24 апреля в журнале ПРО ЦБП были опубликованы третий случай и третья задача.  Напомню суть и дам ответ на Задачу №3.

Третья задача (напоминание). Случай на фабрике с производством бумаги для санитарно-гигиенических изделий.

Данный случай отличается тем, что актуальную проблему удалось решить по телефону.

Это было 15-20 лет назад на фабрике, выпускающей бумагу из белёной сульфитной целлюлозы. Фабрика выпускала (и выпускает) бумагу типа офсетной и бумагу для санитарно-гигиенических изделий (СГИ), в частности, для бумажных полотенец.

Для более полной картины опишу ситуацию подробнее.

На данной фабрике сначала я принимал участие в освоении отечественных химикатов нейтральной проклейки в технологии офсетной бумаги. Внедряли отечественный клей АКД, оптический отбеливатель, влагопрочную смолу, смолы сухого упрочнения. Освоение прошло достаточно успешно. С технологической службой сложились доброжелательные рабочие отношения.

Через несколько лет фабрика приобрела новую БДМ для производства бумаги-основы для сан-гиг изделий (СГИ). После освоения новой БДМ фабрика начала производить туалетную бумагу и бумагу для полотенец. Причем как из собственной сульфитной целлюлозы, так и из беленой макулатуры.

Для производства бумаги для СГИ нами были предложены и освоены отечественные химикаты: катионная влагопрочная смола типа ППЭ с расходом от 6 до 40 кг/т для придания разного уровня влагопрочности бумаге-основе для бумажных полотенец, а также полиоксихлорид алюминия (ПОХА) с расходом 1-3 кг/т для нескольких целей: 1) для повышения эффективности влагопрочной смолы и 2) для фиксации частиц вредной древесной смолы и снижения смоляных затруднений, характерных для сульфитной целлюлозы. Для снижения пенообразования было рекомендовано испытать и применять доступные пеногасители. При производстве туалетной бумаги в массу подавали только ПОХА, поскольку влагопрочности там не требовалось.

На Янки-цилиндр подавали стандартный набор химикатов, включая релиз и адгезив.

В целом внедрение химикатов прошло нормально и фабрика долгое время производила бумагу для СГИ по данной технологии.

Однако, через 1-2 года после освоения бумаги СГИ главный технолог фабрики позвонила мне и попросила о помощи. Возникла проблема – бумага для полотенец (и, по-моему, туалетная) перестали впитывать, что приводит к браку. Фабрика не знала, что делать.

В ходе разговора по телефону я спросил, не было ли изменений в подаче химикатов при производстве бумаги для СГИ. Главный технолог ответила, что такие изменения были. Я высказал предположение и дал рекомендации. Через пару дней главный технолог перезвонила и сказала, что проблему удалось решить.

Вопрос. Как вы думаете, что могло произойти на фабрике при производстве бумаги для СГИ и какие изменения в подаче химикатов могли привести к снижению впитываемости воды у бумаги для СГИ из сульфитной целлюлозы?      

Ответ заключается в том, что взамен ПОХА в поток бумажной массы бумаги для СГИ подали глинозём, причем в повышенном количестве. Как известно, полиоксихлорид алюминия и глинозём оба являются коагулянтами на основе соединений алюминия. Как коагулянты они обладают похожим действием и в ряде случаев взаимозаменяемы. Однако, ПОХА в растворах дает менее кислую реакцию, чем глинозём и обладает небольшим гидрофобизирующим эффектом. А глинозём обладает большей кислотностью, в мягкой воде быстро снижает рН и обладает большим гидрофобизирующим эффектом при взаимодействии с остаточными смолистыми веществами и щелоками, поступающими с потоком целлюлозы. За счет гидрофобизации смолистых веществ целлюлозы ионами и соединениями алюминия бумага приобретает некоторую гидрофобность. В нашем случае повышенный расход глинозёма вызвал снижение рН, развитие гидрофобности и снижение впитываемости бумаги для СГИ. После снижения расхода глинозёма и переходе на ПОХА впитываемость бумаги восстановилась.

Комментарий. Высокий гидрофобизирующий эффект глинозёма при взаимодействии с остаточными смолистыми веществами и щелоками, проявляется особенно сильно при производстве бумаги и картона из небеленой сульфатной целлюлозы, поступающей жидким потоком. Так, для достижения требований по впитываемости для флютинга в поток небеленой сульфатной целлюлозы можно не подавать никакого гидрофобизирующего клея – достаточно подать только глинозём до рН ~ 4,5÷5,5 и требуемый уровень впитываемости по Кобб-30 на уровне 30-70 г/м² будет достигнут. Определенный гифрофобизирующий эффект глинозёма проявляется даже при производстве бумаги из привозной белёной сульфатной целлюлозы, где остаточных смолистых веществ в целлюлозе мало. Например, при производстве впитывающих видов бумаги типа фильтровальной или основы для пергамента. Впитываемость воды у этих видов бумаги снижается, если подать глинозём.

Благодарность. Выражаю благодарность постоянному участнику Константину Константину, который регулярно участвует и дает правильные ответы на непростые производственные задачи.

Приглашаю и других читателей журнала ПРО ЦБП высказывать свои соображения. Обмен производственным опытом полезен всем.

 Четвертая задача. Случай на линии по производству печатных видов бумаги.

Довольно сложный случай из технологической практики связан со «Светогорским ЦБК» (Выборгский р-н, Ленинградская обл.) - одним из крупнейших отечественных предприятий, имеющим богатую историю.

В начале 80-х годов в рамках большой реконструкции Светогорского ЦБК пускали новую линию по производству печатных видов бумаги. По тем временам крупнейшая БДМ для производства офсетной бумаги имела ширину 8,4м, имела традиционный клеильный пресс и приличную пусковую скорость ~ от 450 до 650 м/мин. Одновременно пускали цех по производству белёной сульфатной целлюлозы, которая обеспечивала новую БДМ сырьем. Всё было новым. Финские фирмы сдавали «под ключ» здание цеха, полный набор технологического оборудования БДМ с несколькими новыми участками приготовления химикатов и технологию в целом. Много нового было не только в потоке БДМ, но и на участках приготовления химикатов.

Хотел бы поделиться, чтобы сохранить в памяти некоторые страницы отечественной ЦБП.

Немного о технологии, которая считалась передовой в те годы. В технологии использовалась традиционная кислая проклейка бумаги канифольным клеем и глинозёмом. При этом канифольная клей-паста концентрацией 70% поставлялась из Финляндии в 200-литровых бочках. Клей-паста была очень вязкой и для её выгрузки использовали специальное устройство карусельного типа, где 6-8 бочек устанавливали по кругу под наклоном, в специальные держатели, оборудованные подогревом. Клей из бочек подогревался и стекал в центральный резервуар. Далее клей разбавляли до рабочей концентрации и подавали в бумажную массу.

Новой была и технология приготовления крахмала методом комбинированной энзимно-окислительной модификации для поверхностной проклейки бумаги в клеильном прессе. Крахмал готовили в больших открытых реакторах (а не в кукерах, как сейчас). В то время крахмал поставляли в джутовых мешках по 50 кг (а не в биг-бэгах, как сейчас). И для их загрузки в реактор использовали специальную машину для разрыва мешков. Это бункер, на дне которого вращались два горизонтальных шнека во встречном направлении. Мешки с крахмалом бросали в бункер, и джутовый мешок, попадая в зазор вращающихся шнеков, нещадно разрывался, а крахмал просыпался в бак для приготовления суспензии. Обрывки мешков удалялись, но огромное количество джутовых волокон попадало в крахмальную суспензию, и это вызывало проблемы. Такая суспензия поступала на два набора мощных сетчатых фильтров  (в рост человека) и джутовые волокна забивали фильтры примерно каждые 20-30 мин. Автоматического переключения не было, потому там почти постоянно стоял рабочий, который переключал вручную фильтры – один набор фильтров работает – другой промывается обратным током воды.

Одновременно осваивали систему приготовления суспензии каолина для подачи в массу, систему приготовления глинозёма. Эти участки находились вне бумажного цеха.

В цехе БДМ также осваивали линию приготовление полиакриламида для подачи в массу.

Ход пусковых работ и главная проблема

На стадии пусковых работ БДМ участвовали 4 организации: 

1) Сотрудники вновь запускаемой фабрики; 

2) Большая команда ленинградской пуско-наладочной организации во главе с талантливым техническим руководителем Ведехиным; 

3) Большая группа финских специалистов по пуску-наладке оборудования и технологии с привлечением специалистов соседних  финских фабрик; 

4) Научные сотрудники трех лабораторий Центрального НИИ Бумаги (Московская обл.).

В целом пуск и получение бумаги на накате БДМ шло удовлетворительно. Бумагу заданной массы на накате БДМ получили довольно быстро. Однако, возникал ряд трудностей и проблема. Были трудности с достижением заданной впитываемости на офсетной бумаге, были проблемы с повышенной обрывностью на клеильном прессе.

Но главной проблемой была пена. Огромное количество устойчивой пены, которая образовывалась в баке сбора регистровой и оборотной воды. Пена переливалась через края большой сборной ёмкости и заполняла весь нулевой этаж. Пена была настолько устойчивой, что сама не разрушалась и постепенно заполнила весь нулевой этаж. Её уровень доходил до груди среднего роста человека. Чтобы не допустить коротких замыканий и остановки работы массных насосов, питающих БДМ, трое рабочих фабрики посменно и круглосуточно шлангами с водой отгоняли пену от работающих насосов.

Каждый день в 8.00 ч утра и в 17.00 ч вечера проводились рабочие совещания с участием представителей всех четырех организаций, участвующих в пуске БДМ. И каждый день утром и вечером совещание начиналось и заканчивалось одним вопросом начальника производства Н. Быстрова: «Что нам делать с пеной?». Запомнился искренний ответ одного из финских специалистов, который почти бил себя в грудь и отвечал: «Я являюсь лучшим специалистом в Европе (по поверхностной проклейке), объездил много стран, но такой пены я никогда не видел» (конец цитаты).  Что делать он не знал. Финские специалисты с других фабрик тоже ничем помочь не сумели. Через пару дней приехал еще один финский специалист. Увидев его, мы спросили откуда загар? Он ответил, что приехал прямо с отдыха с Канарских островов. Но и канарский загар нам не помог. Пены не убывало почти неделю.

Проблему надо было решать. И через 2-3 дня неудачных попыток справиться с пеной, мы с Ведехиным систематизировали разные попытки и написали вручную, под копирку, последовательную программу из 10 вариантов – изменений в режиме размола, подачи химикатов, включая расходы глинозёма, клея, их взаимных точек подачи (прямая и обратная схема проклейки, поскольку канифольный клей способствует пенообразованию), регулировку рН (автоматический рН метр на БДМ работал), регулировку подачи суспензии каолина (в нем были сомнения), пуска установки и подачу раствора ПАА (пустили не сразу), подачу дизеля для снижения пенообразования (современных пеногасителей тогда не было), регулировку уровня в баках сбора оборотной воды (чтобы уменьшить захват воздуха насосами) и даже контроля обрывности на клеильном прессе, чтобы окисленный крахмал, (который тоже давал пену) не попадал в поток бумажной массы.

Последний из вариантов пришелся на конец незабываемой рабочей недели - субботу, когда многие из активных участников пуска БДМ, отчаявшись, уже ушли отдыхать или поехали в Лесогорск, в магазин, за дефицитными финскими товарами.

Наш труд был вознагражден. Сработал 10-й вариант, на котором лично я получил небольшую травму. Пена исчезла, проклейка бумаги полностью восстановилась, и проблема в этом плане была решена.

Кстати, поле решения проблемы загорелый финский специалист уже у нас консультировался – как решить проблему на аналогичной БДМ в Финляндии – там на бумаге набегала едва заметная косая складка по всей длине и ширине полотна. Мы поделились своими соображениями. Не знаю, помогло ли.

Вопрос. Как вы думаете, какой (или какие) факторы, из перечисленных выше, сработали и помогли устранить уникальное пенообразование? 

Подсказка. Все факторы (в свободном порядке) перечислены выше.