Salta al contenuto 
Raggiungere l'equilibrio di carica nel materiale cartaceo è fondamentale per il funzionamento e la redditività della macchina continua. L'articolo di oggi illustra un caso di utilizzo dell'analisi di carica per ottimizzare la produzione di una macchina continua, sperando di fornirvi un piccolo aiuto.
In questo caso, la macchina continua utilizza la fabbricazione di carta neutra per produrre una carta culturale. La materia prima fibrosa è una pasta mista di legno tenero e legno duro, il riempitivo è carbonato di calcio precipitato e gli additivi per la parte umida includono l'agente di collatura interno AKD, un esaltatore di amido cationico e un sistema di ritenzione di polimeri binari. La cartiera ha sofferto a lungo del basso tasso di ritenzione. La cartiera ha risposto aumentando la quantità di coadiuvanti di ritenzione, ma ha scoperto che l'uso di agenti di collatura nella pasta superava di gran lunga il livello convenzionale del settore. Ciononostante, il grado di collatura della carta base che entra nella pressa di collatura è molto basso: il test di collatura Hercules (HST) è di soli 0-2 secondi. Ciò porta a frequenti rotture della carta alla pressa di collatura e la cartiera impiega troppo tempo per riavvolgere la carta; inoltre, la macchina continua presenta numerosi problemi di sedimenti e fori e rotture della carta sono più gravi.
La cartiera ha utilizzato il metodo Cationic Demand Titration (CDT) per ispezionare la parte umida della macchina continua, e i risultati hanno mostrato che il sistema era cationico. Sia la teoria che l'esperienza ci dicono che il sistema della parte umida della macchina continua è cationico e spesso funziona male. Come mostrato in Figura 1, in un sistema eccessivamente cationizzato, le particelle di collante non possono essere ben assorbite dalla fibra a causa della reciproca repulsione delle cariche.
Figura 1 Sistema di polpa cationizzata eccessiva
Per risolvere questo problema, le cartiere hanno iniziato a ridurre gradualmente l'aggiunta di contributori di carica cationica (ovvero additivi con elevata densità di carica positiva e basso peso molecolare) nel sistema di ritenzione del polimero binario per ripristinare la carica anionica sulla superficie della fibra. Il meccanismo d'azione del sistema di ritenzione del polimero binario è illustrato nella Figura 2.
Figura 2 Meccanismo del sistema di ritenzione del polimero binario
Nella figura, il primo elemento del sistema di ritenzione del polimero binario è un polielettrolita con elevata densità di carica positiva e bassa massa molecolare. Dopo l'aggiunta della polpa, interagirà preferenzialmente con i rifiuti anionici presenti nel sistema o verrà adsorbito sulla fibra per fornire punti di ancoraggio al polimero anionico secondario con bassa densità di carica e alta massa molecolare, che utilizza un meccanismo di bridging per generare grandi fiocchi dalla carta.
Con la diminuzione della quantità di additivi che contribuiscono alla carica positiva, la carica della carta nella cassa d'afflusso ha iniziato a cambiare in direzione negativa (linea tratteggiata nella Figura 3) e il grado di collatura della carta di base è gradualmente aumentato (linea continua nella Figura 3). Un'analisi attenta della Figura 3 mostra che quando la carica del materiale cartaceo è prossima alla neutralità, l'effetto di collatura inizia a recuperare in modo significativo; quando il materiale cartaceo diventa finalmente anionico netto (-2 microequivalenti/litro), l'HST supera i 100 secondi; continuare a ridurre il contributo della carica cationica. Con la quantità di additivi, la carica negativa del materiale cartaceo aumenta gradualmente e, allo stesso tempo, l'HST raggiunge più di 100 secondi, il che supera di gran lunga il requisito della pressa collante per il grado di collatura della carta di base.
Figura 3 L'effetto della riduzione della quantità di additivi di contributo di carica positiva (agente di cattura dei rifiuti anionico) sulla carica della carta e sul grado di collatura della carta
Quando il materiale cartaceo è eccessivamente cationizzato, è necessaria una quantità maggiore di coadiuvante di ritenzione anionico per superare l'eccessiva repulsione di carica tra i materiali. Una volta indebolita la repulsione di carica, una quantità minore di coadiuvante di ritenzione può garantire il tasso di ritenzione, mentre un dosaggio troppo elevato di coadiuvante di ritenzione può causare un'eccessiva flocculazione e danneggiare l'uniformità della carta.
Figura 4 La modifica della ritenzione della prima gamba e della ritenzione della cenere della prima gamba dopo diversi mesi di ottimizzazione
La Figura 4 mostra la variazione del primo passaggio e della ritenzione delle ceneri durante l'ottimizzazione della macchina continua. Si può notare che entrambi i valori sono stati migliorati e mantenuti a un livello relativamente stabile.
Con l'aumento e la stabilità del tasso di ritenzione, sono stati apportati altri miglioramenti positivi. I vantaggi dell'utilizzo del metodo CDT per ottimizzare la parte umida sono riassunti come segue:
(1) La ritenzione totale del primo viaggio e la ritenzione delle ceneri del primo viaggio della macchina per la carta possono essere migliorate e stabilizzate;
(2) Con l'aumento del tasso di ritenzione, i depositi delle macchine per la carta, i buchi della carta, le rotture della carta e altri fenomeni sono stati significativamente ridotti;
(3) Ridurre notevolmente il costo dell'utilizzo degli additivi;
(4) Il CDT può essere utilizzato per tracciare rapidamente la fonte della carica anomala, prevedere la fluttuazione della quantità di additivi chimici causata dalla modifica della carica del materiale cartaceo ed evitare meglio i costi elevati che potrebbero essere sostenuti dal sistema anomalo.
