МЕРЫ БОРЬБЫ СО СМОЛЯНЫМИ ЗАТРУДНЕНИЯМИ И
СЛИЗЕОБРАЗОВАНИЕМ В ПРОИЗВОДСТВЕ БУМАГИ
Смоляные затруднения в производстве бумаги выражаются в отложениях смолы
на оборудовании размольного отдела, в коммуникациях бумажного
производства, на сетке и сукнах бумагоделательной машины. Эти отложения
вызывают на поверхности бумаги пятна, а также обрывы бумажного полотна
при его изготовлении на машине. Подобные затруднения чаще наблюдаются
при использовании сульфитной целлюлозы из хвойных пород древесины,
несколько реже при использовании древесной массы и не имеют места, когда
применяется сульфатная целлюлоза.
Причиной указанных затруднений являются смола и жиры, содержащиеся в
волокнистых материалах, полученных из древесины хвойных пород. Нельзя
утверждать, что чем больше общее содержание смолы в целлюлозе, тем
больше проявятся смоляные затруднения в производстве бумаги. Нередки
случаи, когда при относительно меньшем содержании смолы
в исходном полуфабрикате затруднения в производстве
проявляются в большей степени, чем в случаях использования
полуфабрикатов с высоким содержанием смолы. Как оказывается, важным в
данном случае является не абсолютное содержание смолы, а содержание так
называемой «вредной смолы», вызывающей производственные затруднения.
При разрушении древесной ткани смолы, находящиеся в смоляных ходах, и
жиры, заключенные в паренхимных клетках сердцевидных лучей, могут
смешиваться между собой, создавая в процессах варки, а также
последующего размола целлюлозы липкие, склонные к агрегации образования
«вредной смолы». Они то и вызывают указанные выше затруднения как в
процессах производства самой целлюлозы, так и в процессах производства
бумаги, изготовляемой из такой целлюлозы.
Цимол способствует усилению проявления действия «вредной смолы»,
бикарбонатная жесткость производственной воды также приводит к усилению
смоляных затруднений. Поэтому при наличии повышенной бикарбонатной
жесткости производственной воды рекомендуется на стадии размола
целлюлозы предварительно нейтрализовать такую жесткость воды добавкой
кислот соляной, серной или же раствора сернокислого алюминия.
В качестве более эффективного средства борьбы со смоляными затруднениями
С. Н. Иванов [5] рекомендует перед размолом целлюлозы введение в массу
щелочи (NaOH) в количестве около 0,2 % от массы волокон с доведением pH
среды до
7,5 с последующим прибавлением сернокислого алюминия до pH 4,5—4,8. При
этом щелочь образует смоляное мыло, которое стабилизирует смоляную
эмульсию, при последующем прибавлении сернокислого алюминия в размолотую
массу смоляные частицы закрепляются на волокнах.
Для борьбы с «вредной смолой» в производстве бумаги в бумажную массу
добавляют тринатрийфосфат или гексаметафосфат, являющиеся пептизаторами
смоляных частиц. Практикуют также, особенно в производстве газетной
бумаги, введение в бумажную массу перед ее выходом на сетку керосина
через дозатор. Однако этим средством нельзя злоупотреблять, опасаясь
вредного действия керосина на резиновую облицовку валов
бумагоделательной машины. Поэтому вместо керосина лучше пользоваться
сернокислым алюминием, осаждающим смоляные частицы на волокна и
препятствующим укрупнению этих частиц.
Практикой установлено, что смоляные затруднения существенно снижаются в
тех случаях, когда есть возможность по условиям технологического
процесса ввести в бумажную массу перед ее размолом минеральные
наполнители, особенно диатомит или тальк, в количестве около 2 % от
массы волокон. Меньшее влияние оказывает добавка каолина.
Мелкодисперс-ные частицы минерального наполнителя при этом предотвращают
агломерацию смоляных частиц.
Борьбу со смоляными затруднениями надо начинать с производства
полуфабрикатов. Использование сухой древесины для варки целлюлозы
практически исключает возникновение в дальнейшем смоляных затруднений.
Так как щепа быстрее и лучше просыхает, чем бревна древесины, то
хранение древесины в виде щепы с ее продуванием воздухом является
предпочтительным. При просушивании древесины жирные кислоты окисляются
кислородом воздуха до оксикислот и их полимеров с переходом в твердое
состояние и с потерей липкости. Кроме того, при сушке частично удаляются
летучие компоненты-терпены. В результате этих воздействий смола
перестает быть «вредной».
Среди других методов борьбы с «вредной смолой» в производстве целлюлозы
следует отметить целесообразность очистки варочной кислоты от цимола,
предварительной пропарки щепы в котле с целью удаления терпентинной
части смолы, тщательной промывки сваренной целлюлозы теплой водой и
отделения от нее щелока, обработки сваренной целлюлозы моющими
поверхностно-активными веществами с отделением смолы флотацией, щелочной
экстракции смолы из целлюлозы при многоступенчатой отбелке с последующей
промывкой целлюлозы и обработкой ее неионными поверхностно-активными
веществами и полифосфатами. Наконец, нужно отметить и отделение из
целлюлозы на смолоотделителе мелкой фракции волокон (3—4 % от всего
количества целлюлозы), содержащей основное количество смолы.
Образование слизи в бумажной массе является результатом
жизнедеятельности бактерий и грибов. Слизь заносится в бумажную массу со
свежей производственной водой, а также с полуфабрикатами.
Слизеобразование усиливается в условиях наиболее замкнутого цикла
использования оборотной воды. Сгустки слизи скапливаются на стенках
оборудования, временами отрываются от него, попадают на образующееся
бумажное полотно, загрязняя его и вызывая его обрывы. Сгустки слизи на
сетке бумагоделательной машины затрудняют процесс формования бумаги,
пачкают сетку и сукна. Таким образом, слизеобразование приносит бумажной
промышленности вред, по крайней мере, не меньший, чем отложения «вредной
смолы».
В производстве бумаги наиболее сильное слизеобразование наблюдается в
летний период из-за развития бактерий. В зимний период слизеобразование
менее выражено и в основном характеризуется жизнедеятельностью грибов.
Наиболее благоприятными условиями для развития слизи является
температура среды от 20 до 40 °С и pH среды в пределах 6—8 (для развития
бактерий) и 3—7 (для развития грибов). При 50°С слизеобразование мало
заметно, а при 60°С большинство микроорганизмов погибает.
Развитию микроорганизмов способствует недостаточно
интенсивное перемешивание массы в бассейнах, а также наличие в ней
крахмала, белковых и других питательных для микроорганизмов веществ,
которые могут поступать в массу с макулатурой или в результате роспуска
оборотного брака бумаги с покрытием. Распространение микроорганизмов
усиливается при длительном хранении в бассейнах древесной массы,
целлюлозы и полуцеллюлозы с влажностью примерно 50 %. В этих условиях
наблюдается снижение показателей механической прочности и белизны
указанных полуфабрикатов, а в готовой бумаге — снижение показателя ее
гладкости.
Слизеобразование наиболее часто наблюдается на бумажных фабриках,
использующих небеленые полуфабрикаты. Отбелка полуфабрикатов
способствует их дезинфекции. На степень прилипания слизи влияет вид
поверхности. Слизь легче задерживается на шероховатых поверхностях
(древесина, бетон, ржавое железо), чем на гладких. Детали оборудования
должны быть хорошо пригнаны друг к другу, так как в плохо доступных для
очистки пространствах между ними и в щелях может скапливаться слизь.
Чаще всего слизь образуют железные бактерии, очень устойчивые к
химическим воздействиям. Кроме этого вида бактерий слизь вызывается
действием аэробных спорообразующих бактерий, грибов и водорослей,
попадающих в поток массы с производственной свежей водой.
Слизеобразование связано с появлением от массы неприятного запаха,
который иногда сохраняется и в готовой бумажной продукции. Этот запах
является результатом загнивания слизи и выделения при этом сероводорода,
способствующего в свою очередь развитию серных бактерий. Последние
окисляют сероводород до серной кислоты, вызывающей коррозию
оборудования. Поэтому особое внимание должно быть обращено на выбор
материалов, из которых изготовляется соприкасающееся с массой
оборудование. Целесообразна внутренняя облицовка бассейнов кафельными
плитками, к гладкой поверхности которых слизь не пристает. Хорошо себя
зарекомендовали трубы из стекла или керамики и покрытия оборудования
резиной, хлоркаучуком или хлорвинилпластом. Оборудование из меди не
обрастает слизью, видимо, из-за токсичных свойств окислов и солей меди,
присутствующих на его поверхности.
Для избежания слизеобразований необходимо постоянно следить за чистотой
оборудования, осуществляя периодически чистку и промывку оборудования по
заранее установленному графику, который необходимо неуклонно выполнять.
Работу эту нужно проводить аккуратно, не оставляя подложенных кусочков
сетки, сукна или картона, которые могут быть источниками накопления
слизи. Промывку оборудования осуществляют хлорированной водой с
содержанием активного хлора 0,25 % или 2%-ным раствором каустической
соды с добавкой антисептика.
Промывная вода должна в течение нескольких минут
циркулировать через всю систему, после чего через подсеточную ванну ее
спускают в сток. Эта операция повторяется несколько раз с тем, чтобы
поступающая на сетку вода была совершенно чистой.
При наличии достаточно замкнутого цикла использования оборотной воды
нельзя ограничиться только описанной выше промывкой системы. Необходимо
осуществлять постоянное хлорирование свежей производственной воды,
введение в оборотную воду и в массу хлорамина и использование других
активно действующих антисептиков, разрешенных санитарной инспекцией к
применению в строго ограниченных дозировках. Использование сильно
действующих ядохимикатов, как, например, ртутьорганических соединений,
недопустимо главным образом из-за опасения заражения ими мест
водосброса.
Введение хлорамина в промышленных условиях осуществляют путем
раздельного поступления в бумажную массу и в оборотную воду через
питатель газообразного хлора в количестве 0,45—1,35 кг и аммиака
0,015—0,135 кг на 1 т волокон. Эти химикаты можно вводить в смесительный
насос или в другой подходящий пункт технологического процесса, где они
быстро и равномерно смешиваются с бумажной массой и оборотной водой.
На некоторых предприятиях в целях борьбы со слизеобра-зованием
практикуют периодически осуществляемый-сброс оборотной воды в сток с
частичной заменой ее свежей водой. Этот метод нельзя признать
правильным, так как стоимость имеющих место при этом потерь существенно
превышает затраты на химикаты, используемые для борьбы со
слизеобразованиями.
Иногда рекомендуют после щелочной промывки оборудования
бумагоделательной машины практиковать промывку кислым раствором,
состоящим из смеси неорганических и органических кислот со смачивающими
реагентами и ингибитором коррозии. Порча микроорганизмами сукон
бумагоделательной машины может быть предотвращена предварительной
защитной обработкой сукон. Следует отметить, что выбор способа очистки
оборудования бумажного производства от слизи определяется характером
возникающих отложений слизи и в различных производственных условиях он
различен.
Дополнительные сведения о борьбе со смоляными затруднениями и
сЛизеобразованием приведены в книге [5, с. 595— 602].