Разработка и применение бинарной системы высокозарядных катионных полимеров для повышения удержания волокна и крахмала в технологии картона из макулатуры тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.03, кандидат наук Житнюк Виталий Анатольевич

• Житнюк Виталий Анатольевич
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Житнюк Виталий Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Современные тенденции использования сырья в производстве картона

1.2. Технология производства картона и бумаги из макулатуры

1.3. Проблемы технологии картона из макулатуры

1.4. Анализ исследований в области удержания волокна и снижения содержания растворенного крахмала в бумажной массе и подсеточной воде

1.5. Обзор методов определения крахмала в бумажной массе и подсеточной воде

1.6. Постановка цели и задач исследования

ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Характеристика объекта исследования

2.2 Материалы и методы исследования

2.3 Методика определения структуры и состава макулатурного волокна

2.4 Усовершенствованная экспресс-методика определения растворенного и коллоидного крахмала в производственной воде БДМ и КДМ

2.5 Методика определения содержания взвешенных веществ в подсеточной воде

2.6 Методика определения оптической плотности подсеточной воды

2.7 Методика определения времени обезвоживания бумажной массы

2.8 Методика определения ХПК воды

2.9 Методика определения БПК воды

2.10 Методика определения катионной потребности бумажной массы

2.11 Методики оценки изменения прочностных характеристик готовой продукции

2.11.1. Метод определения сопротивления продавливанию

2.11.2. Методика определения прочности на излом при многократном изгибе

2.11.3. Методика определения разрушающего усилия при сжатии кольца

2.12 Методика определения фракционного состава полуцеллюлозной, целлюлозной и макулатурной массы

2.13 Методика определения степени помола массы

2.14 Статистическая обработка результатов

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Исследование состава и структуры макулатурной массы

3.2. Исследование процессов осаждения крахмала на волокнах различной природы

3.3. Исследование состава, свойств и осаждения растворенного и коллоидного крахмала на волокнах

3.4. Анализ удерживающих компонентов, применяемых в промышленном производстве

3.5. Исследование влияния монокомпонентных систем на удержание волокна и осаждение крахмала на волокнах

3.6. Разработка расширенного перечня показателей оптимизации удерживающей системы и внедрения ее в производство

3.7. Результаты лабораторного этапа исследований по подбору оптимальной удерживающей системы на примере КБЦ №2

ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1. Результаты опытно-промышленных испытаний

по внедрению удерживающей системы в производство

4.2. Ресурсосберегающий способ подготовки бумажной массы для производства картона

4.3. Эколого-экономическое обоснование целесообразности внедрения разработанной удерживающей системы в производственный процесс

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и применение бинарной системы высокозарядных катионных полимеров для повышения удержания волокна и крахмала в технологии картона из макулатуры»

ВВЕДЕНИЕ

Современное картонно-бумажное производство является ресурсоемкой отраслью промышленности, поскольку технологические процессы предприятий связаны с потреблением на тонну готовой продукции большого количества воды

л

(15-30 м ), первичных и вторичных ресурсов (1080-1100 кг сырья и 300-350 кВт электроэнергии).

В настоящее время предприятия, специализирующиеся на выпуске бумаги и картона для упаковки, все в большей степени ориентируются на использование макулатуры в качестве сырья. Поскольку макулатура является многокомпонентной системой, состоящей из волокон различной природы, обладающей более низкими бумагообразующими свойствами по сравнению с волокнами, полученными из первичного сырья, использование ее в производственном процессе обуславливает возникновение ряда технологических проблем. По данным отечественных и зарубежных исследователей [1-33], к числу основных технологических проблем при переработке макулатурной массы относятся: низкое удержание волокна на сеточном столе БДМ из-за большого количества мелочи и его потери с подсеточной водой, наличие в макулатурной массе крахмала (до 60 кг/т макулатуры), переходящего в разряд анионных загрязнений, повышающего катионную потребность макулатурной массы, способствующего росту микрофлоры и слизи, повышающего вязкость бумажной массы и ухудшающего качество формования и скорость обезвоживания бумажного полотна; образование концентрированных сточных вод, оказывающих чрезмерную нагрузку на очистные сооружения и объекты гидросферы.

На сегодняшний день существует большое количество исследований, посвященных повышению удержания волокна в массе, улучшению прочностных свойств готовой продукции путем использования химических вспомогательных веществ (ХВВ) [21,34-64], однако вопрос регулирования содержания крахмала в массе и производственной воде путем применения ХВВ до сих пор не имеет однозначного решения. Крахмал прошлых циклов переработки, использующийся для склеивания и упрочнения бумажно-картонных материалов в процессе их

многократной переработки, частично оседает на целлюлозных волокнах, частично переходит в оборотные воды, приводит к увеличению бактериального и анионного загрязнения массы. Основным направлением решения проблемы повышенного накопления крахмала в технологическом цикле остается ферментативная деструкция [65-73], недостатком которой часто является накопление продуктов распада крахмала в оборотной воде.

В связи с этим, актуальным является повышение фиксации крахмала на волокнах в массе и удержания волокна на сетке БДМ, что обеспечивает уменьшение ресурсоемкости производства, снижение нагрузки на объекты окружающей среды при получении продукции нормативного качества.

Степень разработанности темы исследования.

На сегодняшний день существует большое количество научно-исследовательских работ, посвященных удержанию волокна на сетке БДМ и повышению прочностных свойств товарной продукции путем применения химических вспомогательных веществ [34-64]. Так же широко исследуется вопрос снижения негативного влияния анионных загрязнений, в том числе растворенного и коллоидного крахмала предыдущих циклов на технологические параметры производства картонно-бумажной продукции из макулатуры, однако существующие разработки предполагают в основном ферментативное удаление крахмала [65-73]. Известны исследования в области повышения качества бумаги за счет совместного применения катионных крахмалов и амфотерных полимерных смол [53], в то время как вопрос фиксации натурального растворенного и коллоидного крахмала на макулатурном волокне остается малоизученным.

Цель диссертации: разработка и применение бинарной системы катионных высокозарядных полимеров для эффективного повышения удержания волокна, растворенного и коллоидного крахмала в технологии картона из макулатуры, улучшающей ее экономические, экологические показатели и качество продукции.

Для реализации данной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Проанализировать совокупность факторов технологии картона из макулатуры - основных процессов, сырья, химикатов и источников эмиссии загрязняющих веществ, для обоснования исследования по повышению ее ресурсоэффективности.

2. Исследовать сравнительное удержание крахмала различными видами первичного целлюлозного волокна с учетом влияния степени помола волокна.

3. Исследовать влияние величины катионного заряда ряда полимеров на удержание крахмала волокном бумажной массы; установить количественные закономерности осаждения растворенного и коллоидного крахмала на волокне; усовершенствовать экспресс-методику анализа растворенного крахмала в производственной воде тест-лайнера.

4. Используя установленные закономерности удержания крахмала различными волокнами индивидуально и волокнами с применением катионных полимеров, обосновать основные показатели выбора бинарной системы полимеров, оказывающей наиболее эффективное повышение удержания волокна, растворенного и коллоидного крахмала с учетом производственных условий картона; исследовать эффективность повышения удержания волокна, растворенного и коллоидного крахмала разработанной бинарной системой высокозарядных полиакриламидов.

5. Исследовать бинарные системы удержания волокна, растворенного и коллоидного крахмала в лабораторных и опытно-промышленных условиях производства картона; на основании результатов исследования предложить усовершенствование параметров технологии тест-лайнера и внедрить технические решения в производство. Дать эколого-экономическую оценку внедрения результатов диссертационного исследования в производство тест-лайнера.

Научная новизна.

В диссертации получены следующие новые данные:

а) установлены закономерности осаждения крахмала на первичных волокнах различного вида; определено ранжирование исследованных видов первичного волокна по степени осаждения крахмала; большая степень осаждения

крахмала характерна для лиственного волокна, в сравнении с хвойным, для сульфитной целлюлозы в сравнении с сульфатной, для беленой целлюлозы, в сравнении с небеленой; с повышением степени помола волокна, количество осажденного крахмала растет;

б) показано, что растворенный крахмал представлен преимущественно низкомолекулярной амилозой (содержание в крахмале амилозной фракции 2025%), коллоидный крахмал - это преимущественно высокомолекулярный амилопектин (содержание фракции 75-80%); установлено весьма высокое осаждение амилопектина (90-97%) на лиственной целлюлозе, в сравнении с осаждением амилозы (35-70%); показано, что с ростом концентрации крахмала в массе, осаждение амилозы на лиственном волокне резко снижается;

в) установлено, что наибольшее осаждение крахмала на волокнах макулатурной массы марки МС-5Б происходит при введении в массу высокомолекулярных соединений с высоким катионным зарядом - степень замещения катионными группами полиакриламидов (ПАА) до 20-40% элементарных звеньев, степень замещения для катионных крахмалов 0,06-0,09 моль/моль;

г) показано, что выбор эффективной бинарной системы удержания должен основываться на более расширенном комплексе показателей в сравнении в традиционным, а именно - это: скорость обезвоживания массы, концентрация взвешенных веществ, коллоидного и растворенного крахмала в подсеточной воде, оптическая плотность, мутность и рН воды, катионная потребность и механические свойства бумажной массы;

д) установлены высокозарядные катионные органические полимеры -микрофиксаторы (коагулянты на основе ПолиДАДМАХ) и микрополимеры (флокулянты на основе ПАА), сочетание которых в бинарных системах с доказанными пределами дозировки, эффективно повышает удержание волокна и крахмала;

е) получены расширенные характеристики состава, свойств и поведения крахмала в макулатурной массе и на их основе усовершенствована

фотоколориметрическая экспресс-методика определения концентрации растворенного и коллоидного крахмала в подсеточной воде, исключающая влияние мешающей мутности.

Практическая ценность. Для практического использования ценными являются:

а) состав и пределы доз компонентов бинарной удерживающей системы катионных полимеров Perform SP 3253-PK, Praestafix 1250, катионного крахмала и порядок подачи в бумажную массу;

б) технологический регламент производства тест-лайнера из макулатуры с использованием предложенной двухкомпонентной системы удержания, внедренный в производственный процесс картонно-бумажного цеха №2 (КБЦ №2) группы предприятий «Пермская целлюлозно-бумажная компания» (ГП «ПЦБК»);

в) достигнутое сокращение потребления сырьевых ресурсов в технологическом цикле: расход макулатурного сырья снижен с 1100 кг/т до 1077 кг/т продукции, расход крахмала на поверхностную проклейку снижен с 23 кг/т до 20 кг/т; снижение содержания крахмала в сточных водах КБЦ №2 на 10 %, волокна в оборотных водах на 25 %;

г) усовершенствованная экспресс-методика определения крахмала в производственной воде бумаго- и картоноделательной машины;

д) экономический эффект от внедрения бинарной системы удержания, составляющий 138,96 руб./т продукции или 750,4 тыс. руб./мес.;

е) результаты диссертационной работы рекомендованы и используются в учебной программе подготовки бакалавров и магистров по направлению «Техносферная безопасность».

Степень достоверности результатов. Обоснованность и достоверность результатов и выводов по работе базируется на глубокой теоретической проработке темы, на применении в исследовании современных методов, методик, приборов и оборудования; использования общепринятых и стандартных методов проведения экспериментальных работ, применения методов статистической

обработки результатов измерений и их анализа, выполнения необходимого количества экспериментов, использования аккредитованных лабораторий, поверенных приборов и оборудования.

Выводы по диссертации экспериментально подтверждены.

Автором выносятся на защиту следующие основные положения диссертационной работы:

Основные научные положения и результаты диссертации, выносимые на защиту в рамках специальности:

1. Результаты оценки технологии производства картонно-бумажной продукции из макулатуры, анализ сырья и материалов, использующихся в технологическом процессе, эмиссий загрязняющих веществ в окружающую среду и выбор приоритетных ресурсосберегающих решений по повышению технико-экономической и экологической эффективности производства;

2. Установленные закономерности осаждения растворенного и коллоидного крахмала на волокнах различного природного происхождения, способа получения и степени обработки;

3. Количественные закономерности влияния удерживающих систем различной природы и заряда их компонентов на удержание волокна и осаждение растворенного и коллоидного крахмала на вторичном волокне;

4. Методические основы определения оптимальной системы удержания для конкретных условий производства и усовершенствованная экспресс-методика определения растворенного крахмала в производственной воде бумаго- и картоноделательной машины;

5. Основанные на результатах научного исследования технологические решения по эффективному использованию бинарной системы удержания в производстве картона из макулатуры;

6. Основные технико-экономические показатели внедрения результатов исследования в производство картона из макулатуры.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Современные тенденции использования сырья в производстве

картона

В настоящее время в связи с истощением запасов древесного сырья, высокой стоимостью первичных полуфабрикатов и высоким уровнем техногенной нагрузки, обусловленной их производством, наблюдается тенденция увеличения потребления вторичного макулатурного волокна в производственном процессе картонно-бумажных предприятий. Использование вторичных волокон является экономически более выгодным особенно для малых предприятий, не имеющих собственного производства полуфабрикатов.

Ежегодное увеличение потребления картона из макулатуры в мире в среднем составляет 5% в год, в России порядка 7-10% в год [65].

Ориентировочные данные по использованию макулатуры в мировом производстве картонно-бумажной продукции представлены на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1. - Использование макулатуры в производстве картонно-бумажной продукции в мире [65,74] Предприятия, специализирующиеся на выпуске картона и бумаги для упаковки являются основными потребителями макулатуры в России. Так в производстве коробочного и тарного картона используется порядка 80% макулатурного сырья.

В России в соответствии с [75] выделяют 3 группы и 13 марок макулатуры, характеризующихся определенным составом (природа волокна, присутствие беленых и небеленых волокон и пр.), скоростью роспуска в воде.

В соответствии с [75] выделяют следующие группы макулатурного сырья: группа А- макулатура высокого качества; группа Б- макулатура среднего качества; группа В - макулатура низкого качества.

Группа А включает 4 марки макулатуры: МС-1А, МС-2А, МС-3А, МС-4А. Кроме марки МС-4А, представленной мешками бумажными, невлагопрочными, остальные марки данной группы представляют собой отходы производства белой бумаги. Максимальным потенциалом переработки обладают марки МС-3А и МС-4А, содержащие волокна сульфатной небеленой целлюлозы. В состав группы Б входят марки МС-5Б, МС-6Б, МС-7Б к которым относят отходы производства и потребления картона и бумажной продукции на основе белой бумаги.

Группа В включает шесть марок макулатуры: МС-8В, МС-9В, МС-10В, МС-11В, МС-12В, МС-13В в составе которых присутствует широкий перечень картонно-бумажных материалов, содержащих древесную массу и влагопрочные виды бумаги и картона.

Основным вторичным сырьем для производства упаковочных видов бумаги и картона является макулатура марки МС-5Б, включающая отходы производства и потребления гофрированного картона и его компонентов.

В связи с тем, что волокна в листе картона или бумаги подверглись «ороговению» в процессе сушки, при вторичном использовании данных волокон необходимо восстановить их бумагообразующие свойства. Очистка макулатуры и восстановление бумагообразующих свойств волокон является основной задачей технологического процесса производства.

1.2. Технология производства картона и бумаги из макулатуры

Большинство технологических операций производства картонно-бумажной продукции из макулатуры связаны с использованием воды в качестве одного из основных ресурсов. При этом процесс производства включает стадии роспуска,

очистки макулатуры от посторонних включений и восстановления бумагообразующих свойств волокон, формования картонного или бумажного листа, прессования, сушки, отделки и упаковки товарной продукции (см. рис.1.2) [2,15-27].

На стадии роспуска макулатуры производится ее разделение на волокна путем смешения с водой с получением волокнистой суспензии, которая подвергается очистке от крупных и мелких механических включений. Роспуск макулатуры осуществляется в аппаратах (гидроразбивателях) различной конструкции [15,16,25].

Наиболее широко на промышленных предприятиях для роспуска макулатуры используются гидроразбиватели открытого типа с вертикально расположенным вращающимся лопастным ротором. Механические включения в виде скрепок, полимерных пленок и прочих компонентов удаляются с помощью жгутовытаскивателя или грейферного захвата. Тяжелые включения удаляются из гидроразбивателя с помощью ковшовых элеваторов [15-20,24].

Последующий роспуск массы осуществляется в аппаратах закрытой конструкции (сортирующих гидроразбивателях, турбосепараторах,

файберайерах), оборудованных ситовым диском и вращающимся ротором. Вращение ротора обеспечивает роспуск пучков волокна и способствует прохождению волокна через сито. Разделение массы на волокна в таких аппаратах идет наиболее интенсивно, при этом обеспечивается предварительное сортирование массы с отделением тяжелых и легких загрязняющих компонентов [15,16,19].

Для очистки массы от тяжелых включений (песок, металл, стекло, мелкие камни) используются установки циклонного типа, оборудованные устройством для тангенциальной подачи массы в верхней части и грязевыми камерами для отведения загрязнений в нижней части [19,20,24-31].

Рисунок 1.2. - Общая технологическая схема производства картонно-бумажной продукции из макулатуры

Далее макулатурная масса подвергается сортированию в напорных сортировках, работающих под давлением, при концентрации массы до 4,5%. С

целью выделения из массы мелких и клеевых липких включений используют технологии тонкой сортировки, реализуемой на аппаратах, работающих под давлением с использованием центробежной силы [15-27].

После стадий роспуска и очистки макулатурная масса представляет собой суспензию, содержащую волокна различной длины. Поскольку короткое волокно обладает низкими бумагообразующими свойствами, необходимо регулировать соотношение длинных и коротких волокон в бумажной композиции. Фракционирование (механическое разделение макулатурной массы на два потока-коротковолокнистую и длинноволокнистую фракцию) позволяет повысить прочностные характеристики товарной продукции, снизить энергозатраты в процессе размола массы и минимизировать количество образующейся мелочи при размоле. В качестве фракционаторов используют напорные сортировки различного типа с цилиндрическими ситами, имеющими круглые или щелевидные отверстия. В дальнейшем из КВФ и ДВФ могут быть получены различные по составу композиции, в зависимости от требований, предъявляемых к товарной продукции [16-35].

С целью исключения дефектов бумажного полотна при формовании макулатурную массу подвергают диспергированию, в результате которого от волокон отделяются частички клеящих компонентов и краски. Диспергирование осуществляется при нормальном атмосферном давлении и температуре до 950С («холодное» диспергирование) или при давлении 0,3-0,5 МПа и температуре 130-1500С (термодиспергирование) [15,16,19]. Применяемый способ диспергирования зависит от состава и температуры плавления примесей, содержащихся в макулатурной массе.

В результате диспергирования липкие примеси равномерно распределяются по волокнам, гомогенизируя массу и придавая ей водостойкие свойства. Поскольку термодиспергирование снижает механическую прочность за счет ослабления связей между волокнами, в дальнейшем длинноволокнистую фракцию подвергают дополнительному размолу [15,19].

Размол волокна реализуется с использованием дисковых и пульсирующих мельниц (энтштиперов). В процессе размола за счет механического воздействия на волокна изменяется их форма и размер, кроме того происходит гидратация (набухание) волокон. В результате размола увеличивается наружная поверхность волокон, повышается способность к установлению прочных межволоконных связей [15-31].

После очистки и подготовки макулатурной массы к формованию осуществляется подача ее на сетки БДМ. Сеточные столы БДМ оснащаются валами для перемещения сетки, обезвоживающими элементами, системами промывки сетки. Сформованное и обезвоженное на сетке полотно подвергается прессованию, при этом обспечивается дополнительное обезвоживание и упрочнение бумажного (или картонного) полотна. После прессования полотно подвергается сушке паром и проклейке. Формирование тамбуров заданного диаметра осуществляется на барабанном накате, установленном в конце технологической цепочки БДМ [31].

В ходе анализа технологии картонно-бумажного производства было установлено, что важными этапами производственного процесса являются стадии восстановления бумагообразующих свойств макулатурных волокон, для реализации которых используется современное высокотехнологичное оборудование (гидроразбиватели, аппараты сортировки волокон, сепараторы, энтштипперы и пр.). Однако использование только приемов гидродинамической обработки вторичных волокон часто не обеспечивает получения вторичных волокон требуемого качества. Кроме того, производственный процесс характеризуется высоким водопотреблением, что является причиной высокой техногенной нагрузки картонно-бумажных производств на объекты гидросферы.

Для поиска способов повышения эффективности технологического процесса и снижения негативного воздействия на объекты гидросферы был выполнен анализ основных технологических проблем, обусловленных использованием макулатурного сырья.

1.3. Проблемы технологии картона из макулатуры

Макулатурная масса является многокомпонентной системой, характеризующаяся высокой неоднородностью фракционного и компонентного состава. В состав макулатуры входят волокна различной природы, а так же неволокнистые компоненты. По сравнению с первичными волокнами макулатура обладает низкими бумагообразующими свойствами, поскольку в результате предыдущих технологических процессов изменяются физические и химические свойства волокон (понижается прочность волокон, снижение способности к образованию межволоконных химических водородных связей).

В производстве тароупаковочных видов картона и бумаги наиболее широко используется макулатура марки МС-5Б, характеризующаяся наличием в составе большого количества крахмалопродуктов. Для повышения прочности волокон в качестве связующего в макулатурную массу вводят от 6-20 кг/т катионного крахмала [15]; для поверхностной проклейки дозируют порядка 30 кг/т окисленного крахмала; для склейки слоев гофрокартона используют нативный крахмал в количестве около 40 кг/т; в составе мелованного покрытия содержится окисленный крахмал в количестве порядка 20 кг/т бумаги. Кроме того, в составе макулатуры содержится деградированный крахмал с предыдущих циклов переработки. Таким образом, удельное содержание крахмалопродуктов на 1 тонну макулатурной массы может достигать порядка 90 кг [15].

Наличие крахмалопродуктов в макулатурной массе обуславливает ряд технологических проблем при ее переработке. Коллоидный крахмал увеличивает вязкость макулатурной массы, что затрудняет процесс обезвоживания массы на сеточном столе БДМ, а за счет набухания крахмала увеличивается кажущаяся степень помола массы. Частицы деградированного крахмала, накапливаемого в массе при каждом последующем цикле переработки, имеют отрицательный заряд и переходят в разряд анионных загрязнений, повышая катионную потребность массы. Повышенная катионная потребность обуславливает необходимость увеличения расхода катионных химических вспомогательных веществ (ХВВ) для осаждения анионов на волокнах. Кроме того, повышенное содержание

деградированного крахмала в массе обуславливает снижение прочностных характеристик вырабатываемой товарной продукции [15-31].

Содержащиеся в макулатурной массе крахмалопродукты являются питательной средой для микроорганизмов, рост биомассы и процессы жизнедеятельности которых обуславливают повышение слизеобразования и обрывности бумажного полотна. Поскольку крахмал обладает способностью к агрегации, в кислой и слабощелочной среде он может образовывать агрегаты, формирующие в последствии отложения на технологическом оборудовании и негативно сказывающиеся на внешнем виде продукции [65-73].

Современные технологические схемы производства картонно-бумажной продукции ориентируются на сокращение использования свежей воды, при этом организуются замкнутые системы водоснабжения. Замкнутые системы водоснабжения реализуют максимальное вовлечение оборотной воды в технологический процесс с минимальным расходом свежей воды, вводимой в систему с целью поддержания показателей качества используемой воды на требуемом уровне [15-27].

Сточные воды, образующиеся при переработке макулатуры, характеризуются высоким содержанием взвешенных веществ и крахмалопродуктов. Поэтому актуальной задачей создания оборотных систем водоснабжения на предприятиях, перерабатывающих макулатуру, является снижение уровня загрязнения образующихся сточных вод.

Повышение качества оборотной воды может быть достигнуто путем организации систем локальной очистки стоков, включающей выделение взвешенных веществ путем отстаивания и фильтрации (дисковые, барабанные фильтры) либо флотации [75,76]. Однако, существующие локальные системы не обеспечивают очистку воды от растворенных и коллоидных примесей. В свою очередь, в качестве побочного продукта механической очистки сточных вод от взвешенных веществ будет образовываться твердый волокнистый осадок - скоп, который необходимо перерабатывать или обезвреживать.

С целью снижения ресурсоемкости производства картонно-бумажной продукции из макулатуры, уменьшения нагрузки на очистные сооружения и объекты гидросферы необходима разработка мероприятий, обеспечивающих максимальное удержание волокна на сетке БДМ и фиксации крахмала на волокне.

1.4. Анализ исследований в области удержания волокна и снижения содержания растворенного крахмала в бумажной массе и подсеточной воде.

Известно большое количество исследований, посвященных использованию химических вспомогательных веществ (ХВВ) в технологическом процессе картонно-бумажного производства [33-64]. Основными направлениями применения ХВВ являются повышение физико-механических и прочностных свойств товарной продукции, повышение удержания волокна при отливе бумаги.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Житнюк Виталий Анатольевич, 2017 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Дулькин Д.А. Современное состояние и перспективы использования вторичного волокна из макулатуры в мировой и отечественной индустрии бумаги./ Д.А. Дулькин, Спиридонов В.А., Комаров В.И. - Архангельск: АГТУ, 2007. - 1118 с.

2. Осипов П.В. Замкнутость цикла водооборота на машинах и приспособлениях химической технологии// Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2013. -№7. - С. 74-82.

3. Смолин А.С. Влияние размола и фракционирования на электроповерхностные свойства целлюлозных гидросуспензий/А.С. Смолин, М. Бисальски, С. Шабель, Р.О. Шабиев//Химия растительного сырья - 2011 - №3 -С.183 -192

4. Николаева М.В. Изменение начальной влагопрочности бумажного полотна в присутствии катионных электролитов/М.В. Николаева, И. Каянто, Е.С. Николаев, К. Турку, А.С. Смолин//Химия растительного сырья - 2010 - №4 -С.167-172

5. Смолин А.С. Исследование дзета-потенциала и катионной потребности волокнистых полуфабрикатов/А.С. Смолин, Р.О. Шабиев, П. Яккола// Химия растительного сырья -2009 - №1 - С.177-184

6. Новикова А.И. Производство волокнистых полуфабрикатов : учебное пособие / А.И. Новикова. - СПб: Изд-во СПбГТУРП, 2006.-82 c.

7. Иванов С.Н. Технология бумаги: учебное пособие / С.Н. Иванов. - М.: Шк. бумаги, 2006.-695 c.

8. Хакимова Ф.Х. Исследования по получению и отбелке макулатурной массы из газетной макулатуры/ Ф.Х. Хакимова, Б.В. Акулов, Р.Х. Хакимов, О.А. Носкова// Материалы 11 -й Международной научно-технической конференции «Современные тенденции в развитии производства бумаги, картона, гофрокартона из макулатурного сырья» 20-21 мая 2010 - с.2-10.

9. Гордейко С.А. Влияние состава макулатуры сборной на свойства бумажного листа/С.А. Гордейко, Н.В. Черная, В.Л. Колесников, Н.В. Жолнерович, Е.С. Паримончик, Е.Н. Атрашкевич//Трубы БГТУ. Химия. Технология органических веществ и биотехнология. - №4 - С. 139-141

10. Ковтун Т. Н. Влияние количества циклов регенерации макулатурного сырья на свойства макулатурной массы / Т. Н. Ковтун, Ф. Х. Хакимова // Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2012. - № 7. - С. 60-62.

11. Хакимова Ф. Х.Влияние циклов переработки на свойства газетной макулатурной массы / Ф. Х. Хакимова, Т. Н. Ковтун // Известия высших учебных заведений. Лесной журнал. - 2010. - № 4. - С. 120-126.

12. Ковтун Т. Н. Использование вторичного сырья в производстве бумаги для гофрирования / Т. Н. Ковтун, Ф. Х. Хакимова, Н. П. Кадочников // Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-технической конференции "Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2000", г. Пермь, 12-14 апр. 2000 г. - Пермь: Изд-во ПГТУ, 2000. - С. 95.

13. Идиатуллин А.М. Бумагообразующие свойства разных видов вторичного волокна/ Идиатуллин А.М., Тараканова Н.А., Идиатуллина И.С., Любавина И.В.// Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2013. - №9. - С. 52-62

14. Заикин С.А. Макулатура - направления использования/С.А. Заикин//ТБО. - 2007. - №6 - С.20-21

15. Ванчаков М.В., Кулешов А.В., Коновалова Г.Н. Технология и оборудование для переработки макулатуры: учебное пособие - 2-е изд-е, испр. и доп. - СПбГТУРП. СПб., 2011.Ч1. - 99 с.

16. Ванчаков М.В., Кулешов А.В., Коновалова Г.Н. Технология и оборудование для переработки макулатуры: учебное пособие - 2-е изд-е, испр. и доп. - СПбГТУРП. СПб., 2011.ЧП. - 84 с.

17. Производство бумаги и картона. Ч. 1. Технология производства и обработки бумаги и картона / В. И. Комаров [и др.]. - СПб: Политехника, 2005. -(Технология целлюлозно-бумажного производства : в 3 т.; Т. 2). -423 c.

18. Производство бумаги и картона. Ч. 2. Основные виды и свойства бумаги, картона, фибры и древесных плит / М.А. Остреров [и др.]. - СПб: Политехника, Изд-во СПбЛТА, 2006. - (Технология целлюлозно-бумажного производства : в 3 т.; Т. 2). - 499 а

19. Ванчаков М.В. Теория и конструкция оборудования для подготовки макулатурной массы : учебное пособие / М.В. Ванчаков, А.В. Кишко. - СПб: СПБГТУРП, 2003.- 104 а

20. Примаков С. Ф. Производство картона / С. Ф. Примаков. - Москва: Экология, 1991.-225 а

21. Вураско А.В., Агееев А.Я., Агеев М.А. Технология обработки и переработки бумаги и картона: учебное пособие / А.В. Вураско, А.Я. Агеев М.А. Агеев. - Екатеринбург: УГЛТУ, 2011 - 278 с.

22. Агеев М.А. Способность бумажного полотна к обезвоживанию под действием механического давления/ М.А. Агеев, А.С. Шаклеин, А.С. Беляков, А.Я. Агеев // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья материалы V Всероссийской конференции с международным участием. Под ред. Н.Г. Базарновой, В.И. Маркина . - 2012. - С. 395-397.

23. Агеев М.А., Глузман В.Л. Кинетика набухания волокон макулатуры/Химия растительного сырья, 2007. - №1 - С. 95-98

24. Иванов С.Н. Технология бумаги: учебное пособие / С.Н. Иванов. - М.: Шк. бумаги, 2006.-695 а

25. Хакимова Ф. Х.Исследования по роспуску и флотации макулатурной массы из газетной макулатуры / Ф. Х. Хакимова, К. А. Синяев // Химия растительного сырья. - 2013. - № 2. - С. 57-62.

26. Епишев Д.В. Сырьевые материалы для производства бумаги и картона/ Д.В. Епишев, Е.В. Жиряева// Ученые записки Санкт-Петербургского им. В.Б. Бобкова филиала Российской таможенной академии - 1999 - №1(8) - С.135-143

27. Тарасов С.М. Современные тенденции в развитии технологии производства бумаги и картона/С.М. Тарасов, В.И. Азаров, И.Н. Ковернинский//Лесной вестник - 2003 - №5 - С. 89-92

28. Бобович Б.Б. Переработка отходов производства и потребления/Б.Б. Бобович, В.В. Девяткин - Москва: «Интермет Инжиниринг», 2000 - 496 с.

29. Лапин В.В. Загрязнения в бумажной массе и 100% макулатуры: Влияние на степень помола и прочность бумаги и картона/В.В. Лапин, А.И. Смоляков, Н.Д. Кудрина// «Целлюлоза. Бумага. Картон». - 2001, №7-8. - С.32-34

30. Технология производства целлюлозы: устройство и диагностирование : учебное пособие для вузов. / А.Я. Агеев [и др.]. - Екатеринбург: Изд-во УГЛТУ, 2002. - 138 с.

31. Технология целлюлозно-бумажного производства: в 3 т. / Всероссийский научно-исследовательский институт целлюлозно-бумажной промышленности ; Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия. - Санкт-Петербург: Политехника, Изд-во СПбЛТА, 2002.

32. Холмова М.А., Целлюлоза высокого выхода. Способы получения. Свойства (обзор)/М.А. Холмова, В.И. Комаров, А.В. Гурьев//Химия растительного сырья. - 2007. - №2 - С.5-12

33. Ершова О.В. Влияние композиционной структуры целлюлозно-бумажных материалов на качество гофрокартона/О.В. Ершова, О.А. Мишурина, Л.В. Чупрова//Современные наукоемкие технологии. - 2015. - №8. - С.21-23

34. Костюкевич А.В. Влияние бинарных систем вспомогательных химических веществ на содержание загрязняющих веществ в подсеточной воде/Костюкевич А.В., Чубис П.А., Драпеза А.А., Черная Н.В.// Труды БГТУ. №4. Химия, технология органических веществ и биотехнология -2010. Т. 1. - № 4. - С. 237-243.

35. Костюкевич А.В. Влияние бинарных систем вспомогательных химических веществ на свойства волокнистых суспензий/А.В. Костюкевич, П.А. Чубис, Н.В. Черная, Н.В. Жолнерович, А.А. Драпеза.//

Труды БГТУ. №4. Химия, технология органических веществ и биотехнология. -2009. - Т. 1. - № 4. - С. 294-297.

36. Asselman, T., The flocculation mechanism of microparticulate retention aid systems./ T. Asselman, , G. Garnier /Journal of Pulp and Paper Science - Vol 27, Issue 8, August 2001 - P. 273-278

37. Diab, M. Biobased polymers and cationic microfibrillated cellulose as retention and drainage aids in papermaking: Comparison between softwood and bagasse pulps/ M. Diab , D. Curtil, N. El-shinnawy , M.L.Hassan , I.F. Zeid, , E. Mauret// Industrial Crops and Products - Vol. 72, Oct. 05 - 2015 - P. 34-45

38. Измайлова Н.Л. Применение коагулянтов для уменьшения промоя в мокрой части БДМ/ Измайлова Н.Л., Лоренсон А.В., Чернобережский Ю.М.// Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2013. - №2. - С. 46-49

39. Осипов П. В. Эффективное использование химических вспомогательных веществ в производстве бумаги и картона: автореф. дис.д-ра техн. наук: 05.21.03/П. В. Осипов. - СПб.: ГТУРП. - СПб., 2007. - 32 с.

40. Осипов П.В. Современные химические нанотехнологии для высокоскоростных БДМ// Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2013. - №10. - С. 64-74.

41. Жирнова И.М. Особенности применения химических вспомогательных веществ в производстве тарного картона/И.М. Жирнова, Д.Н. Жирнов, Ю.В. Севастьянова//Современные тенденции развития науки и технологии - 2015 - №93 - С.42-46

42. Леканова Т.Л. Улучшение качественных показателей картона/Т.Л. Леканова, В.Т. Чупров// Сборник материалов научно-практической конференции «Методология развития региональной системы лесопользования и ее практическая реализация в республике Коми» - 2013 - С.93-97

43. Андреева С.Л. Теоретические основы технологии повышения прочности картона и макулатуры полимерами / С.Л. Андреева, С.Ю. Кожевников, Д.А. Дулькин, В.К. Дубовый//Химия растительного сырья - 2011 - №1 - С.179-181

44. Иванова Е.И. Исследование системы водородных связей в бумаге/Е.И. Иванова, А.С. Смолин, Т.К. Звонарева, В.И. Иванов-Омский//Химия растительного сырья - 2015 - №1 - С.181-185

45. Вейцер, Ю. И. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод/Ю. И. Вейцер, Д. М. Минц. - М.: Стройиздат, 1984. -202 с.

46. Swerin, A. Flocculation of cellulosic fibre suspensions by model microparticulate retention aid systems/A. Swerin, U. Sjodin, L. Odberg //Nordic pulp and paper research journal. -1993. -№8 (4). -p. 389-398

47. Swerin, A. Flocculation and Hoc strength in suspension flocculated by retention aids/A. Swerin, L. Odberg//Nordic pulp and paper research journal. -1993. -№ 8 (1). -p. 141-152.

48. On the mechanism of flocculation by microparticle retention-aid systems/L. Wagberg [et al.]/Tappi. -1996. -№ 79 (6). -С. 157-164.

49. Swerin, A. Shear strength in papermaking suspensions flocculated by retention aid systems/A. Swerin, G. Risinger, L. Odberg/Nordic pulp and paper research journal. -1996. -№ 11 (1). -С 30-35.

50. Шабиев Р.О., Смолин А.С., Кожевников Ю.С., Ковернинский И.Н. Химия бумаги: исследование действия упрочняющих и обезвоживающих добавок. Химия растительного сырья -2014, №4, С. 263-270

51. Li T. Coogregation of mineral filler particles and starch granules as a basis for improving filler -fiber interaction in paper product/T. Li, J. Fan, W. Chen, J. Shu, X Qian, H. Wei, J. Shen//Carbohydrate Polymers - 2016 - vol.149 - p.20-27

52. Остапенко А.А., Новые технологии применения химикатов/ А.А.Остапенко, В.Н. Мороз// Технолопчш комплекси - 2010 - №2 - С. 119-124

53. Остапенко А.А, Повышение качества бумаги из макулатуры химическими функциональными веществами/ А.А. Остапенко, В.Н. Мороз, В.А. Барбаш, С.Ю. Кожевников, В.К. Дубовый, И.Н. Ковернинский //Химия растительного сырья - 2012 - №1 - С.187-190

54. Пенкин А.А. Особенности использования катионного крахмала в композиции газетной бумаги./ А.А. Пенкин, О.А. Новосельская, Т.П. Шкирандо, Т.В. Соловьева, В.В. Жихарев// Труды БГТУ - №4. - Химия, технология органических веществ и биотехнология -2010. - Т. 1. - № 4. - С. 207-210.

55. Гайнанова И.Г. Новый способ повышения физико-механических показателей бумаги при помощи химических добавок./ И.Г. Гайнанова, Р.О. Шабиев, А.С. Смолин, С.Ю. Кожевников // Вестник технологического университета - 2015 -Т.18 -№17 - С. 95-97

56. Кожевникова С.Ю. Упрочнение бумаги синтетической катионно-анионной полиакриламидной смолой/С.Ю. Кожевникова, С.Л. Андреева//Химия растительного сырья. - 2011 - №2 - С.177-182

57. Смолин А.С. Межволоконные связи и макроструктура бумаги и картона/Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. - Санкт-Петербург. - 1999. - 58 с.

58. Идиатуллин А.М. О новом крахмале для приготовления клея для гофрокартона/А.М. Идиатуллин, И.С. Идиатуллина, Н.Л. Полканова, Н.Н. Л.Н. Дереза, Н.А. Баранова, К.А. Чирков, С.Г. Грачев// Караваево: Технология переработки макулатуры. VI Международная научно-техническая конференция, 1-3 июня 2005 г, Караваево - Правда, 2005 г. - с.33-36.

59. Хованский В.В. Применение химических вспомогательных веществ в производстве бумаги и картона /В.В. Хованский, В.К. Дубовый, П.М. Кейзер.-Санкт-Петербург, 2013. - 151 с.

60. Махотина Л.Г. Исследование влияния химикатов для флокуляции бумажной массы на процесс формования бумаги для печати/Л. Г. Махотина [и др.]//Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2002. - №5-6. - С. 20-27.

61. Осипов, П. В. Воспоминания о будущем: электрокинетический потенциал бумажной массы/П. В. Осипов, Д. Мюнх//Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2001. - № 3-4. - С. 16-20.

62. Пат. 6432271 США. Метод увеличения удержания волокон в бумаге, МПК7 D 21 Н 11/02/J. В. Shing, С. Maltesh, J. R. Hurlock; заявитель Nalco Chemical Co. - № 09/9774-55; заявл. 15.10.01; опубл. 13.08.02//Реферативный журнал «Химия». -2003. -№8. -С. 14.

63. Хакимова Ф. Х.Улучшение удержания волокна и повышение прочности бумаги путем использования в композиции химических добавок / Ф. Х. Хакимова, Т. Н. Ковтун, Т. В. Шилова // Материалы Всероссийской научно-технической конференции "Аэрокосмическая техника и высокие технологии-2001," Пермь, 1214 апреля 2001 г. - Пермь: Изд-во ПГТУ, 2001. - С. 289.

64. Хакимова Ф. Х. Об эффективности использования полиакриламида «Праестол» в производстве бумаги для гофрирования / Ф. Х. Хакимова, Т. Н. Ковтун, О. А. Носкова // Сборник тезисов докладов Научно-технической конференции Аэрокосмического факультета ПермГТУ «Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 98» в рамках XXIX Научно-технической конференции Пермского государственного технического университета по итогам НИР за 19941998 гг., г. Пермь, 9-20 нояб. 1998 г. - Пермь: Изд-во ПГТУ, 1998. - С. 95.

65. Новожилов Е.В. Применение ферментных технологий в целлюлозно-бумажной промышленности : монография/Е.В. Новожилов; Сев. (Арктич.) федер. ун-т. - Архангельск: ИД САФУ, 2014. - 364 с.

66. Глезман Е.А. Внедрение технологии окисленного крахмала в ООО «Пермский ЦБК» Глезман Е.А., Житнюк В.А.,Идиатуллин А.М., Тараканова Н.А.// Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2013. - №2. - С. 50-55.

67. Овсянникова Е.А. Микроорганизмы в производстве бумаги и картона/ Е.А. Овсянникова, Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, А.В. Канарский//Вестник Казанского технологического университета - 2014 - №9. - С.205-209

68. Овсянникова Е.А. Бактериальная активность в системе приготовления макулатурной массы для БДМ и ее влияние на качество тарного картона/Е.А. Овсянникова, Д.А. Дулькин, А.В. Синчук, А.В. Спиридонов// Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2013 - №10-12. - С.7

69. Овсянникова Е.А. Влияние биоцидов на эффективность применения химических вспомогательных веществ в производстве бумаги и картона и макулатуры/Е.А. Овсянникова, Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, А.В. Канарский//Вестник Казанского технологического университета - 2014 - №8 -С.210-216

70. Новожилов Е.В. Изменение ферментативной деструкции крахмала в волокнах макулатурной массы/Е.В. Новожилов, Е.В. Смирнов, Д.Г. Чухчин, А.В. Кондаков.// Химия растительного сырья - 2013 - №1 - С.39-46

71. Новожилов Е.В. Потенциал ферментных технологий для развития бумагообразующих свойств первичных и вторичных волокон/Е.В. Новожилов, А.В. Кондаков, Д.Г. Чухнин, Д.Н. Пошина, К.Ю. Тереньтев, Е.В. Смирнов//Материалы I междунар. науч.-техн. конф «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов» (13-17 сентября 2011 г). - Архангельск, 2011 - с.130-135.

72. Hernadi A. Short time wetting and water take-up of secondary fibres reactivated with enzymes/ А. Hernadi, I. Lele // Papiripar. - Vol.48, Issue 6 - 2004 -Р.224-227

73. Hernadi A. Improving the recycled fibre performance by means of a-amylase treatment/ А. Hernadi, I. Lele // Papiripar. - Vol.48, Issue 3 - 2004, P. 97-106

74. Обзор рынка макулатуры//Твердые бытовые отходы - 2010. - №8 -С.44-45

75. ГОСТ 10700-97 Макулатура бумажная и картонная Технические требования. Введ. 2003-01-01 - М.: Изд-во стандартов, 2002 - 8 с.

76. Хакимова Ф. Х. Очистка сточных вод целлюлозно-бумажного производства : учебное пособие для вузов / Ф. Х. Хакимова. - Пермь: Изд-во ПГТУ, 2006.-89 c.

77. Хакимова Ф. Х. Интенсификация процессов обезвоживания активного ила очистных сооружений ЦБП / Ф. Х. Хакимова, С. А. Чистяков, А. Б. Быкова // Сборник тезисов докладов Всероссийской научно-технической конференции

"Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2000", г. Пермь, 12-14 апр. 2000 г. - Пермь: Изд-во ПГТУ, 2000. - С. 224.

78. Пат № 2194106 Российская Федерация МПК D21F1/66, D21H23/04 D21H23/014, D21H17:44 Способ изготовления бумаги/ Клеметс Боре, Хелльстрем Ханс, Асплунд Анна, Сиккар Рейн.; заявитель и патентообладатель АКЦО НОБЕЛЬ Н.В. (Ж) - №2000129668/12; заявл.26.04.1999

79. Пат. 2310027 Российская Федерация. МПК D21H17/24 Катионизированный полисахаридный продукт в качестве добавки для бумажной массы (варианты), варианты его применения и способ производства бумаги/ Сольхаге Фредерик, Нильссон Пер-Ола.; заявитель и правообладатель АКЦО НОБЕЛЬ Н.В. (Ж) - 2005113245/05; заявл. 01.10.2003, Бюл. №31

80. Пат. 2317361 Российская Федерация, МПК D21H 23/76 Композиция для изготовления бумаги и способ повышения степени удержания и/или обезвоживания в ней/ Полверари Марко, Ву Джозеф, Эстон Дэвид.; заявитель и правообладатель КЕМИРА КЭМИКАЛС КЭНЕДА (СА) - 2005113160/12; заявл. 20.03.2006, Бюл. №5

81. Пат. 2361977 Российская Федераци, МПК D21H 21/10, D21H 21/14, D21H 17/33 Способ применения полимеров, функционализированных альдегидом, для улучшения обезвоживания в бумагоделательных машинах/ Сент Джон Майкл Р., Загала Энджел П.; заявитель и патентообладатель НАЛКО КОМПАНИ (Ш) -2006127039/12 заявл. 21.01.2005, Бюл. №20

82. Пат. 2363799 Российская Федерация. МПК D21H 21/10, D21H 23/04, D21H 17/42, D21H 17/68 Способ изготовления бумаги/ Нюандер Йохан, Сольхаге Фредрик; заявитель и патентообладатель АКЦО НОБЕЛЬ Н.В. (ИЬ) -2007146714/12; заявл. 27.04.2006, Бюл. №22

83. Пат. 2404317 Российская Федерация, МПК D21H 21/10, D21H23/14, D21H 17/24, D21H17/29, D21H 17/42, D 21Н 17/55, D21H17/56, D21H 17/68 Способ получения бумаги/ Сольхаге Фредрик, Карлен Йоаким, Йоханссон

Бригитта/заявитель и патентообладатель АКЦО НОБЕЛЬ Н.В. (NL) -2008131321/12; заявл. 27.11.2006, Бюл. №32

84. Пат. 2431709 Российская Федерация., МПК D21H 21/10, D21H 23/14, D21H17/20, D21H 17/29, D21H 17/33, D21H17/37, D21H17/45, D21H17/67 Производство бумаги с наполнителем/Хольгер Райнике.; заявитель и патентообладатель БАСФ СЕ (DE) - №2009133211/12, 21.01.2008, Бюл. 29.

85. EP 0234513 A1 Binder for use in a paper-making process/Fredrik Solhage, Joakim CARLÉN, Birgitta Johansson.; заявитель и патентообладатель Akzo Nobel N.V., EKA Chemicals AB - № EP20100183297, 21.11.2006

86. Плешков Б.П. Практикум по биохимии растений/Б.П. Плешков, Москва «Колос», 1976 г - 256 с.

87. Методы определения крахмала [Электронный ресурс] URL :http://bio-x.ru/articles/metody-opredeleniya-krahmala дата обращения 01.12.2015

88. Определение содержания крахмала в соковой воде по Эверсу [Электронный ресурс] URL: http://www.nprb.ru/starch in fruit water.htm дата обращения 1.12.2015

89. Жирнов Д.Н. Особенности определения растворенного крахмала в производственном потоке/Д.Н. Жирнов, Д.А. Дулькин, В.А. Спиридонов, О.И. Блинушова//Материалы междунар. науч. конф. (Архангельск 11-12 сентября 2014 г)/Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова. - Архангельск: ИД САФУ, 2014 - с.157-160

90. Новожилов Е.В. Сравнение методов определения крахмала в бумаге и картоне/Е.В. Новожилов, И.А. Хадыко, В.А. Лукина//Материалы междунар. науч. конф. (Архангельск 11-12 сентября 2014 г)/Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова. - Архангельск: ИД САФУ, 2014 - с.231-234

91. Рихтер М., Аугустат З., Ширбаум Ф. Избранные методы исследования крахмала. М.: Пищевая промышленность, 1975. - 180 с.

92. ГОСТ 7500-85 Бумага и картон. Методы определения состава по волокну. М.: Государственный комитет СССР по стандартам - 1985 - 50 с.

93. Методика определения концентрации растворенного крахмала в производственной воде БДМ и КДМ. ООО «Прикамский картон», 15.01.2015

94. Методика определения фракционного состава полуцеллюлозной, целлюлозной и макулатурной масс//ООО «Прикамский картон», 2015 - 3с.

95. Методика №607 Определение водоотдачи волокон полуцеллюлозы, целлюлозы высокого выхода и макулатуры//ООО «Прикамский картон», 11.03.2015 - 3 с

96. Методика №12 Определение концентрации взвешенных веществ в сточной воде//ООО «Прикамский картон», 20.01.2015 - 2 с.

97. Методика №605 Определение оптической плотности оборотных, сточных и подсеточных вод КДМ и БДМ// ООО «Пермский картон», 11.03.2015 -3 с.

98. Методика №512 Определение показателя концентрации водородных ионов (рН)/ООО «Пермский картон», 20 января 2015 . - 2 с.

99. ГОСТ 31859-2012.Вода. Метод определения химического потребления кислорода. М.: Стандартинформ, 2014 - 11 с.

100. ПНД Ф 14.1:2:3:4.123-97 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений биохимической потребности в кислороде после п-дней инкубации (БПКполн.) в поверхностных пресных, подземных (грунтовых), питьевых, сточных и очищенных сточных водах. М.: 2007 - 37

101. Методика №2 Определение степени помола массы// ООО «Прикамский картон», 20.01.2015 - 3 с.

102. Методика №610 Определение катионной потребности волокнистых полуфабрикатов//ООО «Пермский картон», 11.03.2015 - 3 с.

103. Методика №541. Определение сопротивления продавливанию// ООО «Прикамский картон», 13.03.2015 - 4 с.

104. Методика №552 Определение разрушающего усилия при сжатии кольца в поперечном направлении// ООО «Прикамский картон», 13.03.2015 - 3 с.

105. Методика №5. Метод определения прочности на излом при многократных перегибах// ООО «Пермский картон», 2001

106. Систематические и случайные погрешности химического анализа : учебное пособие для вузов / М.С. Черновьянц [и др.]. - Москва: Академкнига, 2004.-157 с.

107. Файзрахманов Р. А. Автоматизация научных исследований : учебное пособие / Р. А. Файзрахманов, И. Н. Липатов. - Пермь: Изд-во ПГТУ, 2011.-161 с.

108. Гришин В. К. Статистические методы анализа и планирования экспериментов : учебное пособие для вузов / В. К. Гришин. - Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1975.-128 с.

109. Современный эксперимент: подготовка, проведение, анализ результатов : учебник для вузов / В. Г. Блохин [и др.]. - Москва: Радио и связь, 1997.-230

110. Рогов В. А. Методика и практика технических экспериментов : учебное пособие для вузов / В. А. Рогов, Г. Г. Позняк. - Москва: Academia, 2005.283 с.

111. Пат. 2588206 Российская Федерация, МПК D21H 21/10 D12H 17/45 D21H 17/37. Способ подготовки бумажной массы для производства картона/Вайсман Я.И. Ширинкина Е.С., Глезман Е.А., Житнюк В.А., Белкина Е.В., Монченко С.В. заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет». -№2015119108/05, заявл. 20.05.2015, Бюл. №18

112. Научные основы эколого-аналитического контроля промышленных сточных вод ЦБП / К. Г. Боголицын [и др.]. - Екатеринбург: УрО РАН, 2010. - 167 с.

113. Автоматизация, стандартизация, экономика и охрана окружающей среды в ЦБП. Ч. 1. Автоматизация, стандартизация и экономика в ЦБП / В. Г. Харазов [и др.]. - Санкт-Петербург: Политехника, 2008. - (Технология целлюлозно-бумажного производства : в 3 т.; Т. 3).-621 с.

114. Хаустов А.П., Редина М.М. Экономика природопользования: диагностика и отчетность предприятий - М.: Изд-во РУДН, 2002. - 216 с.

115. Шевчук А.В. Экономика природопользования (теория и практика). -М.: НИА-Природа, 1999. - 308 с.

116. Бобылев С.Н. Экономика природопользования/ С.Н. Бобылев, А.Ш. Ходжаев - М.:2003 - 567 с.

117. Сингер А. Экономия энергии и ресурсов при производстве упаковочной бумаги из вторичного сырья/ Целлюлоза. Бумага. Картон. - 2013. -№8. - С. 82-90

118. Постановление Правительства Российской Федерации № 913 от 13 сентября 2016 г «О ставках платы за негативное воздействие на окружающую среду и дополнительных коэффициентах».

«Согласовано»: Директор СХЮ «Технобш

«Утверждаю»: лавныЛ технолог

ЫПРИКАМСКИЙ К АРГОН» ВЛ.Жнтюк

¿V. /'¿Г

чип

/ Методика

рации растворенного крахмала в нронтволственной воле БДМ н КДМ

1. Навначение н сущность метода

1.1 Настоящая методикаустанавливает метод определения концентрации растворенного и коллоидного крахмала в оборотных и сточных водах КБЦ-1 н КЬЦ-2 с использованием фотоколорнмегра «Окотест 2020-РС» с длиной волны 595 им (1 = 595 им).

1.2 Метод основан на сравнении световою потока, прошедшего через рас)нор сравнения (фоновый) и светового потока, прошедшею через исследуемый раствор. Световые потоки преобразуются фотопрн£мннком в тлекгрнческис сигналы, которые обрабатываю гея микропроцессором прибора и отображаются па дисплее фотоколориметра в виде значения оптической плотности.

1.3 Дл* расчета концентрации крахмала из значений оптической плошостн используют нормировочные растворы исходного крахмала, приготовленные по специальной методике.

1.3 В качестве раствора сравнения (фона) в методике используют разбавленную исследуемую воду без добавления раствора йода.

2. Отбор проб

2.1 Отбор проб производственной воды производится из мест отбора проб, предусмотренных технологическими регламентами

2.2 Отбор производится в чистую посу ду объемом не менее 0.25 дм3.

2.3. Маркировка пробы должна иметь: .тагу, время, место отбора пробы, наименование пробы.

2.4 Измерение концентрации крахмала необходимо проводить в течение

10-20 мин после отбора проб, так как с течением времени крахмал разрушается и его концентрация снижается.

3. Применяемые приборы и оборудование

3.1 Фотоколориметр «Экотест 2020-14.'»»;

3.2 Фотометрические кюветы с ллшюН оптического пути 10 см'.

3.3 Стаканы химические но ГОСТ 25336 вместимостью 50 см'. НЮ см1. 250 см';

3.4 Пипетки граду ированные не ниже 2 класса точности по ГОСТ 29227 вместимостью I см'. 10 см!;

3.5 Секундомер:

3.6 Лабораторная баня с возможностью нагрева до 95-97 "С:

3.7 Весы лабораторные с точностью +0,01 г;

3.8 Лабораторная мешалка на 500-1000 об/мин;

3.9 Вода дистиллированная по ГОСТ 6709;

3.10 Йод, 0.1 н раствор;

3.11 Раствор N801-1 25%-ный;

3.12 Соляная кислота НС1 12%-ная;

3.13 Крахмал натуральный;

3.14 Индикаторная бумага.

4. Подготовка к испытанию

4.1 В день испытаний готовят раствор йода 0,01 Н путем разбавления 0,1 Н раствора йода в 10 раз.

4.2 Включают прибор «Экотест» и дают прибору прогреться 3-5 мин.

4.3 Устанавливают рабочую длину волны 595 им.

4.4 Отобранную пробу воды отстаивают 8-10 мин. чтобы крупные волокна и хлопья осели на дно стакана При наличии пены и всплывающих волокон в стакане их удаляю!, аккуратно отливая верхний уровень исследуемой воды.

4.5 Из верхней (наиболее прозрачной) части отстоявшейся воды отбирают 10 см ', переносят в стакан вместимостью 100 см и добавляют 90 см дистиллированной воды. Получают производственную воду, разбавленную в 10 раз.

4.6 Приготовление пробы с йодом

Отбирают 9 см3 производственной воды, разбавленную по п. 4.5, переносят в стакан вместимостью 50 см3, добавляют 1 см раствора йода (0.01 н). смесь взбалтывают.

5. Проведение испытания

5.1 В кювету наливают раствор сравнения (разбавленную производственную воду по п. 4.5), закрывают её крышкой и проводят измерение фона.

5.2 Извлекают кювету с раствором сравнения из кюветного блока.

5.3. Во вторую кювету наливают пробу воды с йодом (приготовленную по п.4.6), устанавливают в кюветный блок, закрывают крышкой и проводят измерение оптической плотности, через 60 сек после добавления йода.

5.3 Измерение проводят не менее двух раз. За величину оптической плотности принимают среднее арифметическое значение двух определений. Различие между измерениями не должно превышать 5%. Получают значение оптической плотности

5.4 Значение оптической плотности разбавленной исследуемой воды с йодом должно быть в диапазоне 0,2-1,0. Поэтому при необходимости исходную пробу воды можно разбавлять в 5-20 раз. Соответственно и результат надо будет умножать на соответству ющий коэффициент разбавления.

6. Обработка результатов

6.1 Измерение оптической плотности йода

6.1.1 В стакан 20 см отбирают 9 см дистиллированной воды, затем добавляют 1 см' раствора йода 0,01Н.

6.1.2 Измеряют оптическую плотность относительно дистиллированной воды по п.п.5.1 - 5.3. Получают значение оптической плотности йода (Р').

6.2 Концентрацию растворенного (коллоидного) крахмала о разбавленной производственной воде рассчитывают по формуле:

С„„= L)|,|0 х К« х 10 . (мг/дм3) ie D¡ - оптическая плотность разбавленной подсеточной воды, вычисляется по

формуле

D -íD1, lo-D'n

К,.- коэффициент пересчета, определение по п.п.7; 10- коэффициент разбавления.

7. Определение коэффициента пересчета

Ятя пересчета оптической плотности окрашенного йод-крахмального комплекса производственной воды а концентрацию крахмала необходимо предварительно приготовить нормировочные растворы натурального крахмала с известной концентрацией 20, 50 и 100 мгл.

7.1 Приготовление раствора крахмала кониентраиней 1%.

В предварительно взвешенный стакан емкоегью 200 мл наливают 90 г дистиллированной воды.

7.1.1 Стакан ставят на мешалку, включают перемешивание и насыпают 4 г натурального крахмала. Затем добавляют 5 г 25%-ного раствора NaOH. при постоянном перемешивании.

7.1.2 Стакан с крахмалом переносят на водяную баню с температурой 94-96 °С и продолжают перемешивать в течение 5 минут.

7.1.3 Стакан с заваренным крахмалом снимают с бани, добавляют 90 см3 дистиллированной воды и перемешивают сшс 2 минуты.

7.1.4 Не прекращая перемешивания, проводят нейтрализацию крахмала соляной кислотой до рН 7,5-8,5 с помощью индикаторной бумаги.

7.1.5 После нейтрализации стакан снимают с мешалки и доводят нее содержимого

до 200 г.

7.1.6 Данный раствор разбавляют дистиллированной водой в 2 раза и получают расгвор крахмала концентрацией 1 %.

7.2 Приготовление нормировочных растворов

Для приготовления нормировочных растворов крахмала концентрацией 20. 50 и 100 мг/л используют приготовленный раствор крахмала 1%-ный в соответствие с таблицей 1.

Таблица 1

№ Целевой нормиро- Смешивание Конечная

вочный раствор Крахмал 1 %-нын, г Дистиллированная вола, г концентрация

1 20 мг/дм' 2,00 98,00 20 мг/дм3

2 50 мг/ ЛГ* 5,00 95,00 50 мг/дм3

3 100 мг/дм-1 10,00 90,00 100 мг/ дм"1

7.3 Определение оптической плотности нормировочных растворов

7.3.1 Согласно п.п.4.6 и 5. вместо подсеточной воды берется целевой нормировочный раствор. В качестве раствора сравнения используют раствор, включающий 9 мл дистиллированной воды и 1 мл 0,0111 раствора йода (см. п.

6.1.1).

" 3.2 Процедуру повторяют для всех нормировочных растворов с концентрациями С;.> С«о и С ко мг/дм3. Получают значения оптической плотности нормировочных

растворов Ого. Б», О100

" 3 3 Для каждой нормировочной концентрации рассчитывают коэффициент К, по

формуле: К,= С* Д.

4 Коэффициент пересчета К0= (Кго+^о+КюоУЗ.

11ри.нер.

Оптическая плотность разбавленной в 10 раз исследуемой воды, измеренная по 5.3 показала значение 1У| ц> - 0.482. Коэффициент пересчета определенный по п. Т. составил К0=95.

То1да концентрация растворенного (коллоидного) крахмала в исследуемой воде

будет

С|кх= (0,482 х 95)х10 = 482 мг/дм3.

Примечания:

- Измерение концентрации крахмала необходимо проводить в течение 10-20 минут посте отбора, так как с течением времени крахмал разрушается.

- Исходную подссточную воду можно разбавлять в 5-10-20 раз.

Литература:

1. М.Рихтер, З.Аугустат, Ф.Ширбаум. Избранные методы исследования крахмала. М.. «Пищевая промышленность», 1975г.

2. Руководство по эксплуатации фотоколориметра «Экотест 2020».

3. Рекомендации директора ООО «Тсхнобум-2» A.M. Идиагуллина,

Разработал

Ведущий инженер-технолог ИЛ Согласовано

Руководитель службы качества Начальник ЦПЛ

Е.В. Белкина

И.П.Рябов А.А. Дремлюга

Общество с ограниченной ответственностью «ПРИКАМСКИЙ КАРТОН»

614037, г. Пермь, ул. Бумажников, 1

тел. [phone]. факс [phone], Е- mail: [e-mail] ИНН 5906121317/ КПП 590701001

02.02.2015 № 1

Акт

о внедрении системы удержания волокна и растворенного крахмала при производстве тест-лайнера на КБЦ 2 ООО «Прикамский картон»

Настоящий акт составлен в том, что результаты проведенных исследований в диссертационной работе аспиранта I ШИПУ Житнюк В.А внедрены в период с 01.01.2015 по 30.01.2015 на предприятии ООО «Прикамский картон» КБЦ 2, при выпуске тест-лайнера и бумаги для гофрирования путем применения разработанной Житнюк В.А. системы удержания, состоящей из комплекса химикатов, включающего водные растворы высокомолекулярного катионного полимера и синтетического катионного полимера низкой молекулярной массы, позволяющего нейтрализовать анионный заряд частиц, повысить удержание растворенного крахмала и волокна в мокрой части БДМ Б-2300 и снизить уровень ХПК образующихся сточных вод.

Внесены изменения в технологический регламент №21-5 о внедрении двухкомпонентной системы удержания волокна и растворенного крахмала.

В течении указанного периода было произведено 4918,057 тн марки КТ1 по ТУ 5441-073-24086615-2014 тест-лайнера и 164,144 тн марки Б-1 по ТУ 5441084-24086615-2014 бумаги для гофрирования.

Данная технология представляет собой экологически безопасный для окружающей среды, экономически и технологически эффективный метод производства тест-лайнера и бумаги для гофр--------

Начальник технического отдела

Руководитель службы качества

Начальник цеха КБЦ 2

Заведующая ИЛ

Г.Ф. Былинцева

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет» Комсомольский проспект, д.29, г.Пермь, 614990 Тел.: [phone]. Факс: [phone]. E-mail: [e-mail]

о внедрении результатов диссертационной работы Житнюк Виталия Анатольевича, представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.21.03 - Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины

Результаты, полученные Житнюк В.А. при выполнении диссертационной работы на тему: «Разработка и применение бинарной системы высокозарядных катионных полимеров для повышения удержания волокна и крахмала в технологии картона из макулатуры», используются в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Техносферная безопасность».

Форма внедрения: материалы исследований включены в учебно-методический комплекс дисциплин «Экология», «Технология защиты гидросферы физико-химическими методами», «Отраслевая безопасность».

Эффект внедрения: повышение уровня знаний студентов по разделам учебной программы указанных дисциплин.

Заведующий кафедрой «Охрана окружающей среды»,

УТВЕРЖДАЮ: Проректор по учебной работе

t

АКТ

д. тех. н., проф.