Определение степени помола массы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК БУМАГИ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

Проведение размола целлюлозы в лабораторных условиях

При изготовлении бумаги в лабораторных условиях размол волокнистых полуфабрикатов может производиться в лабораторном ролле или в центробежном размалывающем аппарате. Предварительно определяют влажность проб полуфабрикатов и замачивают их для набухания. Для набухания, роспуска и размола целлюлозных материалов применяют дистиллированную воду. Пробу с влажностью не менее 12 % подвергают набуханию в течение 30 минут, с меньшей влажностью – в течение 1 часа. Лабораторный ролл имеет вместимость 4 литра. Размол волокнистого материала проводят при концентрации массы 1 %, что соответствует загрузке в него 40 грамм абсолютно сухой целлюлозы (объем суспензии 4 литра). Для составления композиции бумаги после завершения размола отбирают необходимое количество размолотой целлюлозы. Устройство ролла показано на рисунке 1. Лабораторный ролл состоит из металлической ванны 2, разделенной на два канала перегородкой 6, горки 1 с планкой, вылегчивающего устройства 4, размольного барабана 3 и приводного шкива 5 на валу. Привод осуществляется ременной передачей от электродвигателя с частотой вращения 1450 об/мин. Ванна ролла имеет отверстие для слива суспензии 7. Во время работы размольный барабан и горку закрывают металлическим кожухом.

Рисунок 1 – Лабораторный ролл

Целлюлозу перед загруз­кой в ролл тщательно сепари­руют на быстроходной лабора­торной мешалке. Затем волок­нистую массу количественно переносят в ванну ролла так, чтобы общий объем суспензии составил 4 литра. При необходимости цел­люлозную суспензию подвергают дополнительному роспуску, вклю­чая ролл при вылегченном барабане на 5-15 мин. Затем ролл приса­живают вращением вылегчивающего устройства «на себя» (присадку барабана ролла проводят на слух) и ведут размол до заданной степени помола. Контроль процесса размола осуществляют путем периодиче­ского определения степени помола и (или) средней длины волокна. Время между определениями составляет 8-10 мин.

При достижении заданной степени помола обязательно вылегчивают барабан ролла, выключают электродвигатель и массу количе­ственно переносят из ролла через отверстие в ведро, учитывая тре­буемую степень разбавления. Массу разбавляют до концентрации 0,5 %.

Определение степени помола массы

Лабораторные методы контроля процесса размола основаны на учете скорости удаления воды из массы. Масса различной степени помола при обезвоживании ее на сетке отдает воду с различной ско­ростью. Различают жирный помол, т.е. состояние массы, когда волок­на значительно расщеплены и гидратированы и вследствие этого мед­ленно обезвоживаются, и садкий помол, при котором волокна не рас­щеплены и слабо гидратированы. Такая масса быстро обезвоживается.

Степень помола массы определяется на аппарате СР-2 (рисунок 2) и выражается в градусах Шоппер-Риглера (°ШР). Верхняя, снимающаяся часть аппарата представляет собой цилиндр 1, дно которого изготовлено из одинарной миткалевой сетки № 40. Сетчатое дно цилиндра закрывается клапаном 2, края которого обтянуты уплотняющим резиновым кольцом. Неподвижная нижняя часть аппарата выполнена в виде конуса 3, укрепленного на устойчивом штативе 4, и имеет два отверстия: центральное узкое 5 (диаметр 3,1 мм) и боковое широкое 6 (диаметр 12,5 мм). Отверстия расположены так, что вода, стекающая через слой массы и сетку из верхнего цилиндра, может уходить через боковое отверстие лишь тогда, когда скорость стекания ее больше, чем пропускная способность центрального отверстия. Сетка аппарата должна находиться в строго горизонтальном положении, поэтому перед началом работы аппарат выравнивают по уровню, который вмонтирован в основание аппарата. Сетка должна быть ровной, без прогибов, натянута и очищена от остатков волокон. Перед испытанием дно цилиндра закрывается коническим клапаном, который опускается в цилиндр с помощью маховичка с ручкой. Подъем клапана во время испытания производится нажатием рычажка, освобождающего маховичок.

Рисунок 2 - Устройство прибора СР-2 для определения степени помола

Для определения степени помола берут 2 грамма абсолютно сухого волокна. Пробу помещают в мерный цилиндр и затем разбавляют водой до 1 литра. Так как скорость водоотдачи волокни­стой массы в сильной степени зависит от вяз­кости воды, степень помола необходимо оп­ределять при температуре воды в пробе 20 °С. Повышение температуры на 1 °С снижает сте­пень помола на 0,46 °ШР.

Перемешанную массу выливают в цилиндр аппарата, сетка которого за­крыта клапаном. Затем поднимают клапан, масса обезвоживается на сетке, а вода поступает в нижнюю часть аппарата. Жирная масса от­дает воду медленно, и почти вся вода успевает уйти через централь­ную вертикальную трубу с узким отверстием. Садкая масса отдает воду быстро, она не успевает пройти через узкое отверстие централь­ной трубки и, наполнив коническую часть воронки, уходит через ши­рокую боковую трубку.

Объем воды в боковом цилиндре замеряют с точностью до 10 мл и определяют степень помола массы, °ШР:

, (1)

где V – количество воды, которое вытекло через боковое отверстие, мл.

°ШР.