آشنایی مختصری با نگهداری (Retention) و کمک نگهدارنده ها (Retention Aids)

اصطلاح ریتنشن به میزان نگهداری الیاف ، خرده الیاف ، پرکننده ها و افزودنی های دیگر روی وایر در حین تشکیل ورقه و آبگیری آن اطلاق میشود. الیاف بهتر از خرده الیاف و پرکننده ها بر روی وایر می مانند . خرده الیاف و پرکننده ها ممکن است در حین آبگیری ، توسط نیروی ثقلی در هیدروفویل ها یا نیروی مکش در وکیوم باکس ها ، از منافذ وایر خارج گردند. معمولا ریتنش را با دو معیار " ریتنشن در اولین گذر (FPR) "  و  " ریتنشن کل (OR) " تعریف می کنند.

FPR به میزان مواد جامدی که وایر را ترک کرده و به قسمت های بعدی ماشین می روند نسبت به مواد جامدی که از دهانه هدباکس بر روی وایر تخلیه میشوند گفته می شود.

OR به میزان مواد جامدی که بصورت ریل در قسمت انتهایی ماشین کاغذ ( یعنی پاپریل ) از ماشین خارج میشوند نسبت به موادی که از دهانه هدباکس بر روی وایر تخیه شده اند گفته می شود.

 

کمک نگهدارنده ها ( ریتنش اید ها  Retetion Aids ) :

این مواد ، جذب سطحی پرکننده ها و خرده الیاف را روی الیاف افزایش می دهند . این جذب سطحی باید به گونه ای باشد که در مقابل نیروهای برشی اعمال شده بر روی الیاف در لوله ها و خطوط خمیر ، پمپ ها ، هدباکس و سایر اجزای ماشین کاغذسازی مقاومت لازم را داشته باشد. در واقع شدت جذب باید به قدری قوی باشد که از جداشدن ذرات و پرکننده ها از الیاف ، تحت تاثیر تنش های برشی اعمال شده در تجهیزات کاغذسازی بر روی سوسپانسیون خمیر ، ممانعت به عمل آورد.

همواره و در گذر سالیان مختلف عمده مواد کمک نگهدارنده بر پایه آلوم بودند . آلوم باعث میشود شارژ الکتریکی اجزای موجود در فرنیش ، خنثی گردد . اخیرا این مواد بر پایه پلی اتیلن آمین PEI هستند که مکانیزم عمل آن بصورت اتصال به الیاف و ایجاد نواحی مطلوبی برای چسبیدن ذرات ریز و پرکننده ها می باشد . این مکانیزم در شیمی کاغذ تحت عنوان مکانیزم پل زنی معروف است . گاهی همراه با PEI پلیمر سنگین وزن PAM     ( پلی اکریلامید ) نیز استفاده میشود که فرایند پل زنی با قدرت بیشتری انجام شود .

در پیشرفته ترین مکانیزم ، که مکانیزم لخته سازی کمپلکس نامیده میشود در کنار پلیمرهای با وزن مولکولی بالا از میکرو یا نانوذرات نیز استفاده می شود مثالهایی از این روش، استفاده از PAM + Bentoniteیا ترکیب Silica gel+ PAM و یا  PEI + PAM + Betonite می باشد . سیستم دیگری با استفاده از PEO + PVF + PVAm وجود دارد که بر اساس مکانیزم لخته سازی شبکه ای عمل میکند و معمولا برای ماشین های تیشو بیشتر کاربرد دارد .

کمک نگهدارنده ها از دو نظر در کاغذسازی حایز اهمیت هستند:

  1. ایجاد شرایط کیفی خاص در کاغذ
  2. جنبه های اقتصادی

در مورد اول می توان از بهبود فرمیشن و تعدیل مقاومت ها نام برد . در تولید کاغذ تیشو ، این مورد بسیار حایز اهمیت است. فرمیشن از خصوصیات کیفی هر کاغذی است ولی با کاهش گراماژ ، اهمیت این خصیصه کاغذ افزایش پیدا می کند . تمام تیشوسازان قبل از هرگونه اقدام برای بهبود کیفیت کاغذ ، نخست به فرمیشن آن فکر میکنند . به عنوان مثال دستمال کاغذی ای که مقاومت بالا ، روشنی بالا و نرمی خوبی داشته باشد ولی فرمیشن آن غیریکنواخت باشد در اولین رویت ، مورد قبول واقع نمیگردد و تمام فاکتورهای خوب کیفی آن کاغذ ، بدلیل بد بودن فرمیشن تقریبا نادیده گرفته می شوند . در کاغذ چاپ و تحریر نیز این قضیه مشابه تیشو بوده و بسیار حایز اهمیت است .

تعدیل مقاومت ها نیز در برخی کاغذها ، بالاخص تیشو ( که گاهی برای دستیابی به نرمی باید از قید مقاومت ها گذشت ) و همینطور کاغذ کرافت ، لاینر و فلوتینگ حایز اهمیت است . مسلما هیچکس نمی خواهد کاغذ 180 گرمی با مقاومت های بالاتر از حد لزوم تولید کند زیرا این عمل ممکن است اقتصادی نباشد ، لذا در این موارد ، تعدیل  مقاومت ها اهمیت پیدا میکند . طبق تحقیقی که اینجانب در سال 8813 زمانی که سرپرست تولید یک کارخانه تیشو بودم انجام دادم، با افزایش ریتنشن از 66% به 74%   با بهبود بسیار قابل ملاحظه فرمیشن ، تنسایل MD حدود 25% و تنسایل CD ، 33% کاهش یافت و زبری کاغذ از 45 mN  به 36mN رسید . در واقع با تعدیل مقاومت ها ، کاغذی نرمتر و لطیف تر با فرمیشن خیلی خوب ، تولید شد .

اما دلیل مهمتر کاغذسازان برای استفاده از کمک نگهدارنده ها ، مورد دوم می باشد . افزایش ریتنشن به این معنی است که میزان نرمه ها و پرکننده ها در آب سفید کاهش یابد و میزان مواد جامد بیشتری در پروسه کاغذسازی تبدیل به کاغذ شود . این امر از چند جنبه حایز اهمیت است:

نخست اینکه برای تمام این مواد جامد ، پول پرداخت شده است و هرچه بیشتر در قسمت های مختلف ماشین نگه داشته شوند و از خروج  آنها جلوگیری شود سرمایه کمتری هدر رفته است .

 مورد بعدی این است که مواد خارج شده(خصوصا خرده الیاف و نرمه ها )  پس از مدتی  بدلیل تخریب بیولوژیکی ، باعث ایجاد لجن و آلاینده هایی از این دست در مخازن آب برگشتی ، پمپ ها ، لوله ها و سایر قسمت های کارخانه می شوند که برای تولید کاغذ با کیفیت ، باید برای کم اثر کردن یا حذف آنها ، عملیات گاها هزینه بری انجام داد .

مورد سوم مربوط به پساب خروجی از کارخانه می باشد . طبیعی است که هرچه غلظت این مواد جامد در پساب خروجی بیشتر باشد علاوه بر مخاطرات زیست محیطی ، هزینه های اضافی در عملیات تصفیه پساب به وجود خواهد آورد .

در پایان لازم به ذکر است که استفاده از کمک نگهدارنده ها باید توسط افراد با تجربه بالا در کاغذسازی که شناخت دقیقی از شیمی فرآیند در یک خط تولید کاغذ دارند مهندسی و مدیریت شود تا نتایج مطلوب حاصل گردد .

                                                                                                 به امید موفقیت برای همه  

                                                                                                       هادی طرفی 

 

دفتر مرکزی: تهران ، ( خیابان شهید بهشتی ) عباس آباد ، مابین بخارست و وزرا ، روبروی بانک سینا ، پالک 442 

تلفن : 88482137 -021

تلفکس: 88481894 -021

Email: info@tarakimya.com