Що таке деревна маса, методи виробництва деревної маси - отримання термомеханічної
ДЕРЕВНА МАСА - це волокнистий напівфабрикат, одержуваний механічним поділом деревини на волокна. Відкриття цього методу належить німецькому винахіднику Ф. Келлером, який в 1843 р вперше отримав волокнисту масу стиранням деревини на точильному камені і назвав її деревної масою.
Деревна маса - один із самих економічних напівфабрикатів: при її виготовленні досягається 95-96% -ний вихід волокна з деревини. У виробництві деревної маси відсутні процеси варіння, приготування та регенерації хімікатів, що значно знижує забрудненість навколишнього середовища і вимагає менше дорогих очисних споруд.
Завдяки дешевизні і доступності деревна маса знайшла широке застосування у виробництві паперу і картону. Деревна маса входить в композицію переважної більшості видів паперово-картонної продукції в межах від 10 до 90%. Питома вага деревної маси в балансі волокнистих напівфабрикатів паперово-картонного виробництва становить близько 40%. Однак, маючи незаперечні переваги перед іншими волокнистими напівфабрикатами, деревна маса в той же час має ряд істотних недоліків: низьку в порівнянні з целюлозним міцністю паперового листа, високими вимогами до якості деревної сировини і високою питомою витратою електроенергії при її виробництві.
Виробництво дефібрерной деревної маси
В даний час існує два методи виробництва деревної маси - дефібрерний і рафінерний. У першому методі деревна маса виробляється стиранням пиломатеріалів абразивної поверхнею каменю в дефібрерах; вона отримала назву дефібрерная деревна маса (ДДМ). У другому методі деревна маса виробляється з відходів помелом їх в дискових млинах і називається рафінерной деревної масою (РДМ). Види деревної маси, методи отримання, характеристика якості і область застосування наведені в таблиці (клікабетельно).
Загальна схема виробництва дефібрерной деревної маси. Для виробництва дефібрерной деревної маси в більшості випадків застосовується малосмолиста високоякісна деревина ялиці та смереки у вигляді балансів. Підготовка деревини здійснюється так само, як і для целюлозного виробництва. Баланси, після розпилювання на відрізки довжиною 1,2-1,5 м, в залежності від типу застосовуваних дефібрерів, подаються на лінію завантаження дефібрерів. У дефібрерах відбувається поділ деревини на волокна, які, змішуючись з водою, яка подається на сопло, утворюють водно-волокнисту суспензію - деревну масу, концентрацією 1,5-2,5%. Далі маса розбавляється водою до концентрації 1-1,5% і проходить грубе очищення на щеполовках. Тріска, обмолиші, велика багаття направляються на помел в молоткові млини, а хороша маса в басейн. З басейну маса направляється на очистку, тонке сортування і далі в композиційний басейн. Деревна маса, отримана після обробки відходів в молоткових млинах, і відходи тонкого сортування направляються на рафінування в дискові млини. Рафінерная маса повертається в основний потік неочищеної маси на повторне сортування і очищення.
Дефібрування деревини. Виробництво дефібрерной деревної маси здійснюється в дефібрерах. Застосовувані в промисловості дефібрери, незважаючи на велику різноманітність конструкцій, принципово відрізняються тільки системою подачі балансів до основного робочого органу - дефібрерному каменю. Найбільший розвиток і поширення в промисловості знайшли тільки два типи дефібрерів - ланцюгові і двухпрессовие.
Пристрій і роботу дефібрерів розглянемо на прикладі ланцюгового дефібрерів ДЦ-04-1. Робочий орган дефібрерів - керамічний дефібрерний камінь діаметром 1810 мм - розташований всередині станини.
Камінь закріплений на головному валу і приводиться в обертальний рух від електродвигуна. Частота обертання валу 300 хв-1. Над каменем розташована шахта для завантаження балансів. У нижній частині шахти уздовж твірної каменю закріплені гребінки, які утримують баланс в зоні дефібрування. При першому пуску ланцюгового дефібрерів баланси довжиною 1,2 м укладаються в шахту вручну. Потім вони надходять в шахту з лінії завантаження дефібрерів. До обертається каменю баланси зі швидкістю 90--110 мм / хв подаються під дією маси штабеля і під тиском виступів рухомих вниз ланцюгів.
Дефібрерние камені є основним робочим органом дефібрерів. Від стану робочої поверхні каменя в значній мірі залежать якість деревної маси, продуктивність дефібрерів і витрата електроенергії. Камінь повинен мати високу механічну міцність, термо- і кислотостійкість, так як він працює з великої окружної швидкістю під великим тиском і при значних коливаннях температури. Застосовуються штучні кварцево-цементні і керамічні камені.
Кварцово-цементні камені складаються з армованого сталевими кільцями бетонного, сердечника і робочого абразивного шару. У абразивний шар входять зерна абразивного матеріалу - кварцового піску, наждаку або електрокорунду, скріпленого цементним сполучною Основним їх недоліком є короткий термін служби (2-3 міс). Залежно від величини зерен абразивного матеріалу, що утворюють робочий шар, камені призначаються для вироблення деревної маси різного характеру помелу.
Керамічні камені в якості абразивного матеріалу містять корунд, електрокорунд або карбід кремнію. Сполучною служить суміш вогнетривкої глини, польового шпату та інших речовин. Абразивний шар складається з сегментів, що прикріплюються болтами до бетонного сердечника. Керамічні камені володіють великою міцністю і твердістю і можуть працювати при високих окружних швидкостях. Термін служби каменю 2-3 роки. Деревна маса, що отримується цим методом, більш однорідна, але має меншу міцність через розрізання волокон деревини.
Процес дефібрування є складним і умовно поділяється на два - поділ деревини на волокна (власне дефібрування) і помел волокон. Сумарний процес протікає в зоні дефібрування, під якою розуміють зону контакту деревини з поверхнею каменю, і представляється в такий спосіб. Висока температура (до 170-190 ° С), що виникає внаслідок тертя в зоні дефібрування, викликає інтенсивне пароутворення, що обумовлює розм'якшення і пластифікацію деревини, ослаблення зв'язків між волокнами. Шари волокон з ослабленими зв'язками відриваються і розщеплюються абразивними зернами поверхні каменя на пучки і окремі волокна. Волокна додатково поділяються, розробляються і розмелюють на робочій поверхні каменя і виносяться із зони дефібрування. Очищення каменю проводиться двома способами: змиванням зворотному водою, підведеної до сприском, або змиванням водою і зануренням каменю в деревну масу, яка збирається в ванні дефібрерів.
До основних факторів, що впливає на продуктивність дефібрерів і якість деревної маси, відносяться: питомий тиск балансів на камінь температура і концентрація маси в ванні дефібрерів при дефібрування із зануренням каменю в масу; окружна швидкість каменю; стан його поверхні і якість балансів.
Деревної масою називаються волокнисті напівфабрикати, що виробляються шляхом механічного поділу деревини на волокна. Виробництво деревної маси в даний час складає близько 22 об. % Від обсягу вироблюваних з рослинної сировини волокнистих напівфабрикатів. Залежно від конструктивного оформлення процесу всі види деревної маси ділять на дві великі групи:
- деревна маса, яка виробляється з балансів (дефібрерная деревна маса);
- деревна маса, яка виробляється з тріски (механічна деревинна маса).
Дефібрерная деревна маса (ДДМ) утворюється при стиранні деревини абразивної поверхнею спеціальної кераміки. Сировиною служить деревина у вигляді балансів. Апарат для виробництва ДДМ називається дефібрерів, а робочий орган, що виробляє стирання, - дефібрерним каменем.