1.4.2. Отлив бумаги.
Отлив бумаги происходит в бумагоделательной машине. Перед подачей бумажную массу разбавляют водой до концентрации 1,2-0,1% для равномерного распределения в ней волокнистых материалов. После этого бумагу окончательно отделяют от примесей: песка, сучков, непроваренной щепы, сгустков волокна и др. Для этого применяют различные приспособления: вихревые и центробежные очистители, электромагнитные сепараторы узлоуловители. Отлив заключается в формировании структуры листа при отфильтровывании воды из бумажной массы на сетке бумагоделательной машины.
Бумагоделательная машина – аппарат непрерывного действия для изготовления бумаги и картона из бумажной массы. В ней последовательно осуществляются операции влагоотделения, прессования, сушки и отделки бумаги (рис. 7). Она состоит из четырех частей: сеточной, прессовой, сушильной и отделочной.
Рис. 7. Схема бумагоделательной машины: 1 – напорно-распределительное устройство, 2 – сетка, 3 – грудной вал, 4 – гауч-вал, 5 – регистровые валики или планки, 6 – отсасывающие ящики, 7 – ровнительный валик, 8 – прессы, 9 – офсетный пресс, 10 – сушильные цилиндры, 11 – холодильные цилиндры, 12 – каландр, 13 – накат готовой бумаги
Сеточная часть представляет собой непрерывно движущуюся сетку шириной 8-10 м, натянутую между грудным валом и гауч-валом. Сетка поддерживается от провисания регистровыми планками и валиками, а ее натяжение регулируется натяжными валиками. Скорость движения сетки зависит от типа машины, а также от толщины и плотности вырабатываемой бумаги.. Наиболее производительные машины при изготовлении газетной бумаги работают со скоростью до 1000 м/мин.
На сетку бумажная масса подается напускным устройством, обеспечивающим равномерность подачи. На сетке слой волокнистого материала и наполнителя отделяется от воды. Начало формирования структуры бумаги происходит примерно в середине сеточного стола (зоны листообразования), когда волокна по мере обезвоживания массы сближаются, входят в зацепление между собой и теряют подвижность. На высокопроизводительных машинах для газетной бумаги с сеточным столом длиной 15 м это процесс наступает менее чем через 1с после подачи массы на сетку, когда концентрация ее повышается до 2-4%.
Дальнейшее обезвоживание сопровождается сближением волокон, стягиванием их силами поверхностного натяжения. Создаются условия молекулярного притяжения и сцепления. В последующем, уже в сушильной части бумагоделательной машины, между молекулами целлюлозы соприкасающихся волокон устанавливаются водородные связи – главный фактор прочности структурных связей бумаги. По мере уплотнения удаление воды затрудняется. Для его ускорения под сеткой помещаются специальные вакуумные устройства. В конце сетки устанавливается ровнительный валик. Он служит для дополнительного уплотнения, выравнивания поверхности бумаги, более равномерного распределения массы по поверхности, разрушения пены и удаления воздушных пузырьков. Сетчатая поверхность ровнительного валика может иметь рисунок. При вдавливании рельефа во влажное и рыхлое полотно возникают участки с большей или меньшей плотностью, что создает видимый на просвет рисунок, так называемый водяной знак.
Завершается сеточный стол гауч-валом, конструктивной особенностью которого является вакуумная система сушки. Огибая гауч-вал, бумага обезвоживается до влажности 80-85 % и поступает в прессовую часть.
Прессовая часть машины состоит из прессов, каждый из которых представляет собой два металлических вала, один из которых покрыт резиной. Между валами проходит суконная лента, по которой проводится бумажное полотно. Сторона бумаги, прилегающая к сукну, получается менее гладкой. Поэтому прессы устанавливают так, чтобы изменять сторону бумаги, прилегающую к сукну (обратный пресс). В конце прессовой части устанавливается офсетный или сглаживающий пресс, через который бумага уже проводится без сукна. Он сглаживает бумагу, частично удаляя следы оставленные сеткой и суконным полотном, что повышает качество бумаги. В прессовой части влажность бумажного полотна снижается до 60-70%. После выхода из прессовой части бумага попадает в сушильную часть.
Сушильная часть представляет собой ряд сушильных металлических цилиндров, обогреваемых паром. Окончательно высушенная бумага содержит 5-6% влаги. При этом завершаются закрепление в бумаге наполнителя, ее проклейка и образование водородных связей между волокнами. Бумага приобретает необходимую прочность.
Описанная схема типична для производства газетной или книжно-журнальной бумаги. Технологическая схема и конструкция бумагоделательных машин зависят от особенностей вырабатываемой бумаги или картона.