EA002079B1 - Способ оптимизации дозирования обращающего заряд средства, добавляемого в бумажный брак - Google Patents

Abstract

Способ оптимизации дозирования обращающего заряд средства, добавляемого в находящийся в виде волокнистой массы брак, полученный из бумаги, прошедшей обработку в машине для нанесения покровного слоя, и предназначенный для повторного использования в производственном процессе, отличающийся тем, что от основного потока брака ответвляют частичный поток, измеряют объемные расходы основного потока и частичного потока, определяют мутность частичного потока, ниже частичного потока в него добавляют средство, обращающее заряд, в количестве, которое меняется в течение времени, после чего снова измеряют мутность, а также тем, что оптимальную норму дозирования определяют исходя из изменения мутности, вызванного средством, обращающим заряд, а упомянутое дозирование осуществляют в основном потоке пропорционально массовым или объемным расходам.

Description

Изобретение относится к способу оптимизации дозирования обращающего заряд средства, добавляемого в бумажный брак, находящийся в виде суспензии, обработанной в машине для нанесения покровного слоя и подлежащей повторному использованию в производственном процессе.

В процессе изготовления бумаги неизбежно образуются отходы и остатки, накапливающиеся в начале и конце бумажного полотна, при сортировании бумаги по размерам и т.д. Эти значительные объемы бумаги могут быть использованы повторно, и в этом смысле они не являются отходами и будут далее именоваться здесь браком. С целью повторного использования такого брака для изготовления бумаги, его измельчают в соответствующем бракомоле и получают из него волокнистую массу в виде суспензии, которую можно использовать в производственном процессе наряду с другой целлюлозной массой для изготовления новой бумаги. На больших бумажных фабриках образуется большое количество брака, в связи с чем повторное использование брака с целью изготовления бумаги необходимо не только с экологической, но и экономической точки зрения.

Из целлюлозной массы, состоящей из коротковолокнистой или длинноволокнистой массы, изготавливают бумагу ценных сортов, например, бумагу без содержания древесной массы, представляющую собой бумагу машинного каландрирования или каландрированную бумагу-основу. В качестве наполнителя используется карбонат кальция. Поверхность бумаги-основы обрабатывают модифицированным крахмалом, обеспечивающим ее хорошую перерабатываемость. В качестве дополнительных вспомогательных средств применяют удерживающие вещества, димерные кетены для проклейки основы, а также красители и оптические отбеливающие вещества. Вышеупомянутые вещества относятся к тем видам сырья и вспомогательных веществ, которые обладают хорошей взаимной сочетаемостью, могут быть оптимизированы в течение времени и не вызывают каких-либо проблем в процессе производства бумаги. Никаких проблем не возникает также при повторном использовании в производственном процессе брака бумаги таких сортов.

Несмотря на свое высокое качество, во многих случаях такая бумага непригодна. В частности, для графической печати требуется двусторонняя бумага с двойным покрытием и матовой или глянцевой отделкой. На бумагу наносят покрытие, в состав которого входят различные синтетические связующие средства. В связи с тем, что связующие вещества имеют тенденцию к слипанию, в результате чего образуются относительно крупные скопления, возникает проблема подачи бумаги с покрытием в систему разбивателя бумажного брака. Если бы бумажный брак с покрытием использовался в бумаго делательных машинах, это привело бы к отложению осадка на валиках, цилиндрах и одежде бумагоделательной машины. Кроме того, от этого серьезно пострадали бы качество бумаги и ее перерабатываемость. Скопления связующих веществ могут, например, повлечь к образованию отверстий в бумаге, через которые в процессе нанесения покрытия на бумагу на валик попадает краска, в результате чего бумага повреждается. Такие включения также создают проблемы при печати. Куски могут также прилипать к бумаге, поскольку происходит слипание частиц латекса, входящих в состав покрытия. Покрытие наносят на бумагу в относительно больших количествах. В состав готовой бумаги входит 30% покрытия, 10% которого, в свою очередь, приходится на латекс. В связи с этим при повторном использовании бумаги с покрытием возникают серьезные сложности.

Из техники известен способ повторного использования бумажного брака с покрытием, согласно которому в полученную из брака суспензию добавляют обращающее заряд средство или фиксатор. Упомянутые обращающие заряд средства также называют закрепителями. Процесс добавления обращающего заряд средства должен производиться с большой точностью. Если добавлено недостаточное количество такого средства, желаемый результат не будет достигнут. Добавление чрезмерного количества обращающего заряд средства невыгодно экономически и приводит к пагубным взаимодействиям в процессе изготовления бумаги.

Состояние заряда суспензии, полученной из брака бумаги с покрытием, характеризуется как резко выраженное анионное. Для выравнивания заряда между парциальными зарядами дозирование катионного средства, обращающего заряд, осуществляют до тех пор, пока не будет достигнуто нужное состояние заряда, в результате чего решаются названные выше проблемы связующих средств.

Из техники известен способ определения правильной нормы дозирования средства, обращающего заряд, путем осуществления измерений с использованием процесса титрования, с помощью которого определяют катионную нагрузку. Предварительным условием для этого является получение фильтрата из находящегося в виде суспензии бумажного брака.

Тем не менее из-за постоянно меняющейся консистенции данный процесс трудно воспроизводим и в значительной мере подвержен интерференции. Кроме того, использование соответствующего инструментария и возможность его непрерывного использования в оперативном режиме, влечет за собой значительные расходы по техническому уходу и содержанию. Все же, такие измерения приходится производить постоянно с тем, чтобы иметь возможность немедленно реагировать на изменения качества бумажного брака. Такие изменения могут быть весьма существенными, поскольку нередко в брак бумаги с покрытием поступают более или менее значительные объемы брака бумагиосновы, в результате чего концентрация связующего вещества в бумажном браке резко меняется, что также требует резкого изменения нормы дозирования средства, обращающего заряд.

Целью изобретения является создание способа, с помощью которого можно быстро и точно оптимизировать дозирование обращающего заряд средства даже в случае резкого изменения относительного содержания бумаги с покрытием в бумажном браке.

Изобретение основано на открытии, согласно которому при добавлении обращающего заряд средства мутность суспензии меняется. Как показали измерения, существует строгая взаимосвязь между изменением состояния заряда, вызванным добавлением обращающего заряд средства, и уменьшением мутности суспензии.

Предложенное на основании данного наблюдения решение, согласно настоящему изобретению, заключается в том, что от основного потока бумажного брака отделяют частичный поток, при этом измеряют объемные расходы основного и частичного потоков, определяют мутность частичного потока, ниже по потоку в него добавляют обращающее заряд средство, количество которого колеблется с течением времени, после чего повторно измеряют мутность, оптимальную норму дозирования определяют, исходя из изменения мутности, вызванного добавлением обращающего заряд средства, а упомянутое дозирование осуществляют в основном потоке пропорционально объемным расходам.

В частичный поток добавляют средство, обращающее заряд, после чего определяют степень уменьшения мутности суспензии. Такое уменьшение является относительно небольшим и, обычно, колеблется в пределах от 1 до 3%. Для выявлении такой малой величины процесс дозирования обращающего заряд средства должен изменяться во времени, в частности, иметь определенную периодичность. Одновременно выборочно исследуют часть кривой, показывающей зависимость уменьшения мутности от концентрации обращающего заряд средства. Соответствующая функциональная зависимость, то есть изначальное уменьшение мутности по мере увеличения содержания средства, обращающего заряд, затем достигает своего максимума, после чего снова спадает, поскольку в случае чрезмерно высокого содержания средства, обращающего заряд, мутность снова увеличивается и образуется пена. Путем периодического изменения нормы дозирования добавляемого средства, обращающего заряд, можно точно определить высшую точку кривой, соответствующую естественному состоянию заряда. Параметры идеальной нормы затем применяют к основному потоку. Обработанный таким образом основной поток после этого может быть направлен в производственный процесс изготовления бумаги.

Необходимо, чтобы процесс дозирования средства, обращающего заряд, которое добавляют в частичный поток, был переменным во времени и графически отображался в виде пилообразной кривой или иной синусоиды.

При этом период изменения составляет в пределах от порядка 30 до 300 с, преимущественно, от 60 до 180 с. С целью получения большого массива данных, на основании которого затем можно произвести их усреднение и расчет функциональной зависимости между нормой дозирования средства, обращающего заряд, и уменьшением мутности суспензии, считывание данных измерения осуществляют через очень короткие промежутки времени, например, 100 мс. Норма дозирования в основном потоке преимущественно составляет лишь от 90 до 99% в пересчете на максимальное значение уменьшения мутности.

Далее изобретение будет описано на примере предпочтительного варианта его осуществления и со ссылкой на приложенные чертежи, на которых на фиг. 1 графически отображена зависимость уменьшения мутности от нормы добавления средства, обращающего заряд; и на фиг. 2 схематически проиллюстрировано осуществление способа согласно изобретению.

Брак, образующийся на различных стадиях изготовления бумаги, временно хранят в больших емкостях. Перед загрузкой брака, находящегося в виде суспензии, в бумагоделательную машину в него добавляют средство, обращающее заряд.

В результате его добавления происходит уменьшение мутности суспензии, как это показано на фиг. 1. По мере увеличения нормы дозирования средства, обращающего заряд, относительное уменьшение мутности, изначально происходившее почти линейно, затем приобретает характер кривой, достигает максимума и снова спадает при более высокой концентрации средства, обращающего заряд. В ходе этого процесса достигается относительное снижение мутности порядка всего лишь 13%. Тем не менее такое снижение можно точно определить путем периодического изменения нормы дозирования средства, обращающего заряд, например, в пределах от 200 до 7000 г/т. С увеличением нормы дозирования средства, обращающего заряд, происходит изначальное уменьшение мутности, которое достигает максимальное значение, а затем происходит его падение. Такое максимальное значение может быть точно определено с помощью электронных средств, измеряющих уменьшение мутности через каждые 100 мс. Требуемая относительная величина уменьшения мутности может быть определена путем осуществления непрерывных математических вычислений функциональной зависимости.

Затем, в соответствии с фиг. 2, их осуществляют путем ответвления частичного потока 2 от основного потока 1 суспензии бумажного брака. В этом случае бумажный брак считается браком ма шин для нанесения покровного слоя, что означает, что он состоит из бумажного брака, поступающего из машин для нанесения покровного слоя, несмотря на то, что в нем может также содержаться брак, образующийся при изготовлении бумаги-основы. Для измерения объемного расхода используют измерительное устройство П-1, а измерение консистенции частичного потока 2 осуществляют с помощью измерительного устройства 01-1. Для измерения мутности выше по потоку относительно места добавления в точке 3 средства, обращающего заряд, используют измерительное устройство 01-2. Для измерения мутности после обращения заряда используют измерительное устройство 01-3. Соответствующие устройства или датчики соединены с электронным блоком 4, определяющим оптимальную норму дозирования добавляемого в частичный поток 2 средства, обращающего заряд. С этой целью измерительное устройство ПС-2 периодически изменяет количество добавляемого в точке 3 средства, обращающего заряд. В результате этого формируется кривая, показанная на фиг. 3, и определяется норма дозирования обращающего заряд средства, при которой достигается максимальное уменьшение мутности суспензии. Количество обращающего заряд средства, необходимого для обеспечения максимального снижения мутности в пределах от 90 до 99%, используется в качестве контрольной точки для основного потока.

Благодаря этому создается ситуация, в которой оптимизация дозирования средства, обращающего заряд, обеспечивается постоянно даже в тех случаях, когда относительное содержание брака, поступающего из машины для нанесения покровного слоя, резко меняется либо, когда в браке содержится бумага с покрытием различных сортов (матовым, глянцевым и так далее), а состав смеси быстро и резко меняется.

Способ отличается особой точностью и надежностью, поскольку данные получают на основании измерения лишь относительных переменных величин. Во внимание принимается только такое количество средства, обращающего заряд, которое обеспечивает требуемое уменьшение мутности. Абсолютное значение такого уменьшения мутности не имеет какого-либо значения. Изменение нормы дозирования в основном потоке 1 может быть осуществлено в полностью автоматическом режиме. При этом также возможно осуществлять управление в ручном режиме на основании измерительных данных, полученных в частичном потоке 2, чтобы таким способом привести норму дозирования в соответствие с меняющимися условиями.

Claims (7)

1. Способ оптимизации дозирования обращающего заряд средства, добавляемого в находящийся в виде волокнистой массы брак, полученный из бумаги, прошедшей обработку в машине для нанесения покровного слоя, и предназначенный для повторного использования в производственном процессе, отличающийся тем, что от основного потока брака ответвляют частичный поток, измеряют объемные расходы основного потока и частичного потока, определяют мутность частичного потока, ниже частичного потока в него добавляют средство, обращающее заряд, в количестве, которое меняется в течение времени, после чего снова измеряют мутность, при этом оптимальную норму дозирования определяют исходя из максимального уменьшения мутности, вызванного средством, обращающим заряд, а упомянутое дозирование осуществляют в основном потоке пропорционально массовым или объемным расходам.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют измерение консистенции частичного потока.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что количество дозируемого средства в частичном потоке изменяют с течением времени по пилообразной кривой.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что количество дозируемого средства в частичном потоке изменяют синусоидально.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что количество дозируемого средства в частичном потоке изменяют периодически, причем период составляет примерно от 20 до 300 с.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что количество дозируемого средства в частичном потоке изменяют периодически, причем период составляет примерно от 60 до 180 с.

7. Способ по пп.1-6, отличающийся тем, что норма дозирования, добавляемого в основной поток средства, составляет от примерно 90 до 99% от установленной идеальной величины.