Войти
| Внешний образ | |
|---|---|
 Посмотреть видео бумагоделательной машины |
Бумагоделательная машина Fourdrinier Бумагоделательной машины (или бумагоделательной машины) является промышленная машина, которая используется в целлюлозно-бумажной промышленности, чтобы создать бумагу в больших количествах на высокой скорости. Современные бумагоделательные машины основаны на принципах машины Фурдринье, в которой движущаяся тканая сетка используется для создания непрерывного бумажного полотна путем фильтрации волокон, содержащихся в бумажной массе, и производства непрерывно движущегося влажного мата из волокна. Его сушат в машине, чтобы получить прочное бумажное полотно.
Базовый процесс представляет собой промышленную версию исторического процесса ручного изготовления бумаги, который не может удовлетворить потребности развивающегося современного общества в больших количествах субстрата для печати и письма. Первая современная бумагоделательная машина была изобретена Луи-Николя Робером во Франции в 1799 году, а улучшенная версия была запатентована в Великобритании Генри и Сили Фурдринье в 1806 году.
Тот же процесс используется для производства картона на картоноделательной машине.
Бумагоделательные машины обычно имеют как минимум пять отдельных операционных секций:
Также может быть секция покрытия для изменения характеристик поверхности с помощью таких покрытий, как фарфоровая глина.
До изобретения непрерывного производства бумаги бумагу изготавливали в виде отдельных листов путем перемешивания контейнера с пульповой суспензией и либо заливки ее в тканевое сито, называемое листовой формой, либо погружением и подъемом листовой формы из чана. Еще на ткани в форме для листов влажную бумагу прижимали для удаления излишков воды. Затем лист поднимали и подвешивали на веревке или деревянном стержне для сушки на воздухе.
Модель непрерывной бумагоделательной машины Fourdrinier на бумажной фабрике Frogmore В 1799 году Луи-Николя Робер из Эссонна, Франция, получил патент на бумагоделательную машину для непрерывного производства. В то время Роберт работал на Сен-Леже Дидо, с которым поссорился из-за права собственности на изобретение. Дидо считал, что Англия - лучшее место для разработки машины. Но в тяжелые времена Французской революции он не мог поехать туда сам, поэтому послал своего зятя Джона Гэмбла, англичанина, жившего в Париже. Через цепочку знакомых Гэмбл познакомился с братьями Сили и Генри Фурдринье, торговцами канцелярскими товарами из Лондона, которые согласились профинансировать проект. 20 октября 1801 года Gamble был выдан британский патент № 2487. В машине Fourdrinier использовалась конвейерная лента с сеткой из специальной тканой ткани (известная как проволока, поскольку ее когда-то ткали из бронзы) в формовочной секции, где находилась суспензия волокна (обычно древесины). или другие растительные волокна) осушают, чтобы получить непрерывное бумажное полотно. Первоначальная формовочная секция Fourdrinier использовала горизонтальный дренажный участок, называемый дренажным столом.
С помощью Брайана Донкина, опытного и гениального механика, улучшенная версия оригинала Роберта была установлена на бумажной фабрике Фрогмор, Апсли, Хартфордшир, в 1803 году, а затем еще одна в 1804 году. Третья машина была установлена на собственном предприятии Фурдриннеров. мельница в Две воды. Fourdriniers также купили фабрику в St Neots, намереваясь установить там две машины, и процесс и машины продолжали развиваться.
Томасу Гилпину чаще всего приписывают создание первой в США бумагоделательной машины цилиндрического типа в Брендивайн-Крик, штат Делавэр, в 1817 году. Эта машина также была разработана в Англии, но это была машина для формования цилиндров. Машина Fourdrinier не была представлена в США до 1827 года.
Записи показывают, что Чарльз Кинси из Патерсона, штат Нью-Джерси, уже запатентовал бумагоделательную машину непрерывного действия в 1807 году. Машина Кинси была построена на месте Дэниэлом Сауном, а к 1809 году машина Кинси успешно производила бумагу на фабрике Эссекс в Патерсоне. Финансовый стресс и потенциальные возможности, созданные эмбарго 1807 года, в конечном итоге убедили Кинси и его сторонников сместить фокус фабрики с бумаги на хлопок, и первые успехи Кинси в производстве бумаги вскоре были упущены из виду и забыты.
Патент Гилпина 1817 года был аналогичен патенту Кинси, как и патент Джона Эймса 1822 года. Патент Эймса был оспорен его конкурентами, утверждая, что Кинси был первым изобретателем, а Эймс крал идеи других людей, их доказательством являлось использование Дэниела Сона. работать на своей машине.
Метод непрерывного производства, продемонстрированный бумагоделательной машиной, повлиял на развитие непрерывной прокатки чугуна, а затем стали и других непрерывных производственных процессов.
Растительные волокна, используемые для производства целлюлозы, состоят в основном из целлюлозы и полуцеллюлозы, которые имеют тенденцию к образованию молекулярных связей между волокнами в присутствии воды. После испарения воды волокна остаются связанными. Для большинства сортов бумаги нет необходимости добавлять дополнительные связующие, хотя можно добавлять добавки, повышающие прочность как в мокром, так и в сухом состоянии.
Тряпки из хлопка и льна были основным источником целлюлозы для бумаги перед древесной массой. Сегодня почти вся целлюлоза состоит из древесного волокна. Хлопковое волокно используется в специальных сортах, обычно в бумаге для печати для таких вещей, как резюме и валюта.
Источниками тряпок часто являются отходы других производств, например, фрагменты джинсовой ткани или порезы перчаток. Волокна одежды происходят из хлопковой коробочки. Волокна могут иметь длину от 3 до 7 см, поскольку они присутствуют на хлопковом поле. Отбеливатель и другие химические вещества удаляют цвет с ткани в процессе приготовления, обычно с использованием пара. Фрагменты ткани механически истираются на волокна, и волокна укорачиваются до длины, подходящей для изготовления бумаги с помощью процесса резки. Тряпка и вода сбрасываются в корыто, образуя замкнутый контур. Цилиндр с режущими кромками, или ножи, и ложа ножа являются частью петли. Вращающийся цилиндр многократно толкает содержимое желоба. По мере того, как он медленно опускается в течение нескольких часов, он разбивает тряпки на волокна и разрезает их на нужную длину. Процесс резки прекращается, когда смесь проходит через цилиндр достаточное количество раз при запрограммированном конечном зазоре между ножами и станиной.
Другой источник хлопкового волокна - это процесс очистки хлопка. Семена остаются в окружении коротких волокон, известных как линт из-за своей короткой длины и сходства с ворсом. Лен слишком короток для успешного использования в ткани. Хлопок, удаленный с семян хлопчатника, бывает первой и второй фракций. Первые разрезы длиннее.
Целлюлоза делится на две основных классификации: химическая и механическая. Раньше для производства целлюлозы использовался сульфитный процесс, но сейчас преобладает крафт-процесс. Крафт-целлюлоза имеет превосходную прочность по сравнению с сульфитной и механической целлюлозой, а отработанные химикаты крафт-процесса легче восстанавливать и регенерировать. И целлюлозу, и целлюлозу можно отбеливать до высокой степени белизны.
Химическая варка целлюлозы растворяет лигнин, который связывает волокна друг с другом, и связывает внешние фибриллы, составляющие отдельные волокна, с сердцевиной волокна. Лигнин, как и большинство других веществ, которые могут отделять волокна друг от друга, действует как разрыхлитель, снижая прочность. Прочность также зависит от сохранения длинных цепей молекул целлюлозы. Крафт-процесс из-за используемых соединений щелочи и серы имеет тенденцию минимизировать воздействие на целлюлозу и некристаллическую гемицеллюлозу, что способствует связыванию при растворении лигнина. Процессы кислой варки укорачивают целлюлозные цепи.
Из крафт-целлюлозы можно получить превосходный лайнер-картон и отличную бумагу для печати и письма.
Молотая древесина, основной ингредиент, используемый в газетной бумаге, и главный компонент журнальной бумаги (мелованные публикации) - это буквально измельченная древесина, произведенная шлифовальной машиной. Поэтому в нем много лигнина, что снижает его прочность. В результате измельчения образуются очень короткие волокна, которые медленно стекают.
Термомеханическая пульпа (ТМП) представляет собой разновидность древесной массы, в которой волокна отделяются механически при достаточно высоких температурах для размягчения лигнина.
Между химической и механической целлюлозой существуют полухимические целлюлозы, в которых используется мягкая химическая обработка с последующим рафинированием. Полухимическая целлюлоза часто используется для гофрирования.
Тюки переработанной бумаги (обычно старые гофрированные контейнеры) для небеленой (коричневой) упаковки можно просто измельчить, просеять и очистить. Переработка для изготовления белой бумаги обычно осуществляется на заводе по удалению краски, где используются просеивание, очистка, промывка, отбеливание и флотация. Очищенная от краски целлюлоза используется в бумаге для печати и письма, а также в салфетках, салфетках и бумажных полотенцах. Его часто смешивают с первичной мякотью.
На целлюлозно-бумажных комбинатах целлюлозу обычно хранят в башнях с высокой плотностью перед перекачкой для подготовки массы. Неинтегрированные заводы используют либо сухую целлюлозу, либо влажную (прессованную) целлюлозу, обычно получаемую в тюках. Тюки целлюлозы заталкиваются в измельчителе [повторно].
Подготовка массы - это область, в которой целлюлозу обычно очищают, смешивают до соответствующей пропорции с твердой, мягкой древесиной или переработанным волокном и разбавляют до максимально однородной и постоянной консистенции. Уровень pH регулируется, и при необходимости добавляются различные наполнители, такие как отбеливающие агенты, размер и прочность во влажном состоянии или прочность в сухом состоянии. Дополнительные наполнители, такие как глина, карбонат кальция и диоксид титана, увеличивают непрозрачность, поэтому печать на обратной стороне листа не будет отвлекать от содержимого на лицевой стороне листа. Наполнители также улучшают качество печати.
Пульпа прокачивается через ряд резервуаров, которые обычно называют сундуками, которые могут быть круглыми или, чаще, прямоугольными. Исторически они изготавливались из специального железобетона, облицованного керамической плиткой, но также используются мягкие и нержавеющие стали. Поскольку волокна и наполнители плотнее воды и имеют тенденцию быстро оседать, а также волокна притягиваются друг к другу, образуя сгустки, называемые хлопьями, суспензии пульпы низкой консистенции перемешиваются в этих ящиках с помощью пропеллерных мешалок рядом с всасывающим отверстием насоса на дне ящика.
В следующем процессе различные типы целлюлозы, если они используются, обычно обрабатываются на отдельных, но схожих технологических линиях до тех пор, пока не будут объединены в смесительном резервуаре:
Из хранилища высокой плотности или из глушителя / гидроразбивателя пульпа перекачивается в резервуар для хранения низкой плотности (резервуар). Оттуда он обычно разбавляется примерно до 4% консистенции перед перекачкой в неочищенный резервуар. Из ящика нерафинированного сырья снова перекачивается с контролем консистенции через рафинер. Рафинирование представляет собой операцию, в результате чего пульпа суспензия проходит между парой дисков, один из которых неподвижен, а другой вращается со скоростью, как правило, 1000 или 1200 оборотов в минуту в течение 50 и 60 Гц переменного тока, соответственно. Диски имеют выступающие планки на гранях и проходят друг с другом с небольшим зазором. Это действие распускает внешний слой волокон, в результате чего фибриллы волокон частично отслаиваются и распускаются наружу, увеличивая площадь поверхности и способствуя соединению. Таким образом, рафинирование увеличивает прочность на разрыв. Например, папиросная бумага является относительно нерафинированной, тогда как упаковочная бумага более очищена. Очищенное сырье из рафинера затем поступает в сундук с очищенным бульоном или сундук для смешивания, если он используется как таковой.
Волокна твердой древесины обычно имеют длину 1 мм и меньше в диаметре, чем длина 4 мм, характерная для волокон мягкой древесины. Рафинирование может привести к разрушению трубки из мягкого волокна, что приведет к нежелательным свойствам листа.
Из очищенного бульона или смесительного бункера снова контролируется консистенция запаса, когда он перекачивается в машинный бункер. Он может быть очищен или добавки могут быть добавлены по пути в резервуар машины.
Грудь машины - это в основном ящик для выравнивания консистенции, удерживаемый около 15 минут. Этого времени удерживания достаточно, чтобы позволить выровнять любые отклонения консистенции, попадающие в сундук, за счет действия клапана основного веса, получающего обратную связь от линейного сканера измерения основного веса. (Примечание: многие бумагоделательные машины ошибочно контролируют консистенцию, выходящую из ящика машины, что мешает контролю основного веса.)
Эта бумагоделательная машина состоит из четырех основных секций. Формовочная часть превращает пульпу в основу для листов вдоль проволоки. Пресс - секция, которая удаляет большую часть оставшейся воды через систему зазоров валков, образованное прижатие друг к другу с помощью автоматизированного пресс войлоков, которые поддерживают лист и поглощают прессованную воду. Сушильная секция бумагоделательной машины, как следует из названия, сушит бумагу с помощью ряда цилиндров с внутренним паровым нагревом, которые испаряют влагу. Каландры используются для придания поверхности бумаги гладкости и глянца. На практике каландровые валки обычно укладывают в штабель вертикально.
Схема, показывающая секции машины Fourdrinier 
Рабочий проверяет влажную беленую древесную массу на старомодном измельчителе Холландера. От машины грудь запас перекачивается в напорный бак, обычно называемый «напорный бак» или материал коробки, цель которого заключается в поддержании постоянной напор (давление) на суспензии волокна или запаса, как он питает вес основы клапана. В сальниковой коробке также есть средства, позволяющие выходить пузырькам воздуха. Консистенция пульпы в камере сальника находится в диапазоне 3%. Поток из сальниковой коробки осуществляется под действием силы тяжести и регулируется клапаном массы на пути к всасыванию вентиляторного насоса, где он впрыскивается в основной поток воды к вентиляторному насосу. Основной поток воды, перекачиваемой вентиляторным насосом, поступает из резервуара или резервуара для белой воды, который собирает всю воду, стекающую из формовочной секции бумагоделательной машины. До того, как будет введен поток волокна из набивочного бункера, в белой воде очень мало клетчатки. Белая вода постоянно рециркулирует вентиляторным насосом через напорный ящик и возвращается из ямы для проволоки и различных других резервуаров и резервуаров, которые получают дренаж от формирующей проволоки и дренаж с помощью вакуума из всасывающих ящиков и валков для обработки влажного волокнистого полотна. На пути к напорному ящику пульпа может проходить через центробежные очистители, удаляющие тяжелые загрязнения, такие как песок, и фильтры, которые разбивают комки волокон и удаляют крупногабаритный мусор. В конечном итоге вентиляторный насос питает напорный ящик независимо от наличия центробежных очистителей или фильтров.
Назначение напорного ящика - создать турбулентность, чтобы волокна не слипались и равномерно распределяли суспензию по ширине проволоки. Древесные волокна имеют тенденцию притягиваться друг к другу, образуя комки, и этот эффект называется флокуляцией. Флокуляция уменьшается за счет снижения консистенции и / или за счет перемешивания суспензии; однако удаление флокуляции становится очень трудным при консистенции намного выше 0,5%. Сведение к минимуму степени флокуляции при формовании важно для физических свойств бумаги.
Консистенция в напорном ящике обычно составляет менее 0,4% для большинства сортов бумаги, при этом более длинные волокна требуют более низкой плотности, чем короткие волокна. Более высокая консистенция заставляет больше волокон ориентироваться в направлении z, в то время как более низкая консистенция способствует ориентации волокон в направлении xy. Более высокая консистенция обеспечивает более высокую толщину и жесткость, более низкая консистенция способствует более высокому растяжению и некоторым другим прочностным свойствам, а также улучшает формирование (однородность). Многие свойства листов продолжают улучшаться до консистенции ниже 0,1%; однако это непрактичное количество воды для обработки. (Большинство бумагоделательных машин работают с более высокой плотностью напорного ящика, чем оптимальная, поскольку они были ускорены с течением времени без замены вентиляторного насоса и напорного ящика. Существует также экономический компромисс с высокими затратами на перекачивание для более низкой консистенции).
Исходная суспензия, которую в этот момент часто называют белой водой, выходит из напорного ящика через прямоугольное отверстие регулируемой высоты, называемое срезом, поток белой воды называется струей, и она находится под давлением на высокоскоростных машинах, чтобы мягко приземлиться на перемещение петли ткани или проволоки со скоростью, как правило, между плюс или минус 3% от скорости подачи проволоки, называемой лихорадки и сопротивления соответственно. Чрезмерный рывок или сопротивление приводит к большей ориентации волокон в машинном направлении и придает разные физические свойства в машинном и поперечном направлениях; однако этого явления нельзя полностью избежать на машинах Fourdrinier.
На более низкоскоростных машинах со скоростью 700 футов в минуту сила тяжести и высота материала в напорном ящике создают давление, достаточное для формирования струи через отверстие ломтика. Высота ложи - это головка, от которой и произошло название напорного ящика. Скорость струи по сравнению со скоростью проволоки известна как соотношение струи и проволоки. Когда соотношение струи и проволоки меньше единицы, волокна в заготовке вытягиваются в машинном направлении. На более медленных машинах, где перед сливом в масле остается достаточное количество жидкости, проволоку можно перемещать вперед и назад с помощью процесса, известного как встряхивание. Это обеспечивает некоторую степень рандомизации направления волокон и придает листу более однородную прочность как в продольном, так и в поперечном направлении. На быстрых машинах материал не остается на проволоке в жидкой форме достаточно долго, и длинные волокна совпадают с машиной. Когда соотношение струи и проволоки превышает единицу, волокна имеют тенденцию скапливаться в комки. В результате изменения плотности бумаги придают ей вид старинной или пергаментной бумаги.
Два больших вала обычно образуют концы дренажной секции, которая называется дренажным столом. Рулон груди находится под окном потока, струя быть направлена на землю на нем примерно в верхнем центре. На другом конце дренажного стола находится присасывающий ( кушающий) валик. Кушетка представляет собой полую оболочку, в которой просверлены многие тысячи точно расположенных отверстий диаметром от 4 до 5 мм. Валок с полой оболочкой вращается над неподвижной всасывающей камерой, обычно размещаемой в центре вверху или вращающейся чуть ниже машины. Всасывающий ящик нагнетается вакуумом, который втягивает воду из полотна во всасывающий ящик. С отсасывающего вала лист подается в секцию пресса.
Внизу от отсасывающего ролика находится ролик для поворота проволоки. Этот рулон приводится в движение и протягивает проволоку вокруг петли. Ролик для поворота проволоки имеет значительный угол намотки для захвата проволоки.
Ультразвуковая пленка, установленная под проволокой на бумагоделательной машине Для поддержки проволоки в области дренажного стола используется ряд дренажных элементов. Эти элементы не только поддерживают проволоку и способствуют дренажу, но и очищают лист от хлопьев. На тихоходных машинах этими элементами стола в основном являются ролики стола. По мере увеличения скорости всасывание, развиваемое в зазоре ролика стола, увеличивается, и при достаточно высокой скорости проволока отрывается назад после выхода из зоны вакуума и заставляет массу отскакивать от проволоки, нарушая пласт. Для предотвращения этого используются дренажные пленки. Фольги обычно имеют наклон от нуля до двух или трех градусов и обеспечивают более плавное действие. Там, где используются рулоны и фольга, рулоны используются рядом с напорным ящиком, а фольга - дальше вниз по машине. Также можно использовать ультразвуковую фольгу, создающую миллионы импульсов давления за счет взрыва кавитационных пузырьков, которые разделяют волокна, давая им более равномерное распределение.
На столе у линии сушки расположены низковакуумные ящики, которые осушаются барометрической опорой под действием силы тяжести. За сухой линией идут отсасывающие камеры с приложенным вакуумом. Всасывающие ящики доходят до рулона дивана. На кушетке густота листа должна быть около 25%.
Тип формующей секции обычно зависит от марки производимой бумаги или картона; однако многие старые машины имеют неоптимальную конструкцию. Старые машины можно модернизировать, добавив в них более подходящие формовочные секции.
Второй напорный ящик может быть добавлен к обычному Fourdrinier поставить другую смесь волокон на верхней части базового слоя. Вторичный напорный ящик обычно расположен в точке, где базовый лист полностью осушенная. Это не считается отдельным слоем, потому что под действием воды хорошо перемешиваются волокна верхнего и нижнего слоев. Вторичные напорные ящики обычно используются на облицовочном картоне.
Модификация основного стола Фурдринье путем добавления второй проволоки поверх дренажного стола известна как формирователь верхней проволоки. Нижний и верхний провода сходятся, и некоторый дренаж проходит через верхний провод. Верхний трос улучшает формирование, а также обеспечивает больший дренаж, что полезно для машин, которые были ускорены.
В Твине Провод машин или Gap бывшие использует два вертикальных проволоки в формовочной секции, таким образом увеличивая Обезвоживание скорости суспензии волокон, а также дают два равномерной односторонность.
Существуют также машины с целыми секциями Фурдринье, установленными над традиционным Фурдринье. Это позволяет изготавливать многослойную бумагу с особыми характеристиками. Их называют лучшими фурдриниерами, из них делают многослойную бумагу или картон. Обычно это используется для того, чтобы сделать верхний слой из беленого волокна поверх небеленого слоя.
Другой тип формовочной секции - это машина для формования цилиндров, изобретенная Джоном Дикинсоном в 1809 году, первоначально как конкурент машины Fourdrinier. Эта машина использует покрытый сеткой вращающийся цилиндр, частично погруженный в резервуар с волокнистой суспензией на мокром конце, чтобы сформировать бумажное полотно, обеспечивающее более беспорядочное распределение целлюлозных волокон. Цилиндрические машины могут формировать лист с более высокой плотностью, что дает более трехмерную ориентацию волокон, чем более низкие плотности, что приводит к более высокой толщине (толщине) и большей жесткости в машинном направлении (MD). Высокая MD-жесткость используется в пищевой упаковке, такой как коробки для хлопьев, и другие коробки, такие как стиральные порошки.
Тканевые машины обычно формируют бумажное полотно между проволокой и специальной тканью (войлоком), когда они наматываются на формующий валок. Полотно выдавливается из фетра прямо на сушилку большого диаметра, называемую янки. Бумага прилипает к янки-сушилке и снимается скребком, который называется « доктор». Тканевые машины работают со скоростью до 2000 м / мин.
Воспроизвести медиа Бумагоделательная машина 
Вальцовый пресс гранитный на участке гранитного карьера Вторая часть бумагоделательной машины является разделом прессы, которая удаляет большую часть оставшейся воды через систему зазоров валков, образованное прижатие друг к другу с помощью автоматизированного пресс войлоков, которые поддерживают лист и поглощают прессованную воду. Консистенция бумажного полотна на выходе из прессовой секции может быть выше 40%.
Прессование - наиболее эффективный метод обезвоживания листа, поскольку требуется только механическое воздействие. Сукон исторически изготавливали из шерсти. Однако сегодня они почти на 100% синтетические. Они состоят из тканого полиамидного полотна с толстым войлоком, имеющим особый дизайн для максимального водопоглощения.
Прессы могут быть одинарными или двойными. Одинарный войлочный пресс имеет войлок с одной стороны и гладкий валок с другой. В прессе с двойным войлоком обе стороны листа соприкасаются с войлоком. Одиночные войлочные зажимы полезны, когда они соединяются с гладким валком (обычно в верхнем положении), что добавляет двусторонности, делая верхнюю сторону более гладкой, чем нижнюю. Двойные войлочные зажимы придают шероховатость обеим сторонам листа. Для первой прессовой секции плотного картона желательны двухслойные прессы.
Простые прижимные валки могут быть валками с рифленой или глухой просверленной поверхностью. Более совершенные прижимные валки - это прижимные валки. Это рулоны с перфорированной оболочкой и крышкой. Корпус из металлического материала, такого как бронзовая нержавеющая сталь, покрыт резиной или синтетическим материалом. И оболочка, и крышка просверлены по всей поверхности. Стационарная всасывающая камера установлена в сердечнике всасывающего вала для поддержки прессуемой оболочки. Торцевые торцевые уплотнения используются для соединения внутренней поверхности корпуса и всасывающей камеры. Гладкие валки обычно изготавливают из гранитных валков. Гранитные рулоны могут достигать 30 футов (9,1 м) в длину и 6 футов (1,8 м) в диаметре.
Обычные валковые прессы сконфигурированы так, что один из прижимных валков находится в фиксированном положении, при этом сопрягаемый валок загружается против этого неподвижного валка. Войлок проходит через зажимы прижимных валков и продолжается вокруг войлочной дорожки, обычно состоящей из нескольких войлочных валков. Во время пребывания в прижиме влага из листа передается на сукно. Когда сукно выходит из зажима и продолжает движение, вакуумная камера, известная как Uhle Box, создает вакуум (обычно -60 кПа) к сукну для удаления влаги, так что, когда сукно возвращается в зажим в следующем цикле, он не добавляет влаге листу.
В некоторых сортах бумаги используются всасывающие захватывающие ролики, которые используют вакуум для переноса листа с кушетки на войлок при первом нажатии или между секциями пресса. Роликовые прессы подборщика обычно имеют вакуумную камеру с двумя вакуумными зонами (низкий вакуум и высокий вакуум). Эти валки имеют большое количество просверленных отверстий в крышке, чтобы позволить вакууму проходить из неподвижной вакуумной камеры через покрытие вращающегося вала. Зона низкого вакуума захватывает лист и передает его, в то время как зона высокого вакуума пытается удалить влагу. К сожалению, при достаточно высокой скорости центробежная сила выбрасывает откачанную воду, что делает ее менее эффективной для обезвоживания. Прессы-подборщики также имеют стандартные войлочные ходы с ящиками Uhle. Однако конструкция подбирающего пресса совершенно иная, поскольку движение воздуха важно для подбора и обезвоживания его функций.
Ролики, контролируемые короной (также известные как ролики CC), обычно являются сопрягаемыми роликами в устройстве пресса. У них есть гидравлические цилиндры в прижимных валках, которые предотвращают прогиб валка. Цилиндры соединяются с башмаком или несколькими башмаками, чтобы удерживать верхнюю часть рулона плоской, чтобы противодействовать естественному «изгибу» формы рулона из-за приложения нагрузки к краям.
Прессы с расширенным зазором (или ENP) являются относительно современной альтернативой обычным валковым прессам. Верхний валок обычно представляет собой стандартный валок, в то время как нижний валок на самом деле представляет собой большой валок CC с удлиненным башмаком, изогнутым по форме верхнего валка, окруженным вращающейся резиновой лентой, а не стандартной крышкой валка. Цель ENP - увеличить время выдержки листа между двумя валками, тем самым максимально увеличивая обезвоживание. По сравнению со стандартным валковым прессом, который обеспечивает до 35% твердых частиц после прессования, ENP увеличивает это количество до 45% и выше, обеспечивая значительную экономию пара или увеличение скорости. ENP уплотняют лист, тем самым увеличивая предел прочности на разрыв и некоторые другие физические свойства.
Сушильная секция старой бумагоделательной машины типа Фурдринье. Эти узкие сушилки небольшого диаметра не закрыты вытяжкой, что датируется фотографией до 1970-х годов. Сушильная секция бумагоделательной машины, как следует из названия, сушит бумагу с помощью ряда цилиндров с внутренним паровым нагревом, которые испаряют влагу. Давление пара может достигать 160 фунтов на кв. Дюйм. Пар входит в конец головки осушителя (крышка цилиндра) через паровой патрубок, а конденсат выходит через сифон, идущий от внутренней оболочки к центральной трубе. Из центральной трубы конденсат выходит через соединение на головке осушителя. Для широких машин требуется несколько сифонов. В более быстрых машинах центробежная сила удерживает слой конденсата на кожухе, а стержни, создающие турбулентность, обычно используются для взбалтывания слоя конденсата и улучшения теплопередачи.
Лист обычно удерживается напротив сушилок длинными войлочными петлями сверху и снизу каждой секции сушилки. Войлок значительно улучшает теплопередачу. Фетры сушилки сделаны из грубых нитей и имеют очень открытое переплетение, которое почти прозрачно. Обычно первую нижнюю секцию сушилки снимают, чтобы вывалить ее на пол подвала во время разрыва листа или при заправке листа.
Сушилки для бумаги обычно располагаются в группах, называемых секциями, чтобы они могли работать с постепенно несколько меньшей скоростью, чтобы компенсировать усадку листа по мере высыхания бумаги. Некоторые сорта бумаги также могут растягиваться при прохождении через машину, что требует увеличения скорости между секциями. Промежутки между секциями называются розыгрышами.
Секции сушки обычно закрываются для сохранения тепла. Горячий воздух обычно подается в карманы, где лист прерывает контакт с сушилками. Это увеличивает скорость высыхания. Вентиляционные трубки кармана имеют по всей длине прорези, обращенные внутрь кармана. Вытяжные колпаки сушильных шкафов обычно выпускаются с помощью серии вытяжных вентиляторов, установленных на крыше, которые спускаются вниз по сушильной секции.
Дополнительные проклеивающие вещества, включая смолы, клей или крахмал, могут быть добавлены к полотну для изменения его характеристик. Проклейка улучшает водостойкость бумаги, снижает ее способность к распуханию, снижает абразивность и улучшает ее печатные свойства и прочность сцепления с поверхностью. Их можно наносить мокрым (внутренняя проклейка) или сухим концом (поверхностная проклейка) или обоими способами. На сухом конце проклейка обычно наносится клеильным прессом. Клеевой пресс может представлять собой рулонный аппликатор (залитый прижим) или аппликатор с соплом. Обычно его размещают перед последней сушильной секцией. Некоторые бумагоделательные машины также используют «устройство для нанесения покрытий » для нанесения покрытия из наполнителей, таких как карбонат кальция или фарфоровая глина, обычно суспендированные в связующем из вареного крахмала и стирол-бутадиенового латекса. Покрытие дает очень гладкую, яркую поверхность с высочайшим качеством печати.
Бумага, выходящая из машины, скатывается на катушку для дальнейшей обработки. Каландр состоит из двух или более валков, где давление прикладываются к проходной бумаге. Каландры используются для придания поверхности бумаги гладкости и глянца. Это также придает ему более равномерную толщину. Давление, прикладываемое к полотну роликами, определяет качество бумаги.
После каландрирования содержание влаги в полотне составляет около 6% (в зависимости от композиции). Бумага наматывается на металлические катушки с помощью большого цилиндра, называемого барабанным барабаном. Между барабаном и катушкой поддерживается постоянное давление зажима, позволяя возникающему трению вращать катушку. Бумага проходит через верх барабана и наматывается на катушку, образуя рулон мастер-пленки.
Чтобы бумагоделательная машина могла работать непрерывно, барабан должен иметь возможность быстро переключаться с намотки готового рулона на пустую катушку без остановки потока бумаги. Для этого каждая секция барабана будет иметь две или более катушек, вращающихся в процессе. С помощью мостового крана пустые катушки загружаются на два основных рычага над барабаном. Когда рулон мастер-пленки достигнет своего максимального диаметра, рычаги опускают новую катушку до контакта с барабаном, и машина за барабаном протягивает ленту по движущемуся листу бумаги, быстро отрывая ее и прикрепляя поступающую бумагу к новой катушке.. Затем катушка опускается на вторичные рычаги, которые постепенно отводят катушку от барабана катушки по мере увеличения диаметра бумаги на катушке.
Твердости рулона должны быть проверены, получены и соответствующим образом скорректированы, чтобы гарантировать, что твердость рулона находится в пределах допустимого диапазона для продукта.
Рулоны бумаги, намотанные в конце процесса сушки, представляют собой полную обрезанную ширину полотна, выходящего из проволоки, за вычетом усадки от высыхания. В секции намотки рулоны бумаги разрезаются на рулоны меньшего размера, ширина и диаметр которых определяется заказом клиента. Для этого катушка помещается на разматывающую стойку, а расстояния между резцами (острыми режущими дисками) регулируются в соответствии с шириной, указанной в заказе. Намотчик работает до тех пор, пока не будет достигнут желаемый диаметр рулона, и рулоны маркируются в соответствии с размером и заказом перед отправкой на отгрузку или на склад. Барабан обычно имеет диаметр, достаточный для изготовления двух или более комплектов рулонов.
Обрыв: макулатура, образовавшаяся в процессе изготовления бумаги, образовавшаяся во время обрыва листа или обрезки. Его собирают и помещают в репултер для повторного использования в производственном процессе.
консистенция: процент сухого волокна в суспензии целлюлозы.
диван: по-французски означает « лечь». Следуя за рулоном кушетки, лист снимается с проволоки и передается в секцию пресса.
денди ролл: полый рулон, покрытый сеткой, который устанавливается поверх Fourdrinier. Он разбивает комки волокон, чтобы улучшить формирование листа, а также может использоваться для создания отпечатка, как и в случае с бумагой с укладкой. См. Также водяной знак.
Насос с вентилятором: большой насос, который перекачивает бытовую воду из резервуара для чистой воды в напорный ящик. Насос представляет собой специальную конструкцию с низким уровнем импульсов, которая сводит к минимуму влияние импульсов лопастей, которые могут привести к неравномерному удельному весу бумаги в машинном направлении, известному как перемычка. Поток от вентиляторного насоса может проходить через сетки и очистители, если они используются. На больших бумагоделательных машинах вентиляторные насосы могут быть рассчитаны на десятки тысяч галлонов в минуту.
Войлок: петля из ткани или синтетического материала, которая проходит между прижимными валками и служит местом для приема отжатой воды. Войлок также поддерживает влажное бумажное полотно и направляет его через секцию пресса. Войлок также используется в сушильной части, чтобы держать лист в тесном контакте с сушилками и увеличивать теплопередачу.
наполнитель : мелкодисперсное вещество, добавляемое в бумагу в процессе формования. Наполнители улучшают качество, яркость и непрозрачность печати. Самые распространенные наполнители - это глина и карбонат кальция. Диоксид титана является наполнителем, но также улучшает яркость и непрозрачность. Наполнитель из карбоната кальция обычно используется в щелочном производстве бумаги, в то время как каолиновая глина преобладает в производстве бумаги с кислотой. Щелочная бумага имеет превосходные свойства старения.
Формирование: степень равномерности распределения волокон в готовой бумаге, которую легко увидеть, подержав бумагу на свету.
напорный ящик : напорная камера, в которой применяется турбулентность для разрушения комков волокон в суспензии. Основная задача напорного ящика - равномерно распределить волокнистую суспензию по проволоке.
Зажим: область контакта, где встречаются два противоположных валка, например, в прессе или каландре.
pH : степень кислотности или щелочности раствора. Щелочная бумага очень долговечна. Кислая бумага со временем портится, что вынудило библиотеки либо принять меры по ее сохранению, либо заменить многие старые книги.
размер : химикат или крахмал, наносимый на бумагу, чтобы замедлить проникновение воды. Калибровка предотвращает растекание чернил во время печати, улучшая четкость печати.
срез: регулируемое прямоугольное отверстие, обычно в нижней части напорного ящика, через которое струя воды выходит на проволоку. Открытие среза и давление воды вместе определяют количество и скорость потока воды через срез. Срез обычно имеет какой-либо механизм регулировки для выравнивания профиля веса бумаги по всей машине (профиль CD), хотя более новый метод заключается в том, чтобы впрыснуть воду в белую воду через область среза напорного ящика, тем самым используя локализованную консистенцию для управления профилем веса CD..
запас: суспензия целлюлозы, которая была обработана на участке подготовки массы с необходимыми добавками, рафинированием и регулировкой pH и готова для изготовления бумаги.
полотно: непрерывный поток невысушенного волокна из кушетки катится вниз по бумагоделательной машине.
белая вода: фильтрат с дренажного стола. Белая вода со стола обычно хранится в резервуаре для чистой воды, из которого она перекачивается вентиляторным насосом в напорный ящик.
проволока: петля из тканой сетки, которая используется для слива пульпы из напорного ящика. До 1970-х годов использовалась бронзовая проволока, но теперь они сотканы из грубой мононити синтетики, похожей на леску, но очень жесткой.
Нержавеющая сталь широко используется в целлюлозно-бумажной промышленности по двум основным причинам: чтобы избежать загрязнения продукта железом и их коррозионной стойкости к различным химическим веществам, используемым в процессе изготовления бумаги. Нержавеющая сталь марки 316 - распространенный материал, используемый в бумагоделательных машинах.
