Меню

Материал подготовлен Содиковым Исмоилом, инженером инновационно-технологического центра "Современные технологии переработки биоресурсов Севера".  

Если вы нашли неточности в переводе, свяжитесь, пожалуйста, с Исмоилом. Вы можете написать Исмоилу, какие темы в области ЦБП вам интересны, и мы о них напишем. С Исмоилом можно связаться по телеграмму. 

Если у вас есть интересные материалы и наработки, которыми вы хотели бы поделиться с коллегами, мы с радостью их опубликуем. Также мы ищем редакторов направлений Целлюлоза, Лайнеры, Другие картоны (специальные виды картонов). Если бы вы хотели писать и редактировать статьи на технические темы, свяжитесь с Ириной Летягиной.  

Целлюлозно-бумажная промышленность — один из самых передовых сегментов, обеспечивающих устойчивое развитие в наши дни. Она не только помогает перенаправить производство на биохимические вещества и биоэнергию, но и снижает потребность в пресной воде, химических веществах и энергии за счёт постоянного повышения эффективности производства бумаги.

Пеногасители (или антипенные средства), которые используются для устранения проблем собразованием пены, играют важнейшую роль в работе целлюлозно-бумажных комбинатов. Пеногасители на силиконовой основе особенно эффективны и обладают множеством преимуществ, в том числе способствуют достижению целей комбината в области устойчивого развития.

Почему силикон?
 

Силикон относится к семейству полимерных материалов на основе неорганической кремнийорганической структуры, состоящей из повторяющихся звеньев Si-O (рис. 1). Он представляет собой бесконечное множество полимеров с различной длиной цепи, трёхмерной структурой и типом органических групп, связанных с атомом Si, что открывает широкие возможности для получения чрезвычайно разнообразных свойств.

Силиконовые масла, используемые в пеногасителях, представляют собой полимеры с высокой гидрофобностью и очень низким поверхностным натяжением — идеальные свойства для пеногасителей. В сочетании с гидрофобными частицами, такими как осаждённый или распылённый диоксид кремния, полидиметилсилоксан (ПДМС) образует более эффективное пеногасящее средство (рис. 2).

Пеногасители на основе силикона были внедрены в процессы промывки целлюлозы в 1980-х годах в качестве альтернативы менее эффективным органическим пеногасителям. Их устойчивость к высокому уровню pH и температуре сделала их популярными, и они практически мгновенно заменили существующие решения. Эти силиконы, простые по структуре и характеристикам, заложили основу для многих научно-исследовательских проектов по разработке высокоэффективных пеногасителей, которые сегодня используются на большинстве целлюлозно-бумажных комбинатов.

Однако, как и в случае с любыми инновациями, силиконовые пеногасители создали новые проблемы и технические задачи, такие как риск осаждения, переноса, эмульгирования, дозирования, впрыскивания, устойчивости, образования накипи и т. д.

Является ли накопление мифом?
 

Из-за гидрофобной природы силикона силиконовые пеногасители обладают высокой адгезией к любой гидрофобной поверхности. Очень высокий уровень pH и высокая температура жидкости могут способствовать конденсации остаточных реактивных функций силиконового соединения и способствовать образованию геля, который может накапливаться в любой части целлюлозно-бумажного комбината.

Аналитические исследования показывают, что такие отложения, как правило, связаны с кальциевой смолой, и их образование зависит от различных факторов, в том числе от химического состава силиконового пеногасителя. Отложения представляют собой проблему для целлюлозно-бумажных комбинатов, поскольку требуют тщательной очистки линий по производству целлюлозы.

Риск образования отложений будет зависеть от различных факторов, таких как природа и состав пеногасителя, качество эмульсии пеногасителя, дозировка, а также от того, как и где пеногаситель вводится в процессе. Производители могут снизить риск образования отложений следующим образом:

- Уменьшение дозы пеногасителя. Выбор очень эффективного пеногасителя может иметь значение. Сообщается, что проблемы с осаждением на заводах часто возникали из-за передозировки пеногасителя из-за неэффективных характеристик пеногасителя или неадекватной системы дозирования.

- Пеногаситель выбирается таким образом, чтобы оставлять очень низкие уровни остаточных функциональных веществ, которые могут в дальнейшем вступать в реакцию в щелочной системе. Снижение реакционной способности в щелочной среде значительно снижает риск образования отложений.

- Выбор правильного формулятора. Надежный процесс и состав являются ключевыми факторами эффективности силиконового пеногасителя: силиконовое пеногасящее вещество должно быть эмульгировано, чтобы его можно было легко диспергировать в пенящемся черном растворе.

Что будет дальше с силиконовыми пеногасителями?

Дренаж — это новейшее требование к силиконовым пеногасителям. Это не только улучшает контроль пены, но и значительно повышает эффективность промывки и экологичность. Дренажные свойства показывают, насколько легко и быстро можно отделить черный щелок от мякоти с минимальным количеством воды.

Дренаж и обезвоживание являются важными аспектами многих процессов, связанных с удалением воды из дисперсии твёрдого материала. Более эффективное и быстрое удаление воды (дренаж) позволяет получить более чистую твёрдую массу и затратить меньше энергии на последующую сушку.

Положительное влияние силиконовых пеногасителей на экологичность и углеродный баланс в целлюлозно-бумажной промышленности было оценено 10 лет назад. Исследования показали благоприятный углеродный баланс в 27 единиц, что означает, что на каждую тонну CO2, выделяемого при производстве, использование силиконового пеногасителя позволяет сэкономить 27 тонн CO2.

Силиконовые пеногасители — это экологичная, прочная, надёжная и эффективная технология пеногашения для целлюлозно-бумажной промышленности. Они обеспечивают превосходное пеногашение, улучшенный отвод воды и повышенную прочность в широком спектре целлюлозно-бумажных комбинатов. Они способствуют сокращению потребления воды, энергии и химикатов, а также восстановлению ценных химикатов. Пеногасители на основе силикона вносят ключевой вклад в устойчивое развитие целлюлозно-бумажной промышленности.