Бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Вологодской области

Бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
Вологодской области
"Череповецкий лесомеханический техникум
им. В. П. Чкалова"
____________________________________________
Сборник задач и примеры их
решения по курсу
«Технология и оборудование
производства бумаги и картона»
_________________
Учебно-методическое пособие
для студентов очной формы обучения
специальности 250405 «Технология комплексной
переработки древесины»
Череповец
2013г.
Учебно-методическое пособие составлено
_____________Учуваткиной Е.В._______________
в соответствии с рабочей программой профессионального модуля ПМ.01. «Осуществление
технологических процессов комплексной переработки древесины» , утвержденной
ПЦК 250405 от 03.05.2012 г. протокол № 7.
Учебно-методическое пособие рассмотрено на заседании ПЦК спец.250405 и спец.250407
протокол № 1 от 26.08.13г.
Председатель ПЦК
: Ильина К.А.
Приняты методическим советом
протокол № 1 от 25.09.2013г.
Учебно-методическое пособие издано в количестве ____15____ экземпляров.
2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………………………………………………………………….4
1. Размол волокнистых материалов………………………………………….5
1.1. Примеры решения задач……………………………………………..10
1.2. Задачи для самостоятельного решения……………………………..12
2. Проклейка и наполнение бумажной массы…………………………….15
2.1. Примеры решения задач……………………………………………..20
2.2. Задачи для самостоятельного решения……………………………..21
3. Подготовка бумажной массы к отливу………………………………….24
3.1. Примеры решения задач……………………………………………..28
3.2. Задачи для самостоятельного решения……………………………..30
4. Изготовление бумаги и картона на БиКДМ…………………………….33
4.1. Примеры решения задач……………………………………………..38
4.2. Задачи для самостоятельного решения……………………………..40
5. Требования государственных стандартов на производство бумаги и
картона……………………………………………………………………..42
5.1. Примеры решения задач……………………………………………...51
5.2. Задачи для самостоятельного решения……………………………...53
6. Испытание бумаги и картона…………………………………………….57
6.1. Примеры решения задач……………………………………………...61
6.2. Задачи для самостоятельного решения……………………………...64
Литература……………………………………………………………………69
3
Введение
Бумагой и картоном называют материалы, изготовленные
преимущественно из специально обработанных растительных волокон,
связанных между собой силами поверхностного сцепления в листовую
форму. В России листовые материалы, имеющие массу 1м2 до 250г, относят
к бумаге, а материалы масса 1м2 которых превышает 250г, - картону.
Мировой объем производства бумаги и картона превышает в настоящее
время 350 млн. тонн в год. Производство бумаги и картона в нашей стране
непрерывно увеличивается за счет реконструкции и расширения
действующих предприятий и строительства новых. Технология
производства бумаги сложна, так как связана с одновременным
использованием различных по свойствам волокнистых полуфабрикатов,
большого количества воды, тепловой и электрической энергии,
вспомогательных химических веществ и других ресурсов и сопровождается
образованием производственных отходов и стоков.
Для решения задач повышения эффективности производства бумаги и
картона, управления современными технологическими процессами,
рационального использования природных ресурсов, повышения качества
продукции технологи должны иметь не только глубокие теоретические
знания, но и практические навыки решения задач и проведения
технологических расчетов.
Решение задач, предусмотренных данным учебным пособием позволит
студентам
изучить технологические процессы и применяемое
оборудование в производстве бумаги и картона.
4
1. Размол волокнистых материалов
Размол – одна из важных операций бумажного производства, от которой
в значительной степени зависят многие свойства бумаги. Лист бумаги,
отлитый из не размолотых волокнистых материалов, получается
неудовлетворительным по своему строению, внешнему виду и физикомеханическим свойствам. Он обладает неравномерным, облачным
просветом, большой пористостью, пухлостью и малой прочностью. Это
объясняется тем, что сравнительно длинные жесткие волокна сплетаются в
хлопья и, оседая на сетке , дают неоднородный по структуре лист. Не
размолотые волокна обладают малой пластичностью, слаборазвитой
поверхностью и мало гидратированы, вследствие чего такие волокна плохо
связываются друг с другом в бумажном листе.
Цель размола волокнистых материалов заключается в следующем:
подготовить волокнистый материал к отливу, придать ему определенную
степень гидратации, сделать волокна гибкими, пластичными, увеличить их
поверхность (фибрилляцией и набуханием), обеспечить лучший контакт и
связь волокон в бумажном листе (придать ему прочность); придать
бумажному листу путем укорочения, расщепления и фибрилляции волокон
требуемую структуру и физические свойства: объемный вес, пухлость,
пористость, впитывающую способность и др.
Основным видом размола, применяемых на всех предприятиях,
выпускающих бумагу и картон, является массный размол. Массный размол
может проводиться при низкой концентрации массы (2…6%) и при
высокой (10…15%) в размалывающих аппаратах периодического и
непрерывного действия.
Под концентрацией подразумевают содержание абсолютно сухого
вещества в единице объема или в единице веса массы. При практических
расчетах вес разбавленной массы приравнивают к весу воды, принимая вес
одного литра массы равным 1кг, а вес одного кубического метра -1т. Эта
условность вызывает неточности, величина которых возрастает
с
увеличением концентрации массы. Однако при всех практических расчетах
этими неточностями пренебрегают и пользуются соотношениями между
5
различными выражениями концентрации и разжижения (разбавления )
массы в табл.
Как следует из таблицы, концентрацию массы (с) выражают или в
процентах, или величиной ( са) в 10 раз большей, чем (с) и выражающей
содержание абсолютно сухого вещества в граммах в 1л или в 1м3 массы.
Пользуются также соотношением 1:(n+1), характеризующим степень
разбавления массы, где n – число весовых частей жидкости, приходящихся
на одну весовую часть волокна.
Таблица 1.
Степень
разжижения
(разбавления)
массы
1:(n+1)
1:10
1:20
1:25
1:50
1:100
1:150
1:200
1:250
1:300
1:400
Различные выражения концентрации массы
Процентное
Содержание а.с.в. , г Содержание а.с.в. , кг
содержание а.с.в.
на 1л массы
на 1м3 массы
в массе
(с)
(са)
(си)
10
5
4
2
1
0,7
0,5
0,4
0,33
0,25
100
50
40
20
10
7
5
4
3,3
2,5
100
50
40
20
10
7
5
4
3,3
2,5
Связь между различными выражениями концентрации определяется
следующими соотношениями :
с=
са
𝟏𝟎𝟎
=
𝟏𝟎
𝒏+𝟏
с = 𝟏𝟎с =
𝒏+𝟏=
𝟏𝟎𝟎𝟎
𝒏+𝟏
𝟏𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟎𝟎
=
𝒄
𝒄а
Производительность отдела приготовления бумажной массы
определяется мощностью размалывающей аппаратуры. Если предприятие
оборудовано коническими или дисковыми мельницами, работа может быть
осуществлена двумя способами:
6
1) при параллельном массопотоке, 2) при последовательном массопотоке.
При параллельном массопотоке производительность размольного отдела
рассчитывается следующим образом
М𝝉 =
𝑭 ∙ 𝒗 ∙ 𝑪 ∙ 𝟑𝟔𝟎𝟎 ∙ 𝝉
𝒌∙𝒏
𝟏𝟎𝟎
где, Мτ – количество абсолютно сухой волокнистой массы, размолотой
в размольном отделе за r ч в кг;
F – сечение выходящего потока в дм/сек;
С – концентрация массы в %;
τ – число часов работы ;
kкоэффициент
рециркуляции
в
размольных
аппаратах,
представляющий собою обратную величину числа пропуска одной и той же
массы через мельницу;
n – число параллельно работающих конических (дисковых) мельниц.
При последовательном включении мельниц
размольного отдела рассчитывается по формуле:
производительность
М𝝉 = 𝟑𝟔 ∙ 𝒗 ∙ 𝑪 ∙ 𝝉 ∙ 𝒌
Количество проходящей массы через каждую коническую (дисковую)
мельницу зависит от степени присадки размалывающих ножей. От этого же
фактора зависит и степень повышения помола массы, проходящей через
аппарат. С повышением общей степени помола массы снижается
количество размалываемых волокнистых материалов за определенный
промежуток времени
Расход волокна для производства 1т бумаги рассчитывают по формуле :
Р=
𝟏𝟎𝟎𝟎 − В −
𝟏𝟎𝟎𝟎 − В
∙З−У∙К
𝟏𝟎𝟎
+ П+О
𝟎, 𝟖𝟖
где, Р – расход свежего воздушно-сухого волокна на 1 т бумаги, кг;
В – влага, содержащаяся в 1т бумаги, кг;
З – зольность бумаги, %;
К – расход канифоли на 1т бумаги, кг;
П – безвозратные потери (промои) волокна 12%-й влажности на 1т
бумаги, кг;
О – отход волокна 12%-й влажности на другие виды продукции на 1т
бумаги, кг;
0,88- коэффициент перевода из абсолютно-сухого в воздушно-сухое
состояние;
7
У - коэффициент учитывающий удержание канифоли в бумаге.
Лабораторные методы контроля процесса размола основаны на
скорости удаления воды из массы. Масса различной степени помола при
обезвоживании ее на сетке отдает воду с различной скоростью. Различают
жирный помол, т.е состояние массы, когда волокна значительно
расщеплены и гидратированы
и
в следствии этого медленно
обезвоживаются и садкий помол, при котором волокна не расщеплены и
слабо гидратированы. Такая масса быстро обезвоживается. Кроме
фибриллирования и гидратации при размоле происходит неизбежное
укорачивание волокон. Поэтому для оценки процесса размола определяют
характеристики : степень помола, среднюю длину волокна и величину
межволоконных сил связи.
Степень помола массы определяется на аппарате СР-2 и выражается в
градусах Шоппер-Риглера (0ШР).
1. мерный цилиндр
2. боковая сливная трубка d = 12, 5 мм
3. конический сосуд
4. фланец
5. конический клапан
6. цилиндрический сосуд с сетчатым дном
7. подъемный механизм
8. центральный отвод d = 3,1 мм
9. стойка
10. плита с уровнемером и винтом
11. мерный цилиндр
12. грузик
Принцип работы:
Приготовленную
массу
заливают
в
цилиндрический сосуд (6), сетка которого
закрыта коническим клапаном (5) и
зафиксирована держателем. Затем клапан
поднимают с помощью рычажка на
подъемном механизме (7). Масса обезвоживается на сетку, вода поступает в
нижнюю часть аппарата, а затем через отводные трубки (2 и 8) стекает в
стаканы (1 и 11).
Объем воды в боковом цилиндре (1), прошедший через боковую трубку
(2) замеряют с точностью до 10 мл (10мл =10ШР) и определяют степень
помола массы (0ШР) по формуле:
СП =
𝟏𝟎𝟎𝟎 − 𝑽
𝟏𝟎
8
где, V – количество воды, которое вытекло через боковое отверстие, мл.
Определение средней длины волокна проводят на аппарате Иванова.
Аппарат рекомендуется для определения средневзвешенной длины волокна
при изменении степени помола бумажной массы в пределах от 15-18 до
900ШР. С помощью прибора определяют весовой показатель (И) - вес
сырых волокон, выраженный в дециграммах, который характеризует длину
волокна.
Зависимость между длиной волокна и весовым показателем для
сульфитной целлюлозы определяется по таблице 2.
Таблица 2.
Весовой
показатель,
дг
8
14
21
26
32
38
44
Зависимость длины волокна от весового показателя
Длина
Весовой
Длина
Весовой
волокон,
показатель,
волокон,
показатель,
мм
дг
мм
дг
0,5
50
1,2
90
0,6
56
1,3
97
0,7
62
1,4
104
0,8
67
1,5
112
0,9
73
1,6
124
1,1
79
1,7
140
1,0
84
1,8
167
Длина
волокон,
мм
1,9
2,0
2,1
2,2
2,3
2,4
2.5
Для сульфатной целлюлозы, в диапазоне величин показателя Иванова (
И) от 25 до 200 , для расчета величины средневзвешенной длины волокна
используется следующее эмпирическое уравнение :
𝑳ср = 𝟎𝟗𝟔𝟓 ∙ 𝒍𝒏 (И) − 𝟐, 𝟒𝟓𝟓
Чтобы судить наиболее полно о процессе размола массы, контролируют
степень помола и длину волокна. Соотношение в изменении этих двух
показателей выражается коэффициентом ужирнения (К), который позволяет
судить о направлении процесса размола. Этот коэффициент определяется
как отношение прироста степени помола (∆𝒈) к укорочению волокна (∆l ) :
К=
∆𝒈
= 𝒕𝒈𝒂
∆𝒍
где, ∆𝒈 - прирост степени жирности ( в 0ШР) при размоле;
∆l – сокращение средней длины волокна в % от исходной ;
𝒂 - угол наклона кривой размола к оси ординат .
9
Можно что при коэффициенте ужирнения К<1,1 – масса имеет садкий
характер, такая масса пригодна для изготовления впитывающих видов
бумаги; при К=1,1÷1,3 – масса средней жирности для производства
печатных видов бумаги; при К =1,3÷1,5 – масса жирного помола для
прочих видов бумаги; при К>1,6 при работе на базальтовой гарнитуре
можно достигнуть очень жирного помола массы.
Примеры решения задач
Задача 1. Рассчитать степень помола волокнистой массы, если количество
воды вытекшее через боковое отверстие прибора Шоппер-Риглера
составило 140мл.
Решение:
Степень помола рассчитывается по формуле :
СП =
СП =
𝟏𝟎𝟎𝟎 − 𝑽
𝟏𝟎
𝟏𝟎𝟎𝟎 − 𝟏𝟒𝟎
= 𝟖𝟔
𝟏𝟎
Ответ : Степень помола 860ШР.
Задача 2. Определить средневзвешенную длину волокна сульфатной
целлюлозы, если весовой показатель Иванова (И) составил 120 дг.
Решение:
Средневзвешенная длина волокна рассчитывается по формуле :
𝐿ср = 0,965 ∙ 𝑙𝑛 (И) − 2,455
𝐿ср = 0,965 ∙ 𝑙𝑛 120 − 2,455 = 2,17 мм
Ответ : средневзвешенная длина волокна сульфатной целлюлозы 2,17мм.
10
Задача 3.
Сделать заключение о направлении процесса размола
волокнистой массы, если коэффициент ужирнения (К) равен 0,9. Для какого
вида бумаги пригодна данная волокнистая масса?
Решение:
К=0,9 <1,1 – садкая масса
Ответ : волокнистая масса с К=0,9 – садкая масса, для впитывающих
видов бумаги.
Задача 4. Определить содержание абсолютно сухого волокна в массе и
степень разбавления при концентрации массы 5%.
Решение:
1. Определяем содержание абсолютно сухого волокна в массе
са = 𝟏𝟎с = 𝟏𝟎 ∙ 𝟓 = 𝟓𝟎г на 𝟏л массы
2. Определяем степень разбавления
𝒏+𝟏=
𝟏𝟎𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟎𝟎
=
= 𝟐𝟎
са
𝟓𝟎
Ответ : содержание абсолютно сухого волокна в массе 50г на 1л; степень
разбавления массы 1:20.
Задача 5. Сколько потребуется воды, чтобы из 1т а.с.в. приготовить массу,
имеющую концентрацию 2% и какой вес и объем будет иметь эта масса?
Решение:
1. Определяем степень разбавления, вес и объем массы :
𝟏𝟎𝟎
𝟏𝟎𝟎
𝒏+𝟏=
=
= 𝟓𝟎
𝒄
𝟐
Степень разбавления 1:50, объем массы -50м3, вес массы -50т
2. Находим количество воды :
11
n = 50т (50м3) -1 = 49т (49м3)
Ответ : степень разбавления 1:50; вес -50т, объем массы – 50м3, воды
потребуется 49т, или 49м3.
Задача 6. Определить расход волокна на производство 1т бумаги для
глубокой печати, если зольность бумаги 18%, влажность бумаги 7%,
коэффициент удержания канифоли в бумаге 0,75, безвозратные потери
составили 1% от веса бумаги, отходов на другие виды продукции нет,
расход канифоли 6кг на 1т бумаги.
Решение: Расход волокна для производства 1т бумаги рассчитывается по
формуле :
Р=
Р=
𝟏𝟎𝟎𝟎 − 𝟕𝟎 −
𝟏𝟎𝟎𝟎 − В −
𝟏𝟎𝟎𝟎 − В
∙З−У∙К
𝟏𝟎𝟎
+ П+О
𝟎, 𝟖𝟖
𝟏𝟎𝟎𝟎 − 𝟕𝟎
∙ 𝟏𝟖 − 𝟎, 𝟕𝟓 ∙ 𝟔
𝟏𝟎𝟎
+ 𝟏𝟎 = 𝟖𝟕𝟏 кг на 𝟏 т. бумаги
𝟎, 𝟖𝟖
Ответ : расход волокна на 1т бумаги для глубокой печати составил 871кг.
Задачи для самостоятельного решения
1.1. Определить степень помола волокнистой массы, если :
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
Количество воды, вытекшее через боковое отверстие прибора
Шоппер-Риглера, мм
438
250
800
650
360
550
490
735
12
1.2. Определить средневзвешенную длину волокна сульфатной целлюлозы, если :
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
Весовой показатель Иванова
45
190
100
80
160
200
77
98
1.3. Сделайте заключение о направлении процесса размола волокнистой массы,
если
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
Коэффициент ужирнения
0,6
1,35
1,1
0,8
1,22
1,45
1,14
1,5
1.4. Определить содержание абсолютно сухого волокна в массе и степень
разбавления в массе , если :
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
Концентрация массы, %
5
3,4
2,7
6
8,5
4,1
5,5
7,8
1.5.
Сколько потребуется воды, чтобы из 1т
приготовить массу , если :
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
абсолютно сухого волокна
Концентрация массы, %
2
5,5
10
8
4
12
8
5
1.6. Определить расход волокна на производство 1т бумаги для печати , если :
Вариант
Влажность
бумаги, %
Зольность
бумаги, %
1
2
3
4
5
6
7
8
8,5
6
16
19
17
18
17,5
Промой
волокна, % от
веса бумаги
0,6
1
0,5
0,8
1
Коэффициент
удержания
канифоли
0,45
0,75
0,5
0,6
0,7
Расход
канифоли на
1т бумаги, кг
10
8
6
7
9
13
1.7. Определить расход волокна на производство 1т типографской бумаги , если :
Вариант
Влажность
бумаги, %
Зольность
бумаги, %
6
7
8
9
10
5
6
6,5
5,5
7
15
16
17
18
19
Промой
волокна, % от
веса бумаги
0,5
0,4
0,5
0,4
0,5
Коэффициент
удержания
канифоли
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
Расход
канифоли на
1т бумаги, кг
8
7
6
8
7
1.8. Определить производительность размольного отдела с последовательно
включенными коническими мельницами, если :
Вариант
1
2
3
4
5
Кол-во
мельниц в
размольном
отделе
2
4
3
5
1
Концентрация
массы, %
Скорость
выхода
потока, дм/сек
Сечение
потока, дм2
Число часов
работы, ч
3,5
3,0
2,7
3,7
3,2
28,4
28,4
28,4
28,4
28,4
1,0
1,44
1,0
1,44
1,0
2
3
1
3
2
14
2. Проклейка и наполнение бумажной массы
Под проклейкой понимают способность бумаги сопротивляться
смачиванию, впитываемости и адсорбции разнообразных жидкостей (воды,
чернил, кислот, щелочей, масла и др. ), отличающихся своими физикохимических характеристиками и химическими свойствами. Для придания
бумаге специальных свойств применяют проклеивающие вещества.
К числу проклеивающих относятся вещества, которые сообщают бумаге
водостойкость, а так же те, которые связывают волокна в бумажном листе
между собой и тем самым способствуют повышению механической
прочности бумаги. Первые обычно называют
гидрофобизующими
проклеивающими веществами, вторые – связующими проклеивающими
веществами. К числу
гидрофобизующих проклеивающих веществ
относятся: обычная и модифицированная канифоль, парафин, латекс, воски
и др. К числу связующих проклеивающих материалов относятся: крахмал и
его производные, животный клей, синтетические полимеры –
поливиниловый спирт, поливинилацетат, полиакриломид и др. Основными
проклеивающими веществами служит обычная и модифицированная
канифоль. В зависимости от способа получения канифоль в бумажном
производстве подразделяется на живичную, экстракционную и таловую.
Цель проклейки бумаги канифольным клеем заключается в том, чтобы
снизить ее впитывающую способность по отношению к воде и водным
растворам и сделать пригодной для письма По химическому составу
канифоль представляет собой смесь изомерных одноосновных смоляных
кислот состава C20H30O2 (C19H19COOH) с преобладанием абиетиновой и
декстропимаровой. Для приготовления клея канифоль сначала переводят в
растворенное состояние. С этой целью ее обрабатывают щелочным агентом.
При обработке канифоли щелочью (NaOH или Na2CO3) происходит
химическое взаимодействие – нерастворимая в воде канифоль переходит в
растворимую канифольную клей-пасту. Это можно представить реакцией:
С19Н29СООН + NаОН
Канифоль
=
гидроксид натрия
С19Н29СООNа
+ Н2О
канифольная клей-паста
вода
15
Перед варкой клея необходимо рассчитывать количество однонормального раствора щелочи для нейтрализации канифоли. Вначале
рассчитывается количество КОН, необходимое для полной нейтрализации
канифоли:
𝑮𝟏 = 𝑮 ∙ 𝑲
где. 𝑮𝟏 - расход КОН для нейтрализации канифоли,г
𝑮 − количество канифоли, г
𝑲 − кислотное число канифоли, г
Кислотное число канифоли показывает, какое количество мг КОН
требуется для нейтрализации свободных кислот, содержащихся в 1г
канифоли. Кислотное число канифоли определяется по реакции :
R – COOH + KOH = R-COOK + H2O
302
56,1
Исходя из молекулярной массы абиетиновой кислоты (302) и КОН (56,1),
теоретическое кислотное число будет равно 185. Расчетное кислотное
число канифоли Кч, мг/г рассчитывают по формуле :
𝟐𝟖, 𝟎𝟓 ∙ 𝑽 ∙ 𝑲
𝒎
где, 28,5 – титр 0,5н раствора КОН, мг;
V – объем 0,5н спиртового раствора КОН, пошедшего на
титрование пробы, мл;
К – поправочный коэффициент к раствору КОН;
m – масса канифоли, взятой для анализа, г.
Значение канифольного числа наиболее
употребительных видов
канифоли находится в пределах 147….179 ( в мг КОН).
Для полной нейтрализации канифоли, считая абиетиновую кислоту,
теоретически необходимо 13,3% NaOH или 17,5% Na2CO3 от массы
канифоли. В результате получается полностью
омыленный или
нейтральный канифольный клей. При частичной нейтрализации смоляных
кислот получают белый клей или высокосмоляной клей, содержащий
соответственно до 35-40% или 70…90% свободной смолы. Очевидно, что
расход щелочи на варку как для получения различных видов канифольного
клея из одного вида канифоли, так и для получения клея одного вида из
разных канифолей, будет отличаться.
Кч =
16
Расчет щелочи на варку клея, в % от массы канифоли, определяется по
формуле :
𝟎, 𝟏 ∙ Кч ∙ М𝟐
А=
(𝟏𝟎𝟎 − С)
М𝟏 ∙ Р
где, Кч − кислотное число канифоли, мг КОН /г;
М𝟏 − эквивалентная молекулярная масса КОН, М1 = 56,1;
М2- эквивалентная молекулярная масса щелочи, применяемой для
варки;
Р – процентное содержание чистой щелочи в техническом
продукте, применяемом для варки;
С – количество свободной смолы, которое должен содержать клей, %.
Контроль качества канифольного клея проводят по следующим
показателям : концентрация клея, содержание свободной смолы, степени
дисперсности клея и содержанию щелочи в клее.
Проклеивающие материалы являются дорогостоящими компонентами
волокнистой суспензии бумажной массы и требуют бережного расхода и
учета. Оперативный учет количества проклеивающего материала,
вводимого в бумажную массу, осуществляется показателем, называемым
концентрацией клея. Единого универсального метода, позволяющего точно
определить концентрацию клея в клеевых канифольных дисперсиях
различного вида, пока нет.
Концентрацию клея, определенную
методом сухого
остатка
(высушиванием навески клея при t = 105 0С до постоянной массы)
рассчитывают по формуле :
а ∙ 𝟏𝟎𝟎𝟎
Ск =
,
г/л
𝟐𝟎
где, а – масса абсолютно сухого остатка ,г
20 – навеска канифольного клея, мл.
Содержание свободной смолы является важнейшей характеристикой
канифольного клея, влияющей на качество клеевой эмульсии и ее
проклеивающую способность. Для определения содержания свободной
смолы в клее применяют методы титрования и эфирной экстракции.
Содержание смолы (методом эфирной экстракции ) определяют по
формуле :
𝒎𝟏
𝒎𝒄 =
∙ 𝟏𝟎𝟎, %
𝒈
17
где,
m1- масса высушенной свободной смолы при температуре 1050С, г;
g- навеска клея, г.
Таблица 3.
Виды клея, содержание свободной смолы в клее и концентрация клея
Вид клея
Нейтральный
на основе:
живичной канифоли
талловой канифоли
Белый на основе:
талловой
модифицированной
канифоли
живичной канифоли
талловой
модифицированной
канифоли
Процент
свободной смолы
в клее, %
4...10
7…12
Концентрация
клея, г/л
(по сухому остатку)
25,0…48,8
19,7…35,8
7…13
20,0…33,4
14…40
16,7…36,1
14…30
19,5…33,4
Качество проклейки бумаги и картона определяется степенью проклейки,
а так же наряду с ним рекомендуется определять показатель удержания
клея. В какой-то мере поэтому показателю можно судить о степени
проклейки бумаги и составлять баланс проклеивающих материалов.
Удержание канифольного клея (У) определяется по формуле:
𝒈𝟏 ∙ 𝟏𝟎𝟔 ∙ 𝟏𝟎𝟎 𝟏𝟎𝟓 𝒈𝟏
У=
=
,%
𝒈 ∙ 𝑮 ∙ 𝟏𝟎𝟑
𝒈∙𝑮
где, g1 – масса клея в навеске бумаги, г;
g – навеска бумаги, г;
G – расход канифольного клея, кг/т.
По степени проклейки все виды бумаги можно условно разделить на 3
группы:
 Сильноклеенные , вырабатываемые при расходе канифоли от 1,5-2%
до 3,5-4% (писчая, тетрадная, чертежная и др.);
 Слабоклееные , изготавливаемые при расходе канифоли 0,5-1%
(типографская бумага, для глубокой печати, мешочная, обойная и
др);
 Некленные (эелектроизоляционные, впитывающие и фильтрующие
виды бумаги, газетная, папиросная и др).
18
Многие виды бумаги вырабатывают с минеральными наполнителями,
которые сообщают бумаге определенные свойства. Основная цель введения
наполнителей бумагу заключается в том, чтобы сообщить ей такие свойства,
как белизну, непрозрачность, мягкость, гладкость, впитывающую
способность и др. Эти свойства особенно необходимы для писчей и бумаги
для печати. Минеральные наполнители улучшают печатные свойства
бумаги. Бумага лучше воспринимает краску из печатной формы.
Полученное изображение отличается большей сочностью, не просвечивает
на другую сторону листа и не затрудняет чтения.
В качестве наполнителей применяют каолин, мел, гипс, тальк, сульфид
цинка и некоторые другие минеральные вещества, обладающие белым
цветом. Процесс введения минеральных наполнителей в бумагу называется
ее наполнением или отяжелением.
Каолин – один из наиболее распространенных пигментов, используемых
как для наполнения бумаги и картона, так и в качестве основного
компонента для поверхностных покрытий. Каолин широко используют для
наполнения большинства видов бумаги для печати и письма, белых
покровных слоев картона и других видов бумаги из беленых
полуфабрикатов. Расход каолина определяют по формуле :
(𝟏𝟎𝟎𝟎 − В) ∙ З
Р=
кг на 𝟏т бумаги,
𝟏𝟎𝟎 ∙ У ∙ С
где, В – влага, кг на 1т бумаги;
З – зола, % к весу абсолютно сухой бумаги;
У – удержание каолина;
С – сухость каолина, =0,85.
О количестве наполнителей в бумаге судят по ее зольности. Зная
естественную зольность волокна и потерю при прокаливании минерального
наполнителя в процессе озоления бумаги, нетрудно подсчитать количество
наполнителя, содержащегося в бумаге. По содержанию наполнителей все
виды бумаги условно делятся на 5 групп :
 С естественной зольностью, то есть без наполнителей
(фильтровальная, электроизоляционная, бумага- основа и др.)
 Малозольная, зольность менее 6% (газетная, обойная, мундштучная,
фотоподложка, основа для светочувствительной бумаги и др.);
 Средней зольности, зольность 6-18% ( писчая, офсетная, типографская
и др.)
19
 Повышенной зольности, зольность 18-23%;
 Высокозольная, зольность более 23% ( иллюстрационная, для
глубокой печати, словарная и др.); некоторые виды бумаги можно
отнести к 4-й и 5-й группам.
Максимальная зольность бумаги редко превышает 25-30% во
избежание потери ее механической прочности.
Примеры решения задач
Задача 1. Рассчитать количество КОН, необходимое для нейтрализации 10г
канифоли при приготовлении клея с содержанием 25% свободной смолы.
Решение:
1. Для варки клея используется нормальный раствор гидроксида натрия. Для
нейтрализации 10г канифоли потребуется
𝐺1 = 𝐺 ∙ 𝐾 = 10 ∙ 170 = 1700 мг КОН = 1,7г КОН
2. Для приготовления белого клея с содержанием 25% свободной смолы
потребуется
𝐺1 ∙ (100 − 25) 1,7 ∙ (100 − 25)
=
= 1,28 г КОН
100
100
Ответ : для нейтрализации 10г канифоли потребуется 1,28г КОН
Задача 2. При определении содержания в клее свободной смолы методом
эфирной экстракции была взята навеска клея 3г. После высушивания смолы
до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 105 0С масса
высушенной свободной смолы составила 1г. Определить содержание
свободной смолы. Какой вид клея подвергался анализу.
20
Решение:
Содержание свободной смолы рассчитывается по формуле
mc =
1
∙ 100 = 33,3%
3
Ответ : Содержание свободной смолы в клее 33,3%. По содержанию
свободной смолы клей белый на основе живичной канифоли.
Задачи для самостоятельного решения
2.1. Сделайте заключение о степени проклейки бумаги и укажите какие виды бумаг
подвергаются проклейке при следующем расходе канифоли:
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Расход канифоли, в %
0,1
1
1,8
0,8
3,9
0,4
1,1
2,6
4,0
2,5
2.2. Рассчитать сколько потребуется КОН при приготовлении канифольного клея,
если:
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Количество канифоли
взятой для
нейтрализации, г
10
15
20
12
18
11
20
16
13
17
Содержание свободной
смолы , %
27
30
22
27
33
29
39
31
28
25
Для варки используется нормальный раствор гидроксида натрия.
21
2.3. Определить концентрацию
(г/л) и вид канифольного клея, если после
проведения анализа методом сухого остатка , получили следующие данные :
Вариант
Навеска пробы клея, мл
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
30
25
35
40
35
45
25
33
35
38
Масса абсолютно сухого
остатка после
высушивания, г
1,0
0,8
0,5
1,5
1,0
2,0
0,9
1,1
1,2
0,5
2.4. Определить расход гидроксида натрия на варку канифольного клея, если :
Вариант
Содержание
свободной смолы, %
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
25
40
23
36
31
27
38
27
31
33
Кислотное число
канифоли (КОН)
150
160
148
170
155
165
158
150
167
164
Содержание чистой
щелочи в
технической
щелочи, %
95
96
97
98
95
96
97
98
97
96
2.5. Определить содержание свободной смолы в клее и вид клея, если при анализе
клея методом эфирной экстракции получили следующие данные :
Вариант
Навеска пробы клея, г
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3
4
5
2
3
6
4
5
2,5
3,5
Масса высушенной
свободной смолы, г
1
0,5
0,8
0,5
1,1
2
0,8
0,8
1
0,4
2.6. Определить удержание канифольного клея (%), если:
Вариант
1
2
3
4
5
6
Расход канифольного
клея, кг/т
10
15
17
20
25
18
Навеска бумаги для
анализа, г
4,8
4,0
3,5
5,5
5,0
5,3
Масса клея в навеске
бумаги,г
0,075
0,060
0,067
0,095
0,083
0,081
22
2.7. Оценить зольность бумаги и указать какие виды бумаги вырабатывают с
таким показателем зольности:
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Зольность бумаги, %
4
0
7
22
11
19
15
5
23
9
2.8. Определить расход каолина на 1т бумаги для производства газетной бумаги,
если:
Вариант
1
2
3
4
5
Влажность
бумаги, %
8
7
6
9
10
Зольность, %
5
5,5
6
4
5
Сухость
каолина
0,82
0,85
0,83
0,84
0,85
Удержание
каолина, %
60
70
65
60
70
2.9. Определить расход каолина на 1т бумаги для производства типографской
бумаги, если:
Вариант
6
7
8
9
10
Влажность
бумаги, %
5
6
5,5
7
6.5
Зольность, %
15
16
17
18
19
Сухость
каолина
0,85
0,85
0,85
0,85
0,85
Удержание
каолина, %
80
70
76
81
75
2.10. Определить расход каолина на 1т покровного слоя коробочного картона типа
хром-эрзац , если:
Вариант
11
12
13
14
15
Влажность
картона, %
7
7,5
8
8,5
8,2
Зольность, %
8
7
6
8
7
Сухость
каолина
0,82
0,80
0.85
0,83
0,86
Удержание
каолина, %
70
75
80
75
70
23
3. Подготовка бумажной массы к отливу
Система подготовки бумажной массы к отливу является необходимой
составной частью общей схемы бумаго- и картоноделательных машин.
Название этой системы –окончательная подготовка бумажной массы перед
подачей ее в напорный ящик машины. Система подготовки бумажной
массы перед отливом включает :
- разбавление массы после машинного бассейна;
- окончательная очистка массы от посторонних включений, попадающих в
нее при составлении композиции;
- удаление пучков, лепестков и сгустков волокон из массы перед подачей ее
на машину;
- удаление содержащегося в массе воздуха (деаэрация).
Бумажная масса поступает в систему подготовки к отливу
из
размольно-подготовительного отдела, где происходит размол волокнистого
полуфабриката, его предварительная очистка и составление заданной
композиции путем ввода в массу наполнителей, красителей,
проклеивающих и других компонентов. Готовая композиция подается в
машинный бассейн при концентрации волокна 2,5-4%. Из бассейна масса
подается в смесительный насос, где она смешивается с оборотной водой и
разбавляется в зависимости от вида бумаги до концентрации 0,1..1,3%.
Определяющими факторами при расчете объема бассейна являются
максимальное количества массы во времени и число часов хранения массы,
принимая, что 1т жидкой массы любой концентрации занимает объем 1м3
бассейна, то объём бассейнов (м3) рассчитывается по формуле:
𝑽=
𝑸 ∙ (𝟏𝟎𝟎 − 𝒃) ∙ 𝒕
∙𝑲
𝒁∙𝑪
где Q – количество поступающего воздушно-сухого волокнистого
материала, т/сут;
b – влажность воздушно-сухого волокнистого материала, %
(в соответствии с ГОСТом для полуфабрикатов в =12%,
для бумаги и картона в =5–8%);
24
t – время хранения массы, ч;
Z – количество рабочих часов в сутки (принимается 24 ч);
С – концентрация волокнистой суспензии, %;
К – коэффициент, учитывающий неполноту заполнения бассейна
(обычно К =1,2).
Часто требуется решить обратную задачу: определить время на
которое рассчитан запас массы в бассейне :
𝒕=
𝑽∙𝒁∙𝑪
𝑸 ∙ (𝟏𝟎𝟎 − 𝒃) ∙ 𝑲
Как правило, приемные бассейны должны быть рассчитаны на 68ч, продолжительность хранения полуфабрикатов до и после размола –
2…4ч, а бумажной массы в композиционном (смесительном ) и машинном
бассейне – 20-30мин.
Расчет объема бассейнов также можно выполнять по более простой
формуле, при наличии рассчитанного баланса воды и волокна. Расчет
ведется по формуле:
𝑽 = 𝑷ч.бр. ∙ 𝑸 ∙ 𝒕 ∙ 𝑲
где РЧ.БР. − часовая производительность БДМ (КДМ), т/ч; Q −
количество волокнистой суспензии в бассейне, м3/т бумаги; t – время
хранения массы, ч; К – коэффициент, учитывающий неполноту заполнения
бассейна (обычно К =1,2).
На бумажных и картонных фабриках используются три типа насосов:
массные, водные и смесительные. Массные и водные насосы предназначены
для
передачи воды и волокнистой суспензии на расстояние от
накопительных емкостей (бассейнов) до основного и вспомогательного
оборудования, а в ряде случаев и создания давления в трубопроводе,
необходимое для работы того или иного оборудования.
Для перемещения водно-волокнистых суспензий с концентрацией 1,5–
6% используют центробежные насосы марки БМ, фекально-массные марки
ФМ, фекальные марки НФ, а также массные насосы типа НМ.
Поскольку реологические свойства воды и разбавленных волокнистых
суспензий с концентрацией менее 1,5% практически одинаковы,
перекачивание этих жидкостей осуществляют стандартными насосами,
предназначенными для воды. При небольших расходах используют
25
консольные насосы марки К. При подаче свыше 200 м3/ч применяют
центробежные насосы двухстороннего всасывания марок НД и Д.
Смесительные насосы предназначены для разбавления массы до
нужной для производства концентрации. Для разбавления бумажной массы
перед бумагоделательной машиной устанавливают смесительные насосы
марки БС или НД.
Насос выбирают исходя из полного напора массы, который должен
создавать насос, и его производительности. Исходя из оптимальных
условий эксплуатации оборудования массоподготовительного отдела, насос
должен обеспечить напор 15–35 м.
Производительность насоса (м3/ч) рассчитывают по формуле:
𝑸н = 𝑸м ∙ 𝟏, 𝟑
𝑸м =
Р (𝟏𝟎𝟎 − 𝝆)
𝒁∙𝑪
где Р – количество поступающего воздушно-сухого волокнистого
материала, т/сут;
ρ – влажность воздушно-сухого волокнистого материала, %;
Z – число рабочих часов в сутки (принимается 24 часа);
С – концентрация волокнистой суспензии в бассейне %;
1,3 – коэффициент, учитывающий запас производительности насоса.
Определив производительность, развиваемый напор и потребляемую
мощность, по техническим данным выбирают тип и марку насоса. Выбранный
насос должен иметь 20…30 %-ный резерв по производительности и напору.
Таблица 4.
Технические характеристики центробежных насосов для бумажной массы
Типоразмер
насоса
Подача,
м3/ч
Напор, м
Частота
вращения,
об/мин
К.п.д.
Мощность,
кВт
Предельная
концентрация
конечной
массы, %
БМ 40/16
40,0
16
1450
60
3,0
4
БМ 56/31,5
56,0
31,5
2060
56
9,0
2
БМ 67/22,4
67,0
22,4
1450
62
7,0
4
БМ 80/15
80,0
15
980
63
5,5
5
БМ 118/31,5
118,0
31,5
1450
63
17,0
5
БМ 125/20
125,0
20
980
66
11,0
6
%
26
БМ 190/45
190
45
1450
66
37,0
6
БМ 190/10
190
10
980
69
8,0
8
БМ 236/28
236
28
980
68
28,0
7
БМ 315/15
315
15
980
70
19,5
8
БМ 355/63
355
63
1450
68
94,0
7
БМ 475/31,5
475
31,5
1450
70
61,5
8
БМ 530/22,4
530
22,4
980
72
47,5
8
БМ 800/50
800
50
1450
72
159
8
БМ 900/31,5
900
31,5
980
73
111
8
БМ 900/12,5
900
12,5
730
77
41,6
8
БМ 1320/71
1320
71
1450
73
367
8
БМ 1500/45
1500
45
980
73
264
8
БМ 1500/18
1500
18
730
78
99,0
8
Таблица 5.
Характеристики центробежных смесительных насосов
Типоразмер
насоса
Подача, м3/ч
Напор, м
Частота
вращения,
об/мин
К.п.д.
%
Мощность,
кВт
Масса,
кг
БС 100/100
100
100
2950
64
44
230
БС 160/100
160
100
2950
64
70
-
БС 200/50
200
50
1450
66
45
-
БС 200/31,5
200
31,5
1450
68
26
-
БС 315/50
315
50
1450
68
66
-
БС 400/22
400
22
980
76
33
-
БС 630/90
630
90
1450
68
235
-
БС 630/50
630
50
1450
76
115
-
БС 800/22
800
22
980
78
65
1250
БС 1250/50
1250
50
1450
80
220
-
БС 2000/22
2000
22
980
78
160
-
БС 2500/50
2500
50
730
81
430
6000
БС 4000/50
4000
50
730
81
680
6000
БС 4000/22
4000
22
730
77
300
-
БС 8000/22
8000
22
485
83
590
1400
БС 10000/22
10000
22
485
86
700
1400
27
Необходимая степень разбавления массы для отлива на сетке БДМ
зависит от веса 1м2 бумаги, рода волокна и степени помола массы. Степень
разбавления массы изменяется почти в линейной зависимости от веса 1м2
бумаги, если остальные условия отлива одинаковы. Чем толще бумага (т.е.
чем больше вес 1м2), тем выше должна быть концентрация массы при
поступлении на сетку машины, чтобы облегчить процесс обезвоживания
при отливе бумажного полотна. При отливе более тонкой бумаги,
наоборот, требуется более сильное разбавление массы, чтобы дольше
задержать волокна во взвешенном состоянии и улучшить тем самым
условия формования бумажного полотна.
На рис.1. приведен график зависимости степени разбавления массы от
веса 1м2 бумаги при средних значениях степени помола массы. Этот график
является ориентировочным, так как трудно учесть влияние степени помола
массы. которая не может быть одинаковой у разных видов бумаги с
разнообразным весом 1м2 бумаги.
Концентрация массы, %
1,5
1,0
0,5
0
50
100
150
200
вес 1м2 бумаги, г
Рис.1. Зависимость степени разбавления от веса 1м2 бумаги.
Примеры решения задач
Задача 1. Рассчитать необходимый объем бассейна для хранения
волокнистой массы, если количество поступающей воздушно-сухой массы
28
по данным материального баланса 320т/сут, время хранения массы 3,5ч,
влажность воздушно-сухой массы 12%, концентрация массы – 4%.
Решение:
Объём бассейна (м3) рассчитывается по формуле:
V 
Q  100  в   t
 К;
Z C
V 
320  100  12   3,5
 1,2  855,5 м 3
24  4
Ответ : объем бассейна для хранения волокнистой массы 855,5 м3.
Задача 2. Рассчитать производительность и подобрать тип массного
насоса, подающего бумажную массу из композиционного бассейна в
машинный, если количество перекачиваемой бумажной массы 470 т/сут,
влажность массы 5%, концентрация бумажной массы 3,2%, коэффициент,
учитывающий запас производительности насоса 1,3.
Решение:
Производительность насоса (м3/ч) рассчитывают по формуле:
𝑄н = 𝑄м ∙ 1,3
𝑄м =
𝑄н =
Р (100 − 𝜌)
𝑍∙𝐶
470(100 − 5)
∙ 1,3 = 756 м3 /ч
24 ∙ 3,2
Ответ : по результатам расчета производительность насоса 756 м3/ч,
выбираем насос марки
БМ 800/50 с производительностью 800м3/ч.
Напор 50 м, мощность электродвигателя 159кВТ.
29
Задача 3. Какой концентрации необходимо подготовить бумажную массу
для выработки тонкой пропиточной бумаги, если вес 1м2 бумаги 20г/м3
Ответ : согласно графику зависимости степени разбавления массы от
веса 1м2 бумаги при средних значениях степени помола массы (рис.1.)
концентрация бумажной массы ≈ 0,2%.
Задачи для самостоятельного решения
3.1. Рассчитать необходимый объем бассейна для хранения волокнистой массы,
если:
Вариант
Кол-во
поступающей
воздушно-сухой
массы, т /сут
Время хранения
массы, ч
Влажность
воздушносухой массы,
%
Концентрация
массы, %
1
2
3
4
5
6
480
500
310
570
650
300
2
2,5
2
2
2
2,5
12
12
12
12
12
12
3,2
2,9
3,9
4
3,7
3,5
Коэффициент,
учитывающий
неполноту
заполнения
бассейна
1,2
1,15
1,17
1,25
1,2
1,16
3.2. Рассчитать необходимый объем машинного бассейна для бумажной массы
массы, если:
Вариант
Кол-во
поступающей
воздушно-сухой
массы, т /сут
Время хранения
массы, ч
Влажность
воздушносухой массы,
%
Концентрация
массы, %
7
8
9
10
11
12
1000
850
975
1100
1250
1070
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
6
5,5
7
8
7,3
6,5
2,8
2,9
3,1
3,4
4,0
3,7
Коэффициент,
учитывающий
неполноту
заполнения
бассейна
1,2
1,15
1,2
1,25
1,2
1,15
30
3.3. Рассчитать время, на которое рассчитано хранение волокнистой массы
приемном бассейне ,если:
в
Вариант
Кол-во
поступающей
воздушно-сухой
массы, т /сут
Объем бассейна,
м3
Влажность
воздушносухой массы,
%
Концентрация
массы, %
1
2
296,5
280,5
1956
12
12
3,2
2,9
Коэффициент,
учитывающий
неполноту
заполнения
бассейна
1,2
1,15
3
350
12
3,9
1,2
4
320
12
4
1,25
5
310,5
12
3,7
1,2
6
256
12
3,5
1,15
1691
1700
1955
1889
1756
3.4. Рассчитать время, на которое рассчитан запас бумажной массы в машинном
бассейне ,если:
Вариант
Кол-во
поступающей
бумажной массы,
т /сут
Объем
бассейна,
м3
Влажность
массы, %
Концентрация
массы, %
7
8
1160
1276
867
6
6
3,2
2,9
Коэффициент,
учитывающий
неполноту
заполнения
бассейна
1,2
1,15
9
1123
6
3,9
1,2
10
1189
6
4
1,25
11
1255
6
3,7
1,2
12
1236
6
3,5
1,15
755
732
835
850
789
3.5. Рассчитать производительность и подобрать тип массного насоса, подающего
бумажную массу из композиционного бассейна в машинный, ,если:
Вариант
Кол-во
поступающей
бумажной массы,
т /сут
1
2
890
568
3
786
4
632
5
745
6
865
Концентрация
массы, %
Влажность
массы, %
3,7
5,5
3,5
3,1
3,3
3,9
3,6
7,8
6,3
5,9
6,5
8
Коэффициент,
учитывающий
запас
производительности
насоса
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
31
3.6. Рассчитать производительность и подобрать тип смесительного насоса, если:
Вариант
Кол-во
поступающей
бумажной массы,
т /сут
Концентрация
массы, %
Влажность
массы, %
7
8
1000
1290
0,96
6
9
785
10
985
11
1560
12
1420
1,0
0,86
1,07
0,9
1,13
7
8
5
6
7
Коэффициент,
учитывающий
запас
производительности
насоса
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
3.7. Какой концентрации необходимо подготовить бумажную массу для выработки
тонкой пропиточной бумаги, если:
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Вес 1м2 бумаги
80
60
40
110
150
100
30
50
170
160
90
70
32
4. Изготовление бумаги и картона на БиКДМ
В технологических линиях производства бумаги и картона бумаго- и
картоноделательные машины (БиКДМ) являются основными и наиболее
сложными агрегатами, работающими автоматически в непрерывном режиме.
С их помощью осуществляют : подготовку и напуск на сетку бумажной
массы, формование
мокрого бумажного (картонного ) полотна, его
обезвоживание под вакуумом, прессование, сушку и предварительную (а
иногда и окончательную) отделку полотна бумаги (картона).
Основными параметрами, характеризующими БиКДМ , являются их
скорость и ширина полотна вырабатываемой продукции, видом которой оба
параметра и обусловлены. Производительность машины определяется ее
рабочей скоростью, шириной, массой 1м2 вырабатываемой продукции и
активно используемым для выпуска продукции временем эксплуатации.
При определении производительности БиКДМ рассчитываются:
- максимальная расчетная часовая производительность машины
при безобрывной работе QЧАС.БР. (производительность может также
обозначаться буквой Р, например РЧАС.БР.):
𝑸час.бр. = 𝟎, 𝟎𝟔 ∙ 𝑩н ∙ 𝒗 ∙ 𝒒,
кг/ч
- максимальная расчетная выработка машины при безобрывной
работе в течение 24 ч – QСУТ.БР.:
𝑸сут.бр. =
𝑸час.бр.
∙ 𝟐𝟒,
𝟏𝟎𝟎𝟎
т/сут
- среднесуточная производительность машины QСУТ.М.;
𝑸сут.м. = 𝑸сут.бр. ∙ 𝑲эф. ,
т/сут
- годовая производительность машины QГОД
33
𝑸год =
𝑸сут.м.
∙ 𝒏, тыс. т/год
𝟏𝟎𝟎𝟎
где, BН – необрезная ширина полотна бумаги на накате, м;
ν – максимальная скорость машины, м/мин;
q – масса бумаги, г/м2; 0,06 – коэффициент для перевода граммов в
килограммы и минут в часы;
КЭФ – общий коэффициент эффективности использования БиКДМ;
n – расчетное число дней работы БиКДМ в году.
Кэф. = КВ ∙ КХ ∙ КТ
где,
КВ – коэффициент использования рабочего времени машины; при ν СР <
750 м/мин КВ =22,5/24=0,937; при νСР > 750 м/мин КВ =22/24=0,917;
КХ – коэффициент, учитывающий брак на машине и холостой ход
машины КО, срывы на продольно-резательном станке КР и срывы на
суперкаландре КС (КХ = КО·КР·КС);
КТ – технологический коэффициент использования скорости БиКДМ,
учитывающий возможные ее колебания, связанные с качеством
полуфабрикатов и другими технологическими факторами, КТ = 0,9.
Подаваемая на машину бумажная масса представляет собой водноволокнистую суспензию, в состав твердой фазы которой помимо
волокнистых материалов (целлюлозы, древесной массы, макулатуры и др.)
могут входить наполнители, проклеивающие вещества, красители и др.
Готовая по композиции бумажная масса концентрацией 2,5-4% из
размольно-подготовительного отдела поступает в машинный бассейн, с
которого начинается входящая в состав машины система подготовки массы.
Затем, после разбавления (в смесительном насосе) и регулирования
концентрации, масса направляется на подмол, очистку и сортирование.
Полностью готовая масса подается в массонапускное устройство, откуда
напускается на движущуюся сетку (сетки) со скоростью , близкой к
скорости их движения. Концентрация массы при напуске обычно находится
в пределах 0,1-1,3% (в зависимости от вида и массы 1м2 продукции).
На сеточной части машины в ходе обезвоживания (фильтрования)
бумажной массы на сетке формируется мокрое полотно и затем происходит
34
его начальное обезвоживание под вакуумом с прососом воздуха. В конце
зоны формования концентрация массы составляет 5-7%, после всей
сеточной части 12-22%.
В сеточной части происходит преобразование бумажной(картонной)
массы в бумажной (картонное полотно), закладываются основы структуры
бумажного листа, создаются условия для развития механической прочности
готовой продукции. В зависимости от вида бумаги и концентрации массы
рассчитывают предельное приведенное время формования бумажного
полотна. Под временем формования понимается время, протекающее от
момента напуска массы на сетку до появления «сухой линии» при условии
непрерывного обезвоживания. Для конкретных видов бумаги предельное
приведенное время формования tпр.прив. определяется по эмпирической
формуле:
𝒕пр.прив. = 𝒃 − 𝒂𝑪𝟎 ,
𝒄,
где,
tпр.прив – предельное время формования, приведенное к бумаге
массой 100г/м2, с;
С0 – концентрация бумажной массы при отливе, %;
a , b – экспериментальные коэффициенты.
На значения коэффициентов a и b влияют масса 1м2 бумаги, степень
помола
бумажной массы и ее зольность. Значения фактического
предельного времени формования приведены в таблице 6.
Таблица 6.
Значение фактического предельного времени формования
Бумага
Масса
1м2, г
Степень
помола,
0
ШР
Зависимость приведенного к
бумаге массой 100г/м2 предельного
времени формования от
концентрации бумажной массы (%)
𝒕пр.прив. = 𝒃 − 𝒂𝑪𝟎
Мешочная
Газетная
Типографская №3
Бумага-основа для
пергамента
Писчая №2
Типографская №1
Иллюстрационная
Офсетная №2
Бумага –основа для
пакетов тетра-пак
65
51
63
62
38
60
55
60
𝑡пр.прив. = 0,836 − 0,723𝐶0
𝑡пр.прив. = 1,4971,254𝐶0
𝑡пр.прив. = 1,122 − 0,924𝐶0
𝑡пр.прив. = 1,211 − 0,841𝐶0
65
60
120
75
170
60
56
21
64
27
𝑡пр.прив. = 1,340 − 0,930𝐶0
𝑡пр.прив. = 1,830 − 1,20𝐶0
𝑡пр.прив. = 0,558 − 0,442𝐶0
𝑡пр.прив. = 1,405 − 0,806𝐶0
𝑡пр.прив. = 0,461 − 0,364𝐶0
35
Производительность сеточной части машины зависит от величины
площади сеточного стола, качества и свойств вырабатываемой бумаги и
режима работы. Площадь сеточного стола F определяют по формуле :
𝑭 = 𝑩 ∙ 𝑳,
м𝟐
где,
B – ширина бумаги на сетке в м;
L длина сеточного стола, определяемая как горизонтальное
расстояние от центра грудного вала до центра нижнего вала гауч-пресса, м.
Часовая производительность сеточного стола брутто Рs, т.е количество
килограммов бумаги в пересчете на воздушно-сухую брутто (вместе с
оборотным браком), вырабатываемое сеточной частью за 1ч, бесперебойной
работы будет
Р𝒔 = 𝑭 ∙ 𝒒𝒔 ,
кг/ч
где,
qs – съем бумаги (в кг) в пересчете на воздушно-сухую с каждого
квадратного метра площади сеточного стола за 1ч работы (кг/ч•м2).
Величина qs
зависит комплексно от условий, влияющих на
производительность сеточной части.
Бумажное (картонное полотно), сформированное в сеточной части,
поступает в прессовую часть, обычно состоящую из нескольких (два-четыре
и более ) прессов. Обезвоживание мокрого полотна здесь осуществляется
более экономичным способом (по сравнению с обезвоживанием на сетке
под вакуумом) – механическим отжимом полотна между прессовыми
валами. В последнее время при выработке некоторых видов картона и
бумаги применяют башмачные пресса, где один из валов заменен на
неподвижный башмак с подвижной лентой в зоне прессования (подвижная
лента может быть выполнена в виде рубашки прессового вала) . Это
расширяет зону прессования и увеличивает обезвоживающую способность
пресса . Для предотвращения раздавливания непрочного мокрого полотна,
для уноса
отпрессованной воды из зоны прессования и для
транспортировки мокрого полотна
прессовой части применяются
прессовые сукна, проходящие с полотном по прессам.
В результате последовательного обезвоживания на всех прессах сухость
бумажного (картонного) полотна повышается до 27-50% (в зависимости от
вида продукции и других факторов).
Сеточную и прессовую части вместе называют мокрой частью машины.
Из общего количества воды, удаляемой из бумажной массы на машине, на
36
сеточную часть приходится 94-96%, на прессовую 3-4%. Дальнейшее
обезвоживание (сушка) полотна происходит в сушильной части машины.
Как правило, сушильная часть состоит из расположенных в два яруса в
шахматном порядке сушильных пустотелых цилиндров, обогреваемых
изнутри паром. При этом бумажное (картонное) полотно проходит по
сушильной части, поочередно охватывая цилиндры верхнего и нижнего
ярусов. Оно касается нагретых цилиндров то одной, то другой своей
поверхностью.
Сушка бумаги является термическим способом обезвоживания
бумажного полотна, в результате которого влажность бумаги снижается до
равновесной, а также происходит ее усадка по длине, толщине и ширине.
При сушке завершаются процессы проклейки и окраски. В целлюлознобумажной промышленности пользуются понятием сухости (концентрация)
бумажного полотна, которое представляет собой отношение массы
а.с.бумаги gs.б. к массе влажной бумаги gвл.б. , выраженное в процентах:
𝒈𝒄.б.
𝑺=
∙ 𝟏𝟎𝟎%
𝒈вл.б.
После сушильной части сухость полотна бумаги (картона) составляет
92-95%, а температура 70-90 0С.
Количество испаряемой влаги Wуд. в кг , приходящейся на 1 кг после
сушки определяется :
𝑺к − 𝑺н
𝑾уд. =
𝑺н
где,
Sн- сухость бумажного полотна до сушки, %;
Sк- сухость бумажного полотна после сушки, %
Далее, после сушки бумажное (картонное ) полотно в целях уплотнения
и повышения гладкости проходит через машинный каландр.
Пройдя
каландр, полотно бумаги при выработке рулонной продукции непрерывно
наматывается на тамбурный вал наката в рулоны требуемого диаметра.
Снятые с машины рулоны подаются на продольно-резательный станок, где
бумага (картон) разрезается на рулоны заданных размеров, которые
подаются на упаковочную машину и далее на склад готовой продукции.
При выработке листовой продукции в конце машины вместо наката
может устанавливаться саморезка. При этом после машины расположена
транспортно-упаковочная линия для прессования кип листов, их упаковки,
обвязки и транспортировки на склад готовой продукции.
37
Для получения более высоких показателей плотности, гладкости и
лоска большинство видов бумаги для печати, писчей и технических бумаг
пропускают через суперкаландр, а для нанесения мелованных покрытий –
через меловальную установку (меловальная установка, так же как и
клеильный пресс для поверхностной проклейки, может входить в состав
сушильной части машины).
Примеры решения задач
Задача 1. Рассчитать годовую производительность БДМ необрезной
шириной 8,5м (обрезная 8,4м), вырабатывающей газетную бумагу 45 г/м2
при скорости 800м/мин, расчетное время работы машины -24ч, расчетное
число дней работы БДМ в году-345дней.
Решение:
1. Определяем максимальную расчетную часовую производительность
машины при безобрывной работе:
QЧАС.БР.  0,06  ВН   q  0,06  8,5  800  45  18360 кг/ч;
2. Определяем максимальную расчетную выработку машины при
безобрывной работе в течении 24ч :
QСУТ.БР. 
QЧАС.БР.
18360
 24 
 24  440,6 т/сут;
1000
1000
3. Определяем среднесуточную производительность машины :
QСУТ.М.  QСУТ.БР,  К ЭФ  440,6  0,76  334,9 т/сут;
К ЭФ  К В  К Х  К Т  0,917  0,92  0,9  0,76 ;
4. Определяем годовую производительность БДМ:
QГОД 
QСУТ.М.
334,9
 345 
 345  115,5 тыс. т/год.
1000
1000
Ответ: Годовая производительность БДМ , вырабатывающая газетную
бумагу 115,5 тыс. т/год.
38
Задача 2. Определить часовую производительность брутто сеточной части
плоскосеточной БДМ при изготовлении писчей бумаги №1 весом 65г/м 2 при
ширине бумаги на сетке 4,2м. Длина сеточного стола 30м, съем бумаги – 80
кг/ч•м2.
Решение:
1. Определяем площадь сеточного стола :
𝐹 = 4,2 ∙ 30 = 126 м2
2. Определяем часовую производительность (брутто):
𝑃𝑠 = 126 ∙ 80 = 10080 кг/ч
Ответ: часовая производительность сеточной части БДМ 10080 кг/ч.
Задача 3.
На бумагоделательной машине получено 10т
бумаги.
Определить количество влаги, испаренной из бумаги, если ее начальная
сухость составляла 30%, а конечная 90%.
Решение:
1. Определяем количество испаряемой удельной влаги на 1кг бумаги после
сушки :
𝑺к − 𝑺н
90 − 30
𝑾уд =
=
= 2кг/кг
𝑺н
30
2. Определяем количество испаренной влаги, приходящейся на 10т бумаги:
𝑊 = 10000 ∙ 2 = 20000 кг
Ответ: количество влаги, испаренной из бумаги составило 20000кг.
39
Задачи для самостоятельного решения
4.1. Рассчитать годовую производительность БДМ /КДМ, если:
Вар.
Вырабатываемый вид
бумаги/
картона
Вес
1м2
Необрезная
ширина,
мм
Скорость,
м/мин
Кол-во
машин
Расч.
кол-во
дней в
году
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Бумага
газетная
45
48
45
48
70
78
170
200
160
300
80
65
70
60
250
370
420
300
6820
5400
4300
8500
5400
2620
1350
6400
2200
1350
4300
5400
6400
3850
4300
4300
4300
4300
700
800
900
1000
750
800
250
450
300
350
1000
1100
1250
1000
400
350
400
350
2
1
2
1
2
2
1
2
1
2
2
1
2
2
1
2
1
1
345
335
320
340
345
340
320
336
342
345
320
340
336
345
336
342
345
320
Бумага
мешочная
Картон
коробочный
Бумага
писчая
Картон
хром-эрзац
Расч.
кол-во
часов
работы
машины
в сутки
22,5
23
22
24
23
24
23
24
23
24
22,5
22
22,5
22
23
24
23
24
4.2. Определить предельное время формования бумаги , если:
Вариант
Вид бумаги
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
мешочная
газетная
типографская №1
офсетная № 2
типографская №3
иллюстрационная
Концентрация
бумажной массы, %
0,3
0,4
0,6
0,7
0,8
1,0
1,1
1,2
0,8
0,9
1,1
40
12
13
14
15
16
17
18
1,0
0,8
1,0
0,75
0,85
0,65
0,77
бумага –основа для пакетов
тера-пак
Писчая №2
бумага –основа для
пергамента
4.3. Определить часовую производительность брутто сеточной части БДМ , если:
Вариант
Вид продукции
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Бумага газетная
Бумага писчая №1
Бумага оберточная
Бумага мешочная
Бумага писчая №2
Ширина
бумаги на
сетке,мм
4200
5300
8500
3200
2520
6300
8400
2520
6300
8400
5300
6300
Длина
стола,
м
Съем бумаги,
кг/ч•м2
19
19
19
22
22
13
13
24
24
24
22
22
120
130
140
70
90
140
160
130
140
150
75
85
4.4. Определить на сколько больше испаряется влаги в 1ч после модернизации
БДМ по сравнению с количеством влаги, испаренной до модернизации БДМ, если:
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
Сухость бумаги, %
Производительность БДМ,
т/сут
до
модернизации
после
модернизации
начальная
конечная,
до
модернизации
конечная,
после
модернизации
180
160
170
150
200
210
185
190
230
200
195
200
250
250
240
235
27
33
40
29
36
45
28
38
95
94
95
95,2
94,6
95
94
93,8
92
92
92,5
93
91,9
93,5
92
92
41
5. Требования государственных стандартов
на производство бумаги и картона
Качество бумаги и картона оценивается соответствием их свойств
установленным показателям государственных стандартов (ГОСТ) или
других нормативных документов, диктуемых требованиями конечного
назначения бумаги (картона) и требованиями потребителей. В зависимости
от назначения и показателей качества , определяемых нормативнотехнической документацией, бумага и картон должны маркироваться с
указанием условного обозначения марки . Условное обозначение бумаги
(картона) должно состоять из слова «бумага» или «картон», марки, сорта,
номинальной массы 1м2 и (или) толщины, обозначения нормативнотехнической документации, по которой они изготовляются. Кроме того,
условное обозначение может дополнительно содержать следующие
обозначения :
для бумаги - рулонная (Р) или листовая (Л), размеры рулона ,
изготовленная с оптическим отбеливателем (ООВ), каландрированная (К),
машинной гладкости (МГ) и др.
для картона –и обозначение марки картона для пищевых продуктов (П),
тип гофра для гофрированного картона, размеры рулона (ширина,
наружный диаметр, внутренний диаметр гильз) и др.
Ниже приводятся выписки из технических требований
некоторые виды бумаги и картона.
ГОСТов на
 ГОСТ 597 «Бумага чертежная. Технические условия».
Стандарт распространяется на чертежную бумагу, предназначенную для
выполнения всех видов чертежных работ. Бумага должна изготовляться
следующих марок : В, А, Ап и Б :
В – повышенной сохранности для выполнения чертежно-графических работ
карандашом, тушью и акварельными красками;
А – для выполнения чертежно-графических работ карандашом, тушью и
акварельными красками;
42
Ап – для выполнения чертежно-графических работ с помощью
графопостроителей, может применяться для работы с акварельными
красками и карандашом;
Б – для выполнения учебных чертежей карандашом и тушью.
Бумага марки В должна изготовляться из беленой целлюлозы с ведением
беленой хлопковой целлюлозы в количестве не менее 30%. Бумага марок А.
Ап и Б должна изготовляться из 100% беленой целлюлозы с введением
беленой лиственной целлюлозы не более 50%. По показателям качества
бумага чертежная должна соответствовать нормам, указанным в таблице 7.
Таблица 7.
Наименование показателя
1. Масса бумаги площадью 1м2, г
2. Плотность, г/см2, не менее
3. Прочность на излом при
многократных
перегибах,
число
двойных перегибов в поперечном
направлении, не менее
4. Степень проклейки, мм, не менее
5.Белизна, % не менее
тип I
тип II
6. Сорность, число соринок на 1м2
площадью св.0,1 до 1,0мм, не более
в том числе св.0,5 до 1,0 мм, не более
7. Влажность, %
В
200±8
0,78
Норма для марок
Ап
А
160±7
160±7
180±7
180±7
200±8
200±8
0,78
0,78
Б
160±7
180±7
200±8
0,75
125
125
125
50
2,0
2,0
2,0
2,0
85,0
80,0
85,0
80,0
85,0
80,0
85,0
80,080,0
80
2
6±1,5
100
2
6+1
−2
100
2
6+1
−2
150
3
6+1
−2
Бумага должна изготовляться машинной гладкости, выпускается в
рулонах и листах. Просвет бумаги должен быть ровным. В листовой бумаге
не допускаются складки, морщины, полосы, волнистость, разрывы кромок,
пятна, дырчатость. В рулонной бумаге допускаются малозаметные складки,
морщины, волнистость, которые не могут быть обнаружены в процессе
изготовления, показатель этих дефектов не должен быть более 1%.
Пример условного обозначения чертежной бумаги марки А массой
бумаги площадью 1м2 160г, рулонной (Р), типа I
с оптически
отбеливающим веществом (ООВ):
Бумага А 160 Р-1-ООВ ГОСТ 597
43
 ГОСТ 1760 «Подпергамент. Технические условия».
Стандарт распространяется на подпергамент , предназначенный для
упаковывания пищевых продуктов. В зависимости от назначения и
технических показателей подпергамент должен изготовляться следующих
марок :
Таблица 8.
Марка
Применяемость
Для
автоматического упаковывания
ЖВ
сливосного масла, маргарина, жира,
жировлагостойкая с поверхностной
пищевых
концентратов
и
другой
обработкой
продукции со значительным содержанием
жира
Для автоматического упаковывания
ПЖ
преимущественно выпечных кондитерских
Жиростойкая с поверхностной обработкой изделий и пищевых концентратов с
небольшим содержанием жира
Для упаковывания в розничной торговой
П
сети различных пищевых продуктов с
Жиростойкая без поверхностной обработки небольшим содержанием жира, для
выстилания крупногабаритной тары для
пищевых продуктов
Подпергамент марок ЖВ и ПЖ должен изготовляться из беленой
целлюлозы из хвойной древесины, марки П из беленой или небеленой
целлюлозы из хвойной древесины.
По показателям качества бумага подпергамент должна соответствовать
нормам, указанным в таблице 9.
Таблица 9.
Наименование
показателя
1.Масса
подпергамента
площадью 1м2, г
2.
Жиропроницаемость,
с, не менее:
для массы
площадью 1м2
50,0 г
45,0 г
40,0 г
ЖВ
высший первый
сорт
сорт
50,0±2,0 50,0±3,0
45,0±2,0
40,0±2,0
1800
900
600
1200
-
Норма для марки
ПЖ
высший первый
сорт
сорт
50,0±2,0 50,0±3,0
45,0±2,0
1200
900
-
900
-
П
высший
сорт
50,0+3,0
−2,0
45,0±2,0
первый
сорт
50,0±2,0
45,0±2,0
40,0±2,0
-
44
3. Влагопрочность,
% не менее
4. Прочность на
излом
при
многократных
перегибах,
число
двойных перегибов в
среднем по двум
направлениям,
не
менее
5. Влажность, %
25,0
23,0
-
-
-
-
270
230
270
220
230
180
8±1
8±1
8±1
8±1
8±1
8±1
Подпергамент должен иметь машинную гладкость и равномерный
просвет. В подпергаменте не допускаются складки, полосы, волнистость,
дырчатость, разрывы кромки.
Пример условного обозначения подпергамента марки ПЖ массой
подпергамента площадью 1м2 50г :
ПЖ 50 ГОСТ 1760
 ГОСТ 2228 «Бумага мешочная. Технические условия».
Стандарт распространяется на бумагу, предназначенную для
изготовления мешков. Мешочная бумага должна изготовляться следующих
марок :
Таблица 10.
Марка
М-70 А
М-70 Б
М-78 А
М-78 Б
М-78 В
В-70
В-78
Б-70
Б-78
П
Характеристика
Применяемость
Бумага
мешочная Для
изготовления
мешков
непропитанная
разных типов и марок
То же , влагопрочная
Для
изготовления
мешков
разных типов и марок под
грузы, транспортируемые при
повышенной
влажности
воздуха
Бумага
мешочная Для
изготовления
мешков
битумированная, пропитанная с разных типов и марок под
одной стороны битумом
малогигроскопические
химикаты
и
минеральные
удобрения
То
же,
ламинированная Для
изготовления
мешков
полиэтиленом
разных типов и марок под
гигроскопические
и
агрессивные
химикаты
и
удобрения
45
Бумага должна изготовляться в рулонах шириной 960, 1020, 1030, 1040,
1060, 1090, 1120, 1220, 1230, 1260, 1320мм.
Мешочная бумага должна изготовляться из сульфатной небеленой
хвойной целлюлозы. При условии соответствия показателей бумаги
требованиям настоящего стандарта допускается применение целлюлозы из
лиственной древесины не более 10%.
Просвет мешочной бумаги должен быть равномерным. В бумаге марок
Б-70 и Б-78 не допускаются участки бумаги основы , не пропитанные
битумом. В бумаге марки П не допускаются участки бумаги основы, не
покрытой полиэтиленом. Бумага не должна иметь складок, разрывов кромки
бумаги и дырчатости. Малозаметные складки, морщины, полосы, разрывы
кромки бумаги, дырчатость допускаются в рулонной бумаге, если
показатель этих внутрирулонных дефектов для марки П не превышает 1% ,
для остальных марок – 3%.
Пример условного обозначения
ширине рулона 1040мм :
мешочной бумаги марки М-78 А при
Бумага М-78А-1040 ГОСТ 2228
 ГОСТ 18510 « Бумага писчая . Технические условия».
Стандарт распространяется на писчую бумагу, предназначенную для
изготовления бумажно-беловых изделий, школьных и общих тетрадей,
бумаги потребительских форматов, почтовой бумаги, бланочной продукции.
В зависимости от состава по волокну и показателей качества бумага
должна изготовляться следующих номеров и марок : №0, №1 марок А, Б,В и
№2. Показатели качества писчей бумаги должны соответствовать нормам,
указанным в таблице 11.
Наименование
показателей
1.
Масса
площадью 1м2,г
бумаги
2.Степень проклейки,мм,
не менее
№0
Таблица 11.
№2
№1
А
Б
В
высший
сорт
первый
сорт
60,0+2,0
-3,0
65,0+2,0
-3,0
70,0±4,0
80,0±4,0
63,0+4,0
-3,0
-
1,2
1,2
60,0+2,0
-3,0
65,0+2,0
-3,0
70,0±3,0
80,0±4,0
-
-
65,0+2,0
-3,0
70,0±3,0
80,0±4,0
65,0+2,0
-3,0
70,0±3,0
80,0±4,0
60,0+2,0
-3,0
65,0+2,0
-3,0
70,0±3,0
80,0±4,0
1,6
1,4
1,4
1,2
-
46
3. Разрывная длина (в
среднем
по
двум
направлениям), м, не
менее
4. Гладкость (по стороне с
меньшим значением), с
бумаги
каландрированной
бумаги
машинной
гладкости
5. Белизна (в среднем по
верхней
и
сеточной
сторонам), %, не менее
без
оптического
отбеливателя
с
оптическим
отбеливателем
6. Сорность – число
соринок на 1м2
площадью
св.0.1
до
2
0,5мм включ., не более
соринки площадью
св 0,5 мм2
7. Влажность, %
3200
3500
3000
2700
2700
2400
100-220
100-220
100-220
100-220
80-250
90-200
-
30-80
-
-
-
-
80,0
79,0
79,0
77,0
77,0
64,0
85,0
85.0
85.0
83,0
80,0
-
80
80
80
100
125
200
5±1,0
6±1,5
Не допускаются
5±1,0
5±1,0
5±1,0
5±1,0
Бумага №0 должна изготовляться из беленой целлюлозы с введением не
менее 25% беленой хлопковой
целлюлозы. Бумага №1 должна
изготавливаться из 100% беленой целлюлозы. Бумага №2 – из беленой
целлюлозы с введением не более 50% белой древесной массы.
Просвет писчей бумаги должен быть равномерным и соответствовать
образцу-эталону, согласованному с потребителем.
Разнооттеночность бумаги в партии не допускается. В листовой бумаге
не допускается волнистость, складки, морщины, залощенность, полосы,
пятна, разрыв кромки, дырчатость. Допускаются в рулонной бумаге
малозаметные складки, морщины, залощенность, матовые полосы, пятна,
разрыв кромки, дырчатость которые не могут быть обнаружены в процессе
ее изготовления.
Пример условного обозначения писчей бумаги №1 марки Б массой бумаги
площадью 1м2 65г листовая (Л) , каландрированная (К), без оптически
отбеливающего вещества.
Бумага №1.Б.65.Л.К. ГОСТ 18510
47
 ГОСТ 9095 «Бумага для печати типографская.
Технические условия».
Стандарт распространяется на бумагу, предназначенную для печати
текстовых и иллюстрационно-текстовых изданий способом высокой печати.
Бумага должна изготовляться следующих номеров и марок : №1 марки А,
Б; №2 марки А,Б,В.
№1 марка А – 100% беленой целлюлозы;
№1 марка Б – не менее 80% беленой сульфатной целлюлозы, не более 20%
беленой древесной массы;
№2 марка А – не менее 50% беленой целлюлозы, но не более 50% беленой
древесной массы;
№2 марка Б – не менее 25% беленой целлюлозы, не более 75% беленой
древесной массы;
№2 марка В – не менее 50% беленой целлюлозы, не более 50% белой
древесной массы.
По показателям качества типографская бумага должна соответствовать
нормам:
Таблица 12.
Наименование показателя
Норма для бумаги
№1
1. Масса бумаги площадью 1м2,г
2. Плотность, г/см3:
бумаги машинной гладкости:
- для массы площадью 1м2 48г
- для массы площадью 1м2 60-80г
бумаги каландрированной:
- для массы площадью 1м2 48г
- для массы площадью 1м2 60-80г
3. Разрывная длина в среднем по двум
направлениям, м, не менее
4. Массовая доля золы, %
5. Гладкость, с, бумаги
- машинной гладкости
- каландрированной
5. Сорность (число соринок площадью
- от 0,1 до 0,5 мм2 на 1м2), не более
- св.0,5мм2
6. Белизна, % :
- с оптически отбеливающим веществом
- без оптически отбеливающего вещ-ва.
7. Влажность, %
А
Б
А
№2
Б
48,0±2,0
60,0±2,0
65,0±2,0
70,0±2,5
80,0±2,5
65,0±2,5
60,0±2,0
60,0±2,0
60,0±2,5
0,70-0,80
0,75-0,85
0,75-0,85
0,70-0,80
-
0,65-0,75
0,80-0,90
0,85-0,95
0,85-0,95
0,80-0,90
0,70-0,80
0,75-0,85
2400
2500
2200
2200
2000
16-20
16-20
12-16
10-14
16-20
В
35-80
100-250
35-80
150-300
35-80
100-200
100-200
35-80
100-250
80
0
100
0
180
0
200
0
300
0
80,0-83,0
76,5-79,5
6,0+1,0
- 1,5
74,0-77,0
6,0±1,0
70,0-72,0
6,0±1,0
66,0-70,0
6,0±1,0
85,0-88,0
78,0-82,0
5,5±1,0
48
Бумага должна изготовляться в рулонах и листах. Просвет бумаги
должен быть равномерным. В бумаге не допускаются : складки, морщины,
залощенность, пятна, разрыв кромки, волнистость, дырчатость. В рулонной
бумаге допускаются малозаметные малозаметные морщины, залощенность,
пятна, которые не могут быть обнаружены в процессе изготовления, если
показатель этих внутрирулонных дефектов не превышает :
для бумаги №1 – 1,0%;
для бумаги №2 – 1,5%.
Пример условного обозначения бумаги типографской №1 марки А массой
бумаги площадью 1м2 48г, машинной гладкости (МГ), с оптически
отбеливающим веществом(ООВ):
Бумага №1 А 48 МГ ООВ ГОСТ 9095
 ГОСТ Р 52901 «Картон гофрированный для
упаковки продукции».
Стандарт распространяется на гофрированный картон, предназначенный
для изготовления упаковки продукции – потребительской и транспортной
тары (ящиков, коробок, лотков и др.), а также для изготовления
вспомагательных упаковочных средств (вкладышей, решеток, обечаек,
прокладок, амортизаторов) и другой продукции.
В зависимости от числа слоев гофрированный картон изготовляют
следующих типов :
Д – двухслойный, состоящий из одного плоского и одного гофрированного
слоев;
Т – трехслойный, состоящий из двух плоских и одного гофрированного
слоев;
П – пятислойный, состоящий из трех плоских (двух наружных и одного
внутреннего) и двух гофрированных слоев;
С – семислойный, состоящий из четырех плоских (двух наружных и двух
внутренних) и трех гофрированных слоев.
49
Рис. 2. Поперечные срезы гофрированного картона:
a – двухслойный (тип Д); б – трехслойный (тип Т);в – пятислойный (тип П);
г – семислойный (тип С)
Гофрированный картон изготавливают следующих классов и марок :
Таблица 13.
Тип
Д
Т
Класс
1
2
-
П
С
Марка
Д
Т11, Т12, Т13, Т14, Т15
Т21, Т22, Т23, Т24, Т25, Т26, Т27
П31, П32, П33, П34, П35, П36, П37
С41,С42, С43, С44, С45
Различные марки гофрированного картона применяются:
- марка Д – изготовление вспомогательных упаковочных средств;
- марки Т11...Т15 – изготовление тары и вспомогательных
упаковочных средств для продукции и изделий, способных воспринимать
нагрузки штабеля;
- марки Т21...Т27 и П31...П34 – изготовление тары и вспомогательных
упаковочных средств для продукции и изделий, не способных
воспринимать нагрузки штабеля;
- марки С41- С43 и П35...П37 – изготовление крупногабаритной тары.
Картон изготавливают с гофрами типов А,С, В,Е, F :
Тип гофра
А
С
В
Е
F
Наименование
гофра
Крупный
Средний
Мелкий
Микро
супермикро
Высота гофра, мм
От 4,4 до5,5
3,2 до 4,4
2,2 до 3,2
1,1 до 1,6
0,75 до1,0
Таблица 14.
Шаг гофра, мм
От 8,0 до 9,5
6,5 до8,0
4,5 до 5,4
3,2 до 3,6
1,5 до 3,0
50
Рис.3. Изображение гофра
Пример условного обозначения картона трехслойного 1-го класса, марки
Т11 с гофрами АВ :
Картон Т11 АВ ГОСТ Р 52901
Примеры решения задач
Задача 1. Расшифруйте условное обозначение чертежной бумаги
указанием назначения бумаги и видом сырья для ее изготовления.
с
Бумага Ап 200 Л-1 ГОСТ 597
Ответ : Чертежная бумага марки Ап массой бумаги площадью 1м2 200г,
листовой, типа I без оптически отбеливающего вещества, изготовленной в
соответствии с требованиями ГОСТ 597. Назначение - для выполнения
чертежно-графических работ с помощью графопостроителей, может
применяться для работы с акварельными красками и карандашом. Марка
чертежной бумаги Ап изготовляется из 100% беленой целлюлозы с
введением беленой лиственной целлюлозы не более 50%.
Задача 2. Расшифруйте условное обозначение
мешочной бумаги
указанием назначения бумаги и видом сырья для ее изготовления.
с
Бумага П-92-1320 ГОСТ 2228
51
Ответ : Мешочная бумага ламинированная полиэтиленом марки П массой
бумаги 1м2 92г при ширине рулона 1320мм, изготовленная в соответствии с
требованиями ГОСТ 2228. Назначение - для изготовления мешков разных
типов и марок под гигроскопические и агрессивные химикаты и удобрения.
Марка мешочной бумаги П изготовляется из сульфатной небеленой
хвойной целлюлозы.
Задача 3. Расшифруйте условное обозначение гофрированного картона с
указанием назначения картона.
Картон Д А ГОСТ Р 52901
Ответ : Картон гофрированный , двухслойный, тип гофра А – крупный,
изготовленный в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52901. Назначение –
для изготовления вспомогательных упаковочных средств.
Задача 4. При испытании образцов мешочной бумаги марки В-70-1120
было обнаружено, что показатель внутрирулонных дефектов бумаги
составил 3,5%. Просвет бумаги – облачный. Сделайте заключение о
соответствии мешочной бумаги марки В-70 по качеству требованиям ГОСТ
2228.
Решение : Согласно ГОСТ 2228 содержание внутрирулонных дефектов в
бумаге допускается до 3%, просвет бумаги должен быть равномерным.
Ответ : Образцы мешочной бумаги марки В-70 не соответствуют
требованиям ГОСТ 2228 по показателям качества.
Задача 5. Требуется определить марку писчей бумаги, если при испытании
образцов бумаги были получены следующие показатели качества : масса
бумаги площадью 1м2 – 63г, степень проклейки составила 1,2мм, разрывная
длина (в среднем по двум направлениям) – 2400м, белизна без оптического
отбеливателя – 64%, влажность -6%.
Ответ : В соответствии с требованиями ГОСТ 18510 образцы писчей
бумаги соответствуют – бумаге №2.
52
Задача 6. Сделайте заключение о соответствии чертежной бумаги марки Ап
требованиям ГОСТ 597 , если при испытании образцов бумаги были
получены следующие показатели : масса бумаги площадью 1м2 – 215г,
плотность -0,8 г/см2, прочность на излом при многократных перегибах –
130, степень проклейки -2мм, белизна - 85%, влажность - 8%.
Решение : Согласно требованиям ГОСТ 597 бумага чертежная марки Ап
должна соответствовать следующим нормам :
- масса бумаги площадью 1м2 – 200±8г;
- плотность -0,78 г/см2;
- прочность на излом при многократных перегибах –125;
- степень проклейки -2мм;
- белизна - 80% (для типа II);
-влажность- 4-7%.
Ответ : Образцы чертежной бумаги марки Ап
не соответствуют
требованиям ГОСТ 597, так как показатели массы бумаги, плотности,
прочности на излом, белизна и влажность не соответствуют нормативным
показателям.
Задачи для самостоятельного решения
5.1. Расшифруйте условное обозначение бумаги подпергамент с указанием
назначения бумаги и видом сырья для ее изготовления :
Вариант
1
2
3
Условное обозначение
ЖВ 45 ГОСТ 1760
ПЖ53 ГОСТ 1760
П 42 ГОСТ 1760
5.2. Расшифруйте условное обозначение типографской бумаги с указанием вида
сырья для ее изготовления :
Вариант
4
5
6
7
8
9
10
Условное обозначение
Бумага №2 Б 60 К ГОСТ 9095
Бумага №1 Б 65 МГ ООВ ГОСТ 9095
Бумага №2 А 60 МГ ГОСТ 9095
Бумага №1 А 60-80 К ООВ ГОСТ 9095
Бумага №2 А 60 К ГОСТ 9095
Бумага №2В 60 МГ ГОСТ 9095
Бумага №1 А 60-80 МГ ООВ ГОСТ 9095
53
5.3. Расшифруйте условное обозначение мешочной бумаги бумаги с указанием
назначения бумаги и видом сырья для ее изготовления :
Вариант
11
12
13
14
15
16
17
Условное обозначение
Бумага М-70А-960 ГОСТ2228
Бумага М-78Б-1020 ГОСТ 2228
Бумага М-78В-1090 ГОСТ 2228
Бумага П-1120 ГОСТ 2228
Бумага Б-70-1260 ГОСТ 2228
БумагаВ-78-1320 ГОСТ 2228
Бумага П-1020 ГОСТ 2228
5.4. Расшифруйте условное обозначение гофрированного картона
области применения:
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
с указанием
Условное обозначение
Картон ДС ГОСТ Р 52901
Картон Т13 С ГОСТ Р 52901
Картон П32 АВ ГОСТ Р 52901
Картон С41 АВЕ ГОСТ Р 52901
Картон Т22 А ГОСТ Р 52901
Картон С45 АСЕ ГОСТ Р 52901
Картон Т15 В ГОСТ Р 52901
Картон П37 АС ГОСТ Р 52901
Картон С43 CВF ГОСТ Р 52901
Картон Д В ГОСТ Р 52901
Картон Д С ГОСТ Р 52901
5.5. Сделайте заключение о соответствии писчей бумаги по качеству требованиям
ГОСТ 2228, если при испытании бумаги было получены следующие результаты:
Вариант
1
Марка
образцов бумаги
№1 А 70 Л
Результаты испытаний
Просвет бумаги
Наличие дефектов
равномерный
Нет
2
№1 Б 65 Л К
облачный
наличие морщин
3
№1 В 70 Р
равномерный
Залощенность
4
№1 Б 80 Л К
облачный
Нет
5
№1 А 65 Р
равномерный
малозаметные складки
5.6. Сделайте заключение о соответствии
типографской бумаги по качеству
требованиям ГОСТ 9095, если при испытании бумаги было получены следующие
результаты:
Вариант
6
7
8
9
10
Марка
образцов бумаги
№2 В 60 Р К
№1 А 48 Р К ООВ
№2 А 60 Л
№2 А 60 Р МГ
№1 Б 65 Л К
Результаты испытаний
Просвет бумаги
Наличие дефектов
равномерный
полосы, складки – 1,5%
облачный
дырчатость – 1,2%
облачный
Нет
равномерный
нет
равномерный
нет
54
5.7. Сделайте заключение о соответствии
мешочной бумаги по качеству
требованиям ГОСТ 2228, если при испытании бумаги было получены следующие
результаты:
Вариант
11
Марка
образцов бумаги
М-70 А-1030
Результаты испытаний
Просвет бумаги
Наличие дефектов
Равномерный
нет
12
М-78-960
Облачный
дырчатость-3,5%
13
В-78-1040
равномерный
14
Б-70-1320
равномерный
15
П-1260
Облачный
малозаметные складки –
2%
участки не пропитанные
битумом
морщины -1,1%
16
В-70-1020
Облачный
нет
17
П-1060
равномерный
разрывы, кромки,
полосы – 0,5%
5.8. Определите марку чертежной бумаги, если при испытании бумаги были
получены следующие результаты :
Наименование показателя
1. Масса бумаги площадью 1м ,
г
2. Плотность, г/см2
2
3. Прочность на излом при
многократных перегибах, число
двойных
перегибов
в
поперечном направлении
4. Степень проклейки, мм
5. Сорность, число соринок на
1м2 площадью св.0,1 до 1,0мм
6. Влажность, %
1
204
2
167
3
180
Варианты
4
5
196
153
6
201
7
173
8
165
0,78
0,76
0,87
0,8
0,75
0,77
0,76
0,78
140
100
126
178
75
125
65
134
2,9
65
2,0
145
2,0
100
3
97
2,5
101
2,1
70
3,2
118
2,4
85
6
5
7
6
4
7,5
5
6
5.9. Определите марку бумаги подпергамент , если при испытании бумаги были
получены следующие результаты :
Наименование показателя
Варианты
12
13
52
53
1.Масса подпергамента
площадью 1м2, г
2. Жиропроницаемость, с,
9
50
10
53
11
43
14
48
15
40
16
51
1820
1200
900
1220
1000
-
-
1500
3. Влагопрочность, %
29,0
24
-
-
-
-
-
23,5
4. Прочность на излом при
многократных перегибах,
число двойных перегибов в
среднем
по
двум
направлениям
5. Влажность, %
270
237
270
280
225
230
190
300
7
8
9
7
8
9
7
8
55
5.10. Сделайте заключение о соответствии писчей бумаги требованиям
ГОСТ 18510, если при испытании бумаги было получены следующие результаты:
Наименование
показателя
Марка писчей бумаги
1. Масса бумаги площадью
1м2,г
2.Степень проклейки,мм
3. Разрывная длина (в
среднем
по
двум
направлениям), м
4. Сорность – число
соринок на 1м2
площадью св.0.1 до 0,5мм2
включ.
5. Влажность, %
Варианты
1
№0
2
№1 А
3
№1Б
5
№1 В
первый.сорт
62
6
№2
7
№0
8
№1А
70
4
№1 В
высш.сорт
85
60
65
77
58
84
1,5
3000
1,42
3600
1,5
3050
1,14
2290
1,32
2860
1,15
2370
1,8
3330
1,56
4000
85
56
34
110
100
254
80
29
7
5
6
7,6
6
7,5
6
4
5.11. Сделайте заключение о соответствии типографской бумаги требованиям
ГОСТ 9095, если при испытании бумаги было получены следующие результаты:
Наименование показателя
Марка
типографской
бумаги
1. Масса бумаги площадью
1м2,г
2. Разрывная длина в
среднем
по
двум
направлениям, м
3. Массовая доля золы, %
4. Белизна, % :
без
оптически
отбеливающего вещества
5. Влажность, %
Варианты
12
13
№2 Б
№2 В
9
№1 А
10
№1Б
11
№2 А
14
№1 А
15
№1 Б
16
№2 А
48
60
64
61
62,5
86
67,5
70
2456
2430
1900
2250
2098
2300
2700
1870
16
78,1
16
75
11
65
12
70
18
67
25
88
16,9
79
20
67
5,5
8
4,5
6
7
6
4,5
7,8
56
6. Испытание бумаги и картона
В зависимости от назначения бумага характеризуется различными
показателями: весом 1м2, толщиной, объемным весом, механической
прочностью, степенью проклейки, зольностью, влажностью, цветом,
белизной, гладкостью, впитывающей способностью, диэлектрическими и
другими свойствами.
При испытаниях бумаг и картона определяют только те показатели ,
которые характеризуют их потребительские свойства и возможность их
использования по прямому назначению. Количественные значения этих
свойств, выраженные в соответствующих показателях качества, включены в
государственные стандарты для каждого вида бумаги и картона, и эти
показатели должны определяться и учитываться при оценки их качества.
Ниже приводится перечень показателей и свойств различных видов
бумаги и картона, по которым определяют качество в соответствии с
требованиями государственных стандартов :
1. структурно-размерные свойства – формат, толщина, плотность,
гладкость, разносторонность и др. – зависят от состава по волокну,
степени помола, условий изготовления на машине; структура бумаги и
картона влияет на их прочность, пористость, анизотропию свойств и
другие показатели;
2. композиционные свойства – состав по волокну, наличие наполнителей
и других компонентов; изменение композиции бумаги и картона
позволяет в широких пределах изменять и их свойства;
3. механические и упруго-пластические свойства – сопротивление
разрыву, излому расслаиванию, истиранию, влагопрочность, жесткость,
деформация при увлажнении и др.;
4. оптические свойства
–
цвет, белизна,
светопроницаемость, непрозрачность и др.;
5. гидрофобные
и
гидрофильные
лоск,
оттенок,
свойства – степень проклейки,
57
впитывающая способность, гигроскопичность, влажность и др.;
6. химические свойства – наличие остатков кислот или щелочей,
минеральных вкраплений, различных катионов и анионов;
7.
электрические
свойства
–
электрическое
сопротивление,
диэлектрическая проницаемость, электрическая прочность, число
токопроводящих включений на 1 м и др.;
8. печатные свойства– структура поверхности, мягкость, взаимодействие
с типографскими красками и др.;
9. специальные
свойства — барьерные, жиро-, паро-, газо- и
водопроницаемость, влагопрочность, термостойкость, долговечность,
биостойкость и др.
Определение массы 1м2 бумаги (картона)
Масса 1м2 бумаги характеризует ее толщину, так как чем толще бумага,
тем она тяжелее. Показатель массы 1м2 используется при расчете весового
расхода бумаги в зависимости от количества печатных листов и тиража
издания. По массе квадратного метра можно также рассчитать длину бумаги
в рулоне. Массу бумаги (картона) площадью 1м2 (m) в граммах вычисляют
по формуле :
𝒎=
М
∙ 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎
𝑺
где, М- масса образца, г
S – площадь образца, см2
Определение плотности бумаги (картона)
Плотность – масса 1см3 бумаги. Она определяется отношением массы
образца материала к его объему. Плотность (ρ) вычисляют, г/см3, по
формуле:
𝒎
𝝆=
𝑫ср. ∙ 𝟏𝟎𝟎𝟎
где,
m - масса бумаги (картона) площадью 1м2, г
𝐷ср. - толщина бумаги (картона), мм
58
Определение влажности
Влажность бумаги обычно определяют высушиванием навески в
сушильном шкафу при t= 105±20С до постоянной массы. Образец бумаги
помещают в бюкс, который с открытой крышкой ставят в сушильный щкаф
и высушивают. Влажность бумаги в процентах (%) рассчитывают по
формуле:
𝑾=
где,
𝒈𝟏 − 𝒈𝟐
∙ 𝟏𝟎𝟎
𝒈𝟏 − 𝒈
𝒈 − масса пустого бюкса, г
𝒈𝟏 − масса бюкса с навеской до высушивания, г
𝒈𝟐 − масса бюкса с навеской после высушивания, г
Определение сорности бумаги и картона
При определении сорности подсчитывают суммарное количество
соринок с обоих сторон образца. Сорность
Х
выражают общим
количеством соринок на обеих сторонах образца в пересчете на 1м 2 бумаги
или картона :
Х=
с ∙ 𝟏𝟔
𝒏
где , с – суммарное количество соринок на всех испытанных образцах
пробы с двух сторон;
n - количество испытанных образцов
Среднюю сорность У выражают средним количеством соринок на обеих
сторонах всех образцов в пересчете на 1м2 поверхности бумаги и картона :
У=
с ∙𝟖
𝒏
Результаты расчетов округляют до целого числа.
59
Определение сопротивления бумаги на разрыв
Характеристикой прочности бумаги на разрыв является разрывное
усилие Q. Это усилие , необходимое для разрыва полоски бумаги шириной
15мм на разрывной машине. На шкале динамометра разрывной машины его
отсчитывают в кгс и переводят в Ньютоны (1кгс=10Н).
Характеристикой прочности структуры бумаги является показатель
предела прочности Р, который не зависит от толщины бумаги, а зависит от
плотности переплетения волокон, степени размола, прочности связей между
ними и др.
Предел прочности Р ( Н/м2) рассчитывают как отношение разрывного
усилия к поперечному сечению (а) бумаги с учетом среднего значения
толщины (hср) :
Р=
𝑸
𝑸
=
𝑺 𝒉ср ∙ 𝒂
Поскольку бумага имеет неоднородную толщину и является пористым
материалом, то в вместо предела прочности часто используется условный
показатель, аналогичный пределу прочности – разрывная длина. Разрывная
длина - это расчетная длина такой полоски бумаги шириной 15мм, которая,
будучи подвешена за один конец, разрывается под действием собственного
веса. Разрывную длину (L) в (м) рассчитывают по следующей формуле :
𝑳=
𝒍∙𝑸
∙ 𝟏𝟎𝟎
𝒎
или
𝑳=
где,
𝑸
∙ 𝟏𝟎𝟎
𝒃 ∙ 𝒎𝟏м𝟐
l - номинальное расстояние между зажимами, м
Q – разрушающее усилие, Н
m - масса образца, г
m1м2 – масса 1м2 бумаги, г
b - ширина полоски, м
60
Определение гладкости и мягкости бумаги
За условную характеристику гладкости принимается время в секундах,
необходимое для прохождения 10см3 воздуха между поверхностями бумаги
и стекла при среднем вакууме 308 мм.рт.ст. и стандартном давлении на
бумагу 1кгс/см2. Время прохождения воздуха будет тем больше, чем
больше степень контакта бумаги со стеклом, то есть чем более ровной и
гладкой будет поверхность бумаги.
После определения гладкости при стандартном давлении измеряют
гладкость бумаги при повышенном давлении, что соответствует реальному
печатному процессу. По изменению гладкости бумаги при повышенном
давлении в сравнении с первоначальной, измеренной при стандартном
давлении судят о мягкости бумаги (ее деформируемости).
Мягкость характеризуется как мера увеличения гладкости бумаги под
давлением. Условный показатель
мягкости (М) рассчитывают как
отношение эффективной гладкости (Гэф) к гладкости, определенной с той
же стороны бумаги в стандартных условиях (Г0) :
М=
Гэф
Го
Условно бумага считается мягкой, если М>2, и жесткой, если М <1,5
Примеры решения задач
Задача 1. Рассчитайте массу 1м2 офисной бумаги, если размеры образца
бумаги 200х250мм, вес образца – 4г.
Решение:
Масса бумаги (г) площадью 1м2 рассчитывается :
𝒎=
М
∙ 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎
𝑺
61
𝒎=
𝟒
∙ 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎 = 𝟖𝟎г
𝟐𝟎 ∙ 𝟐𝟓
Ответ : масса 1м2 офисной бумаги 80г.
Задача 2. Рассчитайте объемную массу бумаги, если масса 1м2 бумаги 90г,
толщина – 0,09 мм.
Решение:
Плотность (г/см3) вычисляют по формуле:
𝝆=
𝝆=
𝒎
𝑫ср ∙ 𝟏𝟎𝟎𝟎
𝟗𝟎
= 𝟏 г/см𝟑
𝟎, 𝟎𝟗 ∙ 𝟏𝟎𝟎𝟎
Ответ : плотность 1м2 бумаги весом 90г – 1г/см3.
Задача 3. При высушивании 3г бумаги в сушильном шкафу получена
постоянная масса в 2,7900г. Рассчитать влажность бумаги.
Решение:
Влажность бумаги определяется по формуле:
𝑾=
𝑾=
𝒈𝟏 − 𝒈𝟐
∙ 𝟏𝟎𝟎
𝒈𝟏 − 𝒈
𝟑 − 𝟐, 𝟕𝟗
∙ 𝟏𝟎𝟎 = 𝟕%
𝟑
Ответ : влажность бумаги 7%.
Задача 4. Определите сорность писчей бумаги , если при испытании 1
образца бумаги размером 250х250мм было обнаружено с обеих сторон
образца 18 соринок площадью от 0,1 до 0,5 мм2.
Решение:
Сорность бумаги определяют по формуле:
Х=
Х=
с ∙ 𝟏𝟔
𝒏
𝟏𝟖 ∙ 𝟏𝟔
= 𝟐𝟖𝟖
𝟏
62
Ответ : число соринок на 1м2 писчей бумаги с площадью от 0,1 до 0,5 мм2
составило 288 шт.
Задача 5.
Рассчитать мягкость бумаги, если гладкость бумаги при
стандартном давлении 40с, при повышенном – 120с. Сделать заключение о
мягкости бумаги.
Решение:
Мягкость рассчитывается по формуле :
М=
М=
Гэф
Го
𝟏𝟐𝟎
=𝟑
𝟒𝟎
Ответ : мягкость бумаги М=3 > 2, бумага мягкая.
Задача 6.
При испытании образца газетной бумаги в машинном
направлении на разрывной машине , разрывное усилие составило 21Н.
Масса 1м2 бумаги 50г, размеры 15х240мм. Определить разрывную длину
бумаги.
Решение:
Разрывную длину (м) рассчитывают по формуле :
𝑳=
𝑳=
𝑸
∙ 𝟏𝟎𝟎
𝒃 ∙ 𝒎𝟏м𝟐
𝟐𝟏
∙ 𝟏𝟎𝟎 = 𝟐𝟖𝟎𝟎м
𝟎, 𝟎𝟏𝟓 ∙ 𝟓𝟎
Ответ : разрывная длина газетной бумаги в машинном направлении 2800м.
63
Задачи для самостоятельного решения
6.1. Рассчитайте массу газетной бумаги площадью 1м2, если :
Вариант
1
2
3
4
размер образца
бумаги, мм
200х250
200х250,3
199,5х250,5
199,5х250
вес образца бумаги, г
2,5
2,3
2,2
2,4
6.2. Рассчитайте массу 1м2 тетрадной бумаги , если :
Вариант
5
6
7
8
размер образца
бумаги, мм
200,5х250
200х250,1
199,7х250,3
199,6х250
вес образца бумаги, г
5,8
5,3
4,5
5,0
6.3. Рассчитайте массу картона хром-эрзац площадью 1м2 , если :
Вариант
9
10
11
12
размер образца
картона, мм
199,5х250,5
199,8х250,1
200х250
199,6х249,5
вес образца картона, г
30
25
40
36
6.4. Какой вес образца газетной бумаги взяли на определения массы квадратного
метра бумаги, если :
Вариант
1
2
3
4
5
6
размер образца
бумаги, мм
200х250
200х250,3
199,5х250,5
199,5х250
200х250
199,6х249,5
масса 1м2 бумаги, г
50
60
45
70
64
65
6.5. Рассчитайте плотность чертежной бумаги, если :
Вариант
1
2
3
4
толщина
бумаги, мм
0,256
0,205
0,231
0,222
масса 1м2 бумаги, г
200
160
180
167
64
6.6. Рассчитайте плотность офсетной бумаги, если :
Вариант
5
6
7
8
толщина
бумаги, мм
0,160
0,117
0,184
0,252
масса 1м2 бумаги, г
120
100
160
240
6.7. Рассчитайте толщину образца чертежной бумаги, если :
Вариант
1
2
3
4
Плотность бумаги, г/см3
0,78
0,75
0,80
0,70
масса 1м2 бумаги, г
180
175
160
185
6.8. Рассчитайте толщину газетной бумаги, если :
Вариант
5
6
7
8
плотность бумаги, г/см3
0,57
0,63
0,75
0,86
масса 1м2 бумаги, г
45
48,8
46,5
50,8
6.9. Рассчитать влажность подпергамента , если :
Вариант
масса образца бумаги, г
1
2
3
4
3,5
4,5
3,6
5,0
масса образца бумаги после
высушивания, г
3,211
4,109
3,318
4,591
6.10. Какова масса образца мундштучной бумаги после высушивания, если :
Вариант
1
2
3
4
масса образца бумаги до
высушивания, г
3,508
2,333
1,897
2,765
влажность бумаги, %
12
6,7
5,1
7,8
6.11. Рассчитать влажность коробочного картона, если :
Вариант
масса образца картона, г
1
2
3
4
5
5
4
3
3
4
масса образца картона после
высушивания, г
4,525
3,521
2,664
2,745
3,641
65
6.12. Определить сорность типографской бумаги размером 250х250 мм, если при
испытании получены следующие результаты:
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
Количество соринок с обоих
сторон бумаги площадью от
0,1 до 0,5 мм2
15
10
47
35
24
12
8
Количество
образцов бумаги
2
1
3
3
2
3
3
6.13. Определить сорность писчей бумаги размером 250х250 мм, если при
испытании получены следующие результаты:
Вариант
8
9
10
11
12
13
14
Количество соринок с обоих
сторон бумаги площадью от
0,1 до 0,5 мм2
6
13
22
25
8
11
15
Количество
образцов бумаги
1
1
2
3
2
3
3
6.14. Определить среднюю сорность офсетной бумаги размером 250х250 мм, если
при испытании получены следующие результаты:
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
Количество соринок с обоих
сторон бумаги площадью от
0,1 до 0,5 мм2
30
15
10
22
7
9
11
19
Количество
образцов бумаги
3
2
1
3
2
2
1
3
6.15. Рассчитайте мягкость писчей бумаги и сделайте заключение о ее мягкости,
если :
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
гладкость бумаги при
стандартном давлении, сек
30
40
60
50
45
35
55
34
гладкость бумаги при
повышенном давлении, сек
80
120
105
100
75
110
100
80
66
6.16. Рассчитайте мягкость
мягкости, если :
Вариант
9
10
11
12
13
14
15
16
бумаги для печати и сделайте заключение о ее
гладкость бумаги при
стандартном давлении, сек
45
10
45
50
25
40
35
25
гладкость бумаги при
повышенном давлении, сек
75
40
80
90
60
70
90
64
6.17. Определить разрывную длину образца тетрадной бумаги размером 15х240мм
в машинном направлении, если :
Вариант
1
2
3
4
5
разрывное усилие в машинном
направлении, Н
30
60
22,5
49
50
масса 1м2 бумаги
80
100
76
117
90
6.18. Определить разрывную длину образца писчей бумаги размером 15х240мм в
поперечном направлении, если :
Вариант
6
7
8
0
10
разрывное усилие в
поперечном направлении, Н
34
31,5
32
22,5
18,7
масса 1м2 бумаги
65
70
80
63
75
6.19. Определить разрывную длину образца мундштучной
15х240мм в машинном направлении, если :
Вариант
11
12
13
14
15
разрывное усилие в
поперечном направлении, Н
51
45
50
60
58
бумаги размером
масса 1м2 бумаги
100
104
95
101
99
6.20. Определить при каком разрывном усилии произошел разрыв образца
тетрадной бумаги размером 15х240мм , если :
Вариант
1
2
3
4
5
разрывная длина в машинном
направлении, м
2350
2500
2200
2400
2490
масса 1м2 бумаги
84
117
100
76
87
67
6.21. Определить при каком разрывном усилии произошел разрыв образца
газетной бумаги размером 15х240мм , если :
Вариант
6
7
8
9
10
разрывная длина в машинном
направлении, м
3300
3100
2820
2960
2780
масса 1м2 бумаги
48,8
45
40
54
50,8
6.22. Определить при каком разрывном усилии произошел разрыв образца
мешочной бумаги размером 15х240мм , если :
Вариант
11
12
13
14
15
разрывная длина в поперечном
направлении, м
3000
3600
4000
2900
3200
масса 1м2 бумаги
82
78
110
97
73
6.23. Сколько метров оберточной бумаги в рулоне, если :
Вариант
1
2
3
4
5
масса рулона, кг
200
120
180
100
140
ширина рулона, см
42
42
42
42
42
масса 1м2 бумаги, г
40
48
55
60
50
6.24. Сколько метров книжно-журнальной бумаги в рулоне, если :
Вариант
6
7
8
9
10
масса рулона, кг
240
150
300
200
250
ширина рулона, см
25,2
84
25,2
25,2
84
масса 1м2 бумаги, г
60
60
60
60
60
6.25. Сколько метров фильтровальной бумаги в рулоне, если :
Вариант
11
12
13
масса рулона, кг
150
200
180
250
190
ширина рулона, см
25,2
25,2
25,2
25,2
25,2
масса 1м2 бумаги, г
100
140
200
170
160
68
Литература
1. Акулов Б.В., Ермаков С.Г.Производство бумаги и картона: Учебное
пособие /Перм.гос.техн.ун-т. – Пермь, 2010. – 440 с.
2. Вураско А.В, Агеев Ф.Я., Агеев М.А. Технология получения,
обработки и переработки бумаги и картона: Учебное пособие. –
Екатеринбург: Урал.гос.лесотехн.ун-т, 2011.-272с.
3. Вураско А.В и др. Лабораторный практикум по технологии и
оборудованию
получения
и
переработки
волокнистых
полуфабрикатов: учеб.пособие. Екатеринбург: Урал.гос.лесотехн.ун-т,
2010.-155с.
4. Иванов И.С. Технология бумаги. Изд-во «Лесная промышленность»,
1970.-696с.
5. Технология целлюлозно-бумажного производства. В 3т. Т.II.
Производство бумаги и картона. Ч.1. Технология производства и
обработки бумаги и картона. – СПб.: Политехника, 2005.-423с.
6. Шитов Ф.А. Технология бумаги и картона. М., «Высшая школа»,
1978.-376с.
7. Фотографии на титульном листе с сайтов : www.liveinternet.ru , www.
da-vinchi.com, www. pkf39.ru, www. radosin.ub.ua, www.roslesinforg.ru
8. Рисунки по тексту из коллекции Microsoft Word.
69