РАЗМОЛ ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ КАК МЕХАНОХИМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
УДК 676.024.61
Аннотация
Известно, что процесс размола волокнистых полуфабрикатов протекает в виде четырех последовательных стадий, сопровождающихся сложными процессами фибрилляции и гидратации подвергающихся механическому воздействию волокон. Развитие этих процессов во времени определяет динамику изменений целлюлозного волокна, приводящую, в конечном итоге, к формированию необходимых бумагообразующих свойств. В работе показано, что представление размола волокнистых полуфабрикатов как механохимического процесса позволяет сформулировать математическую модель динамики размола на основе принципов формальной кинетики. Последнее позволяет выделить стадии процесса размола в виде стандартного кинетического механизма последовательно протекающих реакций.
Соответствующая модель представлена в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами, решение которой не представляет принципиальных трудностей. Так как экспериментально определяется не степень деструкции, а градус помола, предложено зависимость между этими величинами представить в виде степенного ряда с ограничением в виде линейного приближения. Однако вследствие большой размерности параметрическая идентификация модели имеет принципиальные трудности. В работе предложен способ редукции, позволяющий преодолеть проблему. Соответствующие параметры идентифицированы сопоставлением модели и массива экспериментальных данных. Представленный подход дает возможность получить адекватное замкнутое математическое описание динамики размола волокнистых полуфабрикатов.
Скачивания
Metrics
Литература
Ostwald W. Lehrbuch der allgemeinen Chemie Bd. 2 Stöchiometrie. Leipzig: Engelmann, 1981, 1163 p.
Boldyrev V.V. Fundamental'nyye osnovy mekhanicheskoy aktivatsii, mekhanosinteza i mekhanokhimicheskikh tekhnologiy. [Fundamentals of mechanical activation, mechanosynthesis and mechanochemical technologies]. Novosi-birsk, 2009, 343 p. (in Russ.).
Baramboym N.K. Mekhanokhimiya vysokomolekulyarnykh soyedineniy. [Mechanochemistry of high-molecular com-pounds]. Moscow, 1971, 364 p. (in Russ.).
Butyagin P.Yu. Uspekhi khimii, 1971, vol. 40, no. 11, pp. 1935–1959. (in Russ.).
Kryazhev A.M. Sb. plenarnykh dokl. 5-y mezhdunar. konf. PAP-FOR-98. [Sat. plenary reports 5th Int. conf. PAP-FOR-98]. St. Petersburg, 1998, pp. 189–198. (in Russ.).
Osovskaya I.I., Baykova V.S., Poltoratskiy G.M. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2015, no. 1, pp. 175–180. (in Russ.).
Ivanov S.N. Tekhnologiya bumagi. 3 izdaniye. [Paper technology. 3rd edition]. Moscow, 2006, 384 p. (in Russ.).
Paulapuro H. Papermaking science and technology. Book 8. Papermaking: part 1. Stock preparation and wet end. Ota-niemi, 2000. 461 p.
Batchelor W.J. Nordic pulp & paper research journal, 1999, vol. 14, no. 4, pp. 285–286.
Tekhnologiya tsellyulozno-bumazhnogo proizvodstva. T. 2. Chast' pervaya. Tekhnologiya proizvodstva i obrabotki bumagi i kartona. [Pulp and paper production technology. Vol. 2. Part one. Technology of production and processing of paper and cardboard]. St. Petersburg, 2005, pp. 36–37. (in Russ.).
Kalinin N.N. Zhurn. prikl. Khimii, 1984, no. 11, pp. 2538–2542. (in Russ.).
Kryazhev A.M., Shpakov F.V., Glazunov A.I. Tsellyuloza. Bumaga. Karton, 1998, no. 3-4, pp. 22–23. (in Russ.).
Antonova N.I., Malinovskaya G.K., Yeremeyeva I.I., Sebeleva G.V. Bumazhnaya promyshlennost', 1987, no. 4, p. 8. (in Russ.).
Goncharov B.H., Legotskiy C.C. Razmalyvayushcheye oborudovaniye i podgotovka bumazhnoy massy. [Grinding equipment and pulp preparation]. Moscow, 1990, pp. 6–7. (in Russ.).
Alashkevich Yu.D., Ushakov A.V., Kozhukhov V.A., Kovalev V.I. Khimiya Rastitel'nogo Syr'ya, 2020, no. 4, pp. 315–329. (in Russ.).
Alashkevich Yu.D., Konyukhova V.V., Yurtayeva L.V. Khvoynyye boreal'nyye zony, 2018, vol. 36, no. 5, pp. 371–374. (in Russ.).
Chen L.-h., He B.-h., Zhan H.-y., Lu Q.-h. J. Fujian Coll. Forest, 2001, vol. 21, no. 2, pp. 116–119.
Alikin V.P. Fiziko-mekhanicheskiye svoystva prirodnykh volokon, izmeneniye etikh svoystv v protsessakh razmola i su-shki. [Physico-mechanical properties of natural fibers, changes in these properties during grinding and drying process-es]. Moscow, 1969, 140 p. (in Russ.).
Ivanov S.N. Bumazhnaya promyshlennost', 1967, no. 11, pp. 11–13.
Hietanen S., Ebeling K. Paper ja Puu, 1990, vol. 72, no. 2, pp. 156–169.
Konrad O., Czechowski J. Ann. Warsaw Agr. Univ. Forest and Wood Technol., 2006, no. 59, pp. 132–136.
Legotskiy S.S., Laptev L.N. Razmol bumazhnoy massy. [Pulp grinding]. Moscow, 1981, 89 p. (in Russ.).
Karlsson M., Malashenko A. 86th Annual Meeting of PAPTAC (Pulp and Paper Technical Association of Canada). Montreal, 2000, pp. 273–280.
Steenberg B. Svensk Papperstidning, 1963, vol. 66, no. 22, pp. 933–939.
Eyring G., Lin S.G., Lin S.M. Osnovy khimicheskoy kinetiki. [Fundamentals of chemical kinetics]. Moscow, 1983, 522 p. (in Russ.).
Copyright (c) 2023 Химия растительного сырья
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторы, которые публикуются в данном журнале, соглашаются со следующими условиями:
1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и передают журналу право первой публикации вместе с работой, одновременно лицензируя ее на условиях Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным указанием авторства данной работы и ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
2. Авторы сохраняют право заключать отдельные, дополнительные контрактные соглашения на неэксклюзивное распространение версии работы, опубликованной этим журналом (например, разместить ее в университетском хранилище или опубликовать ее в книге), со ссылкой на оригинальную публикацию в этом журнале.
3. Авторам разрешается размещать их работу в сети Интернет (например, в университетском хранилище или на их персональном веб-сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению, а также к большему количеству ссылок на данную опубликованную работу.
