Целлюлозно-бумажная промышленность. Производство бумаги, картона, целлюлозы. Изделия из бумаги. Картонажи. Фотобумага

Качество продукции является ключевым индикатором положительно- го результата работы целлюлозно-бумажных производств. Влажность – один из основных показателей качества бумаги. Рассматривая профиль влажности по ширине бумажного полотна, можно судить о возможных недостатках технологического оборудования, своевременное устранение которых улучшит потребительские свойства бумаги и повысит экономическую эффективность производства. Цель исследования – оценка соответствия результатов измерений влажности требованиям технологического регламента при установившемся и переходном режимах работы бумагоделательной машины, а также однородности профиля влажности в поперечном направлении. Для оценки качества работы автоматизированной системы управления влажностью бумажного полотна обработаны данные со сканирующего устройства при высоком и низком разрешении с помощью статистических методов. Определено, что при установившемся режиме работы бумагоделательной машины влажность соответствует требованиям регламента с доверительной вероятностью 0,95; при переходном режиме работы – превышает верхнюю границу на 6 %. Выявлено, что автоматизированная система управления влажностью устраняет данное нарушение за 340 с. В качестве критерия оценки однородности профиля влажности по ширине бумажного полотна использован коэффициент вариации. Подтверждена гипотеза о наличии линии тренда в профиле влажности по ширине бумажного полотна, и с помощью методов регрессионного анализа получено уравнение линии тренда. При устраненном технологическом факторе, систематически влияющем на однородность, проведено моделирование профиля влажности. Доказано, что устранение недостатка уменьшит коэффициент вариации, а значит улучшит однородность профиля на 41,2 % при установившемся режиме работы бумагоделательной машины. При переходном режиме работы профиль влажности улучшается незначительно. Предложенный алгоритм исследования профиля влажности бумаги, его моделирование после корректирующих воздействий на объект управления могут быть использованы в системах регулирования качества бумаги в поперечном направлении. Для цитирования: Коряковская Н.В., Бедердинова О.И. Контроль и регулирование влажности бумажного полотна // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 1. С. 188–204. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-188-204

Представлена методика количественной оценки распределения локальных растягивающих (продольных), сжимающих (поперечных) и сдвиговых деформаций в образце целлюлозно-бумажного материала и результаты ее использования при приложении к образцу одноосной растягивающей нагрузки. Применение данной методики позволило установить значения, степень неоднородности и закономерности изменения локальных деформаций в образце картона топлайнер, обладающего неоднородной и анизотропной структурой, в зависимости от общей величины деформации образца и направления ориентации волокон в нем. В основе методики лежит испытание образцов с предварительно нанесенной сеткой точек на растяжение с постоянной скоростью, в процессе которого выполняются фотофиксация образцов и регистрация кривой «нагрузка–удлинение». С применением специального программного обеспечения осуществляется определение координат узлов сетки и их смещения при растяжении. Анализ данных и вычисление локальных деформаций производится с применением алгоритмов метода конечных элементов. Экспериментально установлено, что при увеличении угла преимущественной ориентации волокон в образцах картона машинного направления локальные продольные деформации возрастают, поперечные уменьшаются, а сдвиговые имеют максимум 45°. Подтвержден рост средней величины абсолютных значений локальных деформаций всех видов при увеличении общей деформации образца. Установлено, что неоднородность локальных деформаций, оцениваемая по среднеквадратическому отклонению, возрастает с увеличением их абсолютной величины, а тенденции изменения зависят от направления ориентации волокон в структуре образца. Для цитирования: Романова А.Н., Казаков Я.В., Малков А.В. Количественная характеристика полей локальных деформаций в образце картона топлайнер при одноосном растяжении // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 1. С. 180–189. DOI: 10.37482/0536- 1036-2020-1-180-189.
The paper presents the method for quantifying the distribution of local tensile (longitudinal), compressive (transverse) and shear strains in a sample of pulp and paper material. The results of its use for the sample of top-liner board when uniaxial tensile testing are provided. Applying this method, we have determined the values, the degree of heterogeneity and change patterns of local strains in inhomogeneous and anisotropic structure of the sample, depending on the total strain and the direction of fiber orientation. The method is based on constant-speed tensile testing of samples with a pre-applied dot matrix to their surface. The test is accompanied with photo fixing and recording a load-elongation curve. The coordinates and displacements of dots are determined by means of the specially designed software. The analysis of data and calculation of local deformations are performed by finite elements method (FEM) algorithms. The outcomes have shown that the local longitudinal deformations increased, transverse – decreased, and shear – had their maximum at 45° to machine direction (MD) when increasing the angle of preferential fiber orientation to MD in the board samples. The rise of the average absolute values of all components of local strains when increasing total deformation in the sample was confirmed. As it has been found, the heterogeneity of local strains, estimated through the standard deviation, rose when increasing their absolute value; the trends of changing depend on the fiber orientation direction in the sample structure. For citation: Romanova A.N., Kazakov Ya.V., Malkov A.V. Quantitative Characteristics of Local Strain Fields in a Top-Liner Board Sample under Uniaxial Tension. Lesnoy Zhurnal [Russian Forestry Journal], 2020, no. 1, pp. 180–189. DOI: 10.37482/0536-1036-2020-1- 180-189.

Для развития технологии щелочной варки древесины в целях получения целлюлозы предложено применять в качестве основного делигнифицирующего реагента гидроксид калия и использовать разработанную на его основе композиционную варочную систему: гидроксид калия–гидразин–изобутиловый спирт–вода. Цель исследования – установить влияние этой системы на процесс делигнификации древесины березы, а также выявить роль гидразина в этом процессе. Особенностью делигнификации древесины в исследуемой системе является предварительная пропитка щепы водным раствором, содержащим гидроксид калия и гидразин, отбор избытка пропиточного раствора и последующая варка с введением изобутилового спирта. Переменные факторы: концентрация гидроксида калия в пропиточном растворе (80 ... 200 г K2O/дм3) и конечная температура варки (120...140 °C). В результате была получена целлюлоза с широким диапазоном выхода (46,6...55,2 %) при содержании лигнина 2,4...17,6 % от массы целлюлозы. По мере понижения конечной температуры от 140 до 130 °C при равной продолжительности варки делигнификация древесины березы до одинакового количества остающегося в целлюлозе лигнина происходит со значительным увеличением концентрации гидроксида калия в используемом для пропитки растворе. Начи-ная с температуры 125 °C, процесс делигнификации существенно замедляется, и по-лучить целлюлозу с содержанием лигнина менее 5,6 % от массы древесины в пределах применяемых концентраций гидроксида калия в задаваемом на пропитку растворе не удалось. Установлено, что гидразин как восстановитель наибольшую активность проявляет во время разложения на газообразные продукты: N2, H2 и NH3. Чем выше температура варки, тем больше расход гидразина на химические реакции и тем более глубоко происходит процесс делигнификации древесины березы при равных продолжительности варки и концентрации гидроксида калия в растворе, используемом на пропитку. Понижение конечной температуры варки до 125 °C (и особенно до 120 °C) резко замедляет процесс делигнификации, несмотря на увеличение концентрации гидроксида калия до 200 г K2O/дм3, и усиливает деструкцию углеводов. Установлено, что конечная температура варки древесины березы в системе гидроксид калия–гидразин–изобутиловый спирт–вода лимитируется температурой разложения гидра-зина на газообразные продукты и может быть понижена до 130 °C без ущерба для выхода целлюлозы и скорости делигнификации.

Исследовано влияние макроциклических добавок на процесс переноса водяных паров в диацетате целлюлозы, а также набухание этого полимера в воде и в растворах НNO[3].