Tin tức

Chọn tinh bột đầu ướt khi mục tiêu chính là tăng cường liên kết bên trong tờ giấy và máy xeo có thể giữ lại lượng tinh bột bổ sung một cách hiệu quả. Chọn tinh bột bề mặt khi ưu tiên là độ bền bề mặt, giảm hiện tượng kéo sợi hoặc phát sinh bụi, hoặc kiểm soát phản ứng của tờ giấy trong quá trình in và gia công chuyển đổi. Nhiều loại giấy được hưởng lợi từ cả hai phương pháp, nhưng sự cân bằng phụ thuộc vào vị trí đang thiếu độ bền, đặc tính của phối liệu và khả năng đáp ứng của thiết bị ứng dụng.

Vì vậy, đối với các chuyên gia kỹ thuật đánh giá tinh bột biến tính cho các ứng dụng trong ngành giấy, quyết định đầu tiên là xác định vị trí tác động. Một loại tinh bột hoạt động tốt trong hệ thống bột giấy có thể không phù hợp với máy ép hồ, trong khi loại tinh bột hồ bề mặt có khả năng kiểm soát độ nhớt tốt có thể đóng góp rất ít nếu được bổ sung vào phối liệu không thể giữ lại tinh bột. Hãy bắt đầu từ dạng hư hỏng của tờ giấy, sau đó truy ngược đến hóa học của tinh bột, điều kiện pha chế và giới hạn ứng dụng.

Xác định tính chất cần cải thiện

“Độ bền cao hơn” là một đặc tính quá rộng để làm cơ sở lựa chọn tinh bột. Độ liên kết nội thấp, độ bền kéo yếu, hiện tượng kéo sợi trên bề mặt và khả năng chống chịu kém trước ứng suất gia công chuyển đổi có thể đòi hỏi các biện pháp can thiệp khác nhau. Một tờ giấy có thể có độ bền tổng thể đủ nhưng vẫn giải phóng sợi trong quá trình in. Một loại khác có thể có bề mặt chắc nhưng liên kết không đủ xuyên suốt chiều dày. Tăng mức tiêu thụ tinh bột mà không phân biệt các điều kiện này có thể làm tăng chi phí nhưng vẫn không cải thiện đáng kể tính chất giới hạn.

Tinh bột đầu ướt hỗ trợ liên kết sợi trong tờ giấy khi được giữ lại và phân bố hiệu quả. Ứng dụng bề mặt đưa tinh bột vào bề mặt và ngay bên dưới bề mặt, với độ thâm nhập được chi phối bởi tờ giấy nền và điều kiện ứng dụng. Phương pháp này có thể cải thiện các tính chất vượt ra ngoài lớp ngoài cùng, nhưng độ sâu và tính đồng đều của tác động đó phải được xác định đối với từng loại giấy.

Đồng thời, cần phân biệt hồ bề mặt với khả năng chống nước. Tinh bột có thể tăng cường và làm đặc chắc bề mặt, nhưng không nên mặc định rằng chỉ riêng tinh bột có thể mang lại khả năng chống nước lỏng cần thiết. Khi độ hút nước là một tiêu chuẩn kỹ thuật, cần đánh giá toàn bộ hệ thống hồ, bao gồm các chất hồ kỵ nước bên trong hoặc trên bề mặt và khả năng tương thích của chúng với công thức tinh bột.

Trước khi yêu cầu mẫu, hãy xác định tính chất giới hạn, phương pháp thử liên quan và điều kiện vận hành khi vấn đề xuất hiện. Đối với giấy bao bì, việc này có thể bao gồm độ bền sau điều hòa và quá trình gia công chuyển đổi. Đối với giấy in, độ nguyên vẹn bề mặt trong các điều kiện in đại diện có thể cung cấp thông tin hữu ích hơn một kết quả độ bền tổng quát.

Lựa chọn tinh bột đầu ướt phụ thuộc vào khả năng giữ lại và tính tương thích về điện tích

Tinh bột cation là điểm khởi đầu phổ biến để phát triển độ bền đầu ướt vì điện tích dương của nó có thể thúc đẩy quá trình hấp phụ lên các thành phần phối liệu mang điện tích âm. Giá trị của nó phụ thuộc vào lượng tinh bột tiếp cận được các vị trí liên kết hữu ích. Sợi, xơ mịn, chất độn và các chất hòa tan hoặc keo đều ảnh hưởng đến sự phân bố này, vì vậy chỉ riêng tỷ lệ bổ sung tinh bột không thể hiện nhiều về hiệu suất sử dụng thực tế.

Phối liệu có nhu cầu anion đáng kể có thể tiêu hao một phần điện tích của tinh bột trước khi tinh bột đóng góp hiệu quả vào liên kết sợi. Phối liệu tái chế có thể tạo ra biến động do các chất ô nhiễm hòa tan, xơ mịn và hóa chất quy trình còn dư. Độ dẫn điện và những thay đổi trong mức độ khép kín của hệ thống nước cũng có thể làm thay đổi quá trình hấp phụ và các tương tác hóa học. Do đó, một loại tinh bột được lựa chọn trong điều kiện phòng thí nghiệm tương đối sạch có thể hoạt động khác trong nước tuần hoàn của máy.

Mức độ thế cation cao hơn không tự động mang lại hiệu suất tốt hơn. Nó làm thay đổi đặc tính hấp phụ và sự tương tác với các thành phần khác của chương trình đầu ướt. Tùy từng hệ thống, điều này có thể cải thiện hiệu suất sử dụng hoặc tạo ra sự cân bằng bất lợi với chất trợ giữ, chất cố định và các phụ gia mang điện tích khác. Hãy so sánh các loại tinh bột trong phối liệu và nước quy trình đại diện, đồng thời duy trì trình tự bổ sung và điều kiện trộn phù hợp với máy.

Tinh bột lưỡng tính có thể là lựa chọn phù hợp khi sự kết hợp các nhóm mang điện tích của nó tương thích với hóa học của phối liệu. Tuy nhiên, chỉ riêng tên gọi không thể xác định tính phù hợp đối với một giá trị pH, độ dẫn điện hoặc tải lượng chất ô nhiễm cụ thể. Hãy yêu cầu nhà cung cấp mô tả đặc tính điện tích và khoảng vận hành dự kiến của loại tinh bột, sau đó xác minh phản ứng trong điều kiện thực tế của nhà máy.

Chất lượng nấu cũng cần được quan tâm tương đương. Quá trình hồ hóa không hoàn toàn, hàm lượng chất rắn không ổn định hoặc sự suy giảm trong quá trình bảo quản có thể làm giảm hiệu quả của một công thức hóa học vốn phù hợp. Việc đánh giá nên bao quát phương pháp nấu thực tế của nhà máy, cách pha loãng, nhiệt độ giữ và thời gian lưu. Một quy trình pha chế trong phòng thí nghiệm mà hệ thống sản xuất không thể tái hiện sẽ là cơ sở yếu để lựa chọn.

Trong quá trình thử nghiệm, hãy theo dõi độ bền cùng với khả năng thoát nước, độ hình thành, khả năng giữ lại và đặc tính của nước trắng. Độ bền kéo tăng có thể không hấp dẫn về mặt thương mại nếu đi kèm với độ hình thành kém hơn hoặc hạn chế về sấy. Tương tự, lượng tinh bột bổ sung tạo ra rất ít độ bền gia tăng có thể cho thấy khả năng hấp phụ bị giới hạn, sự can thiệp của các chất khác hoặc một nút thắt khác trong quá trình phát triển tờ giấy. Việc tăng liều lượng phải dựa trên chẩn đoán.

Hồ bề mặt đòi hỏi sự cân bằng khả thi giữa độ nhớt và hàm lượng chất rắn

Tại máy ép hồ hoặc máy ép màng, tinh bột phải tạo thành dung dịch ứng dụng ổn định, chuyển giao đồng đều và đạt đến độ sâu phù hợp trong tờ giấy. Vì vậy, việc lựa chọn tập trung vào độ nhớt sau nấu, nồng độ chất rắn, độ ổn định của dung dịch, đặc tính màng và sự tương tác với giấy nền. Điện tích vẫn có liên quan, đặc biệt trong các công thức phối trộn, nhưng tiêu chí lựa chọn cho đầu ướt không thể áp dụng nguyên trạng cho công đoạn này.

Tinh bột oxy hóa, tinh bột chuyển hóa bằng enzyme và các loại tinh bột được điều chỉnh độ nhớt khác có thể cung cấp những hướng ứng dụng hữu ích cho bề mặt. Những mô tả này xác định các phương pháp biến tính ở phạm vi rộng, không có nghĩa là các cấp sản phẩm có hiệu suất tương đương và có thể thay thế lẫn nhau. Sự phân hủy phân tử, các nhóm chức, nguồn gốc thực vật và điều kiện pha chế đều có thể ảnh hưởng đến dung dịch và màng tạo thành.

Giảm độ nhớt có thể cho phép ứng dụng ở hàm lượng chất rắn cao hơn, từ đó có khả năng giảm lượng nước đưa vào với cùng một mức nhận tinh bột khô. Cơ hội này phải được cân bằng với sự phát triển độ bền và tính toàn vẹn của màng. Sự phân hủy phân tử quá mức có thể làm suy giảm hiệu suất, trong khi dung dịch quá nhớt đối với thiết bị có thể gây ứng dụng không đồng đều hoặc hạn chế mức chất rắn có thể đạt được.

Chỉ so sánh các giá trị độ nhớt khi điều kiện đo tương đương. Con số do nhà cung cấp đưa ra có ý nghĩa hạn chế nếu không kèm theo nồng độ chất rắn, nhiệt độ, phương pháp pha chế và quy trình đo. Các phép đo sau khi nấu và sau một khoảng thời gian giữ đại diện rất hữu ích vì hiện tượng trôi độ nhớt, tạo gel hoặc mất ổn định có thể xuất hiện trước khi dung dịch đến thiết bị ứng dụng.

Hệ thống ứng dụng làm thay đổi khoảng lựa chọn. Máy ép hồ dạng bể tạo ra quy trình chuyển giao và làm ướt tờ giấy khác với máy ép màng định lượng. Tốc độ máy, cơ cấu định lượng, điều kiện khe ép và nhiệt độ dung dịch đều ảnh hưởng đến đặc tính ứng dụng. Một loại tinh bột hoạt động tốt trên một hệ thống có thể cần mức chất rắn hoặc hồ sơ độ nhớt khác trên hệ thống khác.

Độ thấm hút của giấy nền cũng có ảnh hưởng tương đương. Tờ giấy có cấu trúc mở và khả năng hút cao có thể kéo tinh bột vào bên trong, góp phần tăng độ bền nhưng để lại ít tinh bột hơn trên bề mặt. Khả năng lưu giữ trên bề mặt cao hơn có thể thúc đẩy độ bao phủ bề mặt nhưng không nhất thiết tạo ra độ thâm nhập mong muốn. Vì vậy, cần ghi nhận hồ nội, độ xốp, độ ẩm và độ hình thành khi so sánh các loại tinh bột. Nếu không, sự thay đổi của giấy nền có thể bị nhầm là khác biệt giữa các sản phẩm.

Các thử nghiệm hồ bề mặt nên đo lượng tinh bột khô thực tế nhận được và độ đồng đều của lượng này trên toàn tờ giấy. Nồng độ bể hồ bằng nhau không đảm bảo lượng ứng dụng bằng nhau. Nếu một sản phẩm đạt kết quả độ bền cao hơn chỉ vì lượng tinh bột chuyển giao nhiều hơn, nhà máy cần biết liệu mức tiêu thụ tăng, nhu cầu sấy và đặc tính vận hành có còn chấp nhận được hay không.

Quyết định mức độ công việc mà mỗi phương pháp ứng dụng cần đảm nhận

Tinh bột đầu ướt và tinh bột bề mặt có thể bổ trợ cho nhau, nhưng không thể tự do thay thế lẫn nhau. Chuyển tinh bột lên bề mặt có thể cải thiện hiệu quả ứng dụng đối với vấn đề bị giới hạn ở bề mặt, nhưng có thể không giải quyết được điểm yếu liên kết bên trong. Tăng tinh bột đầu ướt có thể cải thiện độ bền tờ giấy nhưng không tạo ra độ nguyên vẹn bề mặt cần thiết cho in hoặc tráng phủ.

Một cách phân bổ ban đầu hữu ích là dựa trên vị trí của điểm thiếu hụt:

• Đối với liên kết bên trong không đủ, hãy khảo sát khả năng giữ lại và phản ứng liên kết của tinh bột đầu ướt cùng với quá trình chuẩn bị phối liệu và nghiền.
• Đối với hiện tượng kéo sợi, phát sinh bụi hoặc độ nguyên vẹn bề mặt yếu, hãy ưu tiên ứng dụng bề mặt, độ đồng đều của lượng nhận và kiểm soát độ thâm nhập.
• Khi cả tính chất bên trong và bề mặt đều là yếu tố giới hạn, hãy đánh giá chương trình kết hợp và xác định đóng góp gia tăng của từng điểm bổ sung.
• Khi độ hút nước là mối quan tâm chính, hãy đánh giá hệ thống hồ kỵ nước và sự tương tác của hệ thống này với tinh bột thay vì coi liều lượng tinh bột là yếu tố kiểm soát duy nhất.

Đây là những giả thuyết ban đầu cho các thử nghiệm. Một số xử lý bề mặt có thể đóng góp đáng kể vào độ bền tổng thể, và những cải thiện ở đầu ướt có thể ảnh hưởng đến đặc tính bề mặt. Quyết định cần dựa trên phản ứng đo được của phối liệu, cấu trúc tờ giấy và máy cụ thể.

Đối với chương trình kết hợp, hãy thay đổi từng biến số chính một lần trước khi thử nghiệm điều chỉnh rộng hơn. Xác lập phản ứng đối với liều lượng đầu ướt, sau đó đánh giá lượng nhận bề mặt trong khi giữ giấy nền nhất quán ở mức thực tế có thể. Điều này giúp phân biệt một sự kết hợp hữu ích với hai biện pháp bổ sung đang cùng bù đắp cho một vấn đề quy trình chưa được giải quyết.

Xây dựng phép so sánh dựa trên điều kiện nhà máy và chi phí trên mỗi tấn thành phẩm có thể bán

Một quy trình đánh giá thực tế có thể bao gồm sàng lọc trong phòng thí nghiệm, kiểm tra hệ thống pha chế và thử nghiệm có kiểm soát trên máy. Mỗi giai đoạn cần trả lời một câu hỏi khác nhau: hóa học có tiềm năng hay không, nhà máy có thể pha chế và xử lý ổn định hay không, và sản phẩm có tạo ra các tính chất tờ giấy cần thiết mà không gây ra các bất lợi vận hành không thể chấp nhận hay không.

Đối với sàng lọc đầu ướt, hãy sử dụng phối liệu và nước quy trình đại diện, với pH, độ dẫn điện, trình tự hóa chất và điều kiện trộn thực tế. So sánh các sản phẩm ở cùng liều lượng khô, sau đó kiểm tra phản ứng theo liều lượng. Bao gồm các quan sát về khả năng giữ lại và thoát nước để diễn giải kết quả độ bền trong bối cảnh phù hợp. Tờ giấy phòng thí nghiệm hữu ích cho việc sàng lọc sản phẩm, nhưng không thể tái tạo hoàn toàn lực cắt của máy, độ hình thành và sự tuần hoàn nước.

Đối với sàng lọc bề mặt, hãy ứng dụng các sản phẩm lên những giấy nền tương đương và ghi lại cả lượng nhận khô lẫn điều kiện pha chế. Đánh giá tính chất liên quan đến mục đích sử dụng, cùng với các ảnh hưởng liên quan đến độ xốp, độ cứng, ngoại quan hoặc công đoạn tráng phủ tiếp theo. Ứng dụng trong phòng thí nghiệm giúp thu hẹp lựa chọn; tuy nhiên, độ ổn định chuyển giao và đặc tính ở tốc độ sản xuất vẫn cần được đánh giá trên máy.

Hãy thống nhất các tiêu chí chấp nhận trước khi thử nghiệm trên máy. Ghi lại đầy đủ bối cảnh vận hành để phân biệt hiệu suất của tinh bột với biến động của phối liệu hoặc quy trình. Một tờ giấy chắc hơn được sản xuất với độ ẩm, mức độ nghiền hoặc định lượng cơ bản khác không phải là phép so sánh rõ ràng. Cần tính đến thời gian phản ứng của hệ thống, đặc biệt khi nước tuần hoàn có thể làm chậm quá trình ổn định sau một thay đổi ở đầu ướt.

Sau đó, các phép so sánh thương mại nên sử dụng tổng chi phí trên mỗi tấn thành phẩm có thể bán. Bao gồm lượng tinh bột khô tiêu thụ, yêu cầu pha chế, tải sấy, các hạn chế sản xuất và tổn thất chất lượng nếu có thể đo lường. Giá mua thấp hơn có thể bị triệt tiêu bởi khả năng giữ lại kém hoặc yêu cầu lượng nhận cao hơn. Ngược lại, một sản phẩm có giá cao hơn cần mang lại lợi ích đo lường được trong điều kiện nhà máy để biện minh cho mức giá cao.

Trao đổi với nhà cung cấp sẽ hiệu quả hơn sau khi khoảng vận hành này được xác định. Hãy yêu cầu thông tin cụ thể theo từng cấp sản phẩm về đặc tính điện tích khi có liên quan, độ nhớt trong các điều kiện đã nêu, yêu cầu nấu, thông số chất rắn và độ ẩm, cũng như đặc tính bảo quản. Đối với giấy dùng cho các ứng dụng tiếp xúc với thực phẩm, hãy yêu cầu tài liệu phù hợp với đúng cấp sản phẩm, mục đích sử dụng và thị trường đích; tuyên bố chung cho cả một dòng sản phẩm là chưa đủ.

Lựa chọn tốt nhất là loại tinh bột liên tục đáp ứng tính chất giới hạn của giấy trong phạm vi năng lực pha chế, ứng dụng và sấy của nhà máy. Nếu lượng tinh bột bổ sung không còn tạo ra phản ứng hữu ích, hãy xem xét lại khả năng giữ lại, độ thâm nhập và cấu trúc tờ giấy cơ bản trước khi phê duyệt mục tiêu tiêu thụ cao hơn. Đây là thời điểm mà việc so sánh giữa hồ đầu ướt và hồ bề mặt trở thành một quyết định vận hành có cơ sở.