Совершенствование перемешивающего оборудования для получения санитарно-гигиенических изделий

• Автор: Иванов, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1 Современное состояние производства санитарно-гигиенических видов бумаги

1.1 Тенденции развития рынка санитарно-гигиенических видов бумаги

1.2 Технология производства бумаги санитарно-гигиенического назначения

1.3 Перемешивающее оборудование для приготовления композиции бумажной массы

1.4 Основные теоретические и экспериментальные представления процесса перемешивания

1.5 Особенности перемешивания целлюлозы

1.6 Постановка задач исследования

Глава 2 Теоретические исследования гидродинамики движения потоков жидкости в перемешивающих аппаратах
2.1 Исследование гидродинамики процесса перемешивания в аппарате цилиндрической конструкции посредством компьютерного моделирования
2.2 Построение физической модели движения жидкости в проточной полости аппарата профилированной формы
Глава 3 Методическая часть проведения экспериментальных исследований
3.1 Методика исследования гидродинамики в проточной полости перемешивающих аппаратов различной конструкции
3.2 Методика исследования физико-механических и гидрофильных свойств санитарно-гигиенической бумаги
3.3 Планирование экспериментальных исследований и математическая обработка полученных результатов
Глава 4 Экспериментальные исследования и анализ результатов

4.1 Экспериментальные исследования гидродинамики в проточной полости перемешивающих аппаратов посредством ИВК
4.2 Экспериментальные исследования физико-механических и гидрофильных свойств санитарно-гигиенической бумаги
4.3 Определение критерия мощности при работе аппарата профилированной формы
4.4 Сопоставление теоретических и экспериментальных исследований
Глава 5 Практическое применение результатов исследований
5.1 Определение диспергированного режима течения волокнистой массы в перемешивающем аппарате различной конструкции
5.2 Определение оптимальных технологических режимов работы перемешивающего аппарата с профилированными элементами корпуса
5.3 Методика инженерного расчета профилированного корпуса емкостного аппарата
5.4 Условно - экономический эффект работы аппарата профилированной
формы с ротором геликоидального типа
Выводы по работе
Библиографический список
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Е
Приложение Ж
Приложение И
Приложение К
Приложение Л
Приложение М
Приложение Н

Введение
Производство санитарно-гигиенических изделий - одна из наиболее успешных отраслей мировой целлюлозно-бумажной промышленности, отличающаяся стабильной динамикой развития и высокими показателями производственной рентабельности. Более того, эта отрасль всегда была очень привлекательна для крупных международных инвесторов.
Общий выпуск санитарно-гигиенических изделий в мире в 2011 году составил около 32,7 миллионов тонн. По прогнозам отраслевых экспертов, этот показатель - по итогам 2013 года - составит порядка от 32,9 до 33,5 миллионов тонн [1].
Одновременно с ростом объемов производства санитарно-гигиенических изделий стремительно увеличивается конкуренция на международных и региональных рынках, что, в свою очередь, заставляет производителей СГИ все больше внимания уделять вопросам качества выпускаемой продукции, а также сокращения производственных и иных издержек (в настоящее время

удельные затраты электроэнергии составляют до 0,8 кВт/м ).
Неотъемлемым этапом производства СГИ является перемешивание, включающее несколько отдельных процессов. На каждом этапе необходимо получить требуемые технологические результаты, расходуя как можно меньше электроэнергии. На первый взгляд, эта задача не выглядит сложной. Однако при более пристальном рассмотрении обнаруживается, что эффективное перемешивание требует сложных технологий и высокого уровня решения инженерных задач.
На целлюлозном предприятии существует множество процессов, которые требуют применения специальных аппаратов с мешалками. Самые распространенные из этих процессов - растворение химических ингредиентов, хранение массы с высокой и низкой концентрацией, перемешивание и гомогенизация. Для того чтобы гарантировать оптимальные технологические результаты при минимально затрачиваемой электроэнергии, важно:

1.5 Особенности перемешивания целлюлозы
Целлюлоза чрезвычайно псевдопластична. Псевдопластичная жидкость плохо перемешивается, так как ее вязкость меняется в зависимости от скорости перемещения. Это означает, что когда целлюлоза проходит через рабочее колесо мешалки, ее вязкость относительно низка. Когда целлюлоза выходит из колеса, и скорость, и турбулентность снижаются. Это увеличивает вязкость, которая, в свою очередь, еще больше уменьшает скорость жидкости.
В целлюлозе растяжение волокон столь значительно, что внутреннее трение велико уже при 2-3 %-ом содержании волокна в растворе. При увеличении концентрации вязкость значительно возрастает, и уже при 8 % концентрации редко удается использовать стандартную мешалку. Более высокое внутреннее трение также вызывает затруднение в передвижении целлюлозы в зонах наибольшего удаления от рабочего колеса мешалки.
Когда концентрация превышает 4 %, масса часто переходит в вязкопластичное состояние. Это означает, что к бумажной массе необходимо приложить определенное значение касательных напряжений, прежде чем она начнет двигаться. Поэтому в массном бассейне происходят выпадения осадка и появление застойных зон при слабой степени перемешивания.
При рассмотрении вопроса перемешивания целлюлозы важны точные исходные данные. Внутреннее трение между волокнами целлюлозы определяет вязкость. Это объясняет, почему вязкость варьируется в разных видах целлюлозы. Вязкость также зависит от этапов обработки целлюлозы, например, после сортировки, размола и отбелки. Поэтому целлюлоза должна рассматриваться не как единая жидкость с одним требованием к перемешиванию, а как набор жидкостей с различными потребностями.
Точные данные о типе целлюлозы, обработке и концентрации необходимы для того, чтобы гарантировать производительность процесса с наименьшими энергетическими затратами. Разница в затрачиваемой электроэнергии может достигать 800 %. [28].