Жаңалықтар

Модификацияланған крахмал қағаз жүйесінің функционалдық бөлігі болып табылады, жай ғана құрғақ беріктік қоспасы емес. Оның өнімділігі крахмал химиясына, енгізу нүктесіне, талшықты масса зарядына, ығысу тарихына, толтырғыш деңгейіне, сусыздандыру жағдайларына және парақ қалыптасқаннан кейінгі кептіру профиліне байланысты. Осы айнымалылар үйлестірілген кезде, қағаз өнеркәсібіне арналған модификацияланған крахмал талшықтар арасындағы байланысты күшейтіп, торда көбірек ұсақ материалды ұстап, басып шығару, жабындау, өңдеу немесе тосқауылдық өңдеу үшін біркелкі бетті қалыптастыра алады.

Техникалық мақсат — сусыздандыруды бұзбай және ылғалды бөліктегі химиялық тепе-теңдікті шайқалтпай, параққа үлес қоса алатын жерде гидратталған, тиісті зарядталған полимерді орналастыру. Күлділігі төмен қаптама қағазында жақсы жұмыс істейтін крахмал маркасы, толтырғышы жоғары жұқа қағазда немесе еріген және коллоидты заттары бар қайта өңделген талшықты массада басқаша әрекет етуі мүмкін. Сондықтан марканы таңдау бірыңғай мөлшерлеу мақсатына емес, машина жағдайлары мен дайын қағаздың техникалық сипаттамасына негізделеді.

Байланыстың түзілуі талшық бетінен басталады

Целлюлозалық талшықтар қағаз беріктігін негізінен тығыздалу және кептіру кезіндегі сутектік байланыстар арқылы қалыптастырады. Тазарту талшық бетінің ауданын ұлғайтып, байланысқа ықпал ететін фибриллалар түзеді, алайда шамадан тыс тазарту сусыздандыру кедергісі мен энергия шығынын арттыруы мүмкін. Модификацияланған крахмал талшықтар мен ұсақ бөлшектерге шөгу арқылы қосымша байланыс механизмін қамтамасыз етіп, кептірілген парақтағы қолжетімді жанасу ауданын ұлғайтады.

Катионды крахмал әдетте ылғалды бөлікте қолданылады, өйткені оның оң заряды целлюлоза талшықтарының, минералды толтырғыштардың және ұсақ бөлшектердің негізінен анионды беттеріне адсорбциялануына ықпал етеді. Орынбасу дәрежесі мен молекулалық өлшем адсорбция жылдамдығына, ұсталу қасиетіне және анионды ластағыштарға сезімталдығына әсер етеді. Заряды жеткіліксіз марка тиімді бекітілудің орнына ақ су жүйесінде қалуы мүмкін. Шамадан тыс күшті немесе нашар теңестірілген катионды сұраныс басқа өңдеу химикаттарына кедергі келтіруі немесе жергілікті флокуляция тудыруы мүмкін.

Адсорбцияланғаннан кейін крахмал көршілес талшық беттерін байланыстырып, су тордан шыққан кезде түзілетін жанасу нүктелерін нығайта алады. Алынған жақсару талшықты массаның құрамына және парақ құрылымына қарай жоғары созылу беріктігі, ішкі байланыс, жарылуға төзімділік, қаттылық немесе қысымға қатысты көрсеткіштер ретінде көрінуі мүмкін. Бұл қасиеттерді жеке-жеке бағалау керек. Созылу беріктігін арттыратын рецептура сақиналы сығылу, Scott bond немесе бүгілуге төзімділікте дәл сондай өзгеріс береді дегенді білдірмейді.

Тұтқырлықтың, заряд реакциясының, үлбір түзілуінің немесе қолдану мінез-құлқының басқа теңгерімі қажет болғанда тотықтырылған, амфотерлі және басқа модификацияланған крахмал түрлері таңдалуы мүмкін. Маңызды айырмашылық тек өнім атауында емес; полимердің жеткілікті диспергирленген күйде қалуы, белгіленген жерде адсорбциялануы және дайындау мен напорлық жәшік арасындағы механикалық және химиялық жағдайларға төтеп беруінде.

Ұсталу — жүйелік жауап

Ұсақ талшықтар, кальций карбонаты, саз, титан диоксиді және басқа бөлшекті материалдар мөлдір еместікке, тегістікке, көлемділікке, баспаға реакцияға және шығын құрылымына айтарлықтай әсер етеді. Бұл компоненттердің ақ су жүйесіне жоғалуы шығымды төмендетіп, ылғалды бөлікті тұрақсыздандыруы мүмкін. Модификацияланған крахмал ұсақ бөлшектер мен толтырғыш бөлшектерін талшықтарға бекіту немесе ұстап қалу бағдарламасымен бірге бақыланатын микрофлок түзілуіне ықпал ету арқылы ұстап қалуды қолдай алады.

Бақыланатын деген сөз маңызды. Ірі, берік флоктар алғашқы өту кезіндегі ұстап қалуды арттыра алады, бірақ парақта біркелкі емес қалыптасуға, көрінетін ақауларға, жабын салмағының нашар біркелкілігіне немесе айнымалы беріктікке әкелуі мүмкін. Ұсақ дисперсия қалыптасуды жақсартуы мүмкін, алайда артық мөлшердегі құнды қатты заттардың тордан өтіп кетуіне жол береді. Тиісті крахмал бағдарламасы ұстап қалу үшін жеткілікті тұрақты, бірақ напорлық жәшіктегі ығысу әсерінен диспергирленуге жеткілікті сезімтал флок өлшемдерінің таралуын қолдайды.

Сондықтан ұстап қалуды күл профилімен, қалыптасумен, сусыздандырумен, ақ судағы қатты заттармен және престеу бөлігіндегі қатты заттармен бірге түсіндіру керек. Талшықты масса өзгергенде, ақау қағаз мөлшері ауытқығанда немесе еріген анионды материал жиналғанда, бір ғана ұстап қалу өлшемі жаңылыстыруы мүмкін. Сынама алу нүктелері бірізді болуы, ал сынақ кезеңдері химиялық реакцияны машинаның қалыпты ауытқуынан ажырату үшін жеткілікті ұзақ болуы тиіс.

Синтетикалық ұстап қалу көмекшілері қолданылып жүрген жағдайда, крахмал үйлесімділігі зертханада расталуы керек. Катионды крахмал, катионды полиакриламид, коллоидты кремнезем, бентонит және микробөлшекті жүйелер енгізу реті мен заряд теңгеріміне қарай конструктивті немесе бәсекелес түрде өзара әрекеттесе алады. Барлық компоненттерді бір жерде қосу жеткілікті араласу болмай тұрып жедел флокуляцияға әкелуі мүмкін. Жеке енгізу нүктелері мен бақыланатын болу уақыты көбінесе қайталанымды нәтиже береді.

Бет сапасы тек беріктікке емес, таралуға байланысты

Өлшемдеу престе, үлбір престе немесе жабын дайындау бөлімінде қолданылатын крахмал ылғалды бөліктегі крахмалдан басқа міндет атқарады. Бетте ол таяз тегіссіздіктерді толтыра алады, бос талшықтарды байланыстырады, бет кеуектілігін азайтады және кейінгі жабын қабаттарының бекітілуін жақсартады. Беткі крахмал үлбір үздіксіз және жеткілікті кептірілген жағдайда, басып шығару немесе өңдеу кезінде үзілу мен түкшеленуге төзімділікті де арттыра алады.

Тұтқырлықты бақылау осы қолдану үшін негізгі мәнге ие. Жоғары тұтқырлық біркелкі мөлшерлеуге кедергі келтіріп, жолақтар тудыруы және шөгінділер қаупін арттыруы мүмкін. Өте төмен тұтқырлық қажетті үлбір түзу әсерін төмендетіп, бетке жақын қалудың орнына кеуекті негіздік параққа терең енуі мүмкін. Қатты заттар мөлшері, температура, ығысу, pH және айқастыра байланыстырушылардың, майлағыштардың, пигменттердің, оптикалық ағартқыштардың немесе көбік басқыштардың болуы қолданылған үлбірді өзгерте алады.

Бет сапасын түпкілікті қолданылуын ескере отырып бағалау керек. Баспаға арналған қағазға сияны біркелкі ұстау, бет беріктігі және бақыланатын сіңіргіштік қажет болуы мүмкін. Қаптама маркалары желімделгіштікке, үйкеліске төзімділікке, өлшемдік тұрақтылыққа немесе кейінгі жабындау және ламинациялаумен үйлесімділікке басымдық бере алады. Егер тегіс бет қаттылықты, өткізгіштікті немесе өңдеу қасиетін төмендететін шамадан тыс тығыздау арқылы алынса, ол автоматты түрде артықшылықты болмайды.

Дайындау жағдайлары көбіне нәтижені айқындайды

Табиғи және модификацияланған крахмалдар пайдалы өнімділікке жету үшін дұрыс пісіруді немесе гидратацияны талап етеді. Толық емес желатиндеу қолжетімді байланыстыруды азайтатын, сүзу мәселелерін туғызатын немесе шөгінділер түзетін желатинделмеген түйіршіктерді қалдырады. Шамадан тыс пісіру, жоғары температурада ұзақ ұстау, артық ығысу немесе ластану тұтқырлықты төмендетіп, қолдану тұрақтылығын өзгерте алады.

Әдеттегі дайындау реті бақыланатын суспензия дайындаудан басталып, одан кейін белгіленген пісіру жағдайына дейін қыздыруды, толық даму үшін жеткілікті уақыт ұстауды, қажетті қатты заттар мөлшеріне дейін сұйылтуды және микробиологиялық өсуді мен тұтқырлық дрейфін шектейтін жағдайларда салқындатуды немесе тасымалдауды қамтиды. Нақты температуралар мен болу уақыттары марка сипаттамасына және фабрика жабдығының конструкциясына сәйкес келуі тиіс. Бу сапасы, қысым тұрақтылығы, датчиктерді калибрлеу және араластыру сұлбасы — номиналды рецепт өзгермесе де нәтижені өзгерте алатын практикалық факторлар.

• Құрғақ ұнтақ араластырғыш толық ылғалдандыра алатын жылдамдықпен дайындау жүйесіне берілуі тиіс. Тез төгу кейінгі пісіруге төзімді «балық көзі» түйіршіктерін тудыруы мүмкін.
• Судың кермектігі мен pH дисперсияға және кейінгі химиямен өзара әрекеттесуге әсер етуі мүмкін. Процестік су сапасының өзгеруі крахмал мөлшерлемесін өзгертпес бұрын түзетуді қажет етуі мүмкін.
• Тасымалдау құбырларында піскен крахмал ескіруі, салқындауы немесе шөгінділерді қолдауы мүмкін тұйық аймақтар болмауы тиіс. Қайта айналдыру ығысу әсері мен болу уақытына қатысты теңестірілуі керек.
• Қолдану нүктесінде тек партиялық жазбаларға сүйенбей, нақты қатты заттар мөлшері мен тұтқырлықты растаңыз. Өлшемдеу престе немесе үлбір престе шағын ауытқулардың өзі елеулі болуы мүмкін.

Крахмал тұтқырлығы да сапаның әмбебап көрсеткіші емес, процесті бақылау айнымалысы болып табылады. Көрінерлік тұтқырлығы ұқсас екі марка заряд тығыздығы, молекулалық таралуы, үлбір беріктігі және толтырғышпен өзара әрекеттесуі бойынша ерекшеленуі мүмкін. Керісінше, дайындалған партиядағы тұтқырлықтың төмендеуі ферменттік ластанудан, ығысу арқылы ыдыраудан, тым жоғары ұстау температурасынан, сұйылту қателігінен немесе өлшеу әдісінің өзгеруінен туындауы мүмкін. Ақауларды жою жоғары тұтқырлықты марканы таңдамас бұрын немесе енгізу жылдамдығын арттырмас бұрын себепті анықтауы тиіс.

Марканы қағаз жүйесіне сәйкестендіру

Ылғалды бөлікте қолдану үшін бастапқы сұрақтар талшықты масса түріне, толтырғыш деңгейіне, электрөткізгіштікке, pH-қа, ақ су айналымының жабықтығына, қолданыстағы ұстап қалу химиясына және марканы шектейтін беріктік қасиетіне қатысты. Қайта өңделген талшық жүйелері жиі ерекше назарды қажет етеді, өйткені ластағыштар, қалдық ылғал беріктік шайырлары, жабын байланыстырғыштары және анионды қоқыс катионды учаскелердің қолжетімділігін төмендете алады. Заряд сұранысын сынау және динамикалық сусыздандыру өлшемдері нашар өнімділіктің жеткіліксіз адсорбциядан, нашар араласудан немесе үйлеспейтін ұстап қалу ретінен туындағанын көрсете алады.

Беткі қолданулар үшін негіздік парақтың кеуектілігі, мақсатты сіңіру мөлшері, кептіргіш қуаты және соңғы өңдеу операциясы таңдауды бағыттауы тиіс. Берік үлбір түзетін крахмал негізінен кеуектерді бітеу үшін таңдалған крахмалға қарағанда басқа пісіру профилін немесе қолдану кезіндегі қатты заттар мөлшерін қажет етуі мүмкін. Рецептураға пигменттер немесе латекс енгізілгенде, үйлесімділік сынағы сақтау тұрақтылығын, көбік мінез-құлқын, айналым кезіндегі реологияны және кептірілген үлбір қасиеттерін қамтуы тиіс.

Кейбір химиялық қоюлатқыштар мен гель түзуші агенттер су басқаруына және суспензияға әсер ететіндіктен, іргелес рецептуралық жұмыстарда бағаланады. Мысалы, GELLAN GUM CAS#71010-52-1 — иондарға, әсіресе кальцийге сезімтал реакциясы болуы мүмкін суда еритін гель түзуші материал. Бұл мінез-құлық қағаз крахмалы бағдарламасынан өзгеше, бірақ рецептура полимер гидратациясына, тұтқырлықтың дамуына немесе суспензия тұрақтылығына сүйенген кез келген жағдайда иондық құрамды ескеру қажеттігін көрсетеді. Екі материал да сулы жүйелерді қоюлататынына ғана сүйеніп, бірін екіншісімен алмастыру техникалық тұрғыдан негізделмейді.

Сынақтардың шекаралары айқын болуы керек

Фабрикалық сынақ химикатты енгізу басталғанға дейін жоспарланған механизм мен өлшеу аралығы анықталған кезде барынша пайдалы болады. Мүмкін болған жерде бір уақытта бір негізгі айнымалыны өзгертіңіз: крахмал маркасын, мөлшерлемені, енгізу нүктесін, пісіру жағдайын немесе ұстап қалу көмекшісінің ретін. Тазартуды, толтырғыш жүктемесін, сусыздандыру химикаттарын және крахмал бағдарламасын бір мезгілде өзгерту байқалған нәтижені қандай да бір себепке телуді қиындатады.

Тиісті өлшемдерге крахмалдың қатты заттары мен тұтқырлығы, заряд сұранысы, алғашқы өту кезіндегі ұстап қалу, парақтың бірнеше нүктесіндегі күл, Canadian Standard Freeness немесе басқа сусыздандыру көрсеткіштері, напорлық жәшік консистенциясы, ылғал профилі, созылу және ішкі байланыс, бет беріктігі, кедір-бұдырлық, Cobb мәні және басып шығару не өңдеу кезіндегі бақылаулар кіруі мүмкін. Таңдалған жиын техникалық мақсатқа сай болуы тиіс. Жеңіл жабынды қағаз маркасы мен лайнеркартон талшықты массасы бірдей бағалау критерийлерін қажет етпейді.

Жазбалар әр бағалау кезеңінде целлюлоза көзін, ақау қағаз деңгейін, толтырғыш көзін, су температурасын, электрөткізгіштікті, pH-ты, машина жылдамдығын және химикаттарды енгізу жылдамдығын қамтуы тиіс. Бұл жағдайлар бастапқыда крахмал сапасына қатысты мәселе болып көрінетін дәйексіз нәтижелерді жиі түсіндіреді. Құрғақ крахмал мен дайындалған ерітіндінің сақталған үлгілері нәтиже қайталанбайтын жағдайда кейінгі зерттеуді қолдай алады.

Жеткізу, сақтау және өзгерістерді бақылау

Модификацияланған крахмал әдетте құрғақ ұнтақ ретінде жеткізіледі, сондықтан ылғалдан қорғау және партияларды қадағалау негізгі бақылау шаралары болып табылады. Сақтау аймақтары құрғақ, таза болып, кесектенуге немесе ластануға әкелетін жағдайлардан қорғалуы тиіс. Пневматикалық тасымалдау және сусымалы материалдарды өңдеу жүйелеріне шаңды бақылау шаралары, тиісті жерге тұйықтау, сүзгілерді, айналмалы клапандарды және тасымалдау желілерін тексеру қажет. Бункерде көпірленіп қалған материал мәселе парақта көрінгенге дейін-ақ беру тұрақтылығын бұзуы мүмкін.

Кіріс құжаттамасында марка, партия, таза салмақ, сақтау нұсқаулығы және қолдану үшін келісілген тиісті сапа параметрлері көрсетілуі тиіс. Жаңа партияны немесе балама көзді енгізбес бұрын, зертханалық салыстыру суспензия мінез-құлқын, пісірілген тұтқырлықты, заряд реакциясын және қолданыстағы ылғалды бөлік не беткі рецептурамен үйлесімділікті бағалай алады. Бұл қағаз машинасы сусыздандыру, ұстап қалу немесе бет беріктігі шегіне жақын жұмыс істегенде ерекше маңызды.

Қаптамадағы, тасымалдау ұзақтығындағы, қойма жағдайларындағы немесе партиялар ретіндегі өзгерістер басқа функционалдық қоспалар үшін қолданылатын өндірістік өзгерістер процесі арқылы хабарлануы тиіс. Практикалық мақсат — тек номиналды өнім сәйкестігіне сүйенбей, дайындау жүйесіндегі материал мінез-құлқының тұрақтылығы мен орама білігіндегі парақ реакциясының болжамдылығы.

Модификацияланған крахмал қағаз машинасының химиялық архитектурасының бөлігі ретінде қарастырылғанда ең жақсы нәтиже береді. Талшықтарды байланыстыру, ұсақ бөлшектерді ұстап қалу, сусыздандыру, беткі үлбірдің түзілуі және соңғы өңдеу өнімділігі өзара байланысты. Крахмалды таңдау, дайындау, енгізу реті және тексеруге қатысты тәртіпті тәсіл нақты шектеуші жағдайды анықтап, тұрақты жұмыс ауқымын қолдай алады.