Hogyan javítja a poliakrilamid a vízvisszatartást a papírpépben?
Közvetlen válasz: mit tesz a poliakrilamid a pép vízvisszatartásának javítására
A papírgyártáshoz használt poliakrilamid (PAM) vegyszerek javítják a cellulóz vízvisszatartását azáltal, hogy finom részecskék, rostok és töltőanyagok szálakhoz való rögzítése és által szabályozott mikroflok hálózatot alkotva amely egyenletesebben tartja a vizet a nedves hálóban. Gyakorlatilag a cellulóz iszap kiszámíthatóbban ürül ki, a lap egyenletesebben képződik, és a nedves szövedék elegendő vizet tart vissza ahhoz, hogy csökkentse a víztelenítési csíkokat és javítsa a futhatóságot – anélkül, hogy az értékes apró részecskéket „kimosná”.
A legkonzisztensebb előnyök akkor érhetők el, ha a PAM-ot úgy választják ki és adagolják, hogy az megfeleljen a nedves oldali töltésigénynek és a nyírási feltételeknek. A tipikus malompróbacélok közé tartozik 5-20%-os javulás az első lépésben történő visszatartásban és 0,5-2,0 százalékponttal magasabb présszilárdanyag amikor a PAM program a minőségre és a berendezésre van optimalizálva.
Miért változik a „vízvisszatartás” a PAM hozzáadásával?
A nedves végén a „vízvisszatartás” kevésbé egyetlen tulajdonságról szól, hanem inkább a víz eloszlásáról és felszabadulásáról:
- Kötött víz : rostok duzzadásához és rostszálaihoz kapcsolódó víz (nehezebben távolítható el).
- Intersticiális víz : a részecskék és a szálak között megrekedt víz az alakító szőnyegben (leeresztéssel/sajtolással felszabadul).
- Ingyenes víz : a drót-/présszöveten keresztül gyorsan lefolyó víz.
A PAM elmozdítja az egyensúlyt a finomszemcsék és a töltőanyagok megtartásával, valamint a pelyhes szerkezet megváltoztatásával. Ez növelheti a mért vízvisszatartást (több vizet tart a szőnyegben egy adott ponton), miközben javítja a gépi víztelenítést, ha a pelyhek kicsik, erősek és nyírásstabilak, nem pedig nagyok és kocsonyás.
Mechanizmusok: hogyan tartja meg a poliakrilamid a vizet a szálhálózatban
1) Áthidaló flokkuláció, amely víztartó mikrostruktúrát hoz létre
A nagy molekulatömegű PAM-láncok egyszerre több részecskéhez és rosthoz kapcsolódhatnak, így hidakat hozhatnak létre. Megfelelő hangolás esetén ezek a hidak produkálnak mikroflokok amelyek szabályozott módon javítják a formáció egyenletességét és növelik az intersticiális vízvisszatartást. Ez csökkenti a vezeték „csatornázását”, ahol a víz átszivárog a gyenge pontokon, és eltávolítja a finom részeket.
2) Elektrosztatikus vonzás, amely rögzíti a finomszemcséket és a töltőanyagokat
A legtöbb pép és töltőanyag nettó anionos töltéssel rendelkezik. A kationos PAM (CPAM) javítja a kötődést azáltal, hogy helyileg semlegesíti a töltést és elősegíti az adszorpciót. Az eredmény az a finomszemcsék és mikrofibrillumok nagyobb visszatartása , ami növeli a pép fajlagos felületét és vízmegtartó képességét.
3) Csökkentett nyírási „kimosás” (ventilátorszivattyú, tisztítószerek, megközelítési áramlás)
Hatékony retenciós program nélkül a finomszemcsék és a töltőanyagok szétszórtan maradnak, és a fehérvízzel elveszhetnek, így hatékonyan csökkentik a törmelék víztartó részét. A megfelelően kiválasztott PAM program javítja a nyírási rugalmasságot, így a finomszemcsék a szálakkal maradnak a megközelítési rendszeren keresztül, így egyenletesebb vízvisszatartást és vízelvezetési viselkedést biztosítanak a felfutószekrényben és a huzalon.
4) Szinergia a mikrorészecskékkel, hogy „megtartsa a vizet ott, ahol segít”, és ott engedje el, ahol el kell engednie
A kettős rendszerek (PAM-bentonit/szilícium-dioxid/mikropolimer) gyakran felülmúlják a PAM-ot önmagában azáltal, hogy finom, porózus flochálózatot hoznak létre. Ez a szerkezet javíthatja a képződést és a visszatartást, miközben nyitva tartja a vízelvezető utakat, ezért sok gép látja a visszatartási és víztelenítési stabilitás egyidejű javulása .
Melyik poliakrilamid típus támogatja a legjobban a pép vízvisszatartását
| PAM program | Tipikus wet end szerepkör | Hogyan befolyásolja a cellulóz vízvisszatartását | Ahol általában a legjobban illik |
|---|---|---|---|
| Kationos PAM (CPAM) | Elsődleges visszatartási / vízelvezetési segédeszköz | Növeli a finomszemcsék/töltőanyag rögzítését, növeli a víztartó szőnyeget és a stabilitást | A legtöbb nyomtatás/írás, csomagolás, újrahasznosított bútorok |
| Anionos PAM (APAM) | Koaguláns/kollektor kationos partnerrel vagy meghatározott rendszerekhez | Képes struktúrát építeni komplexképzéssel; a vízvisszatartás a kationos kereslet egyensúlyától függ | Kationos keményítőt/koagulánsokat használó rendszerek; néhány DIP vonal |
| Amfoter PAM | Töltéstűrő tartási segédeszköz | Robusztusabb vízvisszatartás szabályozás a pH/ionos ingadozásokon keresztül | Változtatható összetétel, nagy vezetőképesség, gyakori minőségváltás |
| PAM mikrorészecske (bentonit/szilícium-dioxid) | Nagy hatékonyságú visszatartó és vízelvezető rendszer | Porózus mikropelyheket hoz létre: egyenletesen tartja vissza a vizet, de megőrzi a vízelvezető csatornákat | Nagy sebességű gépek, nagy töltőanyag, szoros formáció specifikációk |
A kiválasztás nemcsak „melyik PAM”, hanem a molekulatömeg, a töltéssűrűség és az emulzió-oldatforma is. Sok malomban a legjobb vízvisszatartási stabilitást úgy érik el, hogy egy primer kationos PAM-ot egy mikrorészecske-rendszerrel párosítanak a túladagolás kockázatának csökkentése és a képződés fenntartása érdekében.
Gyakorlati alkalmazás: adagolás, sminkelés és adagolási pontok, amelyek védik a vízvisszatartást
Tipikus adagolási tartományok (a kísérletek kiindulási pontjai)
- Elsődleges megőrzési CPAM: 0,05–0,30 kg/tonna (aktív) a berendezéstől, a töltőanyagtól és a töltésigénytől függően.
- Mikrorészecske (ha használják): gyakran 0,2-1,0 kg/tonna (termék alapon), fejdoboz nyírásra és vadvízzárásra hangolva.
- Ha koagulánst használ felfelé (a PAM-tól külön): állítsa be az „anionos hulladék” mennyiségének csökkentését, mielőtt a PAM optimalizálja.
Sminkelés és öregedés: kerülje a „nincs vízvisszatartó hatás”-nak tűnő alulteljesítést.
Sok PAM-hiba az előkészítés hibája. A bevált gyakorlat az, hogy a következő időpontban kell felkészülni 0,1–0,5% oldatot (ellenőrizze a szállító specifikációit), biztosítsa a teljes inverziót (emulziók esetén), és hagyjon elegendő öregedési időt a láncok teljes hidratálásához. A gyenge hidratáció lerövidíti a polimer effektív hosszát, csökkenti az áthidalást és gyengíti a mikroflok szerkezetét, amely támogatja a stabil vízvisszatartást.
Összeadási pont hüvelykujjszabályai
- Adjon hozzá elsődleges PAM-ot, ahol jó a keverés, de nincs extrém nyírás – gyakran a gép mellkasa/ventilátorszivattyúja után, a rendszer elrendezésétől függően.
- Ha mikrorészecskét használ, adja hozzá később (közelebb a felfutóhoz), hogy a fő nyírási zónák után „megszorítsa” a pelyheket.
- Kerülje el a hosszú tartózkodási időt a PAM hozzáadása után, ha a rendszer nagy nyíróerejű recirkulációval rendelkezik; ellenkező esetben a pelyhek összetörhetnek és finom részecskéket bocsáthatnak ki, csökkentve a vízvisszatartási stabilitást.
Mit kell mérni annak bizonyítására, hogy a PAM javítja a vízvisszatartást (és nem csak a váltási problémákat)
Használjon visszatartási, víztelenítési és lapegyenletességi jelzőket. Egyetlen mérőszám félrevezető lehet, mert a „több visszatartott víz” lehet jó (egyenletesség, stabilitás) vagy rossz (lassú vízelvezetés) attól függően, hogy hol fordul elő.
| Metrikus | Mit mond neked | Praktikus „jó irány”, ha a PAM optimalizálva van |
|---|---|---|
| First-pass retention (FPR) | Mennyi szilárdanyag marad a lapban a fehérvízhez képest | ~5-20%-os növekedés (tipikus próba céltartomány) |
| Fehérvíz zavarossága / finomszemcsés veszteség | Kimosódnak-e a finomszemcsék (rontja a vízvisszatartó képességet) | Csökkenés állandó alaptömeg és hamu esetén |
| Vízelvezetési reakció (pl. fagyasztási trend / vízelvezetési idő) | Milyen gyorsan hagyja el a víz az anyagot formáló körülmények között | Stabilabb, kevésbé érzékeny a bútor kilengésére |
| Nyomjuk a szilárd anyagokat | Mennyi víz távozik a préselés során | 0,5-2,0 pont általában akkor érhető el, ha a visszatartás/vízelvezetés stabilizált |
| Kialakulás / kétoldalúság | A szálak/finomok eloszlásának egyenletessége (hatással van a helyi vízvisszatartásra) | Javítja vagy semleges marad, miközben a visszatartás növekszik |
Gyakori hibamódok és azok kijavítása
Túladagolás: a vízvisszatartás nő, de a vízelvezetés és a képződés szenved
A túl sok PAM nagy, összenyomható pelyheket hoz létre, amelyek felfogják a vizet, és vákuum/préselés hatására összeesnek, lassú vízelvezetést, rossz képződést és lemezhibákat okozva. Tipikus korrekció az, hogy csökkentse a PAM adagját és/or move to a PAM mikrorészecske megközelítés, amely megfeszíti a pelyheket anélkül, hogy terjedelmessé tenné őket.
Rossz töltéssűrűség: gyenge adszorpció, instabil visszatartás, inkonzisztens vízvisszatartás
Ha a polimer nem felel meg a rendszer töltésigényének (amit az újrahasznosított szálszennyeződések, töltőanyagok, oldott szerves anyagok és vezetőképesség befolyásolnak), a finomszemcsék rögzítése helyett a vizes fázisban maradhat. A töltéssűrűség beállítása, koaguláns hozzáadása vagy amfoter PAM-ra való áttérés gyakran stabilizálja az eredményeket.
Nyírási roncsolás: a polimert túl korán vagy extrém nyíróerővel adják hozzá
A nagy molekulatömegű PAM érzékeny a mechanikai degradációra. Ha a nagy nyíróerejű zónák elé adják, a tényleges lánchossz csökken, és az áthidalás hatékonysága csökken, ami gyengébb pelyhességet és csökkent finomszemcsés visszatartást eredményez. Az adagolási pont kisebb nyírású helyre történő áthelyezése az adagolás növelése nélkül helyreállíthatja a teljesítményt.
Gyenge összeállítás: „Hozzáadtuk a PAM-ot, de nem történt semmi”
A nem teljes inverzió, a helytelen koncentráció, a kemény vízzel való kölcsönhatások vagy az elégtelen öregedési idő mind korlátozhatják a polimer megnyúlását. A javítás eljárási jellegű: ellenőrizze a hígítóvíz minőségét, a keverési energiát, az öregedési időt és a takarmány stabilitását. A készítmény javítása gyakran ugyanazt a hatást eredményezi, mint az adag növelése – mellékhatások nélkül.
Példapróbaeredmények: hogyan néz ki a „javított vízvisszatartás” egy gépen
Az alábbiakban bemutatjuk az előtte/utána mintázat típusát, amelyet sok üzem annak igazolására használ, hogy a papírgyártási poliakrilamid előnyös módon javítja a cellulóz vízvisszatartását (az értékek a gyakori kísérleti célokat reprezentálják, és érvényesíteni kell őket az Ön berendezésére és gépére):
- Az első lépésben való visszatartás ~60%-ról ~70%-ra nő ( ~10 pont ), miközben a vadvíz zavarossága egyenletes termelési ütem mellett csökken.
- Javul a nedves oldali stabilitás: kevesebb vízelvezető csík és kisebb alaptömeg-ingadozás a kisebb finomszemcsék kimosódása miatt.
- A prés szilárd részei emelkednek ~0,5–2,0% , csökkenti a szárító gőzigényét és javítja a lemez szilárdságának konzisztenciáját.
- A képződés stabil marad vagy javul, ha a pelyhesedést szabályozzák (mikroflok stratégia), elkerülve a nagy pelyhes foltosodást.
Ha a retenció javul, de a képződés romlik, az általában azt jelzi, hogy a pelyhek túl nagyok vagy túlságosan összenyomhatók – a PAM molekulatömeg/töltéssűrűség, az adagolás vagy a mikrorészecske-rendszerre való átállás általában a leggyorsabb korrekció.
Elvihető: a PAM használatának gyakorlati szabálya a pép vízvisszatartásának javítására
A papíripari poliakrilamiddal a cellulóz vízvisszatartásának javításának legmegbízhatóbb módja az megtartják a legkisebb, leginkább víztartó komponenseket (finom/szálak/töltőanyag), miközben porózusak maradnak mikroflokok . Ez a megközelítés stabilizálja a nedves hálós vízeloszlást, csökkenti a finomszemcsék kimosását, és támogatja a kiszámítható víztelenítést – jobb futhatóságot és egyenletesebb laptulajdonságokat biztosít.
