Влияние характера размола волокнистой массы на качественные характеристики готовых бумажных изделий

Требования к разным видам бумаги зависят от области ее применения. Для получения готовой продукции с необходимыми характеристиками важно учитывать свойства волокнистой массы. Размол  сульфатной целлюлозы хвойных и лиственных пород древесины проводили на полупромышленных дисковых мельницах (условия размола: концентрация волокнистой массы – 1 и 12 %, степень помола варьировалась  от 15…60 °ШР). Времени на размол волокнистой массы при концентрации 12 % до степени помола 60 °ШР потребовалось для БСЛЦ в 1,5 раза; БСХЦ в 2,5 раза, больше, чем при размоле массы низкой концентрации. Определены бумагообразующие свойства волокнистой массы: водоудерживающая способность у БСЛЦ увеличилась на 151,4 и 131,4 %; у БСХЦ на 138,5 и 115,4 %; длина волокна у БСЛЦ снизилась на 35,8 и 47,7 %;  у БСХЦ на 28,6 и 37,7 %. Проанализирован характер изменения механических свойств готовых бумажных  изделий в зависимости от степени помола и характера размола. Установлено, что с ростом степени помола волокнистой массы с 15 до 60 °ШР увеличиваются: сопротивление продавливанию образцов из БСЛЦ в 4,6±0,4 раза, из БСХЦ в 7,5±0,5 раза; разрывная длина у образцов из БСЛЦ 2,5±0,3, из БСХЦ 2,7 раза. Выяснено, что сложность процесса размола массы высокой концентрации заключается в затрудненном перемещении этой массы в зоне размола.

1. Юртаева Л. В., Алашкевич Ю. Д. Способ получения микрокристаллической целлюлозы на основе биоповрежденной древесины // Хвойные бореальной зоны. 2022. Т. 40, № 2. С. 158–163. DOI 10.53374/1993-0135-2022-6-158-163.

2. Investigation of the possibility of obtaining powdered cellulose using a non-knife method of grinding fibrous semi-finished products / E. V. Kaplyov, L. V. Yurtaeva, R. A. Marchenko, D. Yu. Vasilyeva, Yu. D. Alashkevich // Journal of Physics: Conference Series, Krasnoyarsk, Russia, 24 сентября – 03 2021 года / Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. Vol. Volume 2094. Krasnoyarsk, Russia: IOP Publishing Ltd, 2021. P. 42069. DOI 10.1088/1742-6596/2094/4/042069. EDN ZFYKBN.

3. Фляте Д. М. Свойства бумаги. Изд. 3-е, перераб. и доп. Москва : Лесная промышленность, 1986. 680 с.

4. Алашкевич Ю. Д., Юртаева Л. В., Решетова Н. С., Марченко Р. А. Влияние ножевого способа размола волокнистой массы на процесс получения порошковой целлюлозы // Химия растительного сырья. 2020. № 4. С. 493–499. DOI 10.14258/jcprm.2020048121. EDN VMYZAC.

5. Ушаков А. В. Размол волокнистых полуфабрикатов высокой концентрации в целлюлозно-бумажном производстве : дис. ... канд. техн. наук : 05.21.03 / Ушаков Александр Васильевич. Красноярск, 2022. 173 с.

6. Dinesh F., Gorski D., Sabourin M., Geoffrey D. Characterization of fiber development in high and low – consistency of primary mechanical pulp // Holzforschung. 2013. Pp. 735–745.

7. Kure K. A. On the relationship between process input variables and fibre characteristics in thermomechanical pulping: Doctoral thesis. Trondheim, 1999. 99 p.

8. Combining selective bleaching chemistries and ATMP technology for low energy mechanical pulping at higher brightness / J. Hill, M. Sabourin, J. Aichinger, L. Johansson, D. Gorski, P. Axelsson // 7th International Fundamental Mechanical Pulp. Nanjing, 2010. Р. 164.

9. Алашкевич Ю. Д., Кугушев И. Д. К вопросу об исследовании процесса размола бумажной массы на ножевых размалывающих машинах // Краткие сообщения / ЛТИ им. Ленсовета. Секция инженерной химической техники. Л., 1970. С. 13–15.

10. Чичаев В. А. Оборудование целлюлознобумажного производства. Т. 1. Москва : Лесная промышленность, 1981. 367 с.

11. Алашкевич Ю. Д., Селедчик В. В., Кугушев И. Д. Гидродинамика процесса размола на ножевых размалывающих машинах // Сборник трудов / ЦНИИБ. 1971. Вып. 6. С. 181–188.

12. Гольдштвик М. А. Одно парадоксальное решение уравнения Навье-Стокса // Прикладная математика и механика. 1969. Т. 24, вып. 4. С. 610–622.

13. Баженова В. В., Силантьев Б. А. Экспериментальная проверка гипотезы постоянства завихренности в зоне отрыва // Журнал прикладной механики и техн. физики. 1966. № I. С. 120–122.

14. Литвинова М. М., Алашкевич Ю. Д., Марченко Р. А. Особенности безножевого размола волокнистых полуфабрикатов из однолетних растений в целлюлозно-бумажном производстве // Хвойные бореальной зоны. 2024. Т. 42, № 2. С. 88–94. DOI 10.53374/19930135-2024-2-88-94.

15. Shurkina V. I., Marchenko R. A., Alashkevich Y. D. Research of the paper-forming properties of a fibrous material with the use of a tacking with curvilinear knives. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. 467(1), 012002.

16. Role of external fibrillation in high-consistency pulp refining / A. Ushakov, Yu. Alashkevich, V. Kozhukhov, R. Marchenko // BioResources. 2023. Vol. 18, No. 3. P. 5494–5511. DOI 10.15376/biores.18.3.5494-5511. EDN CLIRZC.

17. Обработка безножевым способом макулатурной массы / Л. В. Кутовая, В. В. Конюхова, Ю. Д. Алашкевич, А. Г. Шведов // Хвойные бореальной зоны. 2008. Т. 25, № 3-4. С. 359–361.

18. Влияние размола однолетних растительных полимеров на процесс получения мелкодисперсной целлюлозы / Л. В. Юртаева, Ю. Д. Алашкевич, Е. В. Каплев, Е. А. Слизикова // Хвойные бореальной зоны. 2023. Т. 41, № 4. С. 361–368. DOI 10.53374/1993-01352023-4-361-368. EDN AOJLNM.

19. ISO 5267-1:1999/Cor.1:2001. Целлюлоза. Определение способности к обезвоживанию. Часть 1. Метод Шоппер-Риглера. 2001. 8 с.

20. Ванчаков М. В., Кулешов А. В., Александ- ров А. В., Гаузе А. А. Технология и оборудование переработки макулатуры : учебное пособие / ВШТЭ СПбГУПТД. Санкт-Петербург, 2019. Часть III. 139 с.

21. ISO 5269-1:2005 Целлюлоза. Приготовление лабораторных листовых отливок для физических испытаний. 12 с.

22. ISO 5270:2012 Целлюлоза. Лабораторные листы. Определение физических свойств. 20 с.

23. ISO 1924-2:2008 Бумага и картон. Метод определения прочности при растяжении. 19 с.

24. Рейска Р. А. Размол березовой сульфатной целлюлозы высокой концентрации / Р. А. Рейска, Ю. Г. Бутко. Текст : непосредственный // Бумажная промышленность. 1972. № 3. С. 4–5.

25. Иванов С. Н. Технология бумаги. Изд. 2-е, переработ. Москва : Лесная промышленность, 1970. 720 с. Текст : непосредственный.

26. Перекальский Н. П. Современное представление о механических явлениях при размоле // Тр. ЛТИ ЦБП им. Молотова. М. ; Л. : Гослесбумиздат, 1961. Вып. 8. С. 5–18.

27. Петрова А. А., Алашкевич Ю. Д., Воронин И. А. Влияние рисунка комбинированной гарнитуры дисковой мельницы на отдельные бумагообразующие свойства волокнистых полуфабрикатов и физикомеханические характеристики готового продукта // Химия растительного сырья. 2023. № 4. С. 429–435. DOI 10.14258/jcprm.20230412552.