Jak polyakrylamid zlepšuje zadržování vody v papírové buničině
Přímá odpověď: co dělá polyakrylamid pro zlepšení zadržování vody v buničině
Papírenské polyakrylamidové (PAM) chemikálie zlepšují zadržování vody v buničině udržování jemných částic, fibril a plniv připojených k vláknům a podle tvoří řízenou síť mikrovloček který rovnoměrněji zadržuje vodu v mokré síti. Prakticky řečeno, kašovitá buničina odtéká předvídatelněji, list se tvoří rovnoměrněji a mokrý pás zadržuje dostatek vody, aby se snížily odvodňovací pruhy a zlepšila se průchodnost – bez „vymývání“ cenných malých částic.
Nejkonzistentnější zisky se dostaví, když je PAM zvolen a dávkován tak, aby odpovídal požadavkům na náplň na mokrém konci a podmínkám smyku. Typické cíle zkušebních mlýnů zahrnují 5–20% zlepšení retence při prvním průchodu a O 0,5–2,0 procentních bodů vyšší sušina lisu když je program PAM optimalizován pro jakost a materiál.
Proč se „zadržování vody“ změní, když přidáte PAM
Na mokrém konci není „zadržování vody“ méně o jedné vlastnosti, ale více o tom, jak je voda distribuována a uvolňována:
- Vázaná voda : voda spojená s bobtnáním vláken a fibrilami (hůře odstranitelné).
- Intersticiální voda : voda zachycená mezi částicemi a vlákny v tvarovací rohoži (uvolněná drenáží/lisováním).
- Voda zdarma : voda, která rychle stéká drátěnými/lisovacími tkaninami.
PAM posouvá rovnováhu tím, že zadržuje jemné podíly a plniva a mění strukturu vloček. To může zvýšit naměřenou retenci vody (více vody zadržené v podložce v daném bodě) a zároveň zlepšit odvodnění stroje, pokud jsou vločky malé, silné a stabilní ve smyku spíše než velké a želatinovité.
Mechanismy: jak polyakrylamid zadržuje vodu v síti vláken
1) Překlenovací flokulace, která vytváří mikrostrukturu zadržující vodu
Vysokomolekulární PAM řetězce se mohou připojit k více částicím a vláknům najednou a vytvářet můstky. Když jsou správně naladěny, tyto kobylky produkují mikrofloky které zlepšují rovnoměrnost tvorby a kontrolovaným způsobem zvyšují intersticiální zadržování vody. To snižuje „kanálování“ na drátu, kde voda protéká slabými místy a odstraňuje jemné částice.
2) Elektrostatická přitažlivost, která ukotvuje jemné částice a plniva
Většina buničiny a plniv nese čistý aniontový náboj. Kationtový PAM (CPAM) zlepšuje přilnavost tím, že lokálně neutralizuje náboj a podporuje adsorpci. Výsledkem je vyšší retence jemných částic a mikrofibril , což zvyšuje specifický povrch buničiny a její schopnost zadržovat vodu.
3) Snížené „vymývání“ pod smykem (ventilátorové čerpadlo, čističe, průtok)
Bez účinného retenčního programu zůstávají jemné částice a plniva rozptýlené a mohou se ztrácet bílou vodou, čímž se účinně snižuje podíl vody zadržující papírový materiál. Správně zvolený program PAM zlepšuje odolnost ve smyku tak, aby jemné částice zůstaly s vlákny přes přibližovací systém, čímž dochází k konzistentnějšímu zadržování vody a odvodňování v nátokové skříni a na drátu.
4) Synergie s mikročásticemi pro „zadržování vody tam, kde to pomáhá“ a její uvolňování tam, kde by měla odtékat
Duální systémy (PAM bentonit/oxid křemičitý/mikropolymer) často překonávají samotný PAM tím, že vytvářejí jemnou porézní síť vloček. Tato struktura může zlepšit tvorbu a retenci a zároveň udržet drenážní cesty otevřené, což je důvod, proč mnoho strojů vidí současné zisky v retenční a odvodňovací stabilitě .
Který typ polyakrylamidu nejlépe podporuje zadržování vody v buničině
| program PAM | Typická mokré-end role | Jak ovlivňuje zadržování vody v dužnině | Tam, kde se to obvykle hodí nejlépe |
|---|---|---|---|
| Kationtový PAM (CPAM) | Primární retenční / drenážní pomůcka | Zvyšuje uchycení jemných částic/plniva, zadržování vody a stabilitu zvedací rohože | Většina tisk/psaní, obaly, recyklovaný nábytek |
| Aniontový PAM (APAM) | Koagulant/kolektor s kationtovým partnerem nebo pro specifické systémy | Dokáže vytvořit strukturu pomocí komplexace; zadržování vody závisí na rovnováze potřeby kationtů | Systémy využívající kationtový škrob/koagulanty; některé DIP linky |
| Amfoterní PAM | Pomůcka pro udržení nabití tolerantní | Robustnější kontrola zadržování vody napříč pH/iontovými výkyvy | Variabilní materiál, vysoká vodivost, časté změny jakosti |
| PAM mikročástice (bentonit/oxid křemičitý) | Vysoce účinný retenční a drenážní systém | Vytváří porézní mikrofloky: zadržuje vodu rovnoměrně, ale zachovává drenážní kanály | Vysokorychlostní stroje, vysoké plnivo, specifikace těsné formace |
Selekce není jen „který PAM“, ale také molekulová hmotnost, hustota náboje a emulze vs. forma roztoku. V mnoha mlýnech je nejlepší stability zadržování vody dosaženo spárováním primárního kationtového PAM se systémem mikročástic, aby se snížilo riziko předávkování a udržela se tvorba.
Praktické použití: dávkování, dolévání a přidávání bodů, které chrání zadržování vody
Typická rozmezí dávkování (počáteční body pro zkoušky)
- Primární retenční CPAM: 0,05–0,30 kg/tunu (aktivní) v závislosti na požadavcích na materiál, plnivo a nabíjení.
- Mikročástice (pokud se používají): často 0,2–1,0 kg/tunu (produktová základna), vyladěné na nátokové smyk a uzávěr proti sítovodu.
- Pokud používáte koagulant proti proudu (odděleně od PAM): před optimalizací PAM upravte tak, aby se snížil „aniontový odpad“.
Make-up a stárnutí: vyhněte se nedostatečnému výkonu, který vypadá jako „žádný efekt zadržování vody“
Mnoho selhání PAM je selháním přípravy. Běžnou osvědčenou praxí je připravit se na 0,1–0,5 % roztoku (zkontrolujte specifikace dodavatele), zajistěte plnou inverzi (u emulzí) a ponechte dostatečnou dobu stárnutí, aby se řetězy plně hydratovaly. Špatná hydratace zkracuje účinnou délku polymeru, snižuje přemostění a oslabuje strukturu mikrovloček, která podporuje stabilní zadržování vody.
Základní pravidla sčítání
- Přidejte primární PAM tam, kde je dobré míchání, ale ne extrémní smyk – často po pumpě stroje/ventilátoru v závislosti na uspořádání systému.
- Pokud používáte mikročástici, přidejte ji později (blíže k nátokové skříni), aby se vločky „utáhly“ po hlavních střižných zónách.
- Vyhněte se dlouhé době zdržení po přidání PAM, pokud má systém recirkulaci s vysokým smykem; jinak se vločky mohou lámat a uvolňovat jemné částice, což snižuje stabilitu zadržování vody.
Co měřit, abyste prokázali, že PAM zlepšuje zadržování vody (a nejen problémy s přesunem)
Použijte kombinaci indikátorů retence, odvodnění a plošné jednotnosti. Jediná metrika může být zavádějící, protože „více zadržené vody“ může být dobré (stejnoměrnost, stabilita) nebo špatné (pomalé odvádění) v závislosti na tom, kde se vyskytuje.
| Metrické | Co vám to říká | Praktický „dobrý směr“, když je PAM optimalizován |
|---|---|---|
| Uchování při prvním průchodu (FPR) | Kolik pevných látek zůstává v listu vs. bílá voda | Zvýšit o ~5–20 % (typický zkušební cílový rozsah) |
| Zákal bílé vody / ztráta jemných částic | Zda se vyplavují jemné částice (poškozuje schopnost zadržovat vodu) | Snižujte při ustálené plošné hmotnosti a popel |
| Odezva odvodnění (např. trend odvodnění / doba odvodnění) | Jak rychle voda opouští materiál za podmínek tváření | Stabilnější, méně citlivé na výkyvy nábytku |
| Lisované pevné látky | Kolik vody se odstraní lisováním | 0,5–2,0 bodů je běžně dosažitelné, když je retence/odvod stabilizován |
| Formace / oboustrannost | Rovnoměrnost rozložení vláken/jemných částic (ovlivňuje místní zadržování vody) | Zlepšuje se nebo zůstává neutrální, zatímco retence stoupá |
Běžné způsoby selhání a jak je opravit
Předávkování: stoupá zadržování vody, ale trpí drenáž a tvorba
Příliš mnoho PAM může vytvořit velké, stlačitelné vločky, které zachycují vodu a zhroutí se pod vakuem/lisováním, což způsobí pomalé odvodnění, špatnou formaci a defekty plechu. Typická korekce je k snížit dávkování PAM a/or move to a mikročástice PAM přístup, který napíná vločky, aniž by je činil objemnými.
Nesprávná hustota náboje: špatná adsorpce, nestabilní retence, nekonzistentní zadržování vody
Pokud polymer neodpovídá požadavkům na nabíjení systému (ovlivněným nečistotami z recyklovaných vláken, plnidly, rozpuštěnými organickými látkami a vodivostí), může zůstat ve vodní fázi namísto ukotvení jemných částic. Úprava hustoty náboje, přidání koagulantu proti proudu nebo přechod na amfoterní PAM často stabilizuje výsledky.
Destrukce smykem: polymer je přidán příliš brzy nebo s extrémním smykem
PAM s vysokou molekulovou hmotností je náchylný k mechanické degradaci. Pokud se přidá před zónami s vysokým střihem, efektivní délka řetězce klesá a účinnost přemostění klesá, což vede ke slabším vločkám a sníženému zadržování jemných částic. Přemístěním bodu přidání na místo s nižším střihem lze obnovit výkon bez zvýšení dávkování.
Špatný make-up: „Přidali jsme PAM, ale nic se nestalo“
Neúplná inverze, nesprávná koncentrace, interakce tvrdé vody nebo nedostatečná doba stárnutí, to vše může omezit prodlužování polymeru. Oprava je procedurální: ověřte kvalitu ředicí vody, energii míchání, dobu zrání a stabilitu krmiva. Zlepšení přípravy často přináší stejný účinek jako zvýšení dávky – bez vedlejších účinků.
Příklad výsledků pokusu: jak vypadá „zlepšená retence vody“ na stroji
Následující text ilustruje typ vzoru před/po, který mnoho závodů používá k potvrzení, že polyakrylamid při výrobě papíru zlepšuje zadržování vody v buničině prospěšným způsobem (hodnoty jsou reprezentativní pro běžné cíle zkoušek a měly by být ověřeny pro vaši zanášku a stroj):
- Retence při prvním průchodu se zvyšuje z ~60 % na ~70 % ( ~ 10 bodů ), zatímco zákal bílé vody klesá při stabilní rychlosti produkce.
- Zlepšuje se stabilita na mokrém konci: méně drenážních pruhů a menší variabilita plošné hmotnosti díky sníženému vymývání jemných částic.
- Pevná látka lisu stoupá ~0,5–2,0 % , snižuje spotřebu páry v sušičce a zlepšuje konzistenci pevnosti listu.
- Tvorba zůstává stabilní nebo se zlepšuje, když jsou vločky kontrolovány (strategie mikrovloček), čímž se zabrání strakatosti velkých vloček.
Pokud se retence zlepší, ale tvorba se zhorší, obvykle to znamená, že vločky jsou příliš velké nebo příliš stlačitelné – úprava molekulové hmotnosti/hustoty náboje PAM, dávkování nebo přechod na systém mikročástic je obvykle nejrychlejší korekcí.
Takeaway: praktické pravidlo pro použití PAM ke zlepšení zadržování vody v dužině
Nejspolehlivějším způsobem, jak zlepšit zadržování vody v buničině pomocí papírenského polyakrylamidu, je zadržují ty nejmenší, nejvíce vodu zadržující komponenty (jemné částice/fibrily/výplň) a zároveň vytvářejí mikrovločky, které zůstávají porézní . Tento přístup stabilizuje distribuci vody v mokrém pásu, snižuje vymývání jemných částic a podporuje předvídatelné odvodnění – poskytuje lepší průchodnost a konzistentnější vlastnosti listu.
