بولي أكريلاميدبولي أكريلاميد (PAM) مادة مضافة شائعة الاستخدام في صناعة الورق. يتميز بولي أكريلاميد (PAM)، وهو بوليمر قابل للذوبان في الماء، بخصائص ممتازة في التكتل والتكثيف والتشتت وغيرها. يُستخدم في العديد من العمليات المختلفة ذات الوظائف المختلفة. في صناعة الورق، يلعب بولي أكريلاميد دورًا أساسيًا، حيث حقق فوائد اقتصادية كبيرة من خلال تحسين خصائص اللب وزيادة كفاءة تشغيل آلات الورق. ستناقش هذه المقالة بالتفصيل استخدام بولي أكريلاميد في إنتاج الورق وتأثيره على تحسين كفاءة الإنتاج.
الخصائص والوظائف الأساسية للبولي أكريلاميد
بولي أكريلاميد بوليمر عالي الجزيء، يُقسّم إلى أنواع غير أيونية، وأنيونية، وكاتيونية، وأمفوتيرية، وذلك وفقًا لخصائص شحنته. عند ذوبانه في الماء، يُمكّنه تركيبه الجزيئي طويل السلسلة من أداء وظائف ممتازة، مثل التكتل، والتكثيف، والمساعدة على الاحتجاز، والترشيح. في صناعة الورق، يُستخدم بولي أكريلاميد بشكل رئيسي في المجالات التالية:
1. مساعدات الاحتفاظ:
تتميز جزيئات PAM ببنية سلسلة طويلة، ويمكن امتصاصها على سطح الألياف والحشوات لتكوين جسور. هذا يُحسّن معدل بقاء الحشوات والألياف على شبكة الورق، ويقلل من فقدان الألياف في الماء الأبيض، ويقلل من هدر المواد الخام. من خلال زيادة معدل بقاء الحشوات والألياف، يمكن تحسين الخصائص الفيزيائية للورق، مثل النعومة وقابلية الطباعة والمتانة.
2. مساعد الفلتر:
تحسين أداء تجفيف اللب، وتسريع عملية ترشيح المياه وتقليل استهلاك الطاقة.
3. مادة التخثر:
تسريع تجفيف الحمأة: يمكن لـ PAM أن يقوم بتكتل الألياف الصغيرة والحشوات والمواد العالقة الأخرى في اللب بشكل فعال لتشكيل كتل جزيئات كبيرة، وتسريع ترسيب الحمأة وتجفيفها، وتقليل تكاليف معالجة الحمأة.
تحسين جودة المياه: يمكن لـ PAM إزالة المواد الصلبة العالقة والمواد العضوية في مياه الصرف الصحي بشكل فعال، وتقليل الطلب البيوكيميائي للأكسجين والطلب الكيميائي للأوكسجين في مياه الصرف الصحي، وتحسين جودة المياه، والحد من التلوث البيئي.
4. المشتت:
منع تكتل الألياف: يمكن لـ PAM منع تكتل الألياف في اللب بشكل فعال، وتحسين تجانس اللب، وتحسين جودة الورق.
تطبيق بولي أكريلاميد في تكنولوجيا صناعة الورق
1. مرحلة تحضير اللب
أثناء عملية تحضير اللب، تُفقد الألياف الدقيقة والحشوات بسهولة مع مياه الصرف الصحي، مما يُسبب هدرًا للموارد وتلوثًا بيئيًا. يُمكن استخدام بولي أكريلاميد الكاتيوني كعامل تثبيت فعال في التقاط الألياف الدقيقة والحشوات وتثبيتها في اللب من خلال معادلة الشحنات وسد الفجوات. هذا لا يُقلل فقط من فقدان الألياف، بل يُخفف أيضًا من عبء معالجة مياه الصرف الصحي.
2. نظام الطرف الرطب لآلة الورق
في نظام الطرف الرطب لآلات الورق، يُعدّ التجفيف السريع عاملاً أساسياً لتحسين كفاءة الإنتاج. يمكن استخدام بولي أكريلاميد الأنيوني أو غير الأيوني كعامل ترشيح لتسهيل خروج الماء من بنية شبكة الألياف من خلال تحسين عملية التكتل بين الألياف. تُقلّل هذه العملية بشكل كبير من وقت التجفيف مع تقليل استهلاك الطاقة خلال مرحلة التجفيف.
3. مرحلة صناعة الورق
بصفته مُشتتًا، يُمكن للبولي أكريلاميد منع تكتل الألياف بفعالية، وتحسين تجانس ونعومة سطح الورق. ومن خلال الاختيار الدقيق للوزن الجزيئي وكثافة الشحنة لبولي أكريلاميد، يُمكن أيضًا تحسين الخصائص الفيزيائية للورق النهائي، مثل قوة الشد ومقاومة التمزق. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن للبولي أكريلاميد تحسين تأثير طلاء الورق المطلي، وتحسين أداء الطباعة.
المزايا الأساسية للبولي أكريلاميد في تحسين كفاءة الإنتاج
1. تقليل خسائر المواد الخام
يؤدي استخدام مساعدات الاحتجاز إلى تحسين معدل الاحتفاظ بالألياف الدقيقة والحشوات في اللب بشكل كبير، ويقلل من استهلاك المواد الخام، ويوفر تكاليف الإنتاج بشكل مباشر.
2. تسريع عملية الجفاف
يُحسّن استخدام مُساعدات الترشيح عملية تجفيف المياه، مما يزيد من سرعة تشغيل آلة الورق ويُقلّل دورة الإنتاج. هذا لا يزيد فقط من القدرة الإنتاجية المستقلة، بل يُقلّل أيضًا من استهلاك الطاقة.
3. تقليل ضغط معالجة مياه الصرف الصحي
من خلال تحسين تأثير التخثر، يمكن للبولي أكريلاميد أن يقلل بشكل فعال من محتوى المواد الصلبة العالقة في مياه الصرف الصحي، مما يقلل من تحميل مرافق معالجة مياه الصرف الصحي من المصدر ويقلل من تكاليف حماية البيئة للمؤسسات.
4. تحسين جودة الورق
يؤدي استخدام المشتتات إلى جعل توزيع ألياف الورق أكثر تجانسًا، ويحسن بشكل كبير الخصائص الفيزيائية والبصرية للورق، ويعزز القدرة التنافسية للمنتج في السوق.
العوامل المؤثرة على تأثير استخدام بولي أكريلاميد
من أجل إعطاء الأداء الكامل للبولي أكريلاميد، يجب التركيز على العوامل التالية:
1. اختيار نموذج PAM
تختلف متطلبات الوزن الجزيئي وكثافة شحنة PAM باختلاف عمليات صناعة الورق وأنواع الورق. يُعد PAM عالي الوزن الجزيئي مناسبًا للتكتل ومساعدة الترشيح، بينما يُعد PAM منخفض الوزن الجزيئي أكثر ملاءمة للتشتيت.
2. إضافة المبلغ وطريقة الإضافة
يجب التحكم بدقة في كمية PAM المضافة. قد تُسبب الكميات الزائدة آثارًا سلبية، مثل التأثير على أداء التجفيف أو زيادة تكاليف الإنتاج. في الوقت نفسه، يجب استخدام طريقة إضافة موزعة بالتساوي لتجنب التكتل المحلي الذي يؤثر على النتيجة.
3. شروط العملية
تؤثر درجة الحرارة ودرجة الحموضة (pH) وظروف الماء على أداء PAM. على سبيل المثال، يعمل PAM الكاتيوني بشكل أفضل في البيئات المتعادلة إلى الحمضية قليلاً، بينما يكون PAM الأنيوني مناسبًا للبيئات القلوية.
باعتباره مادة مضافة متعددة الوظائف في صناعة الورق، يلعب بولي أكريلاميد دورًا هامًا في تحسين كفاءة الإنتاج، وخفض تكاليفه، وتحسين جودة المنتج بفضل خصائصه الممتازة في التكتل والاحتفاظ والترشيح والتشتت. في التطبيقات العملية، يتعين على الشركات اختيار ظروف استخدام بولي أكريلاميد (PAM) وتحسينها بشكل معقول، بناءً على خصائص عملياتها واحتياجاتها، لتحقيق أفضل الفوائد الاقتصادية والبيئية.
وقت النشر: ٢٨ نوفمبر ٢٠٢٤
