воды 95°С и давлении 2,5 кгс/см2;
- ДМД-С (PGW-SUPER) полуфабрикат, получаемый при дефибрировании балансов при температуре спрысковой воды 95 — 120°С и давлении 4,5 кгс/см2;
- ДМД-S 95 (PGW-S 95) — полуфабрикат, получаемый при температуре спрысковой воды 95°С и давлении 4,5 кгс/см2;
- ДМД-S 120 (PGW-S 120) — полуфабрикат, получаемый при температуре спрысковой воды 120°С и давлении 4,5 кгс/см2;
- ХДМД — химическая ДМД (CPGW) — полуфабрикат, получаемый по режиму изготовления ДМД, но с добавлением химических реагентов со спрысковой водой при дефибрировании;
- ХДМД-С (CPGW-S) — полуфабрикат, получаемый по режиму изготовления ДМД-С, но с добавлением химических реагентов со спрысковой водой при дефибрировании
2. Что такое Древесная масса
ДРЕВЕСНАЯ МАССА — это волокнистый полуфабрикат, получаемый механическим разделением древесины на волокна. Открытие этого метода принадлежит немецкому изобретателю Ф. Келлеру, который в 1843 г. впервые получил волокнистую массу истиранием древесины на точильном камне и назвал ее древесной массой.
Древесная масса — один из самых экономичных полуфабрикатов: при ее изготовлении достигается 95-96%-ный выход волокна из древесины. В производстве древесной массы отсутствуют процессы варки, приготовления и регенерации химикатов, что значительно снижает загрязненность окружающей среды и требует менее дорогостоящих очистных сооружений.
Благодаря дешевизне и доступности древесная масса нашла широкое применение в производстве бумаги и картона. Древесная масса входит в композицию подавляющего большинства видов бумажно-картонной продукции в пределах от 10 до 90%. Удельный вес древесной массы в балансе волокнистых полуфабрикатов бумажно-картонного производства составляет около 40%. Однако, имея неоспоримые преимущества перед другими волокнистыми полуфабрикатами, древесная масса в то же время обладает рядом существенных недостатков: низкой по сравнению с целлюлозным прочностью бумажного листа, высокими требованиями к качеству древесного сырья и высоким удельным расходом электроэнергии при ее производстве.
3. Методы производства древесной массы
Производство дефибрерной древесной массы
В настоящее время существует два метода производства древесной массы — дефибрерный и рафинерный. В первом методе древесная масса производится истиранием пиломатериалов абразивной поверхностью камня в дефибрерах; она получила название дефибрерная древесная масса (ДДМ). Во втором методе древесная масса производится из отходов размолом их в дисковых мельницах и называется рафинерной древесной массой (РДМ). Виды древесной массы, методы получения, характеристика качества и область применения приведены в таблице(кликабетельно).
Общая схема производства дефибрерной древесной массы. Для производства дефибрерной древесной массы в большинстве случаев применяется малосмолистая высококачественная древесина пихты и ели в виде балансов. Подготовка древесины осуществляется так же, как и для целлюлозного производства. Балансы, после распиловки на отрезки длиной 1,2-1,5 м, в зависимости от типа применяемых дефибреров, подаются на линию загрузки дефибреров. В дефибрерах происходит разделение древесины на волокна, которые, смешиваясь с водой, подаваемой на спрыски, образуют водно-волокнистую суспензию — древесную массу, концентрацией 1,5-2,5 %. Далее масса разбавляется водой до концентрации 1-1,5 % и проходит грубую очистку на щеполовках. Щепа, обмолыши, крупная костра направляются на размол в молотковые мельницы, а хорошая масса в бассейн. Из бассейна масса направляется на очистку, тонкое сортирование и далее в композиционный бассейн. Древесная масса, полученная после обработки отходов в молотковых мельницах, и отходы тонкого сортирования направляются на рафинирование в дисковые мельницы. Рафинерная масса возвращается в основной поток неочищенной массы на повторное сортирование и очистку.
Дефибрирование древесины. Производство дефибрерной древесной массы осуществляется в дефибрерах. Применяемые в промышленности дефибреры, несмотря на большое разнообразие конструкций, принципиально отличаются только системой подачи балансов к основному рабочему органу — дефибрерному камню. Наибольшее развитие и распространение в промышленности нашли только два типа дефибреров — цепные и двухпрессовые.
Устройство и работу дефибрера рассмотрим на примере цепного дефибрера ДЦ-04-1. Рабочий орган дефибрера — керамический дефибрерный камень диаметром 1810 мм — расположен внутри станины.
Камень закреплен на главном валу и приводится во вращательное движение от электродвигателя. Частота вращения вала 300 мин-1. Над камнем расположена шахта для загрузки балансов. В нижней части шахты вдоль образующей камня закреплены гребенки, удерживающие баланс в зоне дефибрирования. При первом пуске цепного дефибрера балансы длиной 1,2 м укладываются в шахту вручную. Затем они поступают в шахту с линии загрузки дефибреров. К вращающемуся камню балансы со скоростью 90—110 мм/мин подаются под действием массы штабеля и под давлением выступов движущихся вниз цепей.
Дефибрерные камни являются основным рабочим органом дефибрера. От состояния рабочей поверхности камня в значительной степени зависят качество древесной массы, производительность дефибрера и расход электроэнергии. Камень должен иметь высокую механическую прочность, термо- и кислотостойкость, так как он работает с большой окружной скоростью под большим давлением и при значительных колебаниях температуры. Применяются искусственные кварцево-цементные и керамические камни.
Кварцево-цементные камни состоят из армированного стальными кольцами бетонного, сердечника и рабочего абразивного слоя. В абразивный слой входят зерна абразивного материала — кварцевого песка, наждака или электрокорунда, скрепленного цементным связующим Основным их недостатком является короткий срок службы (2—3 мес). В зависимости от величины зерен абразивного материала, образующих рабочий слой, камни предназначаются для выработки древесной массы различного характера помола.
Керамические камни в качестве абразивного материала содержат корунд, электрокорунд или карбид кремния. Связующим служит смесь огнеупорной глины, полевого шпата и других веществ. Абразивный слой состоит из сегментов, прикрепляемых болтами к бетонному сердечнику. Керамические камни обладают большой прочностью и твердостью и могут работать при высоких окружных скоростях. Срок службы камня 2-3 года. Древесная масса, получаемая этим методом, более однородна, но имеет меньшую прочность из-за разрезания волокон древесины.
Процесс дефибрирования является сложным и условно подразделяется на два — разделение древесины на волокна (собственно дефибрирование) и размол волокон. Суммарный процесс протекает в зоне дефибрирования, под которой понимают зону контакта древесины с поверхностью камня, и представляется следующим образом. Высокая температура (до 170-190 °С), возникающая вследствие трения в зоне дефибрирования, вызывает интенсивное парообразование, обусловливающее размягчение и пластификацию древесины, ослабление связей между волокнами. Слои волокон с ослабленными связями отрываются и расщепляются абразивными зернами поверхности камня на пучки и отдельные волокна. Волокна дополнительно разделяются, разрабатываются и размалываются на рабочей поверхности камня и выносятся из зоны дефибрирования. Очистка камня производится двумя способами: смыванием оборотной водой, подведенной к спрыскам, или смыванием водой и окунанием камня в древесную массу, собираемую в ванне дефибрера.
К основным факторам, влияющим на производительность дефибрера и качество древесной массы, относятся: удельное давление балансов на камень температура и концентрация массы в ванне дефибрера при дефибрировании с погружением камня в массу; окружная скорость камня; состояние его поверхности и качество балансов.
Древесной массой называются волокнистые полуфабрикаты, вырабатываемые путем механического разделения древесины на волокна. Производство древесной массы в настоящее время составляет около 22 об. % от объема вырабатываемых из растительного сырья волокнистых полуфабрикатов. В зависимости от конструктивного оформления процесса все виды древесной массы делят на две большие группы:
– древесная масса, вырабатываемая из балансов (дефибрерная древесная масса);
– древесная масса, вырабатываемая из щепы (механическая древесная масса).
Дефибрерная древесная масса (ДДМ) образуется при истирании древесины абразивной поверхностью специальной керамики. Сырьем служит древесина в виде балансов. Аппарат для производства ДДМ называется дефибрером, а рабочий орган, производящий истирание, — дефибрерным камнем.