Qualitative and quantitative effects of gas content on papermaking

摘要

The objective of this work was to examine the effects of gas in the stock on papermaking process and paper properties both qualitatively and quantitatively. Knowledge of the quantitative effects of gas in papermaking is especially important when designing new processes and modernizing old processes and when assessing the need for deaeration. The study was performed using different stock air contents on a pilot paper machine. The pilot paper machine is equipped with a WEDGE process analysis system to collect the trial data. According to the results it would seem that even small amounts of entrained air (0.3%) affect papermaking. The effects were greater at low paper grammages. The removal of entrained air was found to be especially important for efficient drainage, which in turn reduced the vacuum in the wet end and drying section. At the same time the number of spots and pinholes in the paper was reduced. Deaeration is probably more important for a paper machine using mechanical pulp, as dissolved and colloidal substances will stabilize the air bubbles and thus retard entrained air removal from the stock. Paper porosity increased as the entrained air content increased. The results show how entrained air affects papermaking. These results are of course indicative, because each paper machine is different in characteristics (construction, raw materials and process chemistry). The mills can apply the results to assess the effects of entrained gas on papermaking.%Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kaasun vaikutusta paperinvalmistusprosessiin ja paperin ominaisuuksiin sekä kvalitatiivisesti että kvantitatiivisesti. Kaasun kvantitatiiviset vaikutukset ovat erityisen tärkeitä tietää arvioitaessa tarvittavan ilmanpoiston tehokkuutta, kun suunnitellaan uusia prosesseja ja modernisoidaan vanhoja. Kokeellisessa osassa muutettiin ilmap-itoisuuksia. Koeajotiedon keräämiseksi koepaperikone oli varustettu WEDGE-prosessianalyysijärjestelmällä. Tutkimuksen tulosten perusteella on hyvin todennäköistä, että jo pienet kuplamais-en ilman pitoisuudet (0.3%) vaikuttavat paperinvalmistukseen haitallisesti. Vaikutukset tulevat selvemmin esille alhaisilla paperin neliöpainoilla. Hyvä ilmanpoisto parantaa vedenpoistoa. Tällöin märkäosan tyhjöjen ja kuivatusosan kapasiteettivaatimukset vähenevät ja täplien ja neulanreik-ien määrää pystytään myös vähentämään. Ilmanpoisto on oletettavasti tärkeämpää paperikoneelle, joka käyttää mekaanista massaa, koska liuenneet ja kolloidiset aineet stabiloivat ilmakuplia ja siten vaikeuttavat ilman poistumista massasta. Tutkimuksen tulokset osoittavat, kuinka ilmakuplat vaikuttavat eri ominaisuuksiin paperinvalmistuksessa. Vaikutuksen suuruus riippuu paperikoneen rakenteesta, käytettävistä raaka-aineista sekä prosessin kemiasta. Tutkimustuloksia voidaan hyödyntää arvioidessa kaasupitoisuuden vaikutusta paperinvalmistukseen.