Оптимизация процессов подготовки бумажной массы с использованием ключевых показателей эффективности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.03, кандидат наук Жирнов Денис Николаевич

• Жирнов Денис Николаевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Жирнов Денис Николаевич

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Влияние основных технологических процессов подготовки массы на изменение бумагообразующих свойств волокон

1.3 Методы определения технологической эффективности производства,

применяемые в разных отраслях промышленности

1.4 Выводы по обзору литературы и постановка цели и задач эксперимента

2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Роспуск макулатуры на ЛГ-03

2.2 Размол макулатурной массы в мельнице НДМ-3

2.3 Размол макулатурной массы в ЦРА

2.4 Измерение рН волокнистой суспензии

2.5 Определение степени помола волокнистой массы

2.6 Определение скорости обезвоживания волокнистой массы

2.7 Определение катионной потребности волокнистой массы на аппарате Mutek PCD-04

2.8 Определение дзета-потенциала на аппарате Mutek SZP-06

2.9 Определение структурно-морфологических характеристик волокна

2.9 Определение эффективности работы технологического оборудования

2.10 Сортирование образцов макулатурной массы

2.11 Фракционирование образцов макулатурной массы в лабораторных условиях

2.12 Изготовление образцов лабораторных отливок и подготовка их к физико-механическим испытаниям

2.19 Определение физико-механических показателей качества готовой

продукции

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Описание технологической линии по подготовке макулатурной массы для производства флютинга и тест-лайнера

3.2 Статистический анализ изменения параметров работы технологического оборудования размольно-подготовительного отдела

3.3 Опыт использования метода ОЕЕ для оценки эффективности производства

3.4 Разработка подхода и метода оценки эффективности работы отдельных единиц оборудования применительно к технологическому потоку размольно-подготови-тельного отдела

3.5 Апробация оценки и анализа ключевых показателей эффективности работы технологического оборудования размольно-подготовительного отдела ООО «Сухонский КБК»

3.6 Расчет ключевого показателя эффективности для технологической цепочки

4 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящей работе использованы ссылки на следующие нормативные документы:

BS 6035-1 Beating and Freeness (Schopper Riegler)

EN 25264-3 Pulps - Laboratory beating - Part 3: Jokro mill method (ISO 5264-3:1979); German version EN25264-3:1994

ISO 5264-3 Целлюлоза. Размол в лабораторных условиях. Часть 3. Размол на мельнице Йокро

ISO 5267-1:1999 Целлюлоза. Определение способности к обезвоживанию. Часть 1. Метод Шоппер-Риглера

ISO 9895: 2008 Бумага и картон. Сопротивление сжатию. Испытание в малом диапазоне

ГОСТ 10700-97 Макулатура бумажная и картонная. Технические условия

ГОСТ 10711-97 Бумага и картон. Метод определения разрушающего усилия при сжатии кольца (RCT)

ГОСТ 12605-97 Бумага и картон. Метод определения поверхностной впитываемости воды при одностороннем смачивании (метод Кобба)

ГОСТ 13523-78 Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод кондиционирования образцов

ГОСТ 14363.4-89 Целлюлоза. Метод подготовки проб к физико-механическим испытаниям

ГОСТ 28686-90 Бумага для гофрирования. Метод определения сопротивления торцовому сжатию (ССТ) гофрированного образца

ГОСТ ИСО 1924-1-96 Бумага и картон. Определение прочности при растяжении. Часть 1. Метод нагружения с постоянной скоростью

ГОСТ Р ИСО 7263-2011 Бумага для гофрирования. Метод определения сопротивления раздавливанию образца, гофрированного в лабораторных условиях

ГОСТ-13525.8-86 Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения сопротивления продавливанию

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ КПЭ - ключевой показатель эффективности; СМТ - сопротивление плоскостному сжатию, Н; ССТ - сопротивление торцевому сжатию, кН/м; RCT - разрушающее усилие при сжатии кольца, Н; П - абсолютное сопротивление продавливанию, кПа; SCT - сопротивление сжатию в малом диапазоне, кН/м; St - прочность при растяжении.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация процессов подготовки бумажной массы с использованием ключевых показателей эффективности»

ВВЕДЕНИЕ

Достигнутый к настоящему времени прогресс в технологии гофрокартона на высокоскоростных агрегатах требует пересмотра сложившихся подходов к оценке свойств его компонентов - картона-лайнера и флютинга. Традиционный подход -это обеспечение гарантированного уровня физико-механических характеристик «с запасом», который достигается за счет повышения затрат на производство, а именно:

- удорожания композиции из первичных волокон путем увеличения доли хвойной крафт-целлюлозы;

- увеличения расхода химикатов в макулатурные композиции;

- повышения степени помола массы;

- экстенсивной модернизации отдельных узлов КДМ, направленной преимущественно на повышение производительности.

В настоящее время у производителей и переработчиков флютинга, лайнера, гофрокартона и тары меняется мнение относительно понятия высокого качества готовой продукции, уступая место требованию ее технологичности, т.е. постоянства (равномерности, стабильности) важнейших свойств.

В целом, высокая технологичность представляет собой комплекс требований к структурно-размерным и физико-механическим характеристикам компонентов гофрированного картона в сочетании с минимизацией себестоимости сырья и производства, гарантирующих эффективное использование мощностей современных линий по изготовлению гофротары.

Для производителей тарного картона это означает, что существенное влияние на уровень и стабильность качества флютинга и картона-лайнера оказывают процессы подготовки бумажной массы и формирования структуры бумажного полотна на БДМ/КДМ с научно-обоснованным режимом работы оборудования при максимальном использовании потенциала исходных полуфабрикатов.

Таким образом, качество готовой продукции во многом определяется стабильностью и эффективностью работы каждой технологической единицы, которая установлена в производственной цепочке.

Для определения эффективности работы предприятия широко распространены различные современные системы, к примеру ОЕЕ, «Кайдзен» и др. Данные системы применяются для решения широкого круга задач и, в настоящее время являются неким стандартом, «общим знаменателем» для сравнения эффективности работы различных предприятий между собой. Основная цель данных методик -увеличить прибыль, снизить простои оборудования, добиться стабильного роста объемов производства, т.е. это экономический подход к понятию эффективности.

Технологическому персоналу важен несколько иной подход к данной тематике. В обычной повседневной работе технологу необходимо знать как эффективно работают отдельные узлы и агрегаты технологической линии с целью максимального увеличения бумагообразующего потенциала волокна и увеличения качествен-

« « __ТЛ

ных показателей готовой продукции. В технологическую схему размольно-подготовительного отдела типичной бумажной фабрики, перерабатывающей макулатурное сырье, входит большое количество разнообразных единиц оборудования (для очистки, сортирования, сгущения, фракционирования, размола и т.д.), конструктивные и ключевые функции которых значительно отличаются друг от друга и, соответственно, требуют различного подхода к вопросу определения эффективности их работы. Вместе с тем, в настоящее время нет общепринятых подходов к оценке эффективности оборудования с различными ключевыми функциями.

Целью диссертационной работы является определение подхода и метода оценки эффективности использования существующего оборудования применительно к конкретным условиям технологического процесса типичной бумажной фабрики, позволяющего увеличить качество готовой продукции и улучшить конкурентоспособность предприятия на рынке тарного картона.

Для реализации поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:

1. Выполнить сравнительный анализ эффективности существующих подходов и методов оценки функционирования и управления технологическими системами, включая оценку эффективности использования оборудования.

2. Предложить принцип оценки эффективности использования отдельных единиц оборудования с учетом особенностей технологических линий фабрик по производству бумаги и картона, в частности размольно-подготовительного отдела, который состоит из следующих отдельных участков:

- Роспуск макулатуры в вертикальных гидроразбивателях низкой концентрации;

- Грубое и тонкое сортирование в напорных сортировках с ситами различного типа (перфорированные и щелевые);

- Фракционирование макулатурной массы;

- Размол длинноволокнистой фракции;

- Составление композиции по химикатам.

3. Провести анализ предложенного принципа оценки эффективности использования оборудования на примере работы одного из технологических потоков бумажной фабрики, выпускающей картон из макулатуры.

4. Оценить вклад каждой стадии технологического процесса в общий уровень эффективности размольно-подготовительного отдела.

Автором выносятся на защиту следующие основные положения диссертационной работы:

1. Предложенный метод определения эффективности производства позволил более рационально подходить к процессам модернизации технологического оборудования с тщательным выбором узких мест, при этом выбор основан на количественных критериях эффективности.

2. По результатам анализа структуры образования брака и переводов- преобладающим фактором является внешний вид готовой продукции (доля в общем объеме образования брака - 0,58), в то время как доля качественных показателей составляет всего лишь 0,42.

3. В результате оценки вклада отдельных технологических единиц в качество готовой продукции, удалось выявить наиболее «проблемные» места:

- участок грубого сортирования, который после проведенных мероприятий, которые были направлены на увеличение производительности узла, снизил эффективность своей работы.

- фракционирование макулатурной массы также является лимитирующим фактором для увеличения эффективности работы размольно-подготовительного отделения.

4. Благодаря проведенным мероприятиям, направленным на увеличение эффективности работы оборудования (фракционирование, размол длинноволокнистой фракции), удалось стабилизировать качество готовой продукции при снижении бумагообразующего потенциала вторичного волокна. Кроме того, при увеличении КПЭ при составлении композиции по химикатам (катионный крахмал) был получен положительный экономический эффект, который составил 10,118 млн. руб. в год.

4. Для дальнейшего увеличения эффективности производственного оборудования на ООО «Сухонский КБК» планируется выполнение ряда мероприятий:

- установка фракционатора повышенной производительности со специальным дизайном сита и ротора.

- проектирование нового узла роспуска макулатуры, обеспечивающего более тщательное удаление легких отходов с использованием более производительного очистного оборудования.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Влияние основных технологических процессов подготовки массы на изменение бумагообразующих свойств волокон

Известно, что целлюлозные волокна подвергаются значительным изменениям под воздействием процессов выделения из древесного сырья, подготовки бумажной массы, формования, прессования и сушки бумажного полотна на БДМ, постмашинной отделки, хранения, переработки в изделия, а также повторного многократного использования (например, роспуска и облагораживания). Интенсивность изменений волокон в отдельных процессах существенно различается.

Достигнутый значимый прогресс в понимании динамики свойств волокон в технологиях целлюлозы, бумаги, картона и при последующем их многократном повторном использовании отмечен в работах [1-11].

Следствием перечисленных воздействий, особенно в режиме повторного использования при изготовлении бумаги из вторичного сырья, является снижение бумагообразующего потенциала волокон, и, прежде всего, способности к связеоб-разованию между ними [12; 13]. Общепринятым является мнение, что ключевыми факторами, влияющими на свойства волокнистых материалов являются интенсивный размол и сушка, при которых происходят необратимые изменения: частичное разрушение наружных слоев клеточных стенок, потеря эластичности, снижение способности к набуханию, ороговение поверхности и увеличение хрупкости [5, 6]. Качественное влияние различных факторов на бумагообразующие свойства целлюлозных волокон по данным работы [15] представлено в таблице 1.1.

Таким образом, анализ изменения бумагообразующих свойств волокон в процессах производства бумаги и картона остается актуальной задачей, решение которой позволяет количественно оценивать их вклад в формирование и изменение показателей качества готовой продукции.

Таблица 1.1 - Влияние различных с акторов на потенциал целлюлозных волокон

Место воздействия Стадия воздействия Воздействующий фактор Влияние на бумагообразующий потенциал волокон

морфология химический состав

Лес/плантация Селекция волокна Генетика/разновидности ++++ ++++

Климат ++ +

Условия роста ++ ++

Целлюлозный завод Получение полуфабриката Крафт процесс ++ +++

Другие процессы ++ +++

Отбелка Отбелка химикатами + ++

Процесс/стадии + ++

Бумажное производство Подготовка массы Перемешивание целлюлозы ++ 0

Размол +++ 0

Условия воздействия химикатов 0 +

Функциональные добавки 0 +

БДМ Мокрая часть БДМ 0 +

Прессовая часть ++ 0

Условия сушки ++ 0

Каландрирование ++ 0

Существует три основных источника волокнистого сырья для получения полуфабрикатов, применяемых в целлюлозно-бумажной промышленности: древесина, недревесное сырье, макулатура.

Древесина, на сегодняшний день, остается наиболее важным источником целлюлозных волокон. Извлечение волокон из древесины, т.е. варку целлюлозы, следует рассматривать как первый этап формирования бумагообразующего потенциала волокон.

Свойства целлюлозных волокон обусловлены, прежде всего, породным составом исходной древесины, ее генетическими данными и условиями произрастания. Также многое зависит от процессов варки и отбелки, во время которых происходит химическая деструкция волокон, сопровождающаяся механическим разрушением их морфологической структуры. Эти негативные последствия могут компенсироваться при производстве бумаги, например, в процессе фракционирования и размола волокон, а также путем введения, при необходимости, функциональных химических добавок. Однако, генетические данные исходной древесины остаются доминирующими [15].

Основным отличием индивидуальных волокон в целлюлозной суспензии от волокон в исходной древесине является значительное увеличение удельной площади их поверхности. Исследования J. Stone и A. Scallan [16] показали, что удельная площадь поверхности волокон, которые ранее не подвергались сушке, может составлять более 100 м2/г.

В образовании связей между волокнами в процессе формования бумажного полотна большую роль играет свободная энергия поверхности волокон, которая может быть определена измерением угла контакта этих поверхностей с некоторыми жидкостями [17-21] или методом инверсной газовой хроматографии [18; 22; 23], оценивающим взаимодействие твердой фазы (волокон) с химикатами в газовой фазе. Такие исследования показали, что удаление относительно гидрофобного лигнина и природных смол из древесины может весьма существенно увеличить свободную энергию поверхности целлюлозы.

V. Bilosta с соавторами сравнивали ультраструктурные компоненты волокон образцов целлюлозной массы, которые были получены разными способами: химическим, механическим, термомеханическим или комбинацией нескольких способов [24; 25]. Результаты микроскопических анализов [26-31] свидетельствуют о том, что волокна в массе присутствуют в виде слоистых структур, содержание гемицел-люлоз и лигнина в которых зависит от вида полуфабриката и способа его получения. Волокна, полученные механическим способом, в сопоставлении с волокнами, выделенными в результате варки целлюлозы, могут резко отличаться по химическому составу и структуре поверхности.

Поверхность волокон, образованная под действием химических процессов, будет стремиться к достижению более высокой свободной энергии по сравнению с волокнами, которые были отделены друг от друга преимущественно механическим путем [32]. Так, при получении механической массы отделение волокон друг от друга обычно происходит по срединной пластинке, насыщенной лигнином [33; 34]. В результате, внешняя поверхность волокон механической массы имеет более высокое содержание лигнина, они относительно менее гибкие и более гидрофобные.

Для сравнения, удаление лигнина и экстрактивных веществ в процессе сульфатной варки, а также на любой последующей стадии отбелки и промывки, приводит к увеличению поверхностей волокон, насыщенных углеводами.

Механические процессы получения полуфабрикатов обусловливают широкий диапазон размеров волокон из-за частичного измельчения отдельных трахеид и волокон либриформа. В процессе производства механических масс также имеет место интенсивное расщепление волокон, количество которых может достигать 30 %. Даже отсортированная и очищенная механическая масса крайне неоднородна по своему составу и содержит различные по геометрическим размерам и свойствам волокна. В тоже время, варка целлюлозы практически не сказывается на размерах волокон [1].

Химические способы получения целлюлозных полуфабрикатов оказывают существенное влияние на повышение гибкости и способности к конформациям не подвергавшихся сушке волокон [35; 36]. Одним из самых важных последствий таких изменений является способность волокон технической целлюлозы приобретать лентообразную форму в процессе размола, что обусловливает образование более прочных межволоконных связей по сравнению с относительно жесткими волокнами механических масс, в которых открытая (объёмная) структура люмена может сохраняться и в процессе получения бумажного листа.

Также большую роль в связеобразовании между волокнами играют размеры и полезный объем ультрамикроскопических пор внутри клеточных стенок, которые количественно оцениваются при проведении экспериментов, фиксирующих динамику диффузии растворенных веществ [37; 38], при определении водоудержания [39] и иными методами [40; 41].

Установлено, что многие из щелевидных пор внутри волокон, полученных механическим способом, имеют ширину несколько больше 1 нм, тогда как поры в целлюлозных волокнах, полученных при варке и не подвергавшихся сушке, могут иметь ширину от 2 до 50 нм [37; 38]. Подобная разница связана с выборочной де-лигнификацией насыщенных лигнином зон клеточной стенки в процессе варки. Не так давно такая нанопористая природа волокон была косвенно подтверждена с помощью электрокинетических методов исследования [42].

Таким образом, способ получения волокон первичных полуфабрикатов оказывает существенное влияние на их бумагообразующий потенциал, на который переработчики макулатуры оказать влияния не могут.

Вторичное волокно макулатуры в настоящее время в значительных количествах или полностью заменило различные виды первичных полуфабрикатов в композиции тарного картона, бумаги санитарно-гигиенического назначения, писче-печатных видов бумаги, в том числе газетной [14].

В нашей стране в процессе сбора макулатуры для производства бумаги и картона из вторичного сырья происходит ее классификация согласно ГОСТ 1070097, который предусматривает 3 группы качества и 13 марок. Основными марками макулатуры, пользующимися спросом на рынке, являются МС-1А - МС-5Б.

На предприятиях, производящих тарный картон, традиционно используется макулатура марки МС-5Б, которая, например, в условиях ООО «Сухонский КБК», проходит дополнительную классификацию на внутренние сорта, различающиеся нормативными требованиями по длине волокна и количеству загрязнений.

Бумагообразующие свойства макулатурной массы преимущественно зависят от количества циклов переработки при повторном использовании. Значительное ухудшение свойств макулатурной массы происходит после 4-5 циклов повторного использования: существенно снижаются способность к фибрилляции, прочность и средняя длина волокон [43; 44].

Одной из основных причин более низких бумагообразующих свойств макулатурной массы по сравнению с первичными полуфабрикатами является повышение содержания зольных элементов и так называемой фракции 0-волокна (менее 0,2 мм) до 30 % и более [44; 45]. Фракция 0-волокна представляет собой ороговевшие фибриллы и мельчайшие обрывки волокон, которые по влиянию на процессы бумажного производства подобны зольным элементам.

J. Hawes и Ы. Doshi [46], H. Fjerdingen и P. Houen [47] обратили внимание на то, что мелкая фракция, образующаяся в размолотой массе, является особенно эффективной для формирования связей в структуре бумаги. Микроскопические наблюдения показали, что такая волокнистая мелочь может заполнять промежутки между перекрещивающимися волокнами, увеличивая связи между ними.

Другие исследователи [48], напротив, предлагают удалять ороговевшую мелкую фракцию прежде, чем макулатурная масса будет подвергнута дальнейшему размолу.

D. Peterson и S. Zhang [49] установили, что бумагообразующие свойства массы из вторичных волокон могут иметь оптимум при увеличении содержания мелочи в композиции. Кроме того, следует принимать во внимание, что мелочь, образующаяся при размоле волокон крафт-целлюлозы, имеет отрицательное влияние на обезвоживание бумажного полотна [50].

В целом, оптимальное содержание мелких фракций макулатурной массы способствует повышению показателей механической прочности бумаги и картона. Так, присутствие в массе около 5 % зольных элементов, как правило, улучшает ее бумагообразующие свойства. В тоже время, содержание зольных элементов более 12 % ухудшает фильтрационные свойства бумажной массы.

Содержание золы и мелкого волокна в макулатурном сырье растет пропорционально кратности его повторного использования [51]. Так, в настоящее время на предприятиях Европы содержание короткого волокна в макулатурной массе достигает 52 %, а содержание зольных элементов в период с 1980 по 2004 г. возросло с 12 до 25 %, вследствие чего показатели механической прочности массы ухудшились в два раза [44; 45; 51].

Для повышения показателей механической прочности макулатурной массы необходимо осуществлять технологический контроль содержания зольных элементов после процессов разволокнения сырья, грубого и тонкого сортирования. Для восстановления бумагообразующих свойств вторичных волокон также необходимо обеспечить увеличение внутренней фибрилляции при сохранении средней длины волокна в процессе размола.

Вследствие более низкого бумагообразующего потенциала вторичных волокон (меньшая эластичность и способность к связеобразованию, ороговение поверхности и увеличение хрупкости), для придания готовой продукции требуемых качественных показателей иногда приходится использовать добавку в композицию определенной доли первичных полуфабрикатов. Например, имеется успешный опыт применения полуцеллюлозы в композиции с макулатурной массой для производства флютинга и тест-лайнера [14; 52; 53].

Кроме того, почти все современные производства повторно используют брак, образующийся в различных частях БДМ, а также при отделке готовой про-

дукции. Такой брак содержит волокна, которые уже прошли стадию сушки и могут быть признаны вторичным волокном.

Таким образом, в процессе сбора макулатурного сырья, а также под влиянием технологических процессов производства, например, использование оборотного брака, наряду с ухудшением бумагообразующего потенциала дополнительно вносятся посторонние загрязнения и примеси, которые ухудшают качество готовой продукции.

Для улучшения качества и повышения эффективности использования волокнистых полуфабрикатов, особенно макулатурного сырья, зачастую целесообразно разделение бумажной массы на две фракции - длинноволокнистую и коротково-локнистую. Затем возможен один из следующих вариантов их переработки:

- смешивание фракций в оптимальном соотношении;

- раздельное использование каждой фракции в качестве самостоятельного полуфабриката;

- дополнительная обработка длинноволокнистой фракции.

Фракционирование макулатурной массы как метод повышения ее качества,

улучшения внешнего вида продукции, улучшения экономических и экологических показателей производства в настоящее время является одним из ключевых процессов массоподготовки при переработке вторичного волокна [54-60]. У сторонников фракционирования нет противоречий относительно возможного применения фракции длинного волокна, в частности, путем ее отдельного размола [61-68].

Основной задачей является оптимальное использование коротковолокнистой фракции, в которой присутствует большое количество мелких волокон и липких включений. Для улучшения качественных показателей продукции предлагается дополнительный фибриллирующий размол данного вида волокна с использованием специально подобранной размалывающей гарнитуры [69]. Для минимизации влияния липких включений и волокнистой мелочи на стабильность работы БДМ, а также на отбраковку готовой продукции [1; 70], предлагается использовать коротко-волокнистую фракцию в композиции внутренних слоев бумаги и картона, или смешивать две фракции волокон в определенном соотношении [71; 72].

Для подготовки к формированию плотного и прочного бумажного полотна волокна целлюлозы или вторичные волокна размалываются путём одно- или мно-

гократного прохождения между ротором и статором типичного размалывающего аппарата. Пучки волокон в суспензии, проходя между рабочими поверхностями дисков мельницы, подвергаются сжатию и сдвиговым напряжениям. В результате участки внешних слоев волокон раскрываются, что приводит как к фибрилляции их поверхностей, так и к образованию мелочи. Кроме того, расслаивание в пределах клеточной стенки изменяет ее состояние, делая волокна более гибкими во влажном состоянии [73; 74].

Размол при высокой концентрации, часто используемый, например, в производстве мешочной бумаги, приводит преимущественно к расслаиванию внутренней структуры клеточных стенок (внутреннему фибриллированию). Это, в свою очередь, вызывает деформацию волокон, приводит к повышению растяжимости (эластичности) и, как следствие, к улучшению показателя ТЕА (поглощение энергии при разрыве) готовой продукции.

Размол при низкой концентрации благоприятствует набуханию и внешнему фибриллированию волокон. Ряд свойств волокон достигаются при размоле с высокой концентрацией и теряются в процессе размола с низкой, т.е. для получения требуемых бумагообразующих свойств волокон, улучшения печатных свойств бумаги, достижения желаемой пористости и др., необходимо оптимизировать условия размола для каждого вида бумаги или картона [15; 75].

Для оценки изменения бумагообразующих свойств волокон при их многократной переработке процесс получения бумаги из первичных полуфабрикатов может рассматриваться как базовая точка отсчета. В частности по данным работы [1] волокна сульфатной и сульфитной целлюлозы в первом цикле производства бумаги часто находятся на самом высоком уровне бумагообразующих свойств, обеспечивающих формирование наиболее прочной структуры бумажного полотна.

В работе [75] на примере различных полуфабрикатов продемонстрировано влияние лабораторного размола на такие характеристики волокон, как собственная прочность в структуре образца, длину волокон и степень межволоконных взаимодействий (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Влияние степени разработки полуфабрикатов на изменение параметров волокон в структуре лабораторных образцов

СфаЛН - сульфатная небеленая лиственная целлюлоза, СфаХН - сульфатная небеленая хвойная целлюлоза, СфаХБ - сульфатная беленая хвойная целлюлоза, СфаЛБ -сульфатная беленая лиственная целлюлоза, FSf - прочность волокна, Ь/ - длина волокна,

В/ - сила межволоконных связей [75]

Для всех видов сульфатной целлюлозы автором отмечено монотонное снижение значений прочности волокон в структуре образцов при увеличении степени их разработки. Потенциал собственной прочности волокон лиственной целлюлозы как полуфабриката существенно выше, чем хвойной. Однако при механическом воздействии на клеточные стенки волокон либриформа и сосудов лиственных полуфабрикатов снижение их прочности более выражено вследствие известных структурно-морфологических и химических отличий от хвойных трахеид. Сульфитная небеленая целлюлоза обнаруживает наименьший уровень прочности волокон в структуре образцов по отношению ко всем видам сульфатной целлюлозы и, более того, проявляет наиболее динамичное снижение параметра FSf при изменении степени помола [75] .

Наиболее короткие и обработанные (в процессе отбелки) волокна лиственной целлюлозы проявляют самые интенсивные межволоконные взаимодействия В/

в структуре образцов. Практически такой же уровень данного параметра наблюдается для образцов из волокон сульфитной целлюлозы, что является логичным следствием повышенной гибкости и поврежденности клеточной стенки трахеид в условиях кислого способа варки.

Повторно используемые же волокна сульфатной и сульфитной целлюлозы, диспергированные в воде, даже после удаления печатной краски имеют меньшую способность к образованию связей по сравнению с условиями перед их первоначальным применением для изготовления бумаги [10; 50; 76-91].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Жирнов Денис Николаевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Hubbe M.A. What happens to cellulosic fibers during papermaking and recycling? A review / M.A. Hubbe, R.A. Venditti, O.J. Rojas // BioResources. - 2007. - Т. 2. - № 4. -С. 739-788.

2. Howard R. The effects of recycling on paper quality / R. Howard // Journal of pulp and paper science. - 1990. - Т. 16. - № 5. - С. 143-149.

3. Howard R. The effects of recycling on pulp quality / R. Howard // Technology of Paper Recycling. - 1995. - Т. 9. - С. 180-203.

4. Laivins G. The mechanism of hornification of wood pulps / G. Laivins, A. Scallan // Products of papermaking. - 1993. - Т. 2. - С. 1235-1259.

5. Nazhad M. Fundamentals of strength loss in recycled paper / M. Nazhad // Tappi journal. - 1994. - Т. 77. - № 9. - С. 171-179.

6. Howarth P. Fundamental problem in recycling / P. Howarth // Prog. Paper Recycling. -1994. - Т. 3. - № 3. - С. 66-70.

7. Ackermann C. Papermaking potential of recycled fiber / C. Ackermann, L. Gottsching, H. Pakarinen // Recycled Fiber and Deinking, Papermaking Sci. Technol. - 2000. - Т. 10. -С. 358-438.

8. Kaitang S. Hornification of Recycled Fiber / S. Kaitang // China Pulp & Paper. - 2002. - Т. 2. - С. 57-60.

9. Hubbe M.A. Changes to unbleached kraft fibers due to drying and recycling / M.A. Hubbe, R.A. Venditti // Progress in paper recycling. - 2003. - Т. 12. - № 3. - С. 11-20.

10. Hubbe M.A. Recovered kraft fibers and wet-end dry-strength polymers / M.A. Hubbe, M. Zhang // Proc. TAPPI 2005 Practical Papermakers Conf. - 2005.

11. Nazhad M. Recycled fiber quality-A review / M. Nazhad // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. - 2005. - Т. 11. - № 3. - С. 314-329.

12. Pycraft C. Does better paper mean worse waste paper? / C. Pycraft, P. Howarth // Paper Technology and Industry. - 1980. - Т. 21. - № 12. - С. 321-324.

13. Weise U. Hornification: mechanisms and terminology / U. Weise // Paperi ja puu. -1998. - Т. 80. - № 2. - С. 110-115.

14. Дулькин Д. Современное состояние и перспективы использования вторичного волокна из макулатуры в мировой и отечественной индустрии бумаги / Д. Дулькин, В. Спиридонов, В. Комаров. - Архангельск: Издательство Архангельского Государственного Университета, 2007. - 1118 с.

15. Свойства целлюлозных волокон и их влияние на физико-механические характеристики бумаги и картона / Д.А. Дулькин [и др.]; ред. В.И. Комаров. -Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2011. - 176 с.

16. Stone J. Influence of drying on the pore structures of the cell wall / J. Stone, A. Scallan // Consolidation of the Paper Web. - 1966. - Т. 1. - С. 145-174.

17. Whang H.S. Surface Wetting Characteristics of Cellulosic Fibers / H.S. Whang, B.S. Gupta // Textile Research Journal. - 2000. - Т. 70. - № 4. - С. 351-358.

18. Tze W. Contact angle and IGC measurements for probing surface-chemical changes in the recycling of wood pulp fibers / W. Tze, D. Gardner // Journal of adhesion science and technology. - 2001. - Т. 15. - № 2. - С. 223-241.

19. Effects of recycling on the surface characteristics of paper / A. Chatterjee [и др.] // Proc. TAPPI Intl. Paper Physics Conf. - 1991. - С. 129-142.

20. Jacob P.N. Contact angle titrations of pulp fiber furnishes / P.N. Jacob, J.C. Berg // Tappi journal. - 1993. - Т. 76. - № 5. - С. 133-137.

21. Contact angle measurement and surface energetics of sized and unsized paper / W. Shen [и др.] // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2000. -Т. 173. - № 1. - С. 117-126.

22. Felix J.M. Characterization of cellulose fibers using inverse gas chromatography / J.M. Felix, P. Gatenholm // Nordic Pulp and Paper Research Journal (Sweden). - 1993.

23. Characterisation of the surface of a cellulosic multi-purpose office paper by inverse gas chromatography / J. Santos [и др.] // Cellulose. - 2001. - Т. 8. - № 3. - С. 217-224.

24. Gullichsen J. Chemical Pulping, Papermaking Science and Technology ser., 6A / J. Gullichsen, C. Fogelholm // Papermaking Science and Technology. - 1999. - Т. 6.

25. Sundholm J. Mechanical Pulping Papermaking Science and Technology Series / J. Sundholm // Fapet Oy, Jysvaskyla, Finland. - 1999. - Т. 6.

26. Xu Y. Lignin precipitation on the pulp fibers in the ethanol-based organosolv pulping / Y. Xu, K. Li, M. Zhang // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2007. - Т. 301. - № 1-3. - С. 255-263.

27. Li K. Determination of surface lignin of wood pulp fibres by X-ray photoelectron spectroscopy / K. Li, D. REEVE // Cellulose chemistry and technology. - 2004. - T. 38. -№ 3-4. - C. 197-210.

28. Li K. Fluorescent labeling of lignin in the wood pulp fiber wall / K. Li, D. Reeve // Journal of wood chemistry and technology. - 2005. - T. 24. - № 2. - C. 169-181.

29. LI K. Analysis of lignin distribution across wood pulp fibre walls with confocal laser scanning microscopy / K. LI, D. REEVE // Cellulose chemistry and technology. - 2005. -T. 39. - № 3. - C. 211-223.

30. Li K. The middle lamella remainders on the surface of various mechanical pulp fibres / K. Li, X. Tan, D. Yan // Surface and interface analysis. - 2006. - T. 38. - C. 1328-1335.

31. Shao Z. The effect of fiber surface lignin on interfiber bonding / Z. Shao, K. Li // Journal of wood chemistry and technology. - 2006. - T. 26. - № 3. - C. 231-244.

32. Backstrom M. The influence of kappa number and surface energy on paper-to-paper friction / M. Backstrom, C. Fellers, M. Htun // NORDIC PULP & PAPER RESEARCH JOURNAL. - 1999. - T. 14. - № 3. - C. 204-208.

33. Kibblewhite R. The fibers of radiata pine mechanical pulps / R. Kibblewhite // Appita. -T. 36. - № 4. - C. 272-281.

34. Qualitative methods for the study of lignin distribution in wood and surface layers of unbleached pulp fibres and paper / 0.W. Gregersen [h gp.] // Journal of pulp and paper science. - 1995. - T. 21. - № 8. - C. J285--J287.

35. Tam Doo P.A. The flexibility of wet pulp fibers / P.A. Tam Doo, R.J. Kerekes // Pulp & paper Canada. - 1982. - T. 83. - № 2. - C. 37-42.

36. Paavilainen L. Conformability, flexibility and collapsibility of sulphate pulp fibres / L. Paavilainen // Paperi ja puu. - 1993. - T. 75. - № 9-10. - C. 896-702.

37. Stone J.E. A structural model for the cell wall of water-swollen wood pulp fibres based on their accessibility to macromolecules / J.E. Stone, A.M. Scallan // Cellulose Chemistry and Technology. - 1968. - T. 2. - C. 343-358.

38. Berthold J. Effects of mechanical and chemical treatments on the pore-size distribution in wood pulps examined by inverse size-exclusion chromatography / J. Berthold, L. Salmen // Journal of pulp and paper science. - 1997. - T. 23. - № 6. - C. J245--J253.

39. Jayme G. The dependence of the water retention value (WRV) and the strength properties on the pH value of various bleached and unbleached pulps / G. Jayme, H. Büttel //

Wochenbl. Papierfabr. - 1964. - Т. 6. - С. 187-194.

40. Alince B. Porosity of swollen pulp fibers evaluated by polymer adsorption / B. Alince, T.G.M. de Ven // The Fundamentals of Papermaking Materials. - 1997. - Т. 2. - С. 771-788.

41. Andreasson B. The porous structure of pulp fibres with different yields and its influence on paper strength / B. Andreasson, J. Forsstrom, L. Wagberg // Cellulose. - 2003. - Т. 10. -№ 2. - С. 111-123.

42. Hubbe M.A. Bonding between cellulosic fibers in the absence and presence of dry-strength agents-A review / M.A. Hubbe // BioResources. - 2007. - Т. 1. - № 2. - С. 281-318.

43. Пузырев С.С. Переработка макулатуры. Учеб.пособие. / С.С. Пузырев, О.П. Ковалева, Г.Н. Цветкова. - СПб.: СПбГЛТА, 2003. - 44 с.

44. Достал Д. Технология и оборудование для переработки макулатуры / Достал Д. // PAPCEL. - 2004. - С. 102.

45. Пузырев С.С. Переработка вторичного волокнистого сырья: настоящее и будущее / С.С. Пузырев, О.П. Ковалева // Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2005. - Т. 9. - С. 46.

46. Hawes J. The contribution of different types of fines to the properties of handsheets made from recycled paper / J. Hawes, M. Doshi // Prog. Paper Recycling. - 1986. - Т. 3. -№ 1. - С. 96-105.

47. Fjerdingen H. On the effect of recycling of kraft paper on selected fines properties / H. Fjerdingen, P. Houen // RECYCLING SYMPOSIUM. - 1997. - С. 299-311.

48. Szwarcsztajn E. Investigations on changes in the properties of recycled pulps fractions / E. Szwarcsztajn, K. Przybysz // Cellulose chemistry and technology. - 1976. - Т. 10. - С. 737749.

49. Zhang S. Effects of fines concentration on mechanical properties of recycled paper / S. Zhang, D. Peterson, D. Qi // Tappi recycling symposium. - 2000. - Т. 2. - С. 653-661.

50. Laivins G. The influence of drying and beating on the swelling of fines / G. Laivins, A. Scallan // Journal of pulp and paper science. - 1996. - Т. 22. - № 5. - С. 178-184.

51. Снижение прочности макулатурного волокна и способы борьбы с этим явлением // Paper technology. - 2003. - Т. 2. - С. 17.

52. Блинова Л.А. Влияние фундаментальных и физико-механических характеристик волокнистых полуфабрикатов на свойства тест-лайнера / Л.А. Блинова. - Архангельс, 2009. - 20 с.

53. Лавров И.В. Совершенствование технологии бумаги для гофрирования на основе

композиции первичных и вторичных волокон / И.В. Лавров. - Архангельск, 2012. - 20 с.

54. Minor J.L. Restoring bonding strenght to recycled fibers / J.L. Minor, C.T. Scott, H.A. Rajai // RECYCLING SYMPOSIUM. - 1993. - С. 379-385.

55. Pekkarinen T. Fractionation of OCC waste paper with a pressure screen / T. Pekkarinen // Proc. TAPPI 1985 Pulping Conf. - 1985. - С. 37-39.

56. Fractionation of KOCC for Better Utilization-Effect of Screen Design Parameter and Reject Flow Rate on Flocculation Efficiency / H. Youn [и др.] // IPPTA. - 2007. - Т. 19. -№ 1. - С. 97-99.

57. Bliss T. Pulp fractionation can benefit multilayer paperboard operations / T. Bliss // Pulp and paper (USA). - 1987.

58. Clark L.E. Fiber separation as a means of increasing utilization of waste corrugated boxes / L.E. Clark, F.D. Iannazzi // Tappi. - 1974. - Т. 57. - № 11. - С. 59-61.

59. Stawicki B. The Future of Paper Recycling in Europe: Opportunities and Limitations: COST Action E48 / B. Stawicki, B. Read. - Paper Industry Technical Association, 2010.

60. Erhard K. Science and Technology-Fasereigenschaften und Fasereinsatzbedingungen / K. Erhard, F. Miletzky // Internationale Papierwirtschaft. - 2006. - № 11. - С. 57.

61. Формирование свойств тест-лайнера в процессе производства / В.И. Комаров [и др.] // Архангельск: Изд-во АГТУ. - 2005.

62. Weber A. Fasserfraktionierrung mit dem Cellusizer / A. Weber // Wochenblatt fur Papierfabrikation. - 1978. - Т. 8. - С. 309-311.

63. Musselmann W.G. Einflussgrösen der Fraktionierung und Eigenschaften der Fraktionen. T. I / W.G. Musselmann // Wochenblatt fur Papierfabrikation. - 1982. - Т. 11/12. - С. 368-373.

64. Menges W. Einsatz und Funktion im Praktischen Betrieb. T. II. / W. Menges // Wochenblatt fur Papierfabrikation. - 1982. - № 11/12. - С. 374-379.

65. Screening, cleaning and fractionation with an atomiser / K. Moller [и др.] // PAPER TECHNOLOGY AND INDUSTRY. - 1979. - Т. 20. - № 3. - С. 110-114.

66. Moller K. Dickstoffsortierung mit Sprühverfahren / K. Moller, K. Felsvang, A. De Ruvo // Wochenblatt fur Papierfabrikation. - 1978. - Т. 11/12. - С. 445-448.

67. LeBlanc P. Fractionation of secondary fibers / P. LeBlanc, R. Harrison // Tappi Tech Assoc Pulp Paper Ind. - 1975.

68. Ламбергер Э. Фракционирование макулатуры - средство к управлению качеством

и его улучшению / Э. Ламбергер // Материалы фирмы Voith. - 1985. - С. 15.

69. Исследование условий размола фракций макулатурной массы, обеспечивающих оптимальное соотношение жесткостных и прочностных свойств флютинга и тест-лайнера / А.В. Синчук [и др.] // материалы и доклады 14-й международной научно-технической конференции в п. Караваево. - 2013.

70. Strength Development In OCC and OCC Mixed Paper Furnishes: A benchtop and pilot plant study / R.J. Dexter [и др.] // Hercules Incorporated Pulp and Paper Division. - 1999.

71. Hoheisel K.A. DIP-Linienkonzepte für unterschiedliche Anwendungen / K.A. Hoheisel, J. Lipponen, J. Heimonen // Wochbl. Papierfabr. - 2001. - Т. 21. - С. 1398.

72. Schwarz M. Design of recycled fiber processes for different paper and board grades / M. Schwarz, J. Kappen // Recyled fiber and Deinking. Fapet Oy, Helsinki. - 2000.

73. Stürmer L. Physical properties of secondary fiber pulps under the influence of their previous history. Part 3: Influence of the paper manufacturing process / L. Stürmer, L. Göttsching // Wochenbl. Papierfabr. - 1979. - Т. 107. - № 3. - С. 69-76.

74. Peng Y. Effects of recycling and blending of virgin fibers on paper properties / Y. Peng, J. Valade, K. Law // China Pulp and Paper. - 1994. - Т. 13. - № 2. - С. 3-9.

75. Дернов А.И. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА СВОЙСТВ ВОЛОКОН И МЕЖВОЛОКОННЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В СТРУКТУРЕ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ / А.И. Дернов // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. - 2014. - С. 135.

76. Brecht W. Changes in paper properties due to mechanical regeneration / W. Brecht // Papier. - 1947. - Т. 1(1/2). - С. 16-21.

77. Mckee R. Effect of repulping on sheet properties and fiber characteristics / R. Mckee // Paper Trade J. - 1971. - Т. 155. - № 21. - С. 34-40.

78. Cildir H. EFFECT OF RE-USE ON PAPER STRENGTH / H. Cildir, P. Howarth // Paper technology. - 1972. - Т. 13. - № 10. - С. 333-335.

79. Horn R. What are the effects of recycling on fiber and paper properties? / R. Horn // Paper Trade J. - 1975. - Т. 159. - № 7/8. - С. 78-82.

80. Koning J. Repeated recycling of corrugated containers and its effect on strength properties / J. Koning, W. Godshall // Tappi. - 1975. - Т. 58. - № 9. - С. 146-150.

81. Cardwell R.D. Effects of recycling on softwood kraft pulp properties / R.D. Cardwell, S.D. Alexander // Appita (Australia). - 1977. - Т. 30. - № 4. - С. 327-333.

82. Göttsching L. Physical properties of secondary fibers under the influence of their previous history, Part 1: Secondary fiber pulp in the context of technology and / L. Göttsching, L. Stürmer // Wochenbl. Papierfabr. - 1978. - T. 106. - № 21. - C. 801-808.

83. Yamagishi Y. Influence of recycling on wood pulp fibers-Changes in properties of wood pulp fibers with recycling / Y. Yamagishi, R. Oye // Japan Tappi J. - 1981. - T. 35. -№ 9. - C. 787-797.

84. VANWYK W. The influence of recycling on the strength properties of machine made paper / W. VANWYK, G. Gerischer // Paperi ja puu. - 1982. - T. 64. - № 9. - C. 526-533.

85. Ferguson L. Effects of recycling on strength properties / L. Ferguson // Paper technology. - 1992. - T. 33. - № 10. - C. 14-20.

86. Howard R. The basic effects of recycling on pulp properties / R. Howard, W. Bichard // Journal of pulp and paper science. - 1992. - T. 18. - № 4. - C. 151-159.

87. Mansito O. Recycling of bagasse pulps / O. Mansito, C. Aguero, M. Soa // O Papel. -T. 29. - C. 69-70.

88. Klofta J. EFFECT OF DEINKING ON THE RECYCLE POTENTIAL OF PAPERMAKING FIBRES / J. Klofta, M. Miller // Pulp & Paper Canada. - 1994. - C. 207220.

89. Law K. Study on cyclic reslushing of mechanical pulps / K. Law // Progress in Paper Recycling. - 1996. - T. 6. - № 1. - C. 32-38.

90. Wistara N. Properties and treatments of pulps from recycled paper. Part I. Physical and chemical properties of pulps / N. Wistara, R. Young // Cellulose. - 1999. - T. 6. - № 4. -C. 291-324.

91. JAHAN M.S. Changes of paper properties of nonwood pulp on recycling / M.S. JAHAN // Tappi journal. - 2003. - T. 2. - № 7. - C. 9-12.

92. Nazhad M. The influence of refining energy and intensity on enhancing the bonding potential of an OCC pulp / M. Nazhad // Appita journal. - 2004. - T. 57. - № 3. - C. 191-198.

93. Zhang M. Refining to overcome effects of drying unbleached kraft fibers in the presence or absence of sugar / M. Zhang, M.A. HUBBE // Progress in paper recycling. - 2004. - T. 13. - № 2. - C. 5-12.

94. Bovin A. Changes in pulp quality due to repeated papermaking / A. Bovin, N. Hartler, A. Teder // Paper technology. - 1973. - T. 14. - № 10. - C. 261-264.

95. Ehrnrooth E. Esterification as a means of improving the properties of once-dried fibers /

E. Ehrnrooth, M. Htun, A. de Ruvo // Fiber-Water Interactions in Papermaking. - 1977. -С. 899-915.

96. Ruvo A. De. Fundamental and practical aspects of papermaking with recycled fibers / A. De Ruvo, M. Htun // The Role of Fundamental Research in Papermaking. - 1983. - Т. 1. -С. 195-225.

97. Billosta V. Ultrastructural organisation of the wood cell wall can explain modifications caused in fibers during the pulping process / V. Billosta, J. BRANDSTROM // Cellulose chemistry and technology. - 2006. - Т. 40. - № 3-4. - С. 223-229.

98. Bawden A. Effects of multiple drying treatments on kraft fibre walls / A. Bawden, R. Kibblewhite // Journal of pulp and paper science. - 1997. - Т. 27. - № 3. - С. 340-346.

99. Klungness J. Mechanisms affecting fiber bonding during drying and aging of pulps / J. Klungness, D. Caulfield // Tappi. - 1982. - Т. 65. - № 12. - С. 94-97.

100. Kang T. Recycle potential of externally fibrillated chemical pulp / T. Kang, H. Paulapuro // Progress in Paper Recycling. - 2006. - Т. 15. - № 2. - С. 11-17.

101. Szwarcsztajn E. The role of pulp fractions and processing variables in recycling / E. Szwarcsztajn, K. Przybysz // Fiber-Water Interactions in Papermaking. - 1978. - С. 857-876.

102. Ellis R. Recycled versus virgin-fiber characteristics: A comparison / R. Ellis, K. Sedlachek // Secondary fiber recycling. - 1993. - Т. 2. - С. 7-19.

103. Кожевников С.Ю. Влияние циклов переработки макулатуры на длину волокон и качество бумаги и картона / С.Ю. Кожевников, И.Н. Ковернинский, А.В. Канарский // Вестник технологического университета. - 2016. - Т. 19. - № 5. - С. 81-85.

104. Paulapuro H. Book 8: Papermaking part 1: stock preparation and wet end / H. Paulapuro // Papermaking Science and Technology. - 2000. - Т. 8.

105. Weise U. Relation between fiber shrinkage and hornification / U. Weise, H. Paulapuro // Progress in Paper Recycling. - 1998. - Т. 7. - № 3. - С. 14-21.

106. Bhat G.R. Novel techniques for enhancing the strength of secondary fiber / G.R. Bhat, J.A. Heitmann, T.W. Joyce // Tappi journal. - 1991. - Т. 74. - № 9. - С. 151-157.

107. Marton J. Wet end starch: adsorption of starch on cellulosic fibers. / J. Marton, T. Marton // Tappi. - 1976. - Т. 59. - № 12. - С. 121-124.

108. The effect of C14-labelled cationic and native starches on dry strength and formation / J.C. Roberts [и др.] // Tappi. - 1986. - Т. 69. - № 10. - С. 88-93.

109. Grau U. The influence of recycling on the performance of dry-strength agents / U. Grau

// Wochenblatt fur Papierfabrikation. - 1996. - Т. 124. - № 17. - С. 729-735.

110. Sjostrom L. Influence of wet-end chemicals on the recyclability of paper / L. Sjostrom, L. Odberg // Das Papier. - 1997. - Т. 51. - № 6A. - С. 69-73.

111. Matula J. New efficient mixing system of papermaking additives cuts fresh water consumption / J. Matula // Papermakers Conf. - 2006.

112. Paulapuro H. Trans of the 12th Fundamental Research Symposium. / H. Paulapuro // PIRA, Leartherhead, Surrey,. - 2001. - Т. 1. - С. 639.

113. Szica Z. No Title / Z. Szica, H. Paulapuro // Journal of pulp and paper science. - 1989.

- Т. 15. - № 1. - С. 11.

114. Szica Z. Paper Puu. / Z. Szica, H. Paulapuro. - 1986. - Т. 68. - № 9. - С. 654.

115. Gorres J. [et al. . Trans of the 10th Fundamental Researc Symposium / J. [et al. . Gorres // PIRA, Leartherhead, Surrey,. - 1993. - Т. 1. - С. 285.

116. Robertson A. Some observations on the effects of drying papermaking fibres / A. Robertson // Pulp and paper magazine of Canada. - 1964. - Т. 65. - № 3. - С. 161-168.

117. Scallan A. Mechanisms of hornification / A. Scallan // Proc. Improvement of recyclability and the recycling paper industry of the Future. - 1998. - С. 312-314.

118. Weise U. Relation between fibre shrinkage and hornification / U. Weise, H. Paulapuro // Papier. - 1996. - Т. 50. - № 6. - С. 328-333.

119. Jr S.G. Measurements and evaluation of dryer section performance / S.G. Jr, P. Pantaleo // Proc. TAPPI Engineering Conf. - 1976. - Т. 2. - С. 125-133.

120. Комаров В.И. Механика деформирования целлюлозных тароупаковочных материалов / В.И. Комаров // Архангельск: Изд-во АГТУ. - 2002. - С. 145-150.

121. Jayme G. Micro-swelling measurement in cellulosic pulp / G. Jayme // Papier-fabr./Wochenbl. Papierfabr. - 1944. - Т. 6. - С. 187-194.

122. Minor J.L. Hornification-its origin and meaning / J.L. Minor // Series: Journal Articles.

- 1994. - Т. 3. - № 2. - С. 93-95.

123. Weise U. Effect of drying and rewetting cycles on fibre swelling / U. Weise, H. Paulapuro // Journal of pulp and paper science. - 1999. - Т. 25. - № 5. - С. 163-166.

124. Diniz J. Hornification—its origin and interpretation in wood pulps / J. Diniz, M. Gil, J. Castro // Wood Science and Technology. - 2004. - Т. 37. - № 6. - С. 489-494.

125. Welf E.S. The effects of heating without water removal and drying on the swelling as measured by water retention value and degradation as measured by / E.S. Welf, R.A. Venditti

// Prog. Paper Recycling. - 2005. - Т. 14. - № 3. - С. 1-9.

126. Anon. Water retention value (WRV) / Anon // Tappi useful methods. - 1981. - Т. UM 256.

127. Anon. Water retention value (WRV) / Anon // Scandinavian Pulp. - 2000. - Т. Paper and. - № SCAN-C 62:00.

128. Дулькин Д.А. Исследование водоудерживающей способности волокнистой массы по методу G. Jayme / Д.А. Дулькин, В.Г. Миронова, Л.А. Южанинова // Научные труды 5 международной научн.-техн. конф. «Теория и технология бумажно-картонной продукции из вторичного волокнистого сырья». Караваево. - 2004. - С. 23-27.

129. Gruber E. Interactions of synthetic cationic polymers with fibres and fillers. 1. / E. Gruber // Wochenbl. Papierfarb. - 1996. - Т. 124. - № 1. - С. 4-11.

130. Chen J. Dependency of polyelectrolyte complex stoichiometry on the order of addition. 1. Effect of salt concentration during streaming current titrations with strong poly-acid and poly-base / J. Chen, J.A. Heitmann, M.A. Hubbe // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2003. - Т. 223. - № 1-3. - С. 215-230.

131. Lee H.L. The effect of recycling procedures of papermaking fibers and fines on the adsorption of cationic polyacrylamide / H.L. Lee, S.B. Joo // Nordic Pulp & Paper Research Journal. - 2000. - Т. 15. - № 5. - С. 446-451.

132. Аким Э. Реакционная способность и физическое состояние целлюлозы / Э. Аким // Химия древесины. - 1984. - Т. 4. - С. 1-18.

133. Казаков Я.В. Формирование характеристик вязкоупругости целлюлозно-бумажных материалов в процессе сушки / Я.В. Казаков, Т.В. Воробьева, Р.Г. Хромцова // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2013. - № 5 (335).

134. Steadman R. The effect of wet fiber flexibility on sheet apparent density / R. Steadman, P. Luner // Trans. 8thFundamental Res. Symp. - 1985. - Т. 1. - С. 311-337.

135. Gurnagul N. Fiber-fiber bond strength of once-dried pulps / N. Gurnagul, S. Ju, D.H. Page // Pulp Paper SCI. - 2001. - Т. 27(3). - С. 88-91.

136. Scallan A. Elastisity of fiber wall; Effect of pulping and recycling / A. Scallan, A.C. Tigerstrom // Proc. CPPA 1st Res. Forum on Recycling, CPPA, Montreal. - 1991. - С. 149154.

137. Dulemba M. The effect of repeated drying and wetting on single fiber flexibility / M. Dulemba, D. Qi, R. Aravamuthan // Progress in paper recycling. - 1999. - Т. 9. - № 1. -

С. 38-45.

138. Campbell W. Academic aspects of paper stock preparation / W. Campbell // TECHNICAL ASSOCIATION PAPERS. - 1947. - Т. 30. - № 6. - С. 177-180.

139. Campbell W. The mechanism of bonding / W. Campbell // Tappi. - 1959. - Т. 42. -№ 12. - С. 999-1001.

140. Göttsching L. The effect of calendaring and supercalendering on the properties of secondary fibers in fiber-water interactions in paper-making / L. Göttsching, L. Stürmer // Tech. Div. British paper and board Ind. Fed. - 1978. - Т. 2. - С. 877-897.

141. Sohn S. Effects of initial calendering on physical properties of recycled pulp handsheets / S. Sohn, K. Paik // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. - 2006. - Т. 12. - № 3. -С. 460-468.

142. Webb L.J. Secondary fiber and wet end chemistry / L.J. Webb // Proc. The chemistry of Papermskin Conf. - Pira International, Leatherhead, Surrey, UK, 1992. - С. 1-18.

143. The effect of release liner materials on adhesive contaminants, paper recycling and recycled paper properties / R.A. Venditti [и др.] // Proc. 2000 TAPPI Recycling Symp. - 2000. - Т. 2. - С. 579-591.

144. Watanabe A. A report on an investigation of recyclability of troublesome paper materials in the paper recycling process / A. Watanabe, S. Mitsuhiro // Kami Pa Gikyoshi/ Japan Tappi Journal. - 2005. - Т. 59. - № 7. - С. 17-32.

145. Kato K. A review of the relationship between thermally-accelerated ageing of paper and hornification / K. Kato, R. Cameron // Cellulose. - 1999. - Т. 6. - № 1. - С. 23-40.

146. McComb R. Value of alkaline papers for recycling / R. McComb, J. Williams // Tappi;(United States). - 1981. - Т. 64. - № 4. - С. 93-96.

147. Hubbe M.A. Acidic and alkaline sizings for printing, writing, and drawing papers / M.A. Hubbe // The Book and Paper Group Annual. - 2005. - Т. 23. - С. 139-151.

148. Cullinan H. Age distribution of recycled fibre / H. Cullinan // Appita journal. - 1992. -Т. 45. - № 1. - С. 6-8.

149. Gerspach W. Modeling of the age distribution of fibers in recycling systems / W. Gerspach, C. Luo, L. GOTTSCHING // PAPIER. - 1993. - Т. 47. - № 6. - С. 288-299.

150. PHIPPS J.S. The effects of recycling on the strength properties of paper / J.S. PHIPPS // Paper technology. - 1994. - Т. 35. - № 6. - С. 34-40.

151. Кулешов А.В. Бумагообразующие свойства вторичных растительных волокон /

A.В. Кулешов, А.С. Смолин // Химия растительного сырья. - 2008. - № 2.

152. Fast Track OEE for Production People on the Move [Электронный ресурс].

153. Оценка эффективности работы бумажной фабрики / Д.Н. Жирнов [и др.] // Вестник технологического университета. - 2015. - Т. 18. - № 4. - С. 130-133.

154. Гринин А. Управление заводом в стиле кайдзен: Как снизить затраты и повысить прибыль / А. Гринин. - 2012. - 189 c с.

155. Вумек Д. Бережливое производство: Как избавиться от потерь и добиться процветания вашей компании / Д. Вумек, Д. Джонс, В. Дэниел. - Москва: Альпина Паблишер, 2011. - 476 с.

156. Кугушев И.Д. Теория и конструкция машин и оборудования отрасли. Бумагоделательные и картоноделательные машины. / И.Д. Кугушев, О.А. Терентьев,

B.С. Куров. - Санкт-Петербург: Издательство политехнического университета, 2006. -588 с.

157. Технология целлюлозно-бумажного производства. В 3 т. Т. 2 Технология производства и обработки бумаги и картона. - СПб.: Политехника, 2005. - 423 с.

158. «Основные тенденции изменения качества макулатуры марки МС-5Б» / И.М. Жирнова [и др.] // Сборник материалов, 16-я Международная научно-техническая конференция «Работа целлюлозно-бумажных предприятий в современных условиях». -2015.

УТВЕРЖДАЮ:

//одо производству

КБК>>

ц■ аУ л»Ш/Л' О.И. Блинушова

<< >У » /У/ 2017 г.

МЕТОДИКА

Определения ключевых показателей эффективности (КПЭ) размольно

подготовительного отделения

7. Суть метода определения КПЭ.

Вычисление КПЭ заключается в расчете отношения достигнутого фактического значения ключевого показателя, полученного при эксплуатации единицы производственного оборудования, к максимально возможному значению данного ключевого показателя, полученному на лабораторном оборудовании, которое принято в качестве эталона.

2. Принцип расчета КПЭ.

Расчет КПЭ проводится для каждой технологической единицы оборудования.

Для расчета КПЭ размольно-подготовительного отдела используются следующие единицы промышленного оборудования и соответствующие лабораторные приборы, выбранные в качестве эталонов, перечисленные в таблице 1.

Таблица 1 - Оборудование, используемое для проведения оценки КПЭ размольно-подготовительного отдела бумажной фабрики_

Промышленная единица оборудования Лабораторный прибор, выбранный в качестве эталона

Узел роспуска макулатуры

Вертикальный гидроразбиватель 1_СУ-50, сито перфорированное, диаметр отверстий 12 мм Прибор для определения эффективности (ПЭО) с набором перфорированных сортирующих сит; в качестве сравнения используется сито с диаметром отверстий 12 мм

Линия грубого сортирования

Напорная сортировка типа БТи (Рарсе1), с ситом с круглыми отверстиями диаметром 2,2 мм; Турбосепаратор ГРСГ-200, с перфоривованным ситом с диаметром отверстий 3,5 мм; Периодический сепаратор У5У-30 (Рарсе1), с перфорированным ситом с диаметром отверстий 2,2 мм. Прибор для определения эффективности (ПЭО) с набором перфорированных сортирующих сит. В качестве сравнения используется сито с диаметром отверстий 2,5...3.5 мм

Линия тонкого сортирования

Напорная сортировка типа Эти (Рарсе!), с щелевым ситом, ширина щели 0,35 мм Лабораторная сортировка «Соммервиль» с щелевым ситом, ширина щели 0,25 мм

Фракционирование макулатурной массы

Фракционатор CF-10 с перфорированным ситом, диаметр отверстий 1,4 мм 4-хступенчатый лабораторный классификатор системы Bauer McNett, оснащенный сетками с размерами ячеек 1,2; 0,6; 0,3; 0,15 мм

Размол макулатурной массы

Дисковая мельница МД-31 Коническая мельница Julha Confio JC-03 Центробежный размалывающий аппарат

3. Описание подхода к оценке КПЭ.

Каждая единица производственного оборудования в технологическом потоке выполняет определенную роль, связанную как с повышением качества готовой продукции, так и с увеличением производительности технологической линии. Все оборудование размольно-подготовительного отдела фабрики по целевому назначению можно разделить на следующие основные операции.

3.1 Роспуск исходного сырья.

Целевое предназначение гидроразбивателя - произвести разволокнение листовой макулатуры на отдельные волокна и пучки волокон. Эффективность работы узла определяется по степени роспуска макулатуры, т.е. чем больше нераспущенных фрагментов макулатуры будет оставаться на поверхности сортирующего сита, тем ниже эффективность работы гидроразбивателя. Ключевой показатель эффективности узла роспуска (КПЭр) может быть рассчитан как отношение фактической степени разволокнения к максимальному практически возможному результату.

Сущность /метода заключается в отборе проб волокнистой суспензии непосредственно в ванне ГРВ, а также после прохождения массы через сортирующее сито гидроразбивателя, с последующим сортированием отобранных проб на приборе для определения эффективности (ПЭО) через сито с диаметром отверстий 12 мм, т.е. аналогичном ситу промышленного ГРВ, После испытания в остатке на сите проводится количественное определение абсолютно сухого вещества.

Эффективность работы оборудования узла роспуска волокнистых полуфабрикатов рассчитывают по следующей формуле:

КПЭр = °°Х"0|!ЫХ; (1)

Овх

где КПЭр - ключевой показатель эффективности при роспуске; Овх - масса а.с. остатка на сите при сортировании проб массы, отобранных в ванне ГРВ; Овых - масса а.с. остатка на сите при сортировании проб массы, отобранных после прохождения ее через сито гидроразбивателя.

3.2 Очистка макулатурной массы.

Это целевое направление представлено различными сепараторами для отделения легких включений (пенопласта, скотча, и т.д.), а также центробежными очистителями для удаления более плотных, минеральных и металлических включений (песок, скрепки, и

т.п.). Данный технологический узел представлен турбосепаратором ГРСГ-200 и сепаратором V5V-30.

Ключевым показателем эффективности (КПЭо) служит отношение достигаемой степени очистки массы к максимально возможной степени очистки. Методика определения подразумевает использование прибора для определения эффективности ПЭО с ситом, диаметр отверстий перфорации у которого составляет 2,2 мм, аналогичном сортирующему ситу промышленного турбосепаратора ГРСГ-200.

Эффективность работы оборудования для очистки макулатурной массы рассчитывают по следующей формуле:

КПЭ0 - т'"~твь'*, (2)

где КПЭо - ключевой показатель эффективности стадии очистки; /77ах - масса а.с. остатка на сите при сортировании проб массы, поступающей в турбосепаратор; твых - масса а.с. остатка на сите при сортировании проб массы, отобранных после прохождения ее через сито турбосепаратора.

3.3 Сортирование макулатурной массы.

Данная технологическая операция производится с целью выделения из основного потока нераспустившихся пучков волокон. Технологический участок представлен сортировками типа STU (компания Papcel), оснащенными щелевыми ситами с шириной щели 0,35 мм.

Методика определения КПЭ подразумевает использование лабораторной щелевой сортировки «Соммервиль». Ключевой показатель эффективности (КПЭс) может быть вычислен подобно КПЭо:

КПЭС = 1Пвх"твых, (3)

тБХ

где КПЭс - ключевой показатель эффективности при тонком сортировании; твх - масса а.с. остатка на сите при сортировании проб массы, поступающей на линию тонкого сортирования; твых - масса а.с. остатка на сите при сортировании проб массы, отобранных после прохождения ее через сито промышленной щелевой сортировки.

3.4 Фракционирование макулатурной массы.

Назначение - разделение потока массы на длинно- и коротковолокнистую фракции, что позволяет снизить удельный расход электроэнергии на размол, улучшить параметры обезвоживания бумажной массы на БДМ, а также повысить показатели механической прочности готовой продукции.

В технологической схеме предусмотрено использование фракционатора с перфорированным ситом с диаметром отверстий 1,4 мм.

С целью определения КПЭ узла фракционирования в качестве эталонного оборудования используется лабораторный 4-хступенчатый классификатор системы Bauer McNett. В качестве длинноволокнистой фракции используются фракции на ситах 1,2 и 0,6 мм, коротковолокнистой фракции - 0,3 и 0,15 мм.

Ключевые показатели эффективности данного технологического узла (КПЭдвф и КПЭквф) должны учитывать уровень фракционирования, достигаемый на данном оборудовании, по отношению к максимально возможному качественному разделению потока на фракции, и рассчитываются следующим образом:

КПЭдвф = (4)

КПЭКВф=-^Ч (5)

^произв.

КПЭф = КПЭдвф • КПЭквф, (6)

где КПЭдвф и КПЭквф - ключевой показатель эффективности для длинно- и коротковолокнистой фракции; КПЭф - ключевой показатель эффективности при фракционировании; ¿произв. - длина волокна ДВФ/КВФ, полученных в производственных условиях; /_л а б. - длина волокна ДВФ/КВФ, полученных при лабораторном моделировании процесса фракционирования.

3.5 Размол длинноволокнистой фракции.

Процесс размола макулатурной массы является основным технологическим приемом, способствующим восстановлению и регулированию ее бумагообразующих свойств. Ключевой показатель эффективности процесса размола ДВФ (КПЭрдвф) должен базироваться на оценке отношения уровня физико-механических характеристик образцов из массы, размолотой в лабораторной мельнице и в производственных условиях при существующей настройке оборудования. При этом сопоставление свойств образцов необходимо проводить при одинаковой степени помола массы.

Из образцов массы, размолотой в промышленных условиях и на ЦРА до аналогичной степени помола, изготавливаются отливки массой 1 м2 125 г, которые подвергаются стандартным физико-механическим испытаниям. Для расчета ключевого показателя эффективности используется следующая формула:

КПЭрдВФ = (7)

где КПЭрдвф - ключевой показатель эффективности при размоле; Ппроизв. - физико-механические показатели отливок, изготовленных из макулатурной массы, прошедшей стадию размола в производственных условиях; Плаб. - физико-механические показатели отливок, изготовленных из макулатурной массы, прошедшей стадию размола в лабораторных условиях (на ЦРА).

3.6 Составление композиции бумажной массы по химикатам.

Для оценки ключевого показателя эффективности узла

перемешивания макулатурной массы с химическими вспомогательными веществами (ХВВ) в качестве эталонного прибора предполагается использование магнитной мешалки МБ-ЗООО с частотой вращения 3000 об/мин (по паспортным характеристикам). Перемешивание осуществляется в течение 30 сек для обеспечения максимальной сорбции химиката.

Для проведения эксперимента отбирается образец массы непосредственно из напорного ящика после введения всех химикатов. Из данного образца массы изготавливаются стандартные лабораторные отливки массой 1 м2125 г с последующим определением стандартных физико-механических показателей продукции. В качестве эталонного образца в лабораторных условиях моделируется проба аналогичной композиции бумажной массы с точки зрения соотношения ДВФ и КВФ, которые отбираются из технологического потока до добавления химикатов. Перед лабораторным моделированием композиции по химикатам проба разбавляется регистровой водой до концентрации массы, соответствующей фактической концентрации в напорном ящике. После этого в массу добавляется химикат, для которого при разных расходах определяется ключевой показатель эффективности при

перемешивании, и осуществляется перемешивание на магнитной мешалке. Далее изготавливают лабораторные отливки с последующим определением физико-механических показателей. В качестве референсного расхода химиката принимают такой, при котором наблюдается сопоставимый уровень показателей качества лабораторных отливок и, полученных из бумажной массы промышленного приготовления.

Для расчета ключевого показателя эффективности используется следующая формула:

КПЭХ = (8)

"произв.

где Рлаб. - расход химиката, полученный в лабораторных условиях, кг/т; Рпроизв. - расход химиката, полученный в производственных условиях, кг/т.

3.7 Расчет КПЭ технологической линии

Вклад в качество готовой продукции предлагается рассматривать с позиции причин, которые привели к образованию брака готовой продукции или перевода ее в более низкие марки.

С этой целью все причины образования брака готовой продукции или ее переводов были разделены на 2 группы;

1 группа - качество внешнего вида продукции, которое отражает вклад стадии роспуска и сортирования макулатурной массы. Основные виды брака это сорность и пятна (битумные, просвечивающие и др.);

2 группа - физико-механические показатели продукции, за исключением показателя «поверхностная впитываемость при одностороннем смачивании», масса 1 м2 и ее колебания по ширине полотна, влажность и ее колебания по ширине бумажного полотна, т.к. на них в первую очередь оказывают влияние параметры работы БДМ, а также расход функциональных химикатов.

Для определения вклада каждой группы в качество готовой продукции был проведен статистический анализ с вычислением коэффициента значимости каждой группы.

Расчет коэффициента значимости производился по формуле:

Кз1 = 1 - 1ЧДГ! + Г2) (9)

Кз2 = 1 - Гг/ОЧ + Г2) (10)

где К31 и К32 - коэффициент значимости 1 и 2 группы; П и Г2 -среднее значение доли 1 и 2 группы причин переводов по отношению к выработке.

Данная формула позволяет вычислить коэффициент значимости для каждой группы переводов. Фактические коэффициенты значимости по БДМ №1 и БДМ №2 составили 0,58 и 0,42 соответственно.

Таким образом, формула расчета ключевого показателя эффективности для размольно-подготовительного отделения будет выглядеть следующим образом:

КПЭРпо = (КПЭр + (1 - КПЭр) ■ Кз1) ■ (КПЭГС + (1 - КПЭГС) ■ Кз1) ■ (КПЭС + (1 - КПЭС) ■ Ка1) ■ (КПЭф + (1 - КПЭф) ■ Кз2) ■ (КПЭразм + (1 - кпэразм) ■ Кз2) ■ (КПЭХ + (1 - КПЭХ) ■ Кз2) (11)

где КПЭр - ключевой показатель эффективности при роспуске;

КПЭгс - ключевой показатель эффективности при грубом сортировании;

КПЭС - ключевой показатель эффективности при тонком сортировании;

КПЭф - ключевой показатель эффективности при фракционировании;

КПЭразм - ключевой показатель эффективности при размоле; КПЭХ - ключевой показатель эффективности при составлении композиции по химикатам;

К31 и К32- коэффициент значимости 1 и 2 группы.

Разработчик методики: Инженер-технолог-химик

СОГЛАСОВАНО: Начальник НИЛ

У }

РЖДАЮ: ор по производству лу^хонс^сий КБК» ^ О.И. Блинушова

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы «ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВКИ БУМАЖНОЙ МАССЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КЛЮЧЕВЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ»

Экспериментальные результаты диссертационного исследования Жирнова Дениса Николаевича были подтверждены в ходе опытно-промышленных выработок продукции, проведенных в ООО «Сухонский КБК» в период 2015-2017 год.

Цель опытно-промышленных выработок: апробация результатов лабораторных исследований по оценке эффективности узла фракционирования макулатурной массы.

Опытно-промышленные выработки и испытания проводили с целью оценки эффективности следующих экспериментальных результатов и предложенных технологических решений:

- анализ эффективности работы узла фракционирования по предложенной методике свидетельствует о том, что ключевой показатель эффективности (КПЭ) фракционирования по длинноволокнистой фракции является низким (0,73), что является следствием слишком большого отбора данной фракции (57 % от общего объема пробы), в то время как фактическое количество условно длинного волокна в макулатурной массе не превышает 44,1 %. КПЭ по коротковолокнистой фракции является достаточно высоким (0,69), что обусловлено высоким количеством ДВФ, отделяемой в технологическом потоке.

- Для обеспечения более качественного разделения необходимо увеличить отбор коротковолокнистой фракции и осуществить подбор более эффективного ротора и сита, возможно, с уменьшением диаметра отверстий перфорации.

1 Этап испытаний: Снижение отбора длинноволокнистой фракции:

Уменьшение доли длинноволокнистой фракции с 56% до 41% не повлияло на длину волокна длинноволокнистой фракции, полученной на фракционаторе СР-10, кроме того, остальные параметры массы (средняя ширина волокон, доля мелочи, грубость и др.) практически не изменились. Возможно, это связано с относительно большим диаметром отверстий сита, при котором изменение соотношения фракций не способно повлиять на длину волокна.

2 этап испытаний: Уменьшение диаметра отверстий сита с 1,4 мм до 1,2 мм

При уменьшении диаметра отверстий сита на фракционаторе СР-10 и СЦН-09 с 1,4 до 1,2 мм, длина волокна коротковолокнистой фракции снизилась на 12,5% для фракционатора СР-10, и СЦН-ОЭ. Длина волокна ДВФ практически не изменилась. Таким образом, использование сита с диаметром отверстий 1,2 мм позволяет снизить долю мелочи в длинной фракции, а также среднюю длину волокна КВФ.

Полученные в ходе эксперимента данные позволяют сделать вывод о том, что низкие значения КПЭ длинноволокнистой фракции обусловлены высокой долей ДВФ, отбираемой в производстве - 41...56 %, в то время как фактическая ее доля в макулатурной массе составляет 31,2...39,5 %. Однако следует отметить, что пропускная способность сита фракционатора ограничена и для его стабильной работы требуется отбор не менее 45...50 % длинноволокнистой фракции. Поэтому для увеличения ключевого показателя эффективности работы фракционатора по ДВФ необходима организация двухступенчатого фракционирования массы, обеспечивающего вторую ступень разделения длинноволокнистой фракции, выделенной на первой ступени.

Акт составлен и подписан

Главный техйолог

.1

С.Н. Середина

УТВЕРЖДАЮ:

ектор по производству Сухонс^кий ЦБК» . (п О.И. Блинушова

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы «ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВКИ БУМАЖНОЙ МАССЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КЛЮЧЕВЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ»

Экспериментальные результаты диссертационного исследования Жирнова Дениса Николаевича были подтверждены в ходе опытно-промышленных выработок продукции, проведенных в цехе по производству бумаги ООО «Сухонский ЦБК» в период ноябрь-декабрь 2013 года.

Цель опытно-промышленных выработок: апробация результатов лабораторных исследований по оценке эффективности узла перемешивания химических вспомогательных веществ с бумажной массой.

Опытно-промышленные выработки и испытания проводили в несколько этапов с целью оценки эффективности следующих экспериментальных результатов и предложенных технологических решений:

- традиционная система короткой циркуляции БДМ не обеспечивает однородного (гомогенного) перемешивания массы и химикатов. Достигаемый на сегодняшний день уровень физико-механических показателей тарного картона может быть получен при существенном снижении расхода химикатов в случае обеспечения их тщательного перемешивания с массой в трубопроводе перед напорным ящиком (более чем на 50%).

- для обеспечения эффективной работы химических добавок (с возможностью экономного их использования) за счет хорошего перемешивания, инициирующего электрокинетические взаимодействия химикатов и компонентов массы, при которых происходит их эффективная адсорбция на поверхности волокон, может быть использована система Тгитрие1 компании \Л^Еп<±

1 этап испытаний:

В ходе первого этапа опытно-промышленных испытаний станция перемешивания химикатов Тгитр^ была установлена перед узлоловителем основного слоя БДМ №2 с целью подачи катионного крахмала. При данной точке подачи удалось снизить расход крахмала на 35,3 % (с 8,5 до 5,5 кг/т) при одинаковой производительности БДМ (скорость 525 м/мин), физико-механические

характеристики картона практически не изменились, за исключением показателя БСТ, а их вариации связаны, скорее всего, с качеством поступающей макулатуры.

2 этап испытаний:

Подача крахмала (при расходе на 1,1 кг/т меньше, чем в первом этапе исследований) после узлоловителя непосредственно перед напорным ящиком БДМ.

Анализ результатов физико-механических испытаний полученных образцов картона показал, что изменение точки подачи крахмала (перед напорным ящиком БДМ) при сохранении концентрации массы в напорном ящике (в варианте с системой дозирования ТплпрЛеЮ позволило снизить расход крахмала на 51,8% (с 8,5 до 4,1 кг/т). При этом значения всех физико-механических характеристик остались практически в рамках погрешности измерений, а их вариации, связаны, скорее всего, с качеством поступающей макулатуры.

Практическими результатами внедрения системы перемешивания Тгиппр^ стали следующие:

- снижение расхода катионного крахмала в два раза (на 51,8 %);

- уменьшение степени помола массы в напорном ящике на 21 °ШР (38,9 %),

что создаёт предпосылки для ускорения интенсивности обезвоживания

массы и увеличения производительность БДМ;

- снижение мутности регистровой воды (на 34 %) и ХПК (на 20 %).

- экономический эффект от внедрения системы перемешивания Тгитр^

на БДМ №2 составил 10,118 млн. руб. в год.

Акт составлен и подписан Начальник технологического отдела

Е.В. Кротова

по производству оуский КБК» __О.И. Блинушова

АКТ

об использовании результатов диссертационной работы «ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВКИ БУМАЖНОЙ МАССЫ С

ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КЛЮЧЕВЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ »

Экспериментальные результаты диссертационного исследования Жирнова Дениса Николаевича были подтверждены в ходе опытно-промышленных выработок продукции, проведенных в ООО «Сухонский КБК» в период 2013-2017 год.

Цель опытно-промышленных выработок: апробация результатов исследований по оценке эффективности технологической линии размольно-подготовительного отдела.

В результате комплексной оценки эффективности работы технологической линии размольно-подготовительного отдела были выявлены следующие узкие места производства:

- линия грубого сортирования;

- узел фракционирования макулатурной массы;

макулатурной массой;

После проведенных мероприятий (модернизация линии грубого сортирования с установкой новой сортировки 5Ти-381 с перфорированным ситом, установка сита фракционатора с диаметром отверстий 1,2 мм, установка системы перемешивания Тгитр^О направленных на увеличение производительности и снижения себестоимости готовой продукции, увеличение производительности бумагоделательных машин за период 2013-2017 гг. составило 23% (при повышении качества готовой продукции). Экономический эффект от проведенных мероприятий составил 23 603,92 тыс. руб./месяц.

Акт составлен и подписан

узел перемешивания химических вспомогательных веществ с

Главный технолог

С.Н. Середина