Статус документа

ИТС 1-2022 Целлюлозно-бумажное производство

2.5.2 Технология производства рафинерной древесной массы (РДМ)

Целью процесса рафинирования (размола) являются процесс пластификации лигнина и всего древесного матрикса в зоне размола, ослабление межволоконных связей и разволокнение щепы без чрезмерного повреждения клеточной стенки волокон при требуемой степени их укорочения.

В процессе получения механических масс щепа подвергается размолу между стальными дисками рафинера. В зависимости от необходимого качества массы размол проводится в одну, две, а иногда даже в три ступени. Ножи дисков, воздействующие на щепу, размельчают ее, и получаются отдельные волокна, пучки волокон, частицы древесины. В процессе обработки также меняется поверхность волокон. Большая часть энергии, расходуемой на размол (преимущественно на трение), переходит в тепло, которое высвобождает часть влаги, содержащейся в щепе. Чтобы избежать возгорания древесины и для разбавления массы, в зону размола подается охлаждающая вода. На выходе из рафинеров обычно получается масса высокой концентрации (25%-50%). Большое количество пара, образующегося в процессе размола, обычно улавливается для дальнейшего использования.

В первоначальном варианте технологии производства РДМ, который редко используется в наши дни, щепа размалывалась при атмосферном давлении. Из-за низкой температуры процесса получалось большое количество поврежденных волокон, но оптические свойства РДМ были относительно неплохими. Для улучшения качества получаемой массы процесс модифицировали с целью повышения в зоне размола пластичности лигнина межклеточного пространства, волокон в целом и т.д., чтобы процесс разделения щепы на волокна мог идти с минимальным их повреждением. Для этого стали применять предварительный нагрев щепы или повышение давления в рафинере. Эти технологии позволили производить рафинерную массу большей прочности и с пониженным содержанием пучков, но почти с теми же оптическими свойствами.

Термомеханический процесс производства массы позволяет получать массу с еще большей прочностью и меньшим содержанием пучков. В нем используется как нагрев щепы перед размолом (пропарка), так и давление в рафинере.

Незначительная предварительная химическая обработка щепы способствует еще большей пластификации древесины и улучшению качества массы, получаемой в процессе рафинирования при атмосферном давлении (ХМРМ - химико-механическая рафинерная масса) или под давлением (ХТММ).

В процессе более глубокой химической обработки и размола при атмосферном давлении получается масса с еще большей прочностью, как из хвойных, так и лиственных пород древесины. Такая масса - химико-механическая масса (ХММ) - сравнима по свойствам с целлюлозой. Характеристика различных видов механической массы приведена в таблице 2.28.

Таблица 2.28 - Сравнение свойств различных видов механической массы и сульфатной целлюлозы


Порода древесного сырья	Ель							Осина
Вид волокнистого полуфабриката	ДДМ	ДДМ/Д	РДМ	ТММ	ХТММ	Беленая ХТММ	Беленая СФА целлюлоза	Беленая ХТММ	Беленая СФА целлюлоза
Свойства полуфабрикатов
Выход, %	96	95	94	94	92	90	46	85	57
Садкость, мл кан. ст.	100	100	100	100	100	400	400	40	400
(степень помола, ШР)	(68)	(68)	(68)	(68)	(68)	(32)	(32)	(32)	(32)
Пухлость, см/г	2,5	2,6	2,6	2,7	2,5	2,7	1,3	2,0	1,4
Разрывная длина, км	2,8	3,6	4,0	4,4	4,8	4,4	10,5	5,0	8,0
Сопротивление раздиранию мН·м/г	4,4	5,1	7,4	8,0	8,8	1,3	10,0	6,2	9,1
Белизна, %	59	57	57	55	60	78	88	80	90
Непрозрачность, %	97	96	95	95	94	82	68	86	72

2.5.2.1 Термомеханическая масса (ТММ)

Термомеханический процесс производства волокнистой массы включает линию получения волокна и вспомогательные системы. Последние включают, например, хранение некоторых химических реагентов и выработку энергии. Основные производственные процессы термомеханической технологии представлены на рисунке 2.21.

Ниже подробно описываются, главным образом, особенности процесса производства ТММ, отличающие его от производства дефибрерной древесной массы. Сортирование, промывка, переработка отходов, сгущение механических масс аналогичны целлюлозным процессам. Отбелка механических масс рассматривается в 2.5.3.

В термомеханическом процессе (ТММ) промытая и отсортированная древесная щепа подвергается термической обработке, а затем процессу размола с применением дисковых мельниц, работающих при повышенном давлении.

Определенное количество древесины может поступать также в виде щепы, являющейся отходом лесопильных и лесоперерабатывающих производств. Эта поступающая извне щепа сортируется и затем поступает на хранение. Если используется баланс в коре, то он подвергается окорке, а затем превращению в щепу в рубительной машине. Древесина для ТММ не должна содержать камни, песок, металлические включения или другие твердые включения, которые могут привести к повышенному износу или повреждению дисков рафинера. Поэтому в большинстве процессов получения ТММ посторонние включения предварительно удаляются, а щепа промывается в специальном аппарате, в результате чего получается загрязненная вода.