Теоретические основы дефибрирования

Конструкции дефибреров

Древесное сырье для производства ДДМ

К древесине для дефибрирования предъявляют более высокие требования, чем к древесине, предназначенной для производства целлюлозы. Качество древесной массы, получаемой путем непосредственного диспергирования древесной ткани на отдельные волокнистые элементы, зависит от качества исходной древесины: породы, плотности, влажности, возраста, свойств волокон, твердости, формы и размеров баланса и других физико-механических свойств.

Основными породами для выработки ДДМ являются ель, пихта, сосна, кедр, осина, тополь.

В мировой практике промышленное применение находят следующие типы дефибреров:

1. Периодического действия с гидравлической подачей древесины к камню (трех, четырехпрессовые, магазинные - шахтные с двумя прессами, современные двухпрессовые дефибреры типа Грейт-Норзерн):

Рисунок 3. Прессовый дефибрер

2. Непрерывного действия с механической подачей древесины к камню (цепные, кольцевые).

Рисунок 4. Дефибрер цепной: 1- ванна; 2 - спрысковая труба; 3 - ковочный аппарат; 4 - дефибрерный ка­мень; 5 - главный вал; 6 - электродвигатель привода цепей дефибрера; 7 - цепь дефибрера; 8 - шахта; 9- механизм подъема шахты; 10 – станина Дефибрерный камень - основной рабочий орган дефибрера. Дефибрерный камень состоит из армированного бетонного сердечника, насаженного на вал дефибрера, и наружного рабочего слоя.

Теория процесса дефибрирования изучает явления, которые происходят при действии дефибрерного камня на древесный материал, и влияние на них структуры и состава древесины.

Процесс дефибрирования заключается в расщеплении древесной ткани зернистой поверхностью вращающегося камня. Несмотря на кажущуюся простоту процесс этот сложен, т.к. зависит от большого количества взаимосвязанных и практически трудноопределимых факторов.

Процесс дефибрирования разделяют на два процесса:

Первичный – заключается в отделении волокон от древесины в зоне дефибрирования и делится на предначальный и начальный.

Предначальный – заключается в предварительном размягчении межклеточного лигнина под воздействием тепла и пара, образующимся в зоне дефибрирования и в ослаблении связей между волокнами. Скорость и степень пластификации зависит от температуры и времени воздействия тепла и пара (т.е. от окружной скорости камня).

Начальный процесс состоит в отделении волокон от размягченного слоя древесины под воздействием зерен вращающегося дефибрерного камня. Зависит от размера зерен, строения и твердости камня, давления между древесиной и камнем. Масса, получаемая в результате предначального и начального процессов, может быть названа первичной массой.

Вторичный – процесс заключается в размоле первичной ДМ между древесиной и поверхностью дефибрерного камня, а также в повторном перемалывании массы, увлекаемой из ванны дефибрера в зону дефибрирования.

Количество повторно перемалываемой массы зависит от строения поверхности камня, его окружной скорости, глубины погружения камня в массу, концентрации массы, устройства и производительности спрысков.

Древесина – сложная морфологическая структура, состоящая из природных кристаллических и аморфных полимеров. Во время дефибрирования древесина как бы «абсорбирует» тепловую энергию. Особенно хорошо «абсорбирует» тепло ее аморфная часть – лигнин и гемицеллюлозы в отличие от кристаллической части структуры древесины – микрофибрилл, содержащих целлюлозу. При достаточном количестве энергии, переданной древесине во время дефибрирования, структура волокна размягчается, и прежде всего в том месте, где больше аморфного материала.

При дефибрировании баланс подается так, чтобы волокна древесины располагались в по перечном направлении относительно вращающего движения истирающей поверхности. На поверхности камня зерна образуют выступы, которые создают в структуре древесины вибрационные поля напряжений. Частота этих вибрационных полей напряжений (10...20 кГц) зависит от частоты вращения камня, состояния и качества его поверхности.

При движении поверхности камня относительно древесины в зоне контакта выделяется тепло. Температура в контактном слое толщиной около 1 мм может составлять 135...145 ⁰С. Такая температура достаточна для размягчения аморфной части древесины и от деления волокон.

Состояние поверхности камня имеет важное значение в процессе дефибрирования. Зерна дефибрерного камня при дефибрировании ослабляют и как бы соскабливают с поверхности древесины слой волокон (рис. 4).

Рис. 5. Принципиальная схема зоны дефибрирования

Силу, действующую на древесину при дефибрировании, можно условно разделить на две составляющие: пульсирующую силу сжатия и истирающую силу трения, отделяющую волокна с поверхности размягченной древесины.

Дата добавления: 2017-01-13