Санкт-Петербург, ул. Седова, д. 11, оф. 836
Контроль зарядового состояния мокрой части бумагоделательной машины позволяет оценивать влияние химических добавок на технологический процесс, удержание мелкого волокна и наполнителя, обезвоживание, проклейку и другие свойства бумажного полотна.
Для контроля зарядового состояния бумажной массы могут применяться два взаимодополняющих анализатора Emtec: CAS touch! для анализа заряда жидкой фазы и FPA touch! для определения дзета-потенциала волокна.
CAS touch! — анализатор заряда частиц, определяющий катионную/анионную и кислотно-щелочную потребность водных систем.
FPA touch! — анализатор для быстрого определения дзета-потенциала целлюлозных волокон.
При помощи контроля зарядов мокрой части БДМ можно повысить многие технологические и качественные параметры состояния бумажного производства, а именно: удержание, индекс формования, прочность во влажном состоянии, зольность, прочность на расслаивание, степень проклейки, печатные свойства; а также снизить расход химикатов, обрывность бумажного полотна, пылимость, скорость роста процессных отложений и нагрузку на очистительное оборудование.
По данным научных исследований, поддержание электрокинетического потенциала в пределах от -3 до +5 мВ обеспечивает оптимизацию процессов, протекающих в мокрой части БДМ, и позволяет увеличить удержание наполнителя на 10–20 %, сократить расход клея на 5 %, красителя на 75 %, а в целом сократить затраты на производство бумаги на 10–25 %.
Размеры частиц наполнителей и мелкого волокна значительно меньше номера сетки и осевших волокон, поэтому частицы при фильтровании проходят через фильтровальный слой. При этом чем меньше размер частиц, тем большее значение приобретает удержание за счёт адсорбции.
Максимальная адсорбция наблюдается при электрокинетическом потенциале, близком к нулю. Кроме того, при этом улучшается обезвоживание. Снижение катионной потребности также способствует усилению водоотдачи, так как частицы наполнителя не закупоривают отверстия сетки, через которые уходит вода.
Лучшее удаление воды повышает сухость полотна на гауч-вале, что позволяет повысить скорость машины, её производительность и сократить расход пара на сушку. Уменьшение количества абразивных частиц, проходящих через сетку, увеличивает срок службы сетки и сукон.
Оптимизация дзета-потенциала и снижение катионной потребности улучшает проклейку, увеличивает удержание мелкого волокна и наполнителя, сокращает содержание взвешенных веществ в оборотной воде, что снижает слизеобразование и нагрузку на очистные сооружения.
Заряд бумажной массы складывается из заряда волокон и заряда фильтрата. Для волокнистой части определяют дзета-потенциал, а для жидкой среды может определяться катионная или анионная потребность.
| Показатель | Объект контроля | Анализатор |
|---|---|---|
| Катионная/анионная потребность | Жидкая фаза, фильтрат и другие водные системы с заряженными частицами | CAS touch! |
| Дзета-потенциал | Волокнистая часть бумажной массы | FPA touch! |
Перед каждой точкой дозирования химикатов отбирается образец массы. Для волокна определяют дзета-потенциал в мВ, для жидкой среды — катионную потребность в мл стандартного полиэлектролита.
Катионная потребность отражает заряд коллоидной фазы до и после отбора фильтрата. Катионная потребность снижается, когда происходит нейтрализация анионных загрязнений. Большей эффективности от использования катионного крахмала можно достичь нейтрализацией анионных загрязнений предварительным дозированием фиксаторов.
Отрицательный заряд волокна снижается под действием катионного крахмала. Чем больше степень замещения последнего, тем быстрее происходит наступление изоэлектрического состояния. На некоторых потоках, где это обусловлено композиционным составом и условиями технологического процесса, нет необходимости контролировать оба показателя при сохранении высококачественной подготовки бумажной массы и эффективной работе мокрой части БДМ.
Стратегия работы с мокрой частью БДМ:
Зачастую работа с анализаторами зарядов сильно затруднена из-за некоторой операторской субъективности, необходимости разделять массу, трудностей при интерпретации результатов и длительности проведения самой процедуры анализа. Однако достигаемые при стабилизации процесса результаты полностью себя оправдывают, доказывая высокую эффективность использования приборов.
CAS touch! предназначен для измерения заряда частиц в мокрой части процесса производства бумаги и картона, а также в других водных коллоидных средах.
Используя стандартные методы титрования, CAS touch! определяет катионную/анионную и кислотно-щелочную потребность водных систем, содержащих заряженные частицы.
Потенциал протекания и pH раствора могут измеряться одновременно. Это позволяет определять изоэлектрическую точку и точку флокуляции, а также исследовать взаимосвязь между pH, потребностью в титранте и потенциалом протекания.
CAS touch! оснащается встроенной высокоточной системой титрования и, в зависимости от исполнения, может иметь одну или две системы титрования. Также существует версия CAS-E touch! для работы с внешним или ручным титрованием.
Управление прибором осуществляется с помощью сенсорного дисплея, на котором отображаются результаты измерений и кривые титрования. Доступны титрование с фиксированным инкрементом, динамическое и обратное титрование. Пользовательские процедуры могут сохраняться в памяти прибора.
Результаты можно хранить во внутренней памяти или на USB-накопителе, анализировать с помощью программного обеспечения и экспортировать в Excel.
FPA touch! предназначен для быстрого и надёжного определения дзета-потенциала целлюлозных волокон. Поверхностный заряд волокон, наполнителей, частиц и коллоидных растворённых веществ характеризуется дзета-потенциалом.
В бумажной массе заряд волокон определяется с помощью FPA touch!, а заряд фильтрата — с помощью CAS touch!. Таким образом, два анализатора позволяют исследовать обе составляющие заряда волокнистой гидросуспензии.
Принцип действия FPA touch! основан на модифицированной формуле Гельмгольца–Смолуховского и включает одновременное измерение удельной проводимости, перепада давления и потенциала протекания.
В измерительной ячейке находятся два электрода: один выполнен в виде сетки, другой — в виде кольца. При помощи вакуума на сетке формируется волокнистая пробка. Периодическое изменение вакуума во время измерения перемещает поверхностные заряды коллоидных частиц на поверхности волокнистой пробки вместе с отсасываемой жидкостью, создавая между электродами потенциал протекания.
В результате измерения прибор определяет дзета-потенциал, проводимость и потенциал протекания.
FPA touch! оснащён интегрированным вакуумным насосом, имеет полностью автоматизированные процедуры измерения и очистки и внутреннюю память для хранения данных.
При контроле бумажной массы FPA touch! используется для определения дзета-потенциала волокон, а CAS touch! — для анализа заряда фильтрата. Совместное применение приборов позволяет оценивать как заряд волокнистой части, так и заряд жидкой фазы мокрой части БДМ.
Подробнее о характеристиках и возможностях анализаторов:
Для получения дополнительной информации, уточнения комплектации и условий поставки можно отправить запрос специалистам компании «Сигма Микрон».
