Крахмальный клей и клеевые добавки (Глава 8)

Книга «Гофроиндустрия. В поисках совершенства»

Приклеим к лайнеру

В основу данной главы положен отчет рабочей группы СРА о крахмальном клее в картонно-бумажной промышленности. Авторы: П. Крозер (Р. Crozier), Р. Боаден (R. Boaden), М. Джорджсон (М. Georgeson), С. Гриббен (S. Gribben), Р. Лоун (R. Lown), Р. Пимбли (R. Pimbley), P. Pобинсон (R. Robinson).

КРАХМАЛЬНЫЙ КЛЕЙ ДЛЯ ГОФРОАГРЕГАТА

Степень влияния крахмального клея на производительность гофроагрегата и качество выпускаемого картона часто недооценена и практически всегда недостаточно понята.

До настоящего времени все большие компании проводили собственную экспертизу крахмального клея либо на заводе, либо на уровне группы. Сейчас этих людей частично сократили, и их функции выполняют советники больших поставщиков крахмального клея.

Задача данной главы — дать рекомендации по оценке технических и исторических причин приготовления клея, который используют сегодня.

Важно использовать правильный крахмал, иметь возможность производить партии клея соответствующего состава и в нужное время, что важно для любого бумажного производства, получить соответствующее качество.

В данной главе используют следующие термины, требующие пояснения:

• Реология — наука о характеристиках вязких жидкостей или пасты; в нашей отрасли это крахмальные клеи и печатные краски. В гофроиндустрии используют такие характеристики, как текучесть, клейкость, липкость и переносимость.

• pH — показатель уровня кислотности. Семь — нейтральный, ниже по шкале — кислотный, а выше — щелочной, до 14 максимум.

• Закрепление — мы всегда подразумеваем клейкость во влажном состоянии, которая измеряется способностью клеящего вещества держать две поверхности вместе. Вы можете проверить ее при помощи пальцев.

Это слово постоянно используют в гофроиндустрии, хотя правильно было бы говорить текстура. Но так как мы знаем, что имеем в виду, то закрепление тоже подходит.

• Текстура — это описание склеивающей способности или свойство клеящего вещества прилипать к себе. Клейкие вещества имеют длинную текстуру. Если разделить две поверхности с клеящим веществом между ними, то можно увидеть, как тянется вещество.

Клей с длинной текстурой может создавать проблемы, связанные с тягучестью при нанесении при помощи валика, разбрызгиванием клея на бумаге, и оставлять тянущиеся нитки на соседнем оборудовании. В идеале использовать клей с короткой текстурой, так как он хорошо будет переноситься с вала на бумагу.

КРАХМАЛ

Крахмал — природный углевод, обнаруженный в растениях, содержащих хлорофилл, в виде крошечных плотных гранул. Много крахмала содержится в зерновых, таких как кукуруза и пшеница, но его можно получать и из других источников, например, картофеля, гранулы которого более крупные.

В гранулах содержится смесь двух углеводных полимеров: амилозы, линейной молекулы и амилопектина, который имеет ветвистую структуру.

Крахмал предпочитают использовать во многих отраслях в качестве клея, так как это относительно недорогой биологически разлагающийся материал, который получают из возобновляемых источников.

Использование крахмала не влияет на процесс вторичной переработки гофрокартона, что является одним из самых сильных преимуществ данной отрасли.

Типы крахмала

Крахмал можно получать из многих растений (кукуруза, пшеница, рис, картофель, тапиока, саго, горох и даже бананы).

Традиционно для приготовления клея в бумажной промышленности чаще используют кукурузный крахмал. Однако в последнее время все более популярными становятся составы на основе пшеницы благодаря, главным образом, коммерческим соображениям, которые превосходят некоторые недостатки данного типа крахмала.

По прогнозам использование пшеницы существенно увеличится, в частности, среди больших потребителей, которые готовы вкладывать средства в оборудование и технологии, чтобы упростить переход на новую систему.

Специализированные продукты, такие как картофель, будут использовать в тех отраслях, где выпускают тяжелый гофрированный картон.

Сравнительные характеристики типов крахмала

Наиболее часто используемые типы крахмала в гофроиндустрии — кукурузный и пшеничный. Свойства, которые влияют на пригодность крахмала для использования в качестве клея, — механизм и скорость клейстеризации, текстура клея и стабильность применения, свойства натуральных клейких составов описаны ниже, включая крахмал, использование которого обычно ограничено верхними связями на семислойном гофрированном картоне:

Идеальный клей для высокоскоростного гофроагрегата должен иметь высокий показатель стабильности в сочетании с низкой температурой клейстеризации и короткую текстуру. Это позволит добиться высокой скорости при низком уровне потребления энергии и низком уровне расхода при нанесении и разбрызгивании.

СОСТАВЛЯЮЩИЕ КЛЕЯ

Ниже представлены типы и характеристики натуральных крахмалов. Чтобы получить из крахмала клей, который можно будет использовать в технологическом процессе, нужно сочетать определенные составляющие в определенных условиях.

Контролируя технологический процесс, совершенствуют составы клея в соответствии с требованиями производителей гофрокартона для выпуска отдельных видов продукции, добиваются более прочных связей при склеивании, повышают рабочую скорость или оптимизируют расход.

Чтобы добиться этого, нужно понимать, какую роль играет каждый компонент в приготовлении клея.

Вода

Вода в клее имеет две основные функции. Во-первых, вода является средой для транспортировки клея, которая позволяет ему сначала физически переместиться на поверхность, а затем проникнуть внутрь подвергающейся изменениям среды.

Во-вторых, вода нужна для набухания гранул крахмала, благодаря чему состав приобретает свои клейкие характеристики. Любое избыточное количество воды должно быть удалено путем поглощения или испарения при сцеплении.

Часть воды, которая испаряется, нужно беспрерывно удалять либо через картон и пористое сукно на прессе для производства трехслойного гофрированного картона, либо вдоль гофр к краю, где сукно должно быть достаточно плотным, чтобы не пропускать испарившуюся воду внутрь.

Тепло

Тепло используют в процессе варки клея при смешивании первичной пропорции в системе Stein Hall или при активизации процесса набухания крахмала в системе No-carrier. Описание этих процессов дано ниже.

Тепло также используют для активизации клейстеризации крахмала в процессе сцепления, а позже — для удаления избыточного количества воды при застывании клея.

Каустическая сода

Каустическую соду добавляют, чтобы понизить температуру клейстеризации крахмала, при этом связи образуются при более низких температурах. В процессе приготовления более устойчивого клея каустическая сода выступает в качестве увлажнителя и тем самым способствует проникновению клея в среду, где образуются связи.

В системе Stein Hall каустическая сода влияет на клейстеризацию крахмала и способствует его вязкости. В системе No-carrier каустическую соду используют в процессе набухания крахмала, она также способствует его вязкости.

Процесс смешивания

На подготовительном этапе в процессе перемешивания стабилизируется вязкость, что позволяет избежать резких перепадов, которые могут возникнуть в процессе циркуляции клея при помощи насоса к точкам потребления или по цепи.

Бура и борная кислота

В процессе клейстеризации крахмала бура способствует образованию поперечных связей между молекулами крахмала, что увеличивает вязкость клея и способствует более быстрой адгезии.

Она также вступает в реакцию со сваренным крахмальным клеем и модифицирует текстуру, что отражается на его текучести и пенетрации. Буру обычно используют в системе Stein Hall.

Борную кислоту используют в процессе приготовления клея в системе No-carrier, чтобы остановить реакцию на фазе набухания, когда достигли необходимого уровня вязкости. Также ее сочетают с каустической содой, чтобы получить буру, которая улучшит первичное схватывание и поперечную устойчивость.

Биоциды

Сваренный крахмальный клей и набухшие гранулы крахмала предрасположены к бактериальному разложению. Биоциды часто используют как защиту от заражения вредными веществами и для того, чтобы не допустить снижения уровня вязкости из-за присутствия бактерий в составе смеси.

В качестве биоцидов традиционно использовали формальдегиды. Однако в последнее время эти довольно опасные вещества заменили на более безопасные.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ КРАХМАЛЬНОГО КЛЕЯ

Самый простой способ приготовления крахмального клея — смешать гранулы крахмала с водой (известный с детства мучной клейстер). На практике этот клей мало использовали в промышленности, так как крахмал оседал в суспензии, если его постоянно не перемешивали.

Более того, трудно было добиться определенной вязкости такого клея, процесс клейстеризации был очень медленным, поэтому работали на низких скоростях, а для получения связей требовалось большое количество тепловой энергии.

На протяжении многих лет работали над улучшением характеристик клеевого состава. В бумажной промышленности используют различные системы приготовления клея, но наиболее часто — две из них.

Система Stein Hall

В 1936 г. разработана двухкомпонентная система Stein Hall, состоящая из носителя, которым является сваренный крахмальный клей, и вторичного невареного крахмала. В системе Stein Hall клей готовят следующим образом:

• крахмальную суспензию нагревают в процессе смешивания до заданной температуры;

• затем при этой температуре в крахмал, который начал готовиться, добавляют каустическую соду;

• суспензию постоянно перемешивают, чтобы получить устойчивый уровень вязкости;

• первичный раствор затем разбавляют водой перед тем как ввести вторичный крахмал (невареный);

• буру добавляют, чтобы улучшить клеящие свойства и обеспечить сопротивление сдвигу;

• биоциды добавляют, чтобы защитить клей от вредного воздействия бактерий;

• деформацию сдвига используют, чтобы снизить уровень вязкости смеси до установленного уровня.

В системе Stein Hall первичный крахмал или носитель используют для хранения невареного или сырого крахмала в растворе.

Он придает клею вязкость, удерживает воду для клейстеризации вторичного крахмала, что влияет на смачиваемость или проникновение в поверхность бумаги и способствует повышению клеящих характеристик.

Носитель составляет обычно 15-20% от общего объема смеси. Функция вторичного крахмала — клейстеризация, так как клей наносят на верхушки гофр под воздействием тепла и давления, при этом быстро повышается уровень вязкости и улучшаются клеящие характеристики.

Существует много способов приготовления клея в системе Stein Hall, включая one-bag mix и другие способы, разработанные для приготовления клея для выпуска особых видов продукции в данной отрасли.

Способ No-carrier

Способом No-carrier клей готовят в один этап, используют частично разбухшие гранулы крахмала, которые обеспечивают достаточную вязкость смеси и препятствуют осаждению. В системе No-carrier клей готовят следующим образом:

• в системе есть бак для раствора каустической соды, где 3-5% каустика разбавляют в воде, а затем нагревают до заданной температуры;

• крахмальную суспензию готовят в смесительном баке с мешалкой и снова нагревают до заданной температуры;

• раствор каустической соды добавляют к крахмальной суспензии в смесительный бак, чтобы гранулы крахмала набухли, но не варят их;

• когда достигнут необходимый уровень вязкости, добавляют борную кислоту, чтобы приостановить процесс набухания. Борная кислота вступает в реакцию с каустической содой; получаем буру, которая улучшает клеевые свойства и поперечную устойчивость;

• чтобы защитить клей от вредного воздействия бактерий, можно добавлять биоциды;

• деформацию сдвига используют, чтобы снизить уровень вязкости смеси до установленного уровня.

Систему No-carrier чаще используют в континентальной Европе, в Великобритании — Stein Hall. Эта система популярна также среди производителей, которые получают крахмал в больших мешках (big bags), так как здесь крахмал добавляют только один раз.

Специальные составы в системе No-carrier были разработаны в связи с необходимостью работать на высоких скоростях и с тяжелым картоном.

Речь идет о составах с высоким содержанием твердых частиц, низкой температурой клейстеризации и о других инновационных составах с более короткой текстурой и специфическими реологическими профилями, что позволяет улучшить клеевые характеристики.

У крупных поставщиков клея в наличии есть все составы.

ПОНИМАНИЕ ПЕРЕМЕННЫХ ВЕЛИЧИН

Четыре основных параметра влияют на уровень адгезии клея, приготовленного на основе крахмала. Параметры описаны ниже.

Содержание абсолютно сухого вещества

Обычно составляет 18-32% в промышленном масштабе или 16-28% на основе абсолютно сухого вещества. В промышленном масштабе крахмал обычно содержит 11-13% воды, т. е. содержание абсолютно сухого вещества будет около 88% в промышленном масштабе.

На практике трудно рассчитать содержание абсолютно сухого вещества при измерении физических параметров. Поэтому данные по весу можно считывать на автоматических системах либо проверяя содержание сухого вещества методом испарения (два часа), либо используя ареометр Боме (в соответствии со стандартами).

Вязкость

Если сказать просто, то вязкость вещества может быть определена как его сопротивление потоку. Вязкость можно замерить при помощи чашки вискозиметра (чаще всего используют Stein Hall).

Это металлическая чашка с вертикальной ручкой и точно просверленными отверстиями в основании. Полную чашку вынимают из крахмального клея в баке; после того как клей прошел через первый крест, включают секундомер, пока крахмал не пройдет через второй крест.

Объем между двумя точками составляет 10 секунд. Вязкость измеряется в секундах. Значение данных будет меняться в пределах 30-80 секунд Stein Hall. Обратите внимание, что на некоторых автоматических системах есть встроенные вискозиметры.

Уровень вязкости меняется в зависимости от температуры, как и вязкость масла. Замеры вязкости всегда проверяют в зависимости от температуры, при которой снимают показания, особенно после длительных остановов или после выходных.

Вязкость — это основной показатель уровня клейкости, и связи будут плохими, если показатель вязкости будет слишком низким.

Температура клейстеризации

Под температурой клейстерезации понимают температуру, при которой гранулы крахмала начинают набухать и значительно увеличиваться в размерах. Обычно температура достигает 54-64°С, и эти показатели замеряют, нагревая образцы клея, пока он не начнет набухать.

При устойчивом повышении температуры, как правило, возникает пауза в определенной точке, и температуру, при которой возникает пауза, можно считать температурой клейстеризации.

Если температура клейстеризации очень высокая, то возникнут проблемы со склеиванием и вследствие этого понизится рабочая скорость.

Если температура слишком низкая, может произойти преждевременное набухание крахмала, что приводит к плохому сцеплению и часто сопровождается клейстеризацией в баках, лотках и распределительных системах, что, естественно, не поднимает настроения рабочих.

Хранение, или температура циркуляции

Данный показатель легко контролировать, но часто на него не обращают внимания. Постоянного качества сцепления можно добиться только при соответствующем контроле температуры.

Выбор температуры хранения зависит от типа и состава используемого клея и от температуры клейстеризации.

ТАБЛИЦА ОБНАРУЖЕНИЯ И УСТРАНЕНИЯ ДЕФЕКТОВ

В таблице ниже приведены возможные дефекты и меры, которые должны быть предприняты для корректировки формулы клея.

Важно помнить, что в случае обнаружения любой проблемы с клеем нужно проверить содержание абсолютно сухого вещества, вязкость и температуру клейстеризации и сравнить показатели с соответствующей спецификацией.

ПРОЦЕСС СЦЕПЛЕНИЯ

Настоящим тестированием приготовленного и применяемого крахмального клея является сцепление. Нужно понимать основу механизма сцепления, если вы хотите получить клей в соответствии с заданными характеристиками.

На функционирование механизма сцепления влияют составляющие, описанные ниже.

Нанесение клея

Первый этап процесса сцепления — нанесение клея на верхушки гофр. Качество нанесения клея зависит от равномерности пленки клея и постоянного поддержания ее равномерной толщины. На верхушки гофр нужно наносить определенное количество клея. Количество и качество наносимого клея должно оставаться постоянным при любой скорости гофроагрегата. Чем короче текстура клея, тем он менее тягучий при нанесении. Для визуальной проверки рекомендуют использовать стробоскопическую лампу.

Пропитка клеем

Важно, чтобы при сцеплении клей проникал в бумагу на определенную глубину: недостаточная или чрезмерная пропитка плохо влияет на качество. На степень проникновения клея влияют различные факторы, такие как pH клея, влажность бумаги и пористость. В процессе приготовления клея можно изменить степень пропитки, контролируя количество химикатов, например, добавив каустик, что позволит увеличить степень проникновения, но снизит уровень клейстеризации. Бура также способствует пенетрации, но сильно влияет на уровень адгезии, стимулируя быстрое набухание крахмала во время клейстеризации, поэтому проконсультируйтесь, прежде чем менять состав формулы. Самый простой способ контроля уровня пропитки — использовать систему предварительного кондиционирования среднего слоя на машине, чтобы на бумаге открылись поры, она стала более восприимчивой к влаге.

Клейстеризация

Клейстеризация — это быстрое набухание гранул крахмала в процессе поглощения воды, что критично для хорошего уровня адгезии и клеящей способности. Процесс клейстеризации крахмала влияет на адгезионные свойства клея. Точка клейстеризации зависит от объема каустической соды, добавляемой в раствор. Добавляя каустическую соду, можно довести точку клейстеризации до температуры окружающей среды.

Первичное и окончательное сцепление

Первичное сцепление формируется после клейстеризации и представляет собой достаточно прочное, но невыдержанное соединение. Картон не должен подвергаться чрезмерному разрушительному воздействию на этом этапе, так как соединение еще недостаточно прочно и нужно подождать, пока картон высохнет и будут сформированы прочные связи.

Типичные дефекты связи

Если написать перечень возможных причин дефектов связи, то этот документ будет намного больше данной главы, и все равно для того чтобы решить тот или иной вопрос, нужно будет вызывать специалиста. Поэтому в данной главе ограничимся теми дефектами, которые связаны либо с формулой клея, либо с внешними факторами, которые влияют на процесс сцепления. Внимание нужно обратить на следующие основные проблемы:

• расслаивание типа « зип » — это общий признак того, что клей плохо пропитывает поверхность картона, и причин может быть множество. Основная проблема в том, что клей недостаточно жидкий, чтобы проникнуть сквозь бумагу, поэтому окончательное сцепление происходит не с бумажным волокном и, следовательно, картон несколько подтягивает или становится ломким. Расслаивание типа «зип» может возникнуть по причине перегрева бумаги, неправильного объема каустической соды или буры в клее (проверьте вязкость и точку клейстеризации) или недостаточного объема наносимого клея;

• пробелы при сцеплении характеризуются расслаиванием и появлением белых клеевых линий при разделении картона. Проблема вызвана тем, что клей недоварен. Обычно вода, которая содержится в клее, проходит в бумагу, и лишь небольшой объем воды остается для завершения процесса клейстеризации гранул крахмала. Причиной плохого сцепления может быть низкий уровень передачи тепла (в частности на прессе для производства трехслойного гофрированного картона), низкий уровень вязкости и слишком высокие показатели влажности бумаги;

• кристаллизованные связи образуются в результате плохой клеящей способности, пузырения или кристаллизации клеевого соединения. Это происходит из-за плохого контакта между листами бумаги в точке склейки. Клеевой шов выглядит как стекло. Обычно это проблемы на прессе для производства трехслойного гофрированного картона, и возникают они по причине механических неполадок на машине; вероятнее всего, это система прижима на прессе для производства трехслойного гофрированного картона. Кристаллизованные связи нехарактерны для гофропресса;

• нарушение связей вызвано вибрацией или колебаниями полотен на прессе для производства трехслойного гофрированного картона. Если верхушки гофр один или несколько раз контактируют с лайнером перед тем, как они окончательно сойдутся вместе на прессе для производства трехслойного гофрированного картона (процесс известен под названием «легкое или частичное прикосновение»), в клеевом составе остается мало влаги, что может привести к плохому сцеплению при окончательном контакте. Опять же, эта проблема возникает исключительно на прессе для производства трехслойного гофрированного картона при увеличении натяжения бумажного полотна или при установке направляющих планок или роликов между клеильной секцией и прессом для производства трехслойного гофрированного картона.

ДОБАВКИ

Влагостойкие добавки

Для некоторых типов картона нужны прочные водоустойчивые клеевые связи. К типичным примерам относят упаковку, которая хранится в холодильниках или в замороженном виде. Связи такого типа получают, добавляя смолу в состав клея. Роль смол заключается в том, чтобы создать прочные связи приклейстеризации на бумаге. Прочность водостойких связей оценивают по результатам теста № 9 FEFCO.

К сведению стоит принять некоторые рекомендации по применению влагостойких добавок:

• всегда готовьте свежую партию клея и добавляйте смолу непосредственно перед применением;
• избегайте чрезмерного предварительного нагрева и предварительного кондиционирования бумаги;
• на всех станциях увеличьте объем нанесения клея;
• влажность картона на выходе с гофроагрегата должна быть больше, чем обычно; остаточная влага способствует дальнейшему образованию прочных связей;
• подымите уровень содержания сухого вещества до 28-30%, если это возможно.

Добавки-закрепители

Крупные производители клея предлагают широкий ассортимент добавок-закрепителей. Их используют, чтобы улучшить качество связей, достигнутое при сцеплении. В обычных условиях в добавках-закрепителях нет необходимости и их не рекомендуют использовать, пока полностью не будет понята причина плохой связи, которая может быть связана с неполадками машины или с неправильным составом формулы. Добавки-закрепители обычно используют для выпуска особой продукции (семислойный картон) или при работе с определенными марками бумаги (например, мелованными).

Восстановители

Восстановители в клее можно использовать, чтобы скорректировать потери вязкости клея. Это может происходить из-за чрезмерной деформации, последующего разбавления или микробиологической атаки. Через пять-десять минут после введения восстановителя вязкость клея восстанавливается и держится на стабильном уровне до 24 часов. Восстановители используют не постоянно, а только в особых случаях, и истинные причины потери вязкости должны быть обязательно расследованы.

СПОСОБЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КЛЕЯ

Ручной способ приготовления

Система состоит из бака для приготовления, весов и расходомера, который установлен на линии подачи воды. Оператор сам должен добавлять определенную порцию каждого компонента в бак после тщательного взвешивания и вручную готовить клей в соответствии с заданной формулой. Преимущества системы — в ее универсальности и низких капиталовложениях. Однако в соответствии с нормами охраны труда, техники безопасности и нормами работы с грузами данный способ был признан небезопасным.

Полуавтоматическая система

Чтобы ручные системы соответствовали всем необходимым требованиям, их оснастили некоторыми автоматическими системами и в результате получили полуавтоматическую систему. Обычно в систему входит компьютер, управляющий технологическим процессом, и автоматическая система дозирования некоторых составляющих. Дозирование крахмала, биоцидов и добавок обычно выполняют вручную.

Полуавтоматическая система не требует больших капиталовложений, но качество и концентрация приготовленного клея сильно зависят от человеческого фактора.

Автоматическая система

В автоматической системе используют емкость для крахмала и полностью компьютеризированную систему дозирования и смешивания. Капиталовложения в систему такого типа значительные, и довольно сложно обосновать экономию трудозатрат, но она имеет следующие
дополнительные преимущества:

• постоянное качество состава клея;
• просто вносить изменения в формулу клея;
• удаление ручной операции загрузки мешков с крахмалом;
• чистота на участке;
• учет и контроль уровня готового клея;
• отчеты системы управления процессом;
• модемная связь.

Маленькие партии клея — подготовка

В последнее время все больше отдают предпочтение небольшим свежеприготовленным партиям клея. Это позволяет более универсально использовать систему в технологическом процессе и подбирать состав клея для различных марок бумаги и картона и для различных композиций.

Охрана труда и техника безопасности в системах приготовления

Принимая во внимание большое разнообразие систем, использование различных формул и соединений химикатов при приготовлении крахмального клея, невозможно сформулировать все правила по охране труда и технике безопасности, которые удовлетворили бы все потребности. Однако существуют общие руководства, которые помогут успешно организовать систему охраны труда и техники безопасности при приготовлении клея:

• обеспечьте соответствующий уровень обучения всего персонала (включая временных работников и обслуживающий персонал);
• выявите и проанализируйте риски, связанные с использованием опасных химикатов в технологическом процессе (COSHH — контроль за веществами, опасными для здоровья);
• подготовьте инструкции по безопасной работе системы, включая работу в ручном режиме, чистку или техобслуживание оборудования;
• оцените риски (если таковые имеются) при работе с сыпучими химикатами, такими как бура, биоциды или добавки;
• обеспечьте сбор или удаление пыли, образующейся в технологическом процессе.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБОРОТНОЙ ВОДЫ ПРИ ПРИГОТОВЛЕНИИ КЛЕЯ

В последнее время сильно возросла стоимость закупки воды и ее утилизации после использования, поэтому больше внимания стали уделять повторному использованию и очистке воды. При приготовлении клея чаще всего используют воду после промывки флексо. Однако при использовании этой воды возникают определенные трудности. Ниже даны некоторые рекомендации.

Качество оборотной воды

Обычная неочищенная отработанная вода с участка переработки содержит относительно высокий процент взвешенных частиц, включая тяжелые металлы, имеет существенный дисбаланс pH, возможны бактериальное загрязнение и высокий уровень ХПК и БПК (химическая потребность в кислороде/биохимическая потребность в кислороде).

На некоторых заводах используют системы очистки, чтобы нейтрализовать уровень pH и понизить уровень взвешенных частиц. На отдельных системах проводят повторную очистку, чтобы дополнительно очистить воду и использовать ее повторно на заводе. На каждом заводе действуют свои особые системы. В отдельных случаях можно достичь заметной экономии за счет использования систем дополнительной очистки для повторного использования воды, а не выполнять ряд дорогостоящих мероприятий по утилизации сточных вод в соответствии с требованиями местных и государственных органов управления.

Использование оборотной воды при приготовлении клея в системе Stein Hall

В целом, для приготовления клея данного типа не рекомендуют использовать неочищенную отработанную воду. Используя воду разного качества, невозможно приготовить партии клея стабильной консистенции. Автоматические системы не оснащены устройствами, которые могли бы компенсировать (регулировать) меняющееся качество воды, то же касается и систем, управляемых в ручном и полуавтоматическом режиме. Качество воды играет значительную роль в получении стабильных клеевых характеристик.

Очищенную воду при определенных обстоятельствах можно использовать при приготовлении клея в системе Stein Hall. Настоятельно рекомендуют использовать очищенную воду только при добавке второй порции.

При использовании очищенной воды особое внимание нужно уделять тому, чтобы различные вредные бактерии не попали с водой в клеевой состав. При этом рекомендуют использовать эффективные биоциды.

Использование оборотной воды при приготовлении клея в системе No-carrier

Вязкость клея, приготовленного в системе No-carrier, контролируют в процессе смешивания, поэтомуоборотная вода не оказывает такого влияния, как при способе Stein Hall.

Использование неочищенной отработанной воды может негативно повлиять на производительность и внешний вид клея. Очищенная вода доставляет меньше проблем, но при использовании системы Stein Hall нужно регулярно проверять воду на наличие в ней вредных бактерий.

БУДУЩЕЕ, ВОЗМОЖНО, ЗА ПШЕНИЧНЫМ, А НЕ КУКУРУЗНЫМ КРАХМАЛОМ

В последнее время в отрасли все чаще используют пшеничный крахмал. Одна из основных очевидных причин — коммерческая. На момент написания статьи пшеница занимала лучшее положение на рынке, чем кукуруза. Некоторые потребители перешли на использование пшеницы, так как решили, что получат при этом определенную выгоду. Ниже даны рекомендации по решению самых распространенных проблем, возникающих при переходе с одного вида продукта на другой.

Оборудование

Естественно, что 95 % новых автоматизированных клеевых кухонь могут работать как с кукурузным, таки и с пшеничным крахмалом без внесения каких-либо изменений, равно как и большая часть устаревшего оборудования. Однако старое оборудование нужно модернизировать, если его будут использовать для варки клея из пшеничного крахмала. Если возникают какие-то сомнения относительно стабильной работы оборудования, нужно связаться с поставщиком, прежде чем пытаться что-то приготовить.

Формула

Пшеничный крахмал более чувствителен к температуре, чем кукурузный, поэтому количество химических добавок при варке кукурузного крахмала нужно сократить в два раза или на две трети. Поэтому при переходе с одного продукта на другой нужно составить абсолютно новые формулы. Также при смене клеевого состава нужно проверить, подходят ли для него используемые биоциды. Поставщики оборудования должны давать подобного рода рекомендации.

Гофроагрегат

Как уже говорилось, пшеничный крахмал более чувствителен к температурам, чем кукурузный. На гофроагрегате это означает, что пшеничный крахмал будет клейстеризоваться при более низких температурах, чем кукурузный, и в этом скрыты большие преимущества и недостатки пшеничного крахмала.

Низкие температуры позволяют развить более высокие скорости на машинах, особенно это касается клеевых составов с короткой текстурой (модифицированный крахмал). Однако на низких скоростях мы будем наблюдать предварительную клейстеризацию, что в результате приведет к расслаиванию слоев. Чтобы решить эти вопросы, на гофроагрегатах последнего поколения можно создать различные кривые клея.

На старых машинах операторы должны знать, как работать с различными типами клеевых составов. Нужно также учитывать проблемы, которые могут возникнуть из-за скопления клея на основе пшеничного крахмала на гребенках или других частях машины.

Тяжелый гофрированный картон

Для приклеивания верхнего слоя часто используют картофельный крахмал, особенно на семислойном гофрированном картоне. Этот клей проще переработать, чем клей ПВА. Картофельный крахмал имеет большие гранулы крахмала, и поэтому его нужно постоянно помешивать, чтобы гранулы не оседали в суспензии. Из него получают очень тягучий (длинная текстура) клейкий состав, который становится очень липким при клейстеризации; в нем содержится много воды, и нужно много времени на сушку. Его большое преимущество — низкая температура клейстеризации.

Микрогофрокартон

Здесь хорошо зарекомендовал себя пшеничный крахмал, особенно в его модифицированной форме с использованием добавок. Принимая во внимание высокую плотность клеевых линий, ограниченные пути выхода для пара и использование тонких марок бумаги, важно уменьшить количество свободной воды, образующейся при сцеплении. Поэтому здесь прослеживается тенденция использовать составы с большим содержанием твердых веществ, чем при производстве традиционных марок картона, где их обычно 33-34%.

В 2003-2004 гг. проводили испытания при содержании абсолютно сухого вещества до 40% и при этом получили хорошие промышленные, показатели. Однако очень трудно было поддерживать суспензию в стабильном состоянии без постоянного контроля, и при этом наблюдали странные реологии, такие как нанесение двойной пленки клея или пробелы при нанесении клея. Увеличился расход клея, что отразилось на конкурентноспособности. В результате сделали вывод, что выгоднее использовать 33-34% твердого вещества.

По вопросам покупки книги «Гофроиндустрия. В поисках совершенства» обращайтесь:
Константин Шабуневич
Тел. моб: +38 093 246 21 21 (Viber, WhatsApp, Telegram)
[email protected]

If you find an error, please highlight a piece of text and clickCtrl+Enter.

Tags: клей