Monitorowanie wytrzymałości włókien w ciągu produkcji masy celulozowej

• Autorzy: Wandelt P. , Perlińska-Sipa K.

Warianty tytułu

EN

Monitoring of fiber strength along chemical pulp production line

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano przydatność oznaczenia wytrzymałości włókien metodą zrywania papieru przy wpięciu zerowym do lokalizowania węzłów linii produkcji bielonej masy celulozowej siarczanowej, w których włókna ulegają osłabieniu pod wpływem czynników mechanicznych lub chemicznych. Przede wszystkim dokonano przeglądu i przedyskutowano przydatność różnych wzorów opisujących wpływ wytrzymałości pojedynczych włókien na główne wskaźniki wytrzymałości papieru. W jej wyniku uznano standardowy test oznaczania oporu przedarcia aparatem Elmendorfa za godny polecenia, jako najbardziej czuły wskaźnik wytrzymałości włókien, w razie niedostępności aparatu do zrywania próbek przy wpięciu zerowym. Zbadano obie procedury oznaczania wytrzymałości włókien przez zrywanie przy wpięciu zerowym, na sucho i na mokro, jak również korygowanie ich wyników na zmianę wskaźnika masy jednostki długości włókna. Stwierdzono, że procentowe osłabienie włókien w wyniku ich nawilżania jest najczulszym wskaźnikiem ich degradacji, jak sugerowali to Gurnagul i Page. Przypadek taki zachodził podczas obu utleniających stopni bielenia w warunkach alkalicznych, zwłaszcza w wysokostężeniowym stopniu tlenowy, a także w pewnym stopniu podczas alkalicznej ekstrakcji wzmocnionej tlenem i nadtlenkiem wodoru. Z drugiej strony, zaobserwowano pewien efekt odzyskiwania wytrzymałości przez włókna w kwaśnych stopniach bielenia (D), co wyjaśniono pewnym skurczem i konsolidacją ścianki komórkowej. Monitorowanie mechanicznej wytrzymałości włókien wzdłuż całej linii produkcyjnej jest godny zalecenia jako system wczesnego ostrzegania dla personelu papierni.

EN

Applicability of zero-span tensile strength test in localization of points of mechanical or chemical degradation of fibers in bleached kraft softwood pulp production line was studied. First of all various formulas describing impact of individual fiber strength on main paper strength indexes were surveyed and discussed in terms of their usefulness in predicting their practical consequences in the process monitoring system. As the result of this survey an Elmendorf tear test could be recommended as most sensitive measure of fiber strength in the case when an apparatus for zero-span test is not available. Both procedures of zero-span test for paper in dry and rewetted state, as well as correction for changes of coarseness were studied. We have found a percentage weakening of fibers as a result of their rewetting as the most sensitive indicator of their degradation, as was suggested earlier by Gurnagul and Page. This was a case in both oxidative treatments in alkali conditions, especially in high consistency oxygen bleaching stage and to some extend also in alkali extraction stage reinforced with oxygen and hydrogen peroxide. On the other hand some fiber strength recovery effect of acidic stages of bleaching (D) was observed, what was explained by some shrinkage and consolidation of fiber wall. The monitoring of fiber strength along whole production lint is strongly recommended, as an early-warning system for paper mill personnel.

Słowa kluczowe

PL

masa celulozowa; właściwości wytrzymałościowe; włókna; wytrzymałość papieru; bielenie; masa włóknista

EN

cellulose pulp; strength properties; fibres; paper strength; bleaching; papermaking pulp

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Papierniczy
• Rocznik: 2005
• Tom: R. 61, nr 5
• Strony: 273--278
• Opis fizyczny: Bibliogr. 46 poz.

Twórcy

autor

Wandelt P.

• Zakład Technologii Włóknistych Mas Papierniczych, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 223, 93-005 Łódź

autor

Perlińska-Sipa K.

• Instytut Papiernictwa i Poligrafii, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 223, 93-005 Łódź

Bibliografia

• 1. Przybysz K.: „System kontroli jakości masy włóknistej. Cz. l. Cel i zadania systemu", Przegl. Papiern. 61, 2, 87 (2005).
• 2. Przybysz K.: „System kontroli jakościu masy włóknistej. Cz. II. Wymiary i kształt włókien", Przegl. Papiern. 61, 4, 212 (2005).
• 3. Przybysz K., Wandelt P.: „System kontroli jakościu masy włóknistej. Cz. III. Wytrzymałość włókien", Przegl. Papiern. 61, 5, 283 (2005).
• 4. Wirth B., Gralke R., Fischer K., Kleemann S.: „Opracowanie i zastosowanie nowej, szybkiej metody pomiaru retencji", Przegl. Papiern. 60,10,556 (2004).
• 5. Falkenberg W., Belle J.: „Laboratoryjne metody oznaczania retencji i odwadniania", Przegl. Papiern. 61,1, 31 (2005).
• 6. Roschy A., Fischer K., Kleemann S.: „Porównanie nowoczesnych metod laboratoryjnych oznaczania odwadniania i retencji", Przegl. Papiern. 61,3,159 (2005).
• 7. Page D.H.: „A Theory for the Tensile Strength of Paper", Tappi 52, 4, 674 (1969).
• 8. Shallhorn P., Ju S„ Gurnagul N.: „A model for short-span compressive Strength of paperboard", Nordic Pulp Paper Res. J. 19, 2,130 (2004).
• 9. Seth R.S., Page D.H.: „Fiber properties and tearing resistance", Tappi J. 71, 2,103 (1988).
• 10. Page D.H., MacLeod M:. „Fiber Strength and its impact on tear strength", Tappi J. 75,1,172(1992).
• 11. Shallhorn P., Karnis A.: „Tear and tensile strength of mechanical pulps", Mater. Mechanical Pulping Conf., Toronto 11-14.06.1979, Trans. Techn. Sect, s. R92.
• 12. Retulainen E.: „Fibre properties as control varisables in papermaking? Part I. Fibre properties of key importance in the network", Paperi Puu 78, 4,187
• (1996).
• 13. Retulainen L, Nieminen K.: „Fibrę properties as control varisables in papermaking? Part 2. Strengthening interfibre bonds and reducing grammage", Paperi Puu 78, 5, 305(1996).
• 14. Karenlampi P., Retulainen E., Kolehmainen H.: „Nordic softwood alternatives for kraft pulps", Materiały Konf. Progress'93, Łódź 27-30.09.1993, tom II, s. 77.
• 15. Surma-Ślusarska B.: „Wpływ struktury i sktadu chemicznego drewna na wydajność i właściwości mas celulozowych siarczanowych", Zeszyty Naukowe Politechnki Łódzkiej, zesz. 651, Łódź 1992.
• 16. Boucai L: „Zero-Span Tensile Test and Fibre Strength", Pulp Pap. Mag. Can. 72,10, 73(1971).
• 17. Cowan W.F.: „Why not „zero span" testing of paper tensile strength", Pulp Paper 46, 3, 86(1972).
• 18. Cowan W.F., Cowdrey E.J.K.: „Evaluation of Paper Strength Components by Short Span Tensile Analysis", Tappi 57, 2, 90 (1974).
• 19. Cowan W.F.: „Zero/Short Span Tensile Testing Can Determine Basic Paper Properties", Pulp Paper 60, 5, 84 (1986).
• 20. Cowan W.F.: „Testing pulp guality - an alternative to conventional laboratory evaluation", Tappi 77,10, 77 (1994).
• 21. Przybysz K., Napiórkowska M.: „Wytrzymałość włókien papierniczych półproduktów włóknistych", Przegl Papierń. 32, 6, 221 (1976).
• 22. Przybysz K., Napiórkowska-Żubrzak M.: „Badania nad oznaczeniem wytrzymałości włókien metodą «wpięcia zerowego»", Przegl Papierń. 34, 2, 47 (1978).
• 23. Gurnagul N., Page D.H.: „The difference between dry and rewetted zerospan tensile strength of paper", Tappi J. 72,12,164 (1989).
• 24. Seth R.S., Chan B.K.: „Measuring fiber strength of papermaking pulps", Tappi J. 82,11,115(1999).
• 25. Seth R.S.: „Zero-span tensile strength of papermaking fibers", Paperi Puu 83,8,597(2001).
• 26. Mudri J. L., Vieira O., Barbosa Medeiros D.,Dubinksi E.: „Use of Carbon Dioxide in the Manufacture of Kraft Pulp at KFPC-KPR [Klabin Fabricadora de Papel e Celulose SA., Parana, Brazil]", Papel 55,1,13, 24-28 (1994).
• 27. Gavelin G.: „lmproving Pulp Washingwith the Aid of Carbon Dioxide", Svensk Papperstidn. 97,10, 53(1994).
• 28. Ostberg G.: „Carbon Dioxide for pH Adjustment and Effective Pulp Washing; AGA Development in Use Today at 12 Mills in Sweden and Finland", Svensk Papperstidn. 99, 5/6, 94(1996).
• 29. Anon.: „Brownstock Washing with C02", Pulp Pap. Can. 98, 7, 3 (1997).
• 30. Mohlin U.-B., Alfredsson C.: „Fiber Deformation and Its Implications in Pulp Characterization", Nordic Pulp Paper Res. J. 5, 4,172 (1990).
• 31. Mohlin U.-B.: „Low cosistency beating - laboratory evaluation contra industrial experience", w: „Current and Future Technologies of Refining", PIRA, Leatherhead 1991.
• 32. Mohlin U.-B., Dahlbom J., Hornatowska J.: „Fiber deformation and sheet strength", Tappi J. 79, 6,105(1996).
• 33. MacLeod J.M., McPhee F.J., Kingsland K.A., Tristram R.W., 0'Hagan TJ., Kowalska R.E., Thomas B.C.: „Pulp strength delivery along complete kraft mili fibre lines", Paprican PPR 1074.
• 34. MacLeod J.M.: „Physical Properties of Kraft Pulp Along a Brown Stock Line", Tappi J. 70, 7,136(1987).
• 35. MacLeod J.M., Cyr M., Embley D., Savage P.: „Where Strength is Lost in Kraft Pulping of Sofrwoods", J. Pulp Paper Sci. 13, 3, J87 (1987).
• 36. MacLeod J.M.: „Strength Potential of Unbleached Kraft Pulps", Pulp Paper Can. 88, 9,103(1987).
• 37. MacLeod J.M., Pelletier L.J.: „Basket Cases: Kraft Pulps Inside Digesters", Tappi J. 70,11,47(1987).
• 38. Cyr M.E., Embley D.F.: MacLeod J.M.: „Stronger Kraft Softwood Pulp -Achieved!", Tappi J. 72,10,157 (1989).
• 39. MacLeod J.M., Kingsland K.A.: „Pulp Strength Delivery on a Kraft Linerboard Basestock Production Line", Tappi J. 73, 2,121 (1990).
• 40. MacLeod J.M.: „New, lmproved Kraft Pulp duality", Paperi Puu 72, 8, 780 (1990).
• 41. MacLeod J.M., McPhee F.J., Kingsland K.A., Tristram R.W., 0'Hagan T.J., Kowalska R.E., Thomas B.C.: „Pulp Strength Delivery Along Complete Krafl-Mill Fiber Lines", Tappi J. 78, 8,153 (1995).
• 42. MacLeod J.M., Cyr M.E.: „Method for Discharging Delignified Cellulosic Materials from Digesters", U.S. pat. 4,814,042. (March 21,1989); U.S. appln. 29,028 (March 18,1987).
• 43. Wandelt P.: „Jak poprawić wytrzymałość mas siarczanowych?", Przegl. Papiern. 46, 4,145(1991).
• 44. Wandelt P.: „Jak wytwarzać mocniejsze masy siarczanowe na mocne papiery", Przegl Papiern. 54, 3,141 (1998).
• 45. Page D.H., Seth R.S., De Grace J.H.: „The elastic modulus of paper. l. The controlling mechanisms", Tappi 62, 9, 99 (1979).
• 46. Seth R.S., Page D.H., Barbe M.C., Jordan B.D.: „The mechanism of the strength and extensibility of wet webs", Svensk Papperstidn. 87, 6, R 36 (1984).