Ako polyakrylamid zlepšuje zadržiavanie vody v papierovej buničine
Priama odpoveď: čo robí polyakrylamid na zlepšenie zadržiavania vody v buničine
Polyakrylamidové (PAM) chemikálie na výrobu papiera zlepšujú zadržiavanie vody v buničine o udržiavanie jemných častíc, fibríl a plnív pripojených k vláknam a podľa vytvorenie riadenej siete mikrovločiek ktorý rovnomernejšie zadržiava vodu v mokrom páse. V praxi to znamená, že kaša buničiny odteká predvídateľnejšie, list sa vytvára rovnomernejšie a mokrá sieť zadržiava dostatok vody, aby sa znížili odvodňovacie pruhy a zlepšila sa priechodnosť – bez „vymývania“ cenných malých častíc.
Najkonzistentnejšie zisky sa dostavia, keď sa PAM vyberie a dávkuje tak, aby zodpovedala požiadavkám na náplň na mokrom konci a podmienkam šmyku. Typické ciele mlynských pokusov zahŕňajú 5–20 % zlepšenie retencie pri prvom prechode a O 0,5 až 2,0 percentuálnych bodov vyššie sušiny lisu keď je program PAM optimalizovaný pre triedu a nábytok.
Prečo sa zmení „zadržiavanie vody“ po pridaní PAM
Na mokrom konci je „zadržiavanie vody“ menej o jedinej vlastnosti, ale viac o tom, ako sa voda distribuuje a uvoľňuje:
- Viazaná voda : voda spojená s opuchom vlákien a fibrilami (ťažšie sa odstraňujú).
- Intersticiálna voda : voda zachytená medzi časticami a vláknami v tvarovacej rohoži (uvoľnená drenážou/lisovaním).
- Voda zadarmo : voda, ktorá rýchlo steká cez drôtené/lisované tkaniny.
PAM posúva rovnováhu zadržiavaním jemných častíc a plnív a zmenou štruktúry vločiek. To môže zvýšiť nameranú retenciu vody (viac vody zadržanej v podložke v danom bode) a zároveň zlepšiť odvodňovanie stroja, ak sú vločky malé, silné a stabilné v šmyku, a nie veľké a želatínové.
Mechanizmy: ako polyakrylamid zadržiava vodu v sieti vlákien
1) Premostenie flokulácie, ktoré vytvára mikroštruktúru zadržiavajúcu vodu
Reťazce PAM s vysokou molekulovou hmotnosťou sa môžu pripojiť k viacerým časticiam a vláknam naraz a vytvárať mosty. Keď sú správne naladené, tieto mostíky produkujú mikrofloky ktoré zlepšujú rovnomernosť tvorby a kontrolovaným spôsobom zvyšujú intersticiálnu retenciu vody. To znižuje „kanálovanie“ na drôte, kde voda preteká cez slabé miesta a odstraňuje jemné častice.
2) Elektrostatická príťažlivosť, ktorá ukotvuje jemné častice a plnivá
Väčšina buničín a plnív nesie čistý aniónový náboj. Katiónový PAM (CPAM) zlepšuje priľnavosť lokálnou neutralizáciou náboja a podporou adsorpcie. Výsledkom je vyššia retencia jemných častíc a mikrofibríl , čo zväčšuje špecifický povrch buničiny a jej schopnosť zadržiavať vodu.
3) Znížené „vymývanie“ pri strihu (ventilátorové čerpadlo, čističe, prietok)
Bez účinného retenčného programu zostávajú jemné častice a plnivá rozptýlené a môžu sa stratiť s bielou vodou, čím sa účinne zníži podiel vody zadržiavajúci v papieri. Správne zvolený program PAM zlepšuje odolnosť proti šmyku, takže jemné častice zostávajú s vláknami cez približovací systém, čím sa vytvára konzistentnejšie zadržiavanie vody a odvodňovanie v nátokovej skrini a na drôte.
4) Synergia s mikročasticami na „zadržiavanie vody tam, kde to pomáha“ a jej uvoľnenie tam, kde by mala odtekať
Duálne systémy (PAM bentonit/oxid kremičitý/mikropolymér) často prekonávajú samotný PAM tým, že vytvárajú jemnú, poréznu sieť vločiek. Táto štruktúra môže zlepšiť tvorbu a zadržiavanie a zároveň udržať drenážne cesty otvorené, čo je dôvod, prečo mnohé stroje vidia súčasné zisky v retencii a odvodňovacej stabilite .
Ktorý typ polyakrylamidu najlepšie podporuje zadržiavanie vody v buničine
| program PAM | Typická mokrá úloha | Ako ovplyvňuje zadržiavanie vody v buničine | Tam, kde sa to zvyčajne hodí najlepšie |
|---|---|---|---|
| Katiónový PAM (CPAM) | Primárna retenčná / drenážna pomôcka | Zvyšuje uchytenie jemných častíc/plniva, zadržiavanie vody a stabilitu zdvíhacej rohože | Väčšina tlače/písania, balenia, recyklovaného nábytku |
| Aniónový PAM (APAM) | Koagulant/kolektor s katiónovým partnerom alebo pre špecifické systémy | Dokáže vybudovať štruktúru prostredníctvom komplexácie; zadržiavanie vody závisí od rovnováhy dopytu po katiónoch | Systémy využívajúce katiónový škrob/koagulanty; niektoré DIP linky |
| Amfotérny PAM | Pomôcka na zadržiavanie náboja | Robustnejšia kontrola zadržiavania vody pri výkyvoch pH/iónových vĺn | Variabilná náplň, vysoká vodivosť, časté zmeny akosti |
| mikročastice PAM (bentonit/oxid kremičitý) | Vysoko účinný retenčný a drenážny systém | Vytvára porézne mikrofloky: zadržiava vodu rovnomerne, ale zachováva drenážne kanály | Vysokorýchlostné stroje, vysoké plnivo, tesné špecifikácie formovania |
Výber nie je len „ktorý PAM“, ale aj molekulová hmotnosť, hustota náboja a emulzia vs. forma roztoku. V mnohých mlynoch sa najlepšia stabilita zadržiavania vody dosahuje spárovaním primárneho katiónového PAM so systémom mikročastíc, aby sa znížilo riziko predávkovania a udržala sa tvorba.
Praktické použitie: dávkovanie, znižovanie a pridávanie, ktoré chránia zadržiavanie vody
Typické rozsahy dávok (východiskové body pre pokusy)
- Primárna cena za udržanie: 0,05–0,30 kg/t (aktívne) v závislosti od požiadavky na materiál, výplň a nabíjanie.
- Mikročastice (ak sa používajú): často 0,2–1,0 kg/t (základ produktu), vyladený na strih nátokovej skrine a uzáver na divokú vodu.
- Ak používate koagulant proti prúdu (oddelene od PAM): pred optimalizáciou PAM ho upravte tak, aby sa znížil „aniónový odpad“.
Make-up a starnutie: vyhnite sa nedostatočnému výkonu, ktorý vyzerá ako „žiadny efekt zadržiavania vody“
Mnohé zlyhania PAM sú zlyhaniami prípravy. Bežnou osvedčenou praxou je pripraviť sa na 0,1 – 0,5 % roztoku (skontrolujte špecifikácie dodávateľa), zaistite úplnú inverziu (pre emulzie) a nechajte dostatočný čas starnutia, aby sa reťazce úplne hydratovali. Slabá hydratácia skracuje účinnú dĺžku polyméru, znižuje premostenie a oslabuje štruktúru mikrovločiek, ktorá podporuje stabilné zadržiavanie vody.
Základné pravidlá sčítacieho bodu
- Pridajte primárny PAM tam, kde je dobré miešanie, ale nie extrémne strihové namáhanie – často za čerpadlom stroja/ventilátora v závislosti od usporiadania systému.
- Ak používate mikročastice, pridajte ich neskôr (bližšie k nátokovej skrini), aby sa vločky „utiahli“ po hlavných šmykových zónach.
- Vyhnite sa dlhým časom zotrvania po pridaní PAM, ak má systém recirkuláciu s vysokým strihom; inak sa vločky môžu lámať a uvoľňovať jemné častice, čím sa znižuje stabilita zadržiavania vody.
Čo merať, aby sa dokázalo, že PAM zlepšuje zadržiavanie vody (a nielen problémy s presúvaním)
Použite kombináciu indikátorov retencie, odvodnenia a rovnomernosti listu. Jedna metrika môže byť zavádzajúca, pretože „viac zadržanej vody“ môže byť dobré (rovnomernosť, stabilita) alebo zlé (pomalé odvádzanie) v závislosti od toho, kde sa vyskytuje.
| Metrické | Čo vám to hovorí | Praktický „dobrý smer“, keď je PAM optimalizovaný |
|---|---|---|
| Zachovanie pri prvom prechode (FPR) | Koľko pevných látok zostáva v liste v porovnaní s bielou vodou | Zvýšiť o ~5 – 20 % (typický skúšobný cieľový rozsah) |
| Zákal bielej vody / strata jemných častíc | Či sa vymývajú jemné častice (poškodzuje schopnosť zadržiavať vodu) | Znížte pri ustálenej plošnej hmotnosti a popola |
| Odvodňovacia odozva (napr. trend voľnosti/čas odvodňovania) | Ako rýchlo voda opúšťa materiál v podmienkach tvarovania | Stabilnejšie, menej citlivé na výkyvy nábytku |
| Lisované pevné látky | Koľko vody sa odstráni lisovaním | 0,5 – 2,0 bodu je bežne dosiahnuteľné, keď je stabilizovaná retencia/drenáž |
| Formácia / obojstrannosť | Rovnomernosť rozloženia vlákien/jemných častíc (ovplyvňuje miestne zadržiavanie vody) | Zlepšuje alebo zostáva neutrálny, zatiaľ čo retencia stúpa |
Bežné režimy porúch a ako ich opraviť
Predávkovanie: zadržiavanie vody stúpa, ale trpí odvodňovanie a tvorba
Príliš veľa PAM môže vytvoriť veľké, stlačiteľné vločky, ktoré zachytia vodu a zrútia sa pod vákuom/lisovaním, čo spôsobí pomalé odvádzanie vody, slabú tvorbu a defekty plechu. Typická korekcia je znížiť dávku PAM a/or move to a mikročastice PAM prístup, ktorý stiahne vločky bez toho, aby boli objemné.
Nesprávna hustota náboja: slabá adsorpcia, nestabilná retencia, nekonzistentné zadržiavanie vody
Ak polymér nezodpovedá požiadavkám systému (ovplyvneným kontaminantmi z recyklovaných vlákien, plnivami, rozpustenými organickými látkami a vodivosťou), môže zostať vo vodnej fáze namiesto ukotvenia jemných častíc. Úprava hustoty náboja, pridanie koagulantu proti prúdu alebo prechod na amfotérny PAM často stabilizuje výsledky.
Deštrukcia šmykom: polymér sa pridáva príliš skoro alebo pri extrémnom strihu
PAM s vysokou molekulovou hmotnosťou je náchylný na mechanickú degradáciu. Ak sa pridá pred zónami s vysokým strihom, efektívna dĺžka reťazca klesá a účinnosť premostenia klesá, čo vedie k slabším vločkám a zníženému zadržiavaniu jemných častíc. Premiestnenie bodu pridávania na miesto s nižším strihom môže obnoviť výkon bez zvýšenia dávky.
Zlý make-up: „Pridali sme PAM, ale nič sa nestalo“
Neúplná inverzia, nesprávna koncentrácia, interakcie s tvrdou vodou alebo nedostatočná doba starnutia môžu obmedziť predlžovanie polyméru. Oprava je procedurálna: overte kvalitu riediacej vody, energiu miešania, čas starnutia a stabilitu krmiva. Zlepšenie prípravy často prináša rovnaký účinok ako zvýšenie dávky – bez vedľajších účinkov.
Príklad výsledkov pokusu: ako vyzerá „zlepšené zadržiavanie vody“ na stroji
Nasledujúci text ilustruje typ vzoru pred/po, ktorý mnohé závody používajú na potvrdenie, že polyakrylamid na výrobu papiera zlepšuje zadržiavanie vody v buničine prospešným spôsobom (hodnoty sú reprezentatívne pre bežné ciele pokusov a mali by byť overené pre vašu zanášku a stroj):
- Retencia pri prvom prechode sa zvyšuje z ~60 % na ~70 % ( ~ 10 bodov ), zatiaľ čo zákal bielej vody klesá pri stabilnej rýchlosti produkcie.
- Zlepšuje sa stabilita na mokrom konci: menej drenážnych pruhov a menšia variabilita plošnej hmotnosti vďaka zníženému vymývaniu jemných častíc.
- Pevná látka lisu stúpa ~0,5 – 2,0 % , zníženie spotreby pary v sušičke a zlepšenie konzistencie pevnosti fólie.
- Tvorba zostáva stabilná alebo sa zlepšuje, keď sú vločky kontrolované (mikrofloková stratégia), čím sa predchádza škvrnitosti veľkých vločiek.
Ak sa retencia zlepší, ale tvorba sa zhorší, zvyčajne to naznačuje, že vločky sú príliš veľké alebo príliš stlačiteľné – úprava molekulovej hmotnosti/hustoty náboja PAM, dávkovania alebo prechod na systém mikročastíc je zvyčajne najrýchlejšou korekciou.
Takeaway: praktické pravidlo používania PAM na zlepšenie zadržiavania vody v buničine
Najspoľahlivejším spôsobom, ako zlepšiť zadržiavanie vody v buničine pomocou polyakrylamidu na výrobu papiera, je zachovávajú najmenšie zložky, ktoré najviac zadržiavajú vodu (jemné častice/fibrily/výplň), pričom vytvárajú mikrofloky, ktoré zostávajú porézne . Tento prístup stabilizuje distribúciu vody v mokrom páse, znižuje vymývanie jemných častíc a podporuje predvídateľné odvodňovanie – poskytuje lepšiu priechodnosť a konzistentnejšie vlastnosti listu.
