Cum poliacrilamida îmbunătățește retenția de apă în pasta de hârtie
Răspuns direct: ce face poliacrilamida pentru a îmbunătăți retenția de apă în pulpă
Produsele chimice din poliacrilamidă (PAM) pentru fabricarea hârtiei îmbunătățesc retenția apei în celuloză prin menținerea finelor, fibrilelor și materialelor de umplutură atașate la fibre iar prin formând o rețea microfloc controlată care reține apa mai uniform în pânza umedă. În termeni practici, pasta de pastă se scurge mai previzibil, foaia se formează mai uniform, iar bşia umedă reține suficientă apă pentru a reduce dungile de deshidratare și pentru a îmbunătăți capacitatea de rulare - fără a „spăla” particulele mici valoroase.
Cele mai consistente câștiguri apar atunci când PAM este selectat și dozat pentru a se potrivi cu cererea de încărcare la capătul umed și condițiile de forfecare. Țintele tipice de încercare la moara includ Îmbunătățirea cu 5-20% a retenției la prima trecere and Cu 0,5–2,0 puncte procentuale mai mare de solide de presare atunci când programul PAM este optimizat pentru nota și dotarea.
De ce se schimbă „retenția de apă” când adăugați PAM
În cele din urmă, „retenția de apă” se referă mai puțin la o singură proprietate și mai mult despre modul în care apa este distribuită și eliberată:
- Apă legată : apă asociată cu umflarea fibrelor și fibrilelor (mai greu de îndepărtat).
- Apa interstițială : apă prinsă între particule și fibre în covorașul de formare (eliberată prin drenaj/presare).
- Apă gratuită : apă care se scurge rapid prin țesături de sârmă/presă.
PAM schimbă echilibrul prin reținerea finelor și umpluturi și prin schimbarea structurii flocului. Acest lucru poate crește retenția de apă măsurată (mai multă apă reținută în covoraș la un anumit punct), în același timp îmbunătățind deshidratarea mașinii dacă flocurile sunt mici, puternice și stabile la forfecare, mai degrabă decât mari și gelatinoase.
Mecanisme: cum poliacrilamida reține apa în rețeaua de fibre
1) Floculația de legătură care creează o microstructură de reținere a apei
Lanțurile PAM cu greutate moleculară mare se pot atașa la mai multe particule și fibre simultan, creând punți. Când sunt reglate corect, aceste punți produc microflocuri care îmbunătățesc uniformitatea formării și cresc retenția de apă interstițială într-un mod controlat. Acest lucru reduce „canalizarea” pe sârmă, unde apa trece prin punctele slabe și îndepărtează finele.
2) Atractie electrostatica care ancoreaza fine si umpluturi
Cele mai multe pulpe și materiale de umplutură poartă o sarcină anioică netă. PAM cationic (CPAM) îmbunătățește atașarea prin neutralizarea locală a încărcăturii și promovarea adsorbției. Rezultatul este retenție mai mare a finelor și microfibrilelor , care mărește suprafața specifică a covorașului de pulpă și capacitatea acestuia de a reține apă.
3) „spălare” redusă sub forfecare (pompa ventilatorului, agenți de curățare, debit de apropiere)
Fără un program eficient de reținere, finele și materialele de umplutură rămân dispersate și pot fi pierdute cu apa albă, scăzând efectiv fracția de reținere a apei din furnir. Un program PAM selectat în mod corespunzător îmbunătățește rezistența la forfecare, astfel încât finele să rămână cu fibrele prin sistemul de abordare, producând o retenție mai consistentă a apei și un comportament de drenaj la cutia de cap și pe fir.
4) Sinergia cu microparticulele pentru a „reține apa acolo unde ajută” și eliberează-o acolo unde ar trebui să se scurgă
Sistemele duale (PAM bentonită/silice/micropolimer) depășesc adesea singur PAM prin crearea unei rețele fine, poroase de floc. Această structură poate îmbunătăți formarea și reținerea, menținând în același timp căile de drenaj deschise, motiv pentru care multe mașini văd câștiguri simultane în retenție și stabilitate de deshidratare .
Ce tip de poliacrilamidă sprijină cel mai bine retenția de apă a pulpei
| Programul PAM | Rol umed tipic | Cum afectează retenția de apă în pulpă | Unde de obicei se potrivește cel mai bine |
|---|---|---|---|
| PAM cationic (CPAM) | Ajutor primar de retenție / drenaj | Mărește atașarea finelor / umpluturii, ridicând covorașul de reținere a apei și stabilitatea | Cele mai multe articole de imprimare/scriere, ambalaje, mobilier reciclat |
| PAM anionic (APAM) | Coagulant/colector cu partener cationic sau pentru sisteme specifice | Poate construi structura prin complexare; retenția de apă depinde de echilibrul cererii cationice | Sisteme care utilizează amidon/coagulanți cationici; unele linii DIP |
| PAM amfoter | Ajutor de reținere tolerant la încărcare | Control mai robust al retenției de apă în timpul variațiilor pH/ionice | Mobilier variabil, conductivitate ridicată, schimbări frecvente de grad |
| Microparticule PAM (bentonită/silice) | Sistem de retenție și drenaj de înaltă eficiență | Creează microflocuri poroase: reține apa în mod uniform, dar păstrează canalele de drenaj | Mașini de mare viteză, umplere mare, specificații de formare strânsă |
Selecția nu este doar „care PAM”, ci și greutatea moleculară, densitatea de sarcină și forma emulsie față de soluție. În multe mori, cea mai bună stabilitate de retenție a apei este obținută prin împerecherea unui PAM cationic primar cu un sistem de microparticule pentru a reduce riscul de supradozare și a menține formarea.
Aplicare practică: dozare, machiaj și puncte de adăugare care protejează retenția de apă
Intervalele de dozare tipice (punctele de pornire pentru studii)
- CPAM de retenție principală: 0,05–0,30 kg/tonă (activ) în funcție de cererea de furnizare, de umplere și de încărcare.
- Microparticule (dacă este utilizată): des 0,2–1,0 kg/tonă (pe bază de produs), reglat pentru forfecarea casetei de cap și închidere cu apă albă.
- Dacă utilizați un coagulant în amonte (separat de PAM): ajustați pentru a reduce „deșeurile anionice” înainte ca PAM să fie optimizat.
Machiajul și îmbătrânirea: evitați performanța insuficientă care arată ca „fără efect de reținere a apei”
Multe eșecuri PAM sunt eșecuri de pregătire. Cea mai bună practică comună este să vă pregătiți la 0,1–0,5% soluție (verificați specificațiile furnizorului), asigurați inversarea completă (pentru emulsii) și lăsați suficient timp de îmbătrânire pentru ca lanțurile să se hidrateze complet. Hidratarea slabă scurtează lungimea efectivă a polimerului, reducând puntea și slăbind structura microflocului care susține o retenție stabilă a apei.
Regulile generale pentru punctele de adăugare
- Adăugați PAM primar acolo unde există o amestecare bună, dar nu o forfecare extremă - deseori după cutia mașinii/pompa ventilatorului, în funcție de aspectul sistemului.
- Dacă utilizați o microparticulă, adăugați-o mai târziu (mai aproape de cutia de cap) pentru a „strânge” flocurile după zonele principale de forfecare.
- Evitați timpii lungi de rezidență după adăugarea PAM dacă sistemul are recirculare de forfecare mare; în caz contrar, flocurile se pot rupe și elibera fine, reducând stabilitatea reținerii apei.
Ce să măsori pentru a dovedi că PAM îmbunătățește retenția de apă (și nu doar problemele de schimbare)
Utilizați o combinație de indicatori de reținere, de deshidratare și de uniformitate a foii. O singură măsurătoare poate fi înșelătoare, deoarece „mai multă apă reținută” poate fi bună (uniformitate, stabilitate) sau proastă (drenaj lent), în funcție de locul în care apare.
| Metric | Ce iti spune | O „direcție bună” practică atunci când PAM este optimizat |
|---|---|---|
| Reținerea primului pasaj (FPR) | Câte solide rămân în foaie față de apă albă | Crește cu ~5–20% (interval țintă tipic de încercare) |
| Turbiditatea apei albe/pierderea de fine | Indiferent dacă amenzile sunt spălate (afectează capacitatea de reținere a apei) | Scădeți la greutatea de bază constantă și cenușa |
| Răspunsul la drenaj (de exemplu, tendința de libertate / timpul de drenaj) | Cât de repede părăsește apa din furnir în condiții de formare | Mai stabil, mai puțin sensibil la leagăne de mobilier |
| Presă solide | Câtă apă se elimină prin presare | 0,5–2,0 puncte este de obicei realizabil atunci când retenția/drenajul este stabilizat |
| Formare / bifață | Uniformitatea distribuției fibrelor/finelor (afectează retenția locală de apă) | Se îmbunătățește sau rămâne neutru în timp ce retenția crește |
Moduri comune de defecțiune și cum să le corectați
Supradozaj: retenția de apă crește, dar drenajul și formarea suferă
Prea mult PAM poate crea flocuri mari, compresibile, care captează apa și se prăbușesc sub vid/presare, provocând drenaj lentă, formare slabă și defecte ale foii. O corecție tipică este să reduceți doza de PAM și/sau mutați la a Microparticulă PAM abordare care strânge flocurile fără a le face voluminoase.
Densitate greșită de încărcare: adsorbție slabă, retenție instabilă, retenție inconsecventă a apei
Dacă polimerul nu se potrivește cu cererea de încărcare a sistemului (influențat de contaminanții din fibre reciclate, materiale de umplutură, substanțe organice dizolvate și conductivitate), acesta poate rămâne în faza de apă în loc de particule fine de ancorare. Ajustarea densității de încărcare, adăugarea unui coagulant în amonte sau trecerea la un PAM amfoter stabilizează adesea rezultatele.
Distrugerea prin forfecare: polimerul este adăugat prea devreme sau la forfecare extremă
PAM cu greutate moleculară mare este vulnerabil la degradarea mecanică. Dacă se adaugă înaintea zonelor cu forfecare ridicată, lungimea efectivă a lanțului scade și eficiența de pontare scade, ceea ce duce la flocuri mai slabe și la o reținere redusă a finelor. Relocarea punctului de adăugare într-o locație cu forfecare mai scăzută poate restabili performanța fără a crește doza.
Machiaj slab: „am adăugat PAM, dar nu s-a întâmplat nimic”
Inversarea incompletă, concentrarea incorectă, interacțiunile cu apa dura sau timpul insuficient de îmbătrânire pot limita extinderea polimerului. Remedierea este procedurală: validați calitatea apei de diluare, energia de amestecare, timpul de îmbătrânire și stabilitatea furajului. Adesea, îmbunătățirea preparării produce același efect ca și creșterea dozei - fără efecte secundare.
Exemple de rezultate ale testului: cum arată „retenția îmbunătățită a apei” pe o mașină
Următoarele ilustrează tipul de model înainte/după pe care multe fabrici îl folosesc pentru a confirma că poliacrilamida de fabricare a hârtiei îmbunătățește retenția de apă în celuloză într-un mod benefic (valorile sunt reprezentative pentru obiectivele comune ale testelor și ar trebui validate pentru echipamentul și mașina dvs.):
- Retenția la prima trecere crește de la ~60% la ~70% ( ~ 10 puncte ), în timp ce turbiditatea apei albe scade la un ritm de producție constant.
- Se îmbunătățește stabilitatea la capătul umed: mai puține dungi de drenaj și mai puțină variabilitate a greutății de bază datorită spălării finelor reduse.
- Solidele presate cresc ~0,5–2,0% , reducând cererea de abur pentru uscător și îmbunătățind consistența rezistenței foii.
- Formarea rămâne stabilă sau se îmbunătățește atunci când flocurile sunt controlate (strategie microfloc), evitând peterea flocurilor mari.
Dacă retenția se îmbunătățește, dar formarea se înrăutățește, de obicei indică flocurile prea mari sau prea compresibile - o ajustare a greutății moleculare/densității de încărcare a PAM, a dozei sau trecerea la un sistem de microparticule este de obicei cea mai rapidă corecție.
Takeaway: regula practică pentru utilizarea PAM pentru a îmbunătăți retenția de apă a pulpei
Cea mai fiabilă modalitate de a îmbunătăți retenția apei în celuloză cu poliacrilamidă pentru fabricarea hârtiei este să păstrează cele mai mici componente care rețin apă (fine/fibrile/umplutură) în timp ce proiectează microflocuri care rămân poroase . Această abordare stabilizează distribuția apei pe bandă umedă, reduce eliminarea finelor și sprijină o deshidratare previzibilă - oferind o mai bună funcționare și proprietăți mai consistente ale foii.
