Книга переиздана в рамках проекта «школа бумаги»
Ф и з и ч е с к и е п р о ц е с с ы п р и суш к е
жүктеу/скачать 17,63 Mb. Pdf көрінісі
|
учебник ТЕХНОЛОГИЯ БУМАГИ
| Ф и з и ч е с к и е п р о ц е с с ы п р и суш к е
р а з л и ч н ы х м а т е р и а л о в и б у м а г и Процесс сушки бумаги на бумагоделательной машине, состоящий из ряда повторяющихся циклов, представляет собой комбинированную сушку с прерывистым режимом, составленную из контактной сушки на нагретой поверхности сушильных цилиндров и конвективной сушки на свободных участках между сушильными цилиндрами. В первом случае сушка проте кает более интенсивно при постоянном подводе тепла, а во втором - менее интенсивно без подвода тепла, лишь за счет тепла, накопленного бумагой при ее прохождении через сушильные цилиндры, вследствие чего бумага охлаждается. Различная скорость сушки бумаги на цилиндрах и в промежутках между ними объясняется не только разницей в температурах, при которых проис ходит испарение влаги, но также и тем, что механизм сушки на сушильных цилиндрах иной: при высоких температурах греющей поверхности основ ную роль играет молярный перенос тепла, тогда как при конвективной суш ке происходит молекулярный перенос тепла и влаги за счет диффузии. Как известно, процессом сушки управляют законы переноса тепла и влаги, а также форма связи влаги с материалом. Поэтому следует рассмо треть формы связи воды с волокном в бумаге. Бумага, состоящая в основной своей массе из растительных волок нистых материалов, является капиллярнопористым, коллоидным телом. Стенки ее капилляров эластичны и при поглощении влаги набухают. Бума га принадлежит к ограниченно набухающим коллоидным телам. По классификации П. А. Ребиндера различают три вида связи влаги с материалом: 1) химическая связь в строгих стехиометрических о т н о ш е н и ях; 2) физико-химическую связь в различных, не строго определенных со отношениях и 3) физико-механическую связь, при которой вода у д е р ж и в а ется материалом в неопределенных количествах. Химическая связь воды с материалом наиболее прочна. В л а г а з д е с ь вхо дит в структуру вещества. Химическая связь не разрушается при т е п л о в о й сушке материала и может быть разрушена только прокаливанием или хР' мическим воздействием. Считают, что такой вид связи воды с ц е л л ю л о з о й имеет место в бумаге. Физико-химическая связь существует в двух формах: а д с о р б ц и о н н о й |! осмотической. При поглощении воды коллоидным телом выделяется теп-Л0 462 та набухания и происходит контракция (сжатие) системы. Теплота набу хания является теплотой адсорбции. Процесс набухания можно разделить ца две стадии: 1) поглощение с выделением тепла и контракцией системы (присоединение адсорбированной влаги), 2) присоединение воды без выде ления тепла и контракции системы (набухание в узком смысле слова). Вода первой стадии набухания - адсорбционно связанная, или гидратационная, влага; вода второй стадии набухания - осмотически связанная, или струк турная, влага. Физико-механической связью соединена влага, находящаяся в капил лярах, или капиллярная влага, и влага смачивания. В зависимости от разме ров различают макрокапилляры с радиусом выше 105 см и микрокапилляры с радиусом ниже 10‘5 см. В микрокапиллярах есть мениск жидкости, кото рых образуется в результате адсорбции пара с последующим сжижением его на дне капилляра. Обычно влагу сма чивания и пор приравнивают к влаге макрокапилляров (свободной влаге, не связанной с материалом). При длительном нахождении бума ги в воздухе с постоянной относитель ной влажностью и постоянной темпе ратурой благодаря процессам сорбции в бумаге устанавливается такая влаж ность, при которой давление пара над материалом равно парциальному давле нию водяного пара в окружающем воз духе. Такая влажность бумаги называ ется равновесной влажностью. Таким образом, давление водяного пара над бумагой - функция его равновесной влажности, а кривая, изображающая эту функцию, называется изотермой сорбции. Типичная изотерма адсорбции (при поглощении влаги из воздуха) и де сорбции (при отдаче влаги в воздух) для очищенного хлопкового волокна представлена на рис. 183. М ежду кривыми адсорбции и десорбции суще ствует некоторая разница: равновесная влажность при сушке бумаги боль ше, чем при увлажнении. При изменении содержания влаги в материале в зависимости от изменения влажности окружающего воздуха, т. е. в случаях чередования явлений адсорбции и десорбции, имеет место явление гистере зиса. Причина гистерезиса окончательно еще не выяснена. По одной из ги- ^°7ез явление гистерезиса вызывается наличием воздуха в капиллярах. °здух сорбируется стенками капилляров и уменьшает их смачивание жид- Костью. По другой гипотезе меньшая равновесная влажность зависит от за жүктеу/скачать 17,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|