В последние несколько лет производители бумаги и картона все чаще сталкиваются с одной и той же задачей: требования потребителей к прочности продукции растут быстрее, чем возможности существующей рецептуры и оборудования.
Традиционный путь решения проблемы хорошо известен каждому технологу ЦБП — увеличение доли более качественной макулатуры, повышение расхода крахмала или внедрение станции его приготовления и дозирования. Однако каждый из этих вариантов приводит к увеличению себестоимости продукции или требует дополнительных капитальных затрат.
В статье мы поделимся практическим опытом подбора укрепляющей добавки для производства картона на бумажной фабрике, который позволил решить задачу повышения прочности без изменения существующей технологической схемы производства.
Исходная задача
Предприятие производит картон массой 80 г/м² на основе макулатуры:
* МС-5Б — 70%;
* МС-6Б — 30%.
Производительность БДМ составляет около 2 т/ч при скорости машины 150 м/мин.
Основной задачей являлось увеличение абсолютного сопротивления продавливанию бумаги минимум на 15% для выполнения требований потребителей продукции.
Одним из рассматриваемых вариантов являлось внедрение станции приготовления крахмала. Однако подобное решение требует не только капитальных затрат на оборудование, но и последующих расходов на обслуживание, энергоресурсы и эксплуатацию.
Поэтому было принято решение оценить возможность достижения требуемых показателей за счет применения синтетических укрепляющих добавок.
Почему сегодня производители все чаще рассматривают альтернативы крахмалу
Несмотря на очевидные преимущества крахмала как укрепляющего агента, его использование имеет ряд ограничений:
* необходимость приготовления раствора;
* наличие дополнительного оборудования;
* зависимость эффективности от качества приготовления;
* риск микробиологического загрязнения системы;
* дополнительные затраты на обслуживание узлов приготовления и дозирования.
Поэтому на ряде предприятий все чаще рассматриваются синтетические укрепляющие добавки, позволяющие получать сопоставимый эффект при существенно более простой интеграции в существующую технологическую схему.
Отдельным драйвером развития этого направления стала трансформация рынка химикатов после 2022 года. Многие предприятия столкнулись с необходимостью поиска альтернатив традиционным решениям европейских производителей.
За последние несколько лет производители химии активно изучают и адаптируют решения китайских производителей, которые ранее были практически неизвестны российскому рынку ЦБП. В ряде случаев именно такие продукты позволяют получить сопоставимый или более высокий технологический эффект при более привлекательной экономике процесса.
Проведение испытаний
Для оценки эффективности были выбраны две укрепляющие добавки:
* ChemiPulp DSA 200 CR;
* ChemiPulp DSA 200 CS.
Испытания проводились непосредственно на действующей БДМ предприятия.
Дополнительно одной из целей испытаний являлся подбор оптимальной точки дозирования, поскольку именно этот параметр зачастую оказывает определяющее влияние на эффективность работы укрепляющих реагентов.
На практике можно наблюдать ситуацию, когда один и тот же продукт демонстрирует принципиально разный результат только за счет изменения времени контакта с волокном или интенсивности перемешивания.
Испытания проводились при различных дозировках и в нескольких точках подачи реагента в массоподводящую систему.
Влияние точки дозирования
Отдельно хотелось бы обратить внимание на влияние точки ввода реагента.
По результатам испытаний наиболее эффективной оказалась подача укрепляющей добавки в трубопровод перед насосом подачи массы из первого рабочего бассейна.
Подобная схема обеспечила достаточное время контакта реагента с волокном и более равномерное распределение продукта в системе.
Практика показывает, что подбор оптимальной точки подачи позволяет получить дополнительный технологический эффект без увеличения расхода химикатов.
Именно поэтому при проведении опытно-промышленных испытаний мы всегда рекомендуем оценивать несколько вариантов ввода реагента, а не ограничиваться одной точкой дозирования.
Результаты испытаний
Наиболее эффективным продуктом показала себя укрепляющая добавка ChemiPulp DSA 200 CR.
При расходе 2,5–5 кг/т абсолютное сопротивление продавливанию бумаги увеличилось в среднем с 190 до 230 кПа, что соответствует росту показателя на 15–20%.
График изменения сопротивления продавливанию
Рисунок 1. Влияние различных укрепляющих добавок на абсолютное сопротивление продавливанию картона
При этом второй продукт — ChemiPulp DSA 200 CS — обеспечил прирост прочности в пределах 5–10%.
Таким образом, требуемые показатели продукции были достигнуты без изменения композиции бумаги и без внедрения дополнительного оборудования.
Дополнительный потенциал технологии
Помимо непосредственного увеличения прочности бумаги использование укрепляющих добавок может открывать дополнительные возможности для оптимизации процесса:
* снижение доли более дорогой макулатуры в композиции;
* сокращение расхода АКД;
* повышение удержания волокна на сеточном столе;
* снижение нагрузки на систему оборотной воды;
* уменьшение себестоимости готовой продукции.
Конкретный экономический эффект в каждом случае определяется особенностями технологического процесса предприятия и требует индивидуальной оценки.
Выводы
Опыт бумажной фабрики показал, что задачи повышения прочности бумаги не всегда требуют капитальных вложений и изменения существующей технологической схемы.
Во многих случаях подбор укрепляющей добавки и оптимизация точки ее дозирования позволяют получить требуемый результат значительно быстрее и с меньшими инвестициями.
При этом ключевым фактором успеха остается не выбор конкретного продукта, а комплексный подход к испытаниям: анализ композиции массы, подбор точки ввода, выбор дозировки и оценка влияния реагента на весь технологический процесс в целом.
Именно такой подход позволяет получать воспроизводимый результат и принимать решения, основанные не на теоретических предположениях, а на данных, полученных непосредственно на производстве.
