Слайд 1 - Северный (Арктический)

Кафедра технологии
ЦБПтехнологии
САФУ, Архангельск
Кафедра
ЦБП
Институт естественных наук и технологий
Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова
г. Архангельск
Влияние породного состава
лиственных волокон на
физико-механические свойства
целлюлозных полуфабрикатов
Окулова Е.О., Гурьев А.В.
1
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Цель - Анализ влияния соотношения волокон
берёзы и осины в целлюлозном полуфабрикате
на его физико-механические характеристики.
Задачи:
 Получить образцы целлюлозы с различным
соотношением волокон древесины берёзы и
осины.
 Оценить влияние соотношения волокон
березы и осины на основные физикомеханические характеристики полуфабриката.
10.09.2015
Архангельск, 9-11 сентября 2015
2
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Основные структурные элементы
лиственной древесины
3
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Волокна сосудов берёзы и осины
а
б
Основное отличие – строение перфорационной пластинки:
у берёзы (а) она лестничная со многими перегородками,
у осины (б) простая
4
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Варианты получения
лабораторных образцов
• 1. В результате варок древесины берёзы
и осины в строго заданных весовых
соотношениях.
• 2. Путём смешения весовым методом
волокон готовых полуфабрикатов.
5
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Исходные материалы
• Технологическая щепа полученная из образцов
древесины осины и берёзы в производственных
условиях ДПЦ-4 ОАО «Архангельский ЦБК» на
рубительной машине «HHQ».
• Производственный белый щёлок
При выполнении исследований использовалось оборудование ИТЦ «Современные технологии
переработки биоресурсов Севера» (Северный (Арктический) федеральный университет имени
М. В. Ломоносова), созданного при финансовой поддержке Минобрнауки России.
6
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Режим варки:
Гидромодуль 3,8
Стоянка при t = 158 ° C - 1,5 ч
Расход активной щёлочи
от 15,0 до 17,5 % по
отношению к массе а.с.д.
Автоклавная система CAS 420
7
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Размол проводили
в мельнице Йокро
до 30° ШР.
Лабораторные отливки
изготавливали массой
60 г/м2
8
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Характеристики полученных
полуфабрикатов
% осины/
берёзы
100/0
80/20
60/40
40/60
20/80
0/100
Число Каппа
14,7
14,9
15,0
15,2
15,5
15,7
53,2
52,9
52,6
52,3
52,2
52,0
Выход, %
9
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Анализ основных структурноразмерных характеристик
Волокна
Ср. длина,
мм
Ср. ширина,
мкм
Берёзы
1,05
25,1
Осины
1,04
23,2
Сосуды
Ср. длина,
мм
Ср. ширина,
мкм
Берёзы
0,75
159,3
Осины
0,59
151,5
10
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
11
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Соотношение волокон осины и берёзы в образцах
Количество сосудов в образце, %
Соотно
шение
осины и
берёзы, %
Осины
Берёзы
Осины
Берёзы
100/0
100,0
0,0
100,0
0,0
80/20
98,7
1,3
92,3
7,7
60/40
94,7
5,3
74,7
25,3
40/60
87,8
12,2
61,6
38,4
20/80
59,4
40,6
40,3
59,7
0/100
0,0
100,0
0,0
100,0
Вариант 1
Вариант 2
12
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Влияние соотношения волокон осины и
берёзы на показатели механической
прочности
13
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Результаты физико-механических
испытаний
Соотношение берёза/осина
Показатели
100/0
80/20
60/40
40/60
20/80
0/100
Вариант 1 (смешивание древесины перед варкой)
L, м
7200
6900
6650
6100
5900
5550
R, мН
1020
950
890
830
800
760
П, кПа
645
620
600
590
575
570
FS, H/см
105
102
101
101
99
98
Вариант 2 (смешивание волокон полуфабрикатов перед размолом)
L, м
7200
6300
5900
5850
5600
5550
R, мН
1020
930
870
810
770
760
П, кПа
645
620
600
590
570
570
FS, H/см
105
101
101
100
99
98
14
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Выводы:
- Образцы полученные разными способами имеют
разные физико-механические характеристики.
- Образцы, полученные путём смешения щепы
перед варкой, имеют повышенные значения
физико-механических характеристик.
- При увеличении доли осиновой древесины
ухудшаются
прочностные
характеристики
полученных образцов.
15
Кафедра технологии ЦБП САФУ, Архангельск
Спасибо за внимание!
Архангельск, 9-11 сентября 2015
16