폴리아크릴아미드를 통해 제지 산업의 생산 효율성을 개선하는 방법

폴리아크릴아마이드제지 산업에서 널리 사용되는 첨가제입니다. 수용성 고분자인 폴리아크릴아미드(PAM)는 응집, 증점, 분산 및 기타 특성이 우수합니다. 다양한 기능을 가진 여러 공정에 적용될 수 있습니다. 제지 산업에서 PAM은 필수적인 역할을 합니다. 펄프의 특성을 개선하고 제지 기계의 가동 효율을 높임으로써 제지 산업에 상당한 경제적 이익을 가져다주었습니다. 본 논문에서는 제지 생산에 폴리아크릴아미드를 적용하고 생산 효율 향상에 미치는 영향을 자세히 논의합니다.

폴리아크릴아마이드의 기본 특성 및 기능

폴리아크릴아미드는 전하 특성에 따라 비이온성, 음이온성, 양이온성, 양쪽성으로 구분되는 고분자 중합체입니다. PAM은 물에 용해될 때 긴 사슬 분자 구조를 가지고 있어 응집, 증점, 보유 보조, 여과 보조 등 우수한 기능을 발휘합니다. 제지 산업에서 폴리아크릴아미드는 주로 다음과 같은 용도로 사용됩니다.

1. 유지 보조제:

PAM 분자는 긴 사슬 구조를 가지고 있으며, 섬유와 충전제 표면에 흡착되어 브릿지를 형성할 수 있습니다. 이를 통해 종이 웹(paper web)에서 충전제와 섬유의 유지율을 향상시킵니다. 백수(white water)에서 섬유 손실을 줄이고 원료 손실을 줄입니다. 충전제와 섬유의 유지율을 높임으로써 평활성, 인쇄성, 강도와 같은 종이의 물리적 특성을 향상시킬 수 있습니다.

2. 필터 보조 장치:

펄프의 탈수 성능을 향상시키고, 물 여과 과정을 가속화하며, 에너지 소비를 줄입니다.

3. 응집제:

슬러지 탈수 촉진: PAM은 펄프에 있는 작은 섬유, 충전재 및 기타 부유 물질을 효과적으로 응집시켜 큰 입자 응집물을 형성하고, 슬러지 침전 및 탈수를 가속화하며, 슬러지 처리 비용을 절감합니다.

수질 개선: PAM은 폐수에 포함된 부유 고형물과 유기물을 효과적으로 제거하고, 폐수의 BOD와 COD를 감소시키며, 수질을 개선하고, 환경 오염을 줄일 수 있습니다.

4. 분산제:

섬유 응집 방지: PAM은 펄프의 섬유 응집을 효과적으로 방지하고, 펄프의 균일성을 개선하며, 종이의 품질을 향상시킬 수 있습니다.

제지 기술에 있어서 폴리아크릴아미드의 응용

1. 펄프 준비 단계

펄프 제조 과정에서 미세 섬유와 충전재는 폐수와 함께 쉽게 손실되어 자원 낭비와 환경 오염을 유발합니다. 양이온성 폴리아크릴아미드를 보유 보조제로 사용하면 전하 중화 및 가교 작용을 통해 펄프 내 미세 섬유와 충전재를 효과적으로 포집하고 고정할 수 있습니다. 이는 섬유 손실을 줄일 뿐만 아니라 하수 처리장의 부하도 감소시킵니다.

2. 제지기 습식단 시스템

초지기 습부 시스템에서는 신속한 탈수가 생산 효율 향상의 핵심입니다. 음이온성 또는 비이온성 폴리아크릴아미드를 필터 보조제로 사용하면 섬유 간 응집을 개선하여 섬유 망상 구조에서 물이 더 쉽게 빠져나갈 수 있습니다. 이 공정은 탈수 시간을 크게 단축하는 동시에 건조 단계에서 에너지 소비를 절감합니다.

3. 제지 단계

분산제로서 폴리아크릴아미드는 섬유 응집을 효과적으로 방지하고 종이의 균일성과 표면 평활성을 향상시킵니다. PAM의 분자량과 전하 밀도를 신중하게 선택함으로써 인장 강도 및 인열 강도와 같은 완성된 종이의 물리적 특성도 최적화할 수 있습니다. 또한, 폴리아크릴아미드는 코팅지의 코팅 효과를 향상시키고 종이의 인쇄 성능을 향상시킵니다.

생산 효율 향상에 있어서 폴리아크릴아마이드의 핵심 장점

1. 원자재 손실 감소

보유 보조제를 사용하면 펄프의 미세 섬유와 충전제의 보유율이 크게 향상되고, 원자재 소비가 줄어들며, 생산 비용이 직접적으로 절감됩니다.

2. 탈수 과정을 가속화합니다

필터 보조제를 도입하면 탈수 공정의 효율성이 향상되어 초지기의 작동 속도가 빨라지고 생산 주기가 단축됩니다. 이는 단독 생산 용량을 증가시킬 뿐만 아니라 에너지 소비도 감소시킵니다.

3. 폐수 처리 압력 감소

폴리아크릴아미드는 응집효과를 향상시켜 폐수 중 부유 고형물 함량을 효과적으로 감소시켜, 발생원으로부터 하수처리시설의 부하를 줄이고 기업의 환경보호 비용을 절감할 수 있습니다.

4. 종이 품질 향상

분산제를 사용하면 종이의 섬유 분포가 더 균일해지고, 종이의 물리적, 시각적 특성이 크게 향상되며, 제품의 시장 경쟁력이 강화됩니다.

폴리아크릴아마이드 사용 효과에 영향을 미치는 요인

폴리아크릴아마이드의 성능을 최대한 발휘하려면 다음 요소에 중점을 두어야 합니다.

1. PAM 모델 선택

제지 공정과 종이 종류에 따라 PAM의 분자량과 전하 밀도에 대한 요구 조건이 다릅니다. 고분자량 PAM은 응집 및 여과 보조제에 적합한 반면, 저분자량 PAM은 분산에 더 적합합니다.

2. 추가 금액 및 추가 방법

PAM의 첨가량은 정밀하게 조절되어야 합니다. 과다 첨가는 탈수 성능 저하 또는 생산 비용 증가 등 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 동시에, 효과에 영향을 미치는 국소 응집을 방지하기 위해 균일하게 분산된 첨가 방법을 사용해야 합니다.

3. 공정 조건

온도, pH, 수질 조건 모두 PAM 성능에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 양이온 PAM은 중성에서 약산성 조건에서 가장 잘 작동하는 반면, 음이온 PAM은 알칼리성 환경에 적합합니다.

제지 산업에서 다기능 첨가제인 폴리아크릴아미드는 우수한 응집, 보유, 여과 및 분산 특성을 통해 생산 효율 향상, 생산 비용 절감 및 제품 품질 향상에 중요한 역할을 합니다. 실제 적용 시, 기업은 최적의 경제적, 환경적 이점을 달성하기 위해 자사의 공정 특성과 필요에 따라 PAM의 사용 조건을 합리적으로 선택하고 최적화해야 합니다.