Отжим и промывка мокрой тресты

Необходимость операций отжима и промывки

Промышленные способы приготовления тресты протекают в жидкой среде. Во всех случаях треста содержит 3−3.5 кг влаги на 1 кг сухого материала. Для механической обработки влажность должна составлять 12−13%. Получить такую тресту можно путем естественной или искусственной сушки. Однако это экономически не целесообразно — основная масса влаги должна быть удалена наиболее дешевым механическим путем. Из известных способов (прессование, центрифугирование, вальцовый отжим) наиболее простым и распространенным является последний. Все существующие отжимные машины работают по этому принципу.

Важным для механической обработки тресты является не только удаление влаги, но и удаление при этом различных загрязняющих веществ. Если не удалить загрязнения до сушки, то волокно будет грубым, темным, плохо дробимым. Сравнение химического состава моченцового волокна, полученного из непромытой и промытой тресты (табл. 1) показывает, что к основным загрязнениям, удаляемым при промывке, относятся минеральные нерастворимые вещества, гемицеллюлозы и пектины. При пропаривании тоже большая часть веществ (органических кислот, фурфурола и т. д.) не растворяется в воде и остается на стеблях.

Таблица 1. Сравнение химического состава моченцового волокна, полученного из непромытой и промытой тресты.

Поэтому отжим всегда сопровождается промывкой. Наиболее распространенными способами промывки являются дождевание, пропуск материала через водные ванны с интенсивным движением жидкости, подводный отжим.

Во всех применяемых машинах количество влаги, удаляемой из материала, зависит от: скорости движения материала в вальцах, давления вальцов на материал, толщины слоя материала, жесткости покрытия вальцов и их диаметра.

Рассмотрим эти факторы.

Влияние скорости движения.

Рассматриваем движение жидкости в слое стеблей как в пористом теле (рис. 1).

Рис. 1. Схема отжима материала в вальцах.

В этом случае движение жидкости будет подчиняться закону Дарси.

Q= K*F*h/L,.

Q — расход жидкости при фильтрации, м³/с;

K — коэффициент фильтрации, м²/(Па*с);

F — площадь поперечного сечения слоя, м²;

h — потеря давления на рассматриваемом участке, Па;

L — длина участка, м.

Можно доказать, что К = Н-2Rcosц Количество влаги, удаляемой из материала в данном сечении, зависит от абсолютной скорости движения жидкости:

на = н_r — н_e ,.

где н_r — скорость движения жидкости относительно материала, м/с;

н_e — скорость материала в вальцах, м/с.

Скорость материала равна скорости вальцов, постоянна и всегда известна. Влага будет удаляться из тех сечений слоя, для которых абсолютная скорость имеет положительное значение (направлена в сторону противоположную движению материала). Частицы жидкости с отрицательной абсолютной скоростью будут уноситься вместе с материалом. Т. е. чем меньше скорость движения материала, тем больше удаляется влаги.

Влияние давления на обезвоживание

Различное давление вальцов на материал вызывает и различную величину его поперечного сжатия. Сначала с ростом деформации происходит уменьшение объема пор и пустот, затем сокращается объем макро и микрокапиляров.

Закон изменения деформации стеблевого материала от давления в общем виде известен и представляет собой экспоненциальную зависимость рис. 2а.

Зависимость остаточного влагосодержания W от величины деформации стеблевого слоя при сжатии также имеет экспоненциальный характер рис. 2б.

Зависимость остаточного влагосодержания от давления представлена на рис. 2 В, получена на основе первых двух зависимостей и также имеет экспоненциальный вид.

Рис. 2. Изменение остаточного влагосодержания от удельного давления.

Влияние толщины слоя и его неравномерности на результаты отжима.

Экспериментальные данные показывают (рис.3), что вначале резкое падение остаточной влажности с увеличением толщины тонких слоев материала, в дальнейшем с возрастанием толщины слоя материала остаточное влагосодержание увеличивается. В первом случае причиной снижения остаточной влажности после отжима является перенос влаги с вальцов на материал. количество влаги, переходящей с вальцов, не зависит от толщины слоя и является постоянным, поэтому оно существенно влияет на остаточную влажность только тонких слоев.

При возрастании толщины слоя увеличивается путь движения вытесняемой жидкости для стока из верхних и внутренних слоев к нижним.

Установлено также, что особенно значительно при отжиме влияние неравномерности слоя по толщине. Как показывает практика, разница во влагосодержании в различных участках неравномерного по толщине слоя, как правило, между средней частью и краями достигает 100% и более. Это крайне отрицательно сказывается на процессе сушки. Для уменьшения неравномерности остаточного влагосодержания применяются эластичные покрытия на отжимных вальцах.

Рис. 3. Влияние плотности загрузки на отжим.