Подготовка бумажной массы. Массный размол
В бумажном производстве бумажной массой считают водную суспензию, содержащую все вещества — волокнистые и не волокнистые — для образования листа бумаги: целлюлозу, древесную массу, наполнители, клеящие вещества и различные добавки.
Растительные волокна поступают на бумагоделательную фабрику в сухом состоянии в картонах; чтобы привести их в состояние водной суспензии, используется устройство, называемое гидроразбиватель (измельчитель, или pulper).
Подготовка бумажной массы включает целый ряд операций; некоторые из них мы уже рассмотрели, а именно: проклейка в массе, добавление наполнителей, красящих веществ (при необходимости) и добавок. Здесь мы должны проанализировать важнейшую операцию - массный размол.
Речь идет о механической обработке, которой следует подвергнуть волокна; она сильна повлияет на основные характеристики бумаги: непрозрачность, растяжимость, прочность на разрыв, однородность структуры, линейную деформацию при увлажнении, удельный вес. Задача рафинирования заключается в основном в том, чтобы увеличить число точек соприкосновения между волокнами и фибриллами целлюлозы, количественно и качественно повышая "межволоконные связи", или "связи свойлачиваемости".
Практически массный размол включает два основных действия: резку, в которой волокно режется в поперечном направлении, то есть укорачивается; и фибриллирование, - под этим термином понимают более сложные операции, которым подвергается волокно, когда трется о ножи или когда они сминают его.
При массном размоле первичная перегородка волокна вначале разбухает и фибриллы целлюлозы расширяются; затем на поверхности и в особенности на концах появляются тонкие нити, отделяющиеся от перегородки; это и есть фибриллы.
Операция проводится механизмами, называемыми дисковыми мельницами. В дисковых мельницах всех типов операция выполняется действием трения между двумя движущимися элементами, между которыми проходит волокнистая суспензия.
Самая старая дисковая мельница - так называемый "голландер", сегодня почти полностью вышла из употребления. Она состоит из эллиптической ванны, разделенной на две части продольной перегородкой - сепаратором, не доходящей до противоположных стенок ванны, вследствие чего в ванне образуется кольцевой канал, по которому движется волокнистая масса.
В одной из двух частей ванны находится вращающийся цилиндр - размалывающий барабан, снабженный стальными ножами, реже каменными сегментами, навстречу которым направлены другие ножи, установленные на дне ванны. Проходя через противоположно направленные ножи, волокна в водной суспензии подвергаются резке и фибриллированию, типичным для массного размола.
Размол в голландере - периодический процесс, постепенно заменившийся непрерывными, более быстрыми процессами, где масса непрерывно поступает на дисковую мельницу либо на несколько последовательно расположенных мельниц.
Первой непрерывной мельницей была коническая мельница, где горизонтальный конический ротор (снабженный ножами, как и голландер) вращается в коническом корпусе, где тоже имеются ножи: волокнистая суспензия проходит пространство между ротором и корпусом и таким образом размалывается.
Более поздней, и самой употребительной в настоящее время, стала дисковая мельница, состоящая из двух металлических дисков, в которых проделаны желобки различного профиля и рисунка; оба диска помещены в металлический корпус. Волокнистая суспензия проходит участок между двумя дисками (обычно один из них вращающийся, а другой неподвижный, но порою оба вращающиеся) и подвергается рафинированию.
После рафинирования волокнистая суспензия готова для смешивания с другими компонентами бумажной массы; а потом ее, как таковую, посылают на машину непрерывного действия для изготовления бумажного листа.