Книга переиздана в рамках проекта «школа бумаги»
В ещ ества, применяемы е для повыш ения прочности бумаги
жүктеу/скачать 17,63 Mb. Pdf көрінісі
|
учебник ТЕХНОЛОГИЯ БУМАГИ
| В ещ ества, применяемы е для повыш ения прочности бумаги
в сухом состоянии и улучш ения проклейки бумаги К р а х м а л Крахмал - один из основных связующих материалов, применяемых в бумажном производстве, и притом наиболее дешевый по сравнению с другими связующими, а потому замена этого пищевого сырья непищевым является весьма сложной проблемой. По данным Свенсона [1], целлюлоз но-бумажная промышленность США только за один 1959 г. израсходовала 584 ООО т крахмала, 28 ООО т казеина, 20 ООО т животного клея и около 62 ООО т синтетических связующих. Крахмал - белый порошок, состоящий из мелких гранул (зерен) разме рами от 5 до 100 м к . Размер, форма и фракционный состав гранул зависят от сорта крахмала. В бумажной промышленности применяются различные сорта крахмала: картофельный, кукурузный, рисовый, пшеничный и др., но чаще всего - кукурузный и картофельный. По своей химической природе крахмал близок к целлюлозе. Это - по лимер цепного строения, состоящий из глюкопиранозных остатков, свя занных между собой а-глюкозидными связями 1,4. Эмпирическая формула крахмала (СбНшОб),,. В сложной молекуле крахмала на каждый глюкозный остаток приходится в среднем по три свободные гидроксильные группы, ко торые, как и у целлюлозы, способны к межмолекулярной ассоциации через водородные связи. н ОН н о н Крахмал состоит из двух типов молекул (фракций): линейных со сте пенью полимеризации 5 0 0 -1 0 0 0 (амилоза) и ветвистых со степенью поли меризации 2 5 0 0 -6 0 0 0 , состоящих из 1 0 0-200 линейных ветвей каждая с *-5-30 глюкозными остатками (амилопектин). Наибольшее количество амилозы содержится в кукурузном крахмале (28 -2 9 % ) и в картофельном ‘'•рахмале (до 20%). Амилоза растворяется в горячей воде, тогда как амило- 'ектин в ней не растворяется, но сильно набухает. Раньше полагали, что амилопектин составляет оболочку гранулы крах мала, а амилоза - внутреннюю ее часть. Теперь считают, что обе фракции 199 крахмала равномерно распределены в грануле крахмала [2]. При нагревании крахмала в воде происходит его ж елатинизация (клей- стеризация). Клейстеризация картофельного крахмала начинается при достижении температуры 60-6 5 ° С, а кукурузного 64-70° С. При продол жительном нагревании крахмальной суспензии зерна крахмала сильно набухают, увеличиваясь в размерах в 30 раз и более, частично лопаются, и образуется крахмальный клейстер, который и применяется для поверх ностной проклейки бумаги и для проклейки в массе. Благодаря наличию свободных гидроксильных групп в молекулах крахмала в клейстере может происходить молекулярная ассоциация с образованием водородных связей между линейными молекулами, что приводит к образованию осадка при охлаждении и хранении клейстера, а при высокой концентрации образу ется гель. Это явление носит название ретроградации [3]. Чем больше в крахмале содержится линейной фракции амилозы, тем более склонен к ре троградации его раствор. Амилопектин, обладающий молекулами ветвистого строения и боль шей степенью полимеризации, дает более устойчивые и вязкие коллоид ные растворы при клейстеризации, которые в обычных условиях не ретро- градируют и не переходят в гель. Наибольшее применение у нас имеет картофельный крахмал, который отличается хорошими клеящими свойствами и дает сравнительно вязкие растворы. Маисовый крахмал находит большое применение в США, по лучаемый из него клейстер менее вязок и обладает худшими клеящими свойствами и к тому же склонен к ретроградации. Поэтому в США, в осо бенности для поверхностной проклейки и мелования, применяют маисо вый крахмал восковой спелости (так называемый амиока), который почти целиком состоит из амилопектина и дает стабильные прозрачные раство ры, обладающие хорошими клеящими свойствами [4]. Крахмальный клейстер из природных крахмалов в зависимости от ме тода его приготовления может быть нейтральным или щелочным. В первом случае клейстеризацию крахмала проводят в воде, а во втором - в водном растворе щелочи (едкого натра или жидкого стекла). Обычно щелочи бе рут 5 -6 % от веса крахмала. Крахмальный клейстер приготовляют в мешалках с паровой рубаш кой, изготовленной из листовой меди. В мешалку заливают холодную воду, засыпают порцию крахмала, перемешивают на холоду, а затем н а г р е в а ю т до температуры 8 5 - 9 5 ° С . При этом происходят набухание и к л е й с т е р и з а ция крахмала и жидкость в мешалке сильно загустевает. После з а г у с т е ния клейстера еще некоторое время ( 5 - 1 0 м и н ) продолжают нагрев, после чего пар выключают и готовый клейстер выпускают в расходную мешалку. Общая продолжительность клейстеризации при этой температуре 2 5 - 3 0 м ин. Концентрация клейстера 2 -4 % . Иногда клейстеризацию к р а х м а л а проводят при более высокой концентрации, а затем разбавляют клей в рас 200 х о д н о й мешалке. Щелочной клейстер приготовляют точно так же, только вместо воды применяют раствор щелочи. Процесс клейстеризации крахмала контролируют по набуханию зе рен. В клее хорошего качества все зерна должны быть хорошо набухшими и часть зерен должна иметь лопнувшие оболочки. Препараты клея, окра шенные иодом и иодистым калием, рассматривают под микроскопом при увеличении 1 : 6 0 1 0 0 . Д ля проклейки следует применять свежеприготовленный крахмал с набухшими зернами и минимальным количеством лопнувших зерен. По этому следует избегать длительного хранения и перемешивания раство ров крахмала. По этой же причине не следует вводить раствор крахмала в волокнистую суспензию до размола, так как при размоле зерна крахмала разрушаются. Теперь крахмал часто варят в аппаратах непрерывного дей- Рис. 83. Схема установки для непрерывной варки крахмала: жүктеу/скачать 17,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|