E-materiały do kształcenia zawodowego

Planowanie procesów produkcji mas włóknistych i wytworów papierniczych

DRM.06. Produkcja mas włóknistych i wytworów papierniczych - Technik papiernictwa 311601

bg‑green

Procesy technologiczne w papierni

s

PLANSZA INTERAKTYWNA

1. Podstawowe parametry papieru

1
RWjbUXjfH4J6g1
Grafika przedstawia planszę interaktywną ze znacznikami pod tytułem "Podstawowe parametry papieru". Poniżej na tle zdjęcia papieru zwiniętego w rolkę znajduje się osiem punktów ze znacznikami. Każdy znacznik zawiera opis i tożsame z nim nagranie.

1. Gramatura Tekst (Ciężar, masa jednostkowa) masa wyrobu papierniczego wyrażona w gramach na metr kwadratowy. Określamy ją poprzez pomiar masy próbki papieru o określonej powierzchni. Pomiaru należy dokonać w określonych warunkach - po poddaniu próbki klimatyzacji w warunkach: wilgotności względnej 50±2% i temperaturze 23±1°C. Od gramatury zależy między innymi wytrzymałość papieru, grubość i objętość.

2. Samozerwalność Tekst Długość paska wytworu lub przetworu papierniczego, przy której zerwie się on pod wpływem własnego ciężaru w miejscu zaczepienia. Wartość ta wyrażana jest w kilometrach lub metrach. Nie zależy ona od szerokości paska. Oznaczana jest na zrywarce. 3. Białość Tekst Właściwość optyczna, miara tego, jak równomiernie dany papier odbija wszystkie częstotliwości światła. Parametr wzrokowego postrzegania papieru wyrażony w skali CIE lub w procentach jako jasność. Im wyższy wskaźnik, tym bielszy papier, a co za tym idzie wydruk wydaje się lepszy. Jest to szczególnie istotne przy druku kolorowym, gdzie kontrast jest istotnym czynnikiem wpływającym na wyrazistość wydruku. W przypadku druków tekstowych zbyt wysoka białość papieru nie jest wskazana ze względu na zbyt duży kontrast między bielą papieru a czernią farby drukowej, który powoduje szybkie zmęczenie wzroku.

4. Gładkość Tekst Jedna z cech powierzchniowych. Związana jest ze strukturą powierzchni i jej szorstkością. Gładkość określana jest jako stopień nierówności powierzchni papieru – im bardziej szorstki, tym większa będzie różnica między najniższymi i najwyższymi punktami papieru (patrząc przy dużym powiększeniu z profilu). Większa szorstkość wpływa na wyższe zużycie tuszu/farby oraz niekorzystnie na jakość druku. Gładkość papieru mierzy się trzema podstawowymi metodami: Bekka (pomiar czasu przepływu określonej ilości powietrza między próbką papieru a dociskaną płytką szklaną), Bendtsena (pomiar objętości powietrza przenikającego między próbką papieru a dociskaną płytką szklaną, wynik podawany jest w mililitrach na minutę) i PPS (Parker Print Surf – pomiar przepływu powietrza między papierem a głowicą pomiarową w przeliczeniu na uśredniony profil nierówności na powierzchni pomiarowej, wynik podawany jest w mikrometrach).

5. Nieprzezroczystość Tekst Odporność papieru na przenikanie światła, inaczej nazywana jest światłoopornością papieru. Stanowi procentową miarę światła, które zostaje przez papier odbite oraz pochłonięte. Nieprzezroczystość i światłooporność są wartościami wprost proporcjonalnymi – im wyższa jest zdolność papieru do odbijania/pochłaniania światła, tym bardziej jest nieprzezroczysty. Dobrej jakości papier powinien charakteryzować się jak największą nieprzezroczystością, aby wydruk na jednej stronie arkusza nie był widoczny na jego drugiej stronie.

6. Odcień Tekst (Kolor) odchylenie papieru od idealnej białości, podstawowe odczucie barwy, rodzaj barwy opisany wyrażeniem np. czerwony, niebieski, zielony, żółty. Jest to często pożądana cecha ze względu na postrzeganie przez człowieka barw na różne sposoby w różnych warunkach.

7. Wilgotność Tekst Procentowa miara, jaką część wagi papieru stanowi woda (ciekła oraz w postaci pary wodnej). Zwiększenie wilgotności następuje przez czynniki środowiskowe oraz nieprawidłowe składowanie. Stopień akceptowalnej wilgotności określany jest przez różnicę między wilgotnością masy papieru a wilgotnością atmosferyczną.

8. Grubość Tekst Odległość między przeciwległymi płaszczyznami. Wynik podawany jest w milimetrach lub mikrometrach. Grubość papieru oznaczana jest na grubościomierzu. Zazwyczaj, zamiast grubości, w parametrach papieru podawana jest gramatura.
Procesy technologiczne w papierni
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

2. Schemat maszyny papierniczej

2
R10XFtR1Rk9k0
Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Maszyna papiernicza to urządzenie przeznaczone do produkcji papieru lub tektury litej z masy papierniczej. Jej zadaniem jest doprowadzanie rozcieńczonej i oczyszczonej już masy papierniczej przez urządzenie wlewowe na sito. Wstęga papieru jest początkowo kształtowana na płaskim bądź cylindrycznym sicie. Na tym etapie następuje również wstępne odwadnianie (przez listwy i skrzynki odwadniające oraz ssące) wstęgi papieru. Częściowo odwodniona wstęga przejdzie następnie przez część prasową, zbudowaną z przylegających do siebie walców, których zadaniem jest dalsze odwadnianie wstęgi papieru oraz zagęszczanie jej struktury. Wstęga transportowana jest do części suszącej. Część susząca stanowi układ ogrzewany parą wodną cylindrów, może zawierać urządzenia przeznaczone do uszlachetniania papieru, jak np.: prasa klejarska czy prasa powlekająca. Część wykańczająca maszyny papierniczej składa się z cylindrów chłodzących, gładzika oraz nawijaka na role (tambory).

RVeSYbeq0qUTi1
Plansza nosi tytuł „Schemat maszyny papierniczej”. Przedstawia w sposób symboliczny trasę przebiegu wstęgi papierniczej z punktami kontrolnymi jakości i parametrów. Kolejne części maszyny zostały podpisane, przy każdym podpisie znajduje się znacznik z cyfrą. Każdy znacznik zawiera opis i tożsame z nim nagranie audio.

1. Wlew Tekst Wlew to urządzenie, którego zadaniem jest doprowadzanie rozcieńczonej i oczyszczonej już masy papierniczej na sito.

Badanie rozkładu masy papierniczej na szerokości wstęgi (badania laboratoryjne, skanery na maszynie papierniczej, itp.)
Co jeszcze należy kontrolować?:
  • Równomierność wypływu masy ze szczeliny wlewu
  • Pulsacje ciśnienia we wlewie
  • Temperaturę masy w skrzyni wlewowej
  • Czy nie tworzą się wiry w skrzyni wlewowej
  • Stopień rozcieńczenia masy wypływającej na sito


2. Część sitowa Tekst Część sitowa, która odwadnia wstęgę papieru do zawartości około 12-20% substancji stałej. Badanie smarności masy (badania laboratoryjne, skanery na maszynie papierniczej, itp.). Wahanie smarności powoduje zmiennym obciążenie sita i skrzynek ssących.

Kontrola poziomu odwodnienia masy na sicie (do poziomu 21-23%).

3. Część prasowa Tekst Część prasowa, w której usuwana jest zawartość wody ze wstęgi do zawartości wilgoci ok. 50%. W procesie prasowania wstęgi papieru w maszynie papierniczej następuje intensyfikacja procesu odwadniania. Proces prasowania wstęgi papieru jest bardzo złożony i uzależniony od wielu czynników jak np.: rodzaj prasy, średnica i rodzaj walców, twardość i grubość okładziny elastycznej walców, docisk, prędkości wstęgi, rodzaj wstęgi, jej wilgotność i gramatura czy rodzaj filców prasowych. Badanie wilgotności wstęgi po prasach (ok.40-50%).

Stan filców prasowych, ich chłonność, stopień zabrudzenia, zniszczenia.

4. Część susząca Tekst Część susząca maszyny papierniczej ma za zadanie usuwanie resztek wilgoci ze wstęgi papierniczej poprzez ogrzewanie szeregiem cylindrów suszących. Stanowi układ ogrzewany parą wodną cylindrów, może zawierać urządzenia przeznaczone do uszlachetniania papieru, jak np.: prasa klejarska. Kontrola naciągu suszników. Kontrola wilgotności wstęgi papieru (ok.94-96%).

5. Nawijak Tekst Nawijak urządzenie nawijające wstęgę papieru na role (tambory). Kontrola napięcia wstęgi, kontrola temperatury i wilgotności.

6. Gładzik Tekst Gładzik to urządzenie służące do wygładzenia powierzchni papieru, który schodzi z części suszącej maszyny papierniczej. Kontrola gładkości wilgotności, papieru.
Schemat maszyny papierniczej
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

3. Formowanie wstęgi papieru

3
R23xbB5LBIHeK
Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Formowanie wstęgi papieru uwzględnia następujące etapy: formowanie wstęgi, prasowanie, suszenie, zaklejanie i powlekanie, suszenie. W pierwszym etapie widzimy urządzenia przeznaczone do produkcji papieru lub tektury litej z masy papierniczej. To etap doprowadzania rozcieńczonej i oczyszczonej masy papierniczej przez urządzenie wlewowe na sito. Wstęga papieru jest początkowo kształtowana na płaskim bądź cylindrycznym sicie. Na tym etapie następuje również wstępne odwadnianie (przez listwy i skrzynki odwadniające oraz ssące) wstęgi papieru. Częściowo odwodniona wstęga przejdzie następnie przez część prasową, zbudowaną z przylegających do siebie walców, których zadaniem jest dalsze odwadnianie wstęgi papieru oraz zagęszczanie jej struktury. Wstęga transportowana jest do części suszącej. Część susząca stanowi układ ogrzewany parą wodną cylindrów, może zawierać urządzenia przeznaczone do uszlachetniania papieru, jak np.: prasa klejarska czy prasa powlekająca. Część wykańczająca maszyny papierniczej składa się z cylindrów chłodzących, gładzika oraz nawijaka na role (tambory).

RiiDHjDjOrYU01
Plansza nosi tytuł "Formowanie wstęgi papieru" i przedstawia tytułowy proces ze szczegółowym uwzględnieniem kolejnych etapów takich jak: formowanie wstęgi, prasowanie, suszenie, zaklejanie i powlekanie, suszenie. Pierwszy etap przedstawia urządzenie przeznaczone do produkcji papieru lub tektury litej z masy papierniczej. Jego zadaniem jest doprowadzanie rozcieńczonej i oczyszczonej już masy papierniczej przez urządzenie wlewowe na sito. Wstęga papieru jest początkowo kształtowana na płaskim bądź cylindrycznym sicie. Na tym etapie następuje również wstępne odwadnianie (przez listwy i skrzynki odwadniające oraz ssące) wstęgi papieru. Częściowo odwodniona wstęga przejdzie następnie przez część prasową, zbudowaną z przylegających do siebie walców, których zadaniem jest dalsze odwadnianie wstęgi papieru oraz zagęszczanie jej struktury. Wstęga transportowana jest do części suszącej. Część susząca stanowi układ ogrzewany parą wodną cylindrów, może zawierać urządzenia przeznaczone do uszlachetniania papieru, jak np.: prasa klejarska czy prasa gładząca (kalander). Część wykańczająca maszyny papierniczej składa się z cylindrów suszących i chłodzących.
Formowanie wstęgi papieru
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

4. Schemat zakładu celulozowo‑papierniczego: działu wytwarzania mas włóknistych, działu przygotowania mas włóknistych do produkcji i działu produkcji papieru na maszynach papierniczych

4
R9LQpuGkMc6k2
Nagranie tożsame z treścią zamieszczoną poniżej.

Proces produkcji papieru w zakładach celulozowo‑papierniczych składa się z kilku etapów: wytwarzania mas włóknistych, przygotowania masy papierniczej, produkcji papieru na maszynie papierniczej. Masę włóknistą pozyskuje się z surowców pierwotnych (drewna, bambusa, bawełny) lub makulatury. Roślinne surowce włókniste podczas przerabiania na masę włóknistą poddawane są procesowi rozdrabniania, roztwarzania i  oczyszczania. Głównym źródłem włókien celulozowych jest drewno.

RyhZMqvuPS8LL1
Plansza przedstawia schemat zakładu celulozowo papierniczego: działu wytwarzania mas włóknistych, działu przygotowania mas włóknistych do produkcji i działu produkcji papieru na maszynach papierniczych. Schemat wzbogacono o piętnaście punktów, pod którymi znajdują się opisy oraz tożsame z nimi nagrania, a w kilku punktach także ilustracje.

1. Sortowanie Tekst Masy włókniste magazynowane są w kadziach magazynowych, po czym poprzez systemy oczyszczania są pompowane do wlewu. W kadziach utrzymywany jest równy poziom masy. Rolą kadzi jest zapewnienie rezerwy dla potrzeb maszyny oraz wyrównanie parametrów jakościowych masy poprzez odpowiednie mieszanie. Masy poddawane poszczególnym procesom przepompowywane są z kadzi do kadzi. W trakcie tych procesów odbywa się regulacja stężenia masy, tak aby zapewnić jednorodne warunki obróbki masy oraz prawidłowe jej właściwości dla potrzeb regulacji procesu produkcji papieru.

2. Odczynniki chemiczne Tekst Składowanie chlorku bielącego. System produkcji i składowania żywicy. Magazyn ogrzewany do przechowywania mokrego ścieru i celulozy.

3. Spilśnianie włókien Tekst Kluczowym elementem maszyny papierniczej jest wlew. Odpowiada on za formowanie masy we wstęgę papieru. Podawana na wlew masa składa się w 99% z wody oraz dodatków procesowych i w 1% z włókien. Duża zawartość wody zapobiega flokulacji, czyli dążeniu włókien do łączenia się ze sobą. Jeśli flokulacja nie byłaby wyeliminowana papier uformowałby niejednorodną powierzchnię. By zapobiec flokulacji masa wylewana we wlewie wprawiana jest dodatkowo w ruch. Istotnymi parametrami wpływającymi na formowanie wstęgi papieru są kąt i miejsce padania strumienia masy na sito. Jednym z ważnych parametrów charakteryzujących pracę wlewu jest wysokość szczeliny wypływowej. Jej wartość jest zależna od gramatury produkowanego papieru oraz od stężenia masy we wlewie. Współczynnik wyprzedzania sita, czyli stosunek prędkości wypływu masy z wlewu do prędkości sita wywiera decydujący wpływ na stopień zorientowania włókien we wstędze (a więc i na jej anizotropię) oraz wpływa na przezrocze papieru. Kontrola ułożenia włókien we wstędze to jeden z podstawowych parametrów sterownia jakością obok kontroli wilgotności, gramatury czy zawartości popiołu.

4. Surowce włókniste mieli się w młynach w celu rozluźnienia ich struktury (fibrylacja).

5. Stanowisko odwadniania Tekst Z wlewu masa papiernicza jest wylewana (z określoną prędkością) na sito, obracające się po stole sitowym, gdzie następuje spilśnianie i odwadnianie masy papierniczej.

6. Stanowisko prasowania i suszenia Tekst Wstęga papieru poprzez system filców i pras jest dalej odwadniana, i przechodzi do nagrzanych parą wodna cylindrów i wałków suszących.

7. Po uzyskaniu właściwej wilgotności (7,5–8,0%) papier jest wygładzany za pomocą systemu kalandrowania.

8. Wstęga papieru jest nawijana w tambory, przewijana i krojona na role o szerokościach określonych przez odbiorców. W dalszej kolejności role są ważone, pakowane, etykietowane i składane w magazynie papieru.

9. Kadź magazynowa Jest to miejsce kontroli jakości w celu zapewnienia optymalnego stężenia dodatków oraz wypełniaczy i spełnienia wymagań jakościowych dotyczących wytrzymałości, białości, przezroczystości, odporności na tłuszcze czy zażółcenie. W kadzi tej masa jest mieszana w proporcjach odpowiednich dla produkcji danego rodzaju papieru.

10. Po rozładunku drewna na placu drzewnym, wędruje ono dalej do działu korowalni z bębnami korującymi. Plac do rozładunku drewna wyposażony jest w transportery łańcuchowe do podawania drewna do bębnów korujących. Bębny korujące usuwają korę z zewnętrznej części drewna. Wyróżniamy korowanie na czerwono (usuwana jest tylko martwica) i na biało (usuwana jest martwica i łyko kory). Kora jest spalana w celach energetycznych lub przerabiana np. na nawozy.

11. Kolejnym ogniwem zakładu jest rębalnia oraz sortownia zrębków, a następnie przejście z transporterem wiodącym do silosów. W rębalni znajduje się rębak, który służy do rozdrabniania drewna na mniejsze części zwane zrębkami.

12. Roztwarzanie Tekst Roztwarzanie siarczanowe, czyli tzw. Proces Krafta, obejmuje gotowanie zrębków drzewnych w podwyższonej temperaturze i ciśnieniu, w obecności siarczku sodu i wodorotlenku sodu, co prowadzi do usunięcia 90-95% ligniny z drewna. Oprócz roztwarzania siarczanowego, stosowany jest proces roztwarzania sodowego z wykorzystaniem alkalicznego ługu z wodorotlenkiem sodu. Oprócz procesu roztwarzania chemicznego włókien stosuje się również roztwarzanie mechaniczne. Najbardziej popularnymi procesami jest:
  • proces wytwarzania ścieru klasycznego (SGW);
  • proces wytwarzania masy termomechanicznej (TMP);
  • proces wytwarzania masy chemotermomechanicznej (CTMP).


13. Mycie masy Tekst Masa wychodząca z warnika posiada w składzie włókna i ług ług czarny, który zawiera różne organiczne i nieorganiczne chemikalia. Ług czarny jest usuwany z masy w w procesie mycia i kierowany do systemu regeneracji chemikaliów. Mycie jest prowadzone na filtrach bębnowych, prasach myjących lub w dyfuzorach, jego skutkiem jest obniżone zużycie chemikaliów w bieleniu oraz na etapie delignifikacji tlenowej.

14. Zagęszczanie masy Tekst Zagęszczanie zawiesin włóknistych stosuje się głównie z powodów technologicznych. Masa włóknista oczyszczaniu jest zwykle rozcieńczona wodą. Do jej zagęszczania wykorzystuje się m.in. zagęszczarki z listwą, grawitacyjne filtry próżniowe oraz prasy ślimakowe. Prasa ślimakowa jest urządzeniem stosowanym do zagęszczania m.in. masy makulaturowej, masy celulozowej siarczanowej, masy półchemicznej, termomechanicznej oraz mas mechanicznych. Urządzenia te stosuje się do zagęszczenia masy do stężenia powyżej 30%. br/>
15. Bielenie masy Tekst Bielenie polega na zastosowaniu odpowiednich chemikaliów (podchloryn sodu lub ług sodowy), które dodawane są do dyspergatora w celu podwyższenia białości masy. Białość niebielonej masy siarczanowej wynosi 30% ISO, podczas gdy w pełni bielona masa ma białość około 85% ISO. Roztwarzanie i delignifikacja tlenowa nie mogą usunąć całej ligniny, więc dla osiągnięcia wysokiej białości konieczne jest usunięcie lub utlenienie pozostałej ligniny oraz zanieczyszczeń w masie.

Schemat zakładu celulozowo‑papierniczego: działu przygotowania mas włóknistych do produkcji i działu maszyn papierniczych
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY 3.0.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Ćwiczenia powiązane