Як ми вирішили проблему липких відкладень у папероробній машині: Практичний підхід та профілактика

Фото: Charlotte Harrison / Unsplash

У паперовій промисловості липкі відкладення (так звані stickies) належать до найпоширеніших експлуатаційних проблем. Вони утворюються з домішок у переробленому папері, клейких речовин або залишків покриттів і поступово накопичуються на валах, сітках та інших частинах машини. Результатом є дефекти в папері, часті зупинки для очищення та підвищене споживання енергії. У цій статті ми опишемо конкретний випадок, коли за допомогою комбінації диспергувальних і мийних добавок нам вдалося не лише усунути наявні відкладення, але й запобігти їх повторному утворенню – без необхідності дорогих механічних втручань.

Проблема: Липкі відкладення та їх вплив на виробництво

Липкі відкладення, відомі також як стікіси, є однією з найпоширеніших та найпроблемніших експлуатаційних проблем у паперовій промисловості. Вони утворюються як побічний продукт переробки паперу, коли до целюлозної маси потрапляють клеї, воски, друкарські фарби або пластикові частинки з пакувальних матеріалів. Ці забруднення за робочих температур (40–70 °C) та тиску в папероробній машині перетворюються на в’язкі, липкі маси, які прилипають до валів, сіток, сушильних циліндрів та інших частин обладнання.

Наслідки є негайними та витратними: знижена якість паперу (плями, дірки, нерівномірна товщина), частіші зупинки машини для очищення, підвищене споживання енергії та знос обладнання. У нашому випадку проблема проявлялася особливо на сітках і пресувальних валах, де відкладення призводили до розривів паперової стрічки та збільшували витрати хімікатів для обробки поверхні. Без системного вирішення ситуація швидко погіршувалася б, тому необхідно було діяти швидко й цілеспрямовано.

Діагностика: Як ми ідентифікували причину та масштаб проблеми

Першим кроком до вирішення стало точне визначення джерела та характеру відкладень. Ми провели комплексну аналізу зразків целюлозної маси та самих відкладень за допомогою стандартних лабораторних методів. Мікроскопічне дослідження виявило наявність синтетичних полімерів (наприклад, акрилатів і полівінілацетатів) та восків, які потрапляли до сировини з переробленого паперу. Крім того, ми нанесли на карту критичні місця в папероробній машині, де відбувалося найінтенсивніше накопичення – зокрема в зоні сітки, пресувальних валів та сушильної частини.

Ключовим інструментом стала термогравіметрична аналіза (ТГА), яка допомогла нам визначити термічну стабільність відкладень та їхню поведінку за різних експлуатаційних умов. Ми виявили, що при температурах вище 60 °C відбувається значне розм’якшення та липкість деяких компонентів. Одночасно ми відстежували параметри процесу, такі як рН целюлози (зазвичай 6,5–8,0), жорсткість води та дозування хімікатів, щоб виключити вплив неправильного експлуатаційного режиму.

Фото: Jorge Fernández Salas / Unsplash

Рішення: Поєднання хімічних та механічних заходів

На основі діагностики ми запропонували багатоетапний підхід, який поєднував хімічну обробку з коригуванням експлуатаційних умов. Найефективнішим виявилося використання спеціальних диспергувальних агентів на основі поверхнево-активних речовин та полімерних добавок, які запобігають злипанню липких частинок і утримують їх у суспензії. Ці речовини ми дозували безпосередньо в целюлозну масу в концентрації 0,05–0,2 % (масових), і це на етапі перед сортуванням та освітленням, щоб вони мали достатньо часу для ефективної взаємодії з забрудненнями.

Одночасно ми оптимізували механічне очищення машини: запровадили регулярні промивки гарячою водою (70–80 °C) з додаванням лужних мийних засобів, які розчиняють органічні відкладення. Для критичних частин машини (наприклад, сита) ми збільшили частоту очищення з тижневої на щоденну. Крім того, ми скоригували експлуатаційні температури в сушильній частині, щоб мінімізувати розм’якшення липких компонентів. Результатом стало зниження кількості відкладень більш ніж на 70 % протягом перших двох тижнів після впровадження заходів.

Профілактика: Як підтримувати папероробну машину без липких відкладень тривалий час

Довгострокова профілактика вимагає системного підходу та регулярного моніторингу. Основою є контроль якості вхідної сировини – макулатури – та її попередня обробка за допомогою флотаційних і сортувальних процесів, які видаляють грубі забруднення. Рекомендуємо запровадити регулярні аналізи целюлозної маси на вміст липких речовин, щонайменше раз на тиждень, щоб мати можливість своєчасно реагувати на зміни у складі сировини.

Не менш важливим є технічне обслуговування машини: регулярне очищення критичних частин, використання відповідних мастил і покриттів з низькою адгезією (наприклад, на основі силіконів або фторполімерів), а також навчання персоналу для своєчасного виявлення перших ознак проблеми. Не менш ключовим є підтримання стабільних умов експлуатації – зокрема температури, рН та дозування хімікатів – і регулярне калібрування датчиків та вимірювальних пристроїв. Таким чином можна мінімізувати ризик утворення липких відкладень і забезпечити безперебійну та ефективну роботу папероробної машини.

Фото: Nadiia Ganzhyi / Unsplash

Оптимізація дозування добавок для зниження липкості

У паперовій промисловості добавки відіграють ключову роль у регулюванні липких відкладень, так званих «стікіс». Ці забруднення, що походять з перероблених волокон, клеїв або друкарських фарб, можуть накопичуватися на сітках, валах та інших частинах машини. Розв'язання проблеми полягає в цілеспрямованому використанні диспергувальних та утримувальних агентів, які запобігають злипанню частинок і полегшують їх вимивання водою. Диспергувальні агенти, часто на основі поліакрилатів або фосфонатів, розсіюють липкі частинки в дрібну суспензію, зменшуючи їх здатність прилипати до поверхонь. Утримувальні агенти, такі як катіонні полімери, допомагають захопити ці частинки в паперовій масі та вивести їх з процесу.

Дозування добавок має бути ретельно збалансованим – занадто низька концентрація не вирішує проблему, тоді як надмірна кількість може призвести до піноутворення, погіршення зневоднення або навіть до нових відкладень. Рекомендується починати з дози 0,05–0,2 % на суху масу волокон і поступово коригувати її за результатами лабораторних тестів та виробничих спостережень. Моніторинг ефективності можна проводити шляхом вимірювання розміру та кількості липких частинок у зразках целюлози за допомогою стандартних випробувальних методів, наприклад мікроскопічним аналізом або фільтрацією через сита з визначеним розміром отворів.

Коригування технологічних параметрів для мінімізації відкладень

Окрім хімічних заходів, необхідно оптимізувати й виробничі умови папероробної машини. Температура та рН технологічної води мають вирішальний вплив на поведінку липких частинок. Високі температури (понад 50 °C) можуть підвищувати липкість деяких полімерів, тоді як занадто низькі температури сповільнюють диспергування. Ідеальний діапазон зазвичай становить 40–45 °C, але конкретне значення залежить від складу вхідних сировин. рН слід підтримувати в слаболужному діапазоні (7,5–8,5), оскільки кисле середовище може сприяти коагуляції липких речовин та їх відкладенню на частинах машини.

Ще одним ключовим фактором є швидкість потоку маси та води в машині. Занадто низька швидкість підвищує ризик седиментації, тоді як надто висока може викликати механічне навантаження та утворення піни. Рекомендується регулярно перевіряти та очищувати сопла, сита та інші критичні точки, де відбувається уповільнення потоку. У деяких випадках може допомогти також коригування геометрії трубопроводу або додавання турбулізаторів, які покращують перемішування та знижують ризик осідання. Ці коригування доцільно проводити у співпраці з постачальником обладнання, щоб не порушити загальну ефективність машини.

Довгостроковий моніторинг та технічне обслуговування для стабільної роботи

Запобігання липким відкладенням вимагає системного підходу та регулярного моніторингу. Рекомендується вести експлуатаційний журнал, у який заносяться ключові параметри, такі як дозування добавок, температура, рН, тиск та візуальний стан машини. Ці дані дозволяють виявляти тенденції та своєчасно реагувати на відхилення. Наприклад, поступове підвищення тиску на ситах може сигналізувати про накопичення відкладень, тоді як зміни рН можуть вказувати на необхідність коригування хімічного режиму.

Регулярне технічне обслуговування повинно включати не лише хімічне очищення критичних частин машини, але й механічне видалення відкладень. Для очищення можна використовувати спеціальні мийні засоби на основі поверхнево-активних речовин або лужних розчинів, які ефективно розчиняють органічні забруднення. Важливо дотримуватися рекомендованих концентрацій та часу експозиції, щоб уникнути пошкодження матеріалів машини. Після хімічного очищення необхідно ретельно промити всі частини водою, щоб запобігти залишковому впливу мийних засобів на якість виробленого паперу.

Потрібне індивідуальне рішення?

Кожне паперове виробництво має свої специфічні умови. GCG Group постачає широкий асортимент добавок для контролю липких відкладень, включаючи диспергуючі та очисні засоби з детальними технічними описами та паспортами безпеки (SDS). Зверніться до нас для консультації та оптимізації вашого процесу. Зв'яжіться з нами – або відразу перегляньте каталог понад 1 300 продуктів.