Meteen naar de inhoud 
Het bereiken van een goede ladingsbalans in het papiermateriaal is cruciaal voor de werking en winstgevendheid van de papiermachine. In het artikel van vandaag wordt een voorbeeld besproken van het gebruik van ladingsanalyse om de productie van een papiermachine te optimaliseren, in de hoop u hierbij te helpen.
De papiermachine gebruikt in dit geval neutrale papierproductie om cultureel papier te produceren. De vezelgrondstof is een gemengde pulp van zacht- en hardhout, de vulstof is geprecipiteerd calciumcarbonaat en de additieven voor het natte gedeelte omvatten AKD-intern lijmmiddel, kationische zetmeelversterker en een binair polymeerretentiesysteem. De fabriek kampte lange tijd met de lage retentiegraad. De papierfabriek reageerde hierop door de hoeveelheid retentiehulpmiddelen te verhogen, maar ontdekte dat het gebruik van lijmmiddelen in de pulp de conventionele norm van de industrie ver overtrof. Desondanks is de lijmgraad van het basispapier dat de lijmpers binnenkomt zeer laag: de Hercules-lijmtest (HST) duurt slechts 0-2 seconden. Dit leidt tot frequente papierbreuken bij de lijmpers en de papierfabriek besteedt te veel tijd aan het opnieuw inrijgen van het papier; bovendien heeft de papiermachine veel last van sedimentatieproblemen, en zijn gaten en papierbreuken ernstiger.
De papierfabriek gebruikte de Cationic Demand Titration (CDT)-methode om het natte gedeelte van de papiermachine te inspecteren, en de resultaten toonden aan dat het systeem kationisch was. Zowel theorie als ervaring leren ons dat het natte gedeelte van de papiermachine kationisch is en vaak slecht functioneert. Zoals weergegeven in Figuur 1, kunnen de lijmstofdeeltjes in een overgekationiseerd systeem niet goed aan de vezel worden geadsorbeerd vanwege de wederzijdse afstoting van ladingen.
Figuur 1 Overmatig gekationiseerd pulpasysteem
Om dit probleem op te lossen, begonnen papierfabrieken de toevoeging van kationische ladingsdragers (d.w.z. additieven met een hoge positieve ladingsdichtheid en een laag molecuulgewicht) aan het binaire polymeerretentiesysteem langzaam te verminderen om de anionische lading op het vezeloppervlak te herstellen. Het werkingsmechanisme van het binaire polymeerretentiesysteem wordt weergegeven in Figuur 2.
Figuur 2 Mechanisme van het binaire polymeerretentiesysteem
In de afbeelding is het eerste element van het binaire polymeerretentiesysteem een polyelektrolyt met een hoge positieve ladingsdichtheid en een lage moleculaire massa. Na toevoeging van de pulp zal deze bij voorkeur interageren met het anionische afval in het systeem of adsorberen aan de vezel om verankeringspunten te creëren voor secundair anionisch polymeer met een lage ladingsdichtheid en een hoge moleculaire massa. Dit laatste gebruikt een brugmechanisme om grote vlokken uit het papier te genereren.
Naarmate de hoeveelheid additieven met een positieve lading afnam, begon de lading van het papier bij de oploopkast in negatieve richting te veranderen (stippellijn in figuur 3) en nam de lijmgraad van het basispapier geleidelijk toe (doorgetrokken lijn in figuur 3). Een zorgvuldige analyse van figuur 3 laat zien dat wanneer de lading van het papiermateriaal bijna neutraal is, het lijmeffect zich aanzienlijk begint te herstellen. Wanneer het papiermateriaal uiteindelijk netto anionisch wordt (-2 micro-equivalenten/liter), overschrijdt de HST-tijd 100 seconden. Blijf de kationische ladingsbijdrage verminderen. Met de hoeveelheid additieven neemt de negatieve lading van het papiermateriaal geleidelijk toe en bereikt de HST-tijd tegelijkertijd meer dan 100 seconden, wat de vereisten van de lijmpers voor de lijmgraad van het basispapier ruimschoots overtreft.
Figuur 3 Het effect van het verminderen van de hoeveelheid positieve ladingsbijdrage-additieven (anionische afvalvanger) op de lading van het papier en de mate van papierlijming
Wanneer het papiermateriaal overgekationiseerd is, is een grotere hoeveelheid anionisch retentiehulpmiddel nodig om de overmatige ladingsafstoting tussen de materialen te overwinnen. Zodra de ladingsafstoting verzwakt is, kan een kleinere hoeveelheid retentiehulpmiddel de retentiegraad handhaven. Een te hoge dosering retentiehulpmiddel kan overmatige flocculatie veroorzaken en de gelijkmatigheid van het papier aantasten.
Figuur 4 De verandering van de retentie van het eerste been en de retentie van de eerste beenas na enkele maanden van optimalisatie
Figuur 4 toont de verandering van de eerste doorgang en de asretentie tijdens de eerste doorgang tijdens de optimalisatie van de papiermachine. Te zien is dat beide zijn verbeterd en op een relatief stabiele waarde zijn gebleven.
Met de toename en stabiliteit van de retentiegraad zijn er ook andere positieve veranderingen teweeggebracht. De voordelen van het gebruik van de CDT-methode voor het optimaliseren van de natte kant worden als volgt samengevat:
(1) De totale retentie van de eerste reis van de papiermachine en de retentie van de eerste reis-as kunnen worden verbeterd en gestabiliseerd;
(2) Door de toename van het retentiepercentage zijn afzettingen in papiermachines, gaten in het papier, breuken in het papier en andere fenomenen aanzienlijk verminderd;
(3) De kosten van het gebruik van additieven aanzienlijk verminderen;
(4) CDT kan worden gebruikt om snel de bron van de abnormale lading te traceren, de schommeling van de hoeveelheid chemische additieven te voorspellen die wordt veroorzaakt door de verandering van de lading van het papiermateriaal, en de hoge kosten die door het abnormale systeem kunnen worden gemaakt, beter te vermijden.
