Многие клиенты обращаются к производителям и поставщикам химикатов, потому что хотят решить проблему пенообразования, которая обычно заключается в образовании обильной поверхностной пены в разных местах в процессе производства целлюлозы или бумаги.  
Основное пенообразование происходит в следующих узлах производственной линии: сборник подсеточных вод, сборник регистровых вод, стоки, очистные сооружения, клеильный пресс, кухня для приготовления крахмальной суспензии, промывка для небеленой массы и выдувной резервуар. Наличие пены может привести к различным проблемам во время производства.  

Почему возникают воздушные пузырьки и поверхностная пена? 

Стабильная пена образуется по следующим причинам: 

- Наличие жидкости: вода является основным компонентом процесса производства целлюлозы и бумаги

- Примесь в жидкости: в массе естественным образом содержится много химикатов и поверхностно-активных веществ, которые выделяются в процессе варки. Производители бумаги используют много добавок в мокрой части БДМ и КДМ, чтобы придать бумаге различные функциональные свойства

- Механическая энергия: процесс производства целлюлозы и бумаги очень динамичен.

Производства целлюлозы и бумаги подвержен влиянию всех трех компонентов, поэтому вспенивание является стандартным явлением.

Воздушный пузырь образуется в жидкой фазе под действием механической энергии и иногда в результате химической или биологической реакции. Воздух в жидкой фазе – это растворенный газ, межмолекулярный воздух или свободный воздух, размер воздушного пузырькаопределяет, остается ли он во взвешенном состоянии или поднимается на поверхность жидкости. Примеси, присутствующие в жидкой фазе (например, поверхностно-активные вещества), определяют стабильность воздушного пузырька как в жидкой фазе, так и на поверхности жидкости.


Рисунок иллюстрирует процесс образование пены. 

ПАВ приводят к повышенному пенообразованию. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) находятся в жидкой фазе: в процессе варки целлюлозы лигнин омыляется при высокой температуре и pH. В производстве бумаги такие добавки как химикаты для повышения прочности в сухом и мокром состоянии, для поверхностной проклейки и крахмал, являются примерами химикатов, которые способствуют образованию воздуха и пены.

Если стабилизированный воздушный пузырь остается в жидкой фазе, это приводит к различным негативным аспектам производственного процесса, таким как:

Производство бумаги

- Плохое формование, приводящее к снижению прочности листа, снижению производительности из-за обрывов листа и дефектов листа, таких как сквозные отверстия и ухудшенные просветы

- Снижение эффективности производительности насосов, приводящее к снижению производительности линии

- Снижение обезвоживания, приводящее к снижению производительности и повышению потребления пара и электроэнергии. 

Производство целлюлозы

- Низкая эффективность промывки, приводящая к ухудшению параметров целлюлозы

- Меньшее количество концетвердых веществ в щелоке, приводящее к более высоким затратам энергии на выпарных аппаратах

- Более высокие потери регенерируемой соды, приводящие к большему количеству закупки щелочи

- Уменьшение разбавления массы, приводящее к более медленной скорости и обезвоживанию

- Увеличение количества примесей, приводящие к загрязнению целлюлозы

- Увеличение затрат на отбеливание

Побочные эффекты для бумагоделательной машины 
  
Если стабилизированный воздушный пузырь поднимается на поверхность жидкости, он не лопнет и останется там до тех пор, пока не будет физически или химически разрушен. Поверхностная пена имеет некоторые из следующих отрицательных влияний на процесс производства: 

- Уровень воды в ящиках визуально трудно контролировать

- Осаждение пены на стенках ящиков, что приводит к микробиологическим проблемам

- Отрыв высохшей пены вызывает дефекты и обрывы листов бумаги

- Необходимость промывки потоков

- Проблемы с пенообразованием создают экологические риски (пена в стоках, реках и т. д.)

- Неэстетичный внешний вид 

- Перерасход химикатов, участвующих в процессе производства 

Все вышеперечисленное увеличивает себестоимость продукции, которую может значительно снизить эффективный пеногаситель или деаэратор.

Как контролировать воздух в жидкой фазе и поверхностной пене?

Растворенный воздух в жидкой фазе и поверхностной пене можно контролировать с помощью механической и химической обработки.

Механическая обработка 

- Использование пеногасителей (форсунки с распылением воды) непосредственно над поверхностной пеной физически сбивает пену

- Декуляторы — это вакуумные системы, спроектированные на машиностроительном заводе; жидкая фаза находится под пониженным давлением, в результате чего воздух может быть легко удален

Химическая обработка 

- Пеногаситель уменьшает или разрушает существующую поверхностную пену

- Деаэратор уменьшает содержание растворенного воздуха и предотвращает стабилизацию поверхностной пены; если это возможно, потребность в пеногасителе снижается

- Эффективный пеногаситель/деаэратор должен в некоторой степени сочетать оба этих эффекта

Как выбрать правильный пеногаситель/деаэратор?

Производители химии рекомендуют использовать на предприятии как пеногасители, так и деаэраторы, которые могут снизить количество растворенного воздуха и поверхностной пены.



Пеногасители справляются с тяжелой поверхностной пеной. Нужно протестировать различные типы пеногасителей, чтобы увидеть, какой из них эффективно дестабилизирует поверхностную пену. Наиболее эффективным типом химического пеногасителя скорее всего будет поверхностно-активное вещество, но противоположное типам поверхностно-активных веществ, которые стабилизируют пену. После того, как мы выбрали наиболее подходящий пеногаситель для использования, нам нужно выбрать наилучшую точку дозирования. Важно выбрать позицию с хорошим перемешиванием, чтобы обеспечить равномерное распределение пеногасителя. Поскольку пеногаситель действует быстро, его можно добавлять непосредственно перед или в момент сильного вспенивания.

При использовании деаэратора мы стремимся к снижению растворенного воздуха в жидкой фазе. Наиболее эффективными деаэраторами, используемыми в мокрой части бумажного производства, обычно являются дисперсии жирных спиртов, и в зависимости от температуры мы выбираем подходящие деаэраторы. 
Есть рекомендации использовать как пеногаситель, так и деаэратор, которые могут выиграть от снижения растворенного воздуха и поверхностной пены.

Целлюлозные заводы часто используют комбинацию пеногасителя и деаэратора; они обычно представляют собой эмульсии или концентраты на основе силикона и предназначены для использования при высокой температуре и высоком pH.
Процесс производства целлюлозы и бумаги является динамичным и никогда не бывает стабильным, что означает, что эффективность пеногасителя и деаэратора также может меняться. Поэтому рекомендуется регулярно проверять используемые продукты, чтобы обеспечить оптимальную производительность.


Использованы фото PAPER MART