一种造纸湿部消泡剂的性能评价

刘德明，沈兴楠

（1.安徽銮威化工科技开发有限公司，安徽马鞍山243000；2.马鞍山市消泡剂工程技术研究中心，安徽马鞍山243000；3.民丰特种纸股份有限公司，浙江嘉兴314000）

造纸企业生产中环境保护、减少污染物排放、节能降耗等措施得到很好的实施，各种助剂的应用提高了成品纸张的预期特性，同时生产用水的封闭、半封闭循环利用使得造纸系统中残留积累了一定的离子、非离子等组分，导致制浆抄纸系统中泡沫的问题比较突出，由于泡沫的产生给生产过程、成品质量、设备的有效运行、现场管理带来许多负面影响，因此最大限度地减轻和消除生产过程中的泡沫已引起造纸企业的高度重视。

根据造纸湿部的特殊工艺和泡沫的成因，安徽銮威化工科技开发有限公司研发了一款有针对性的消泡剂（或造纸脱气剂）XP-530D，其主要成分是高级脂肪醇（或高碳醇），呈白色均一乳状液体。

消泡剂是一种消除泡沫或脱除气泡的功能性助剂，它是以细小微粒形态分散在起泡介质中的，其特性是：不溶于或微溶于起泡介质，表面张力比

起泡介质更低。正是由于消泡剂良好的渗透性和较低表面张力的特性，其吸附在泡沫表面时，使泡沫的局部表面张力降低，干扰起泡介质气液界的表面张力，使泡沫表面张力不均匀而破泡，以达到消泡的效果[1]。造纸湿部消泡剂又称脱气剂，有别于传统意义上的消泡剂，即其先把起泡介质中的气泡脱除到液体表面，然后再消除泡沫。

1 实验部分

1.1 起泡介质的配制

由于从企业带回的白水在运输和放置过程会发生变化，会影响实验效果，所以只能用模拟现场疏解废纸原料提取白水来做相关实验。用实验室打浆机（23 L）疏解废纸原料，取从造纸企业带回的风干的箱板纸、纱管、瓦楞纸、灰板纸和报纸，加水调整浆料质量分数为2.5%左右。疏解后的浆料打浆度一般不大于307 SR°（28～307 SR°）。根据不同情况分别加入或不加相当于绝干浆质量2%的糊化淀粉，加入质量分数为0.1%磷酸乙醇酸磷酸酶（PGP）适量及适量的松香胶、硫酸铝溶液等。放出浆料，把浆料浓度调整到质量分数0.7%左右，然后用120目筛网过滤，滤液就是实验用白水[2]。

1.2 消泡剂性能的实验室测试

为了对比，实验选择浙江某包装纸生产企业现场使用的消泡剂A、消泡剂B来作为参考，它们分别主要由含氧化合物、乳化剂和增效剂组成，但生产方式有所不同。

消泡剂性能测试方法按照参考文献[3]采用循环鼓泡法进行，结果见表1。实验中，泡沫体积从300 mL降到最低点所需的时间越短，说明消泡剂的消泡性能越好，反之消泡性能越差；泡沫体积重新达到300 mL时所需的时间越长，则说明消泡剂的抑泡性能越好，反之越差。

由表1的实验数据可知，XP-530D具有较好的消泡性能和抑泡性能，明显优于现场使用的消泡剂A和消泡剂B。

1.3 现场模拟实验

实验设备：23 L实验室打浆机，秒表，钢尺。

实验参数：打浆机频率为40 Hz，电机转速为1 100 r/min，不进刀；测试白水温度为38℃。

表1 3种消泡剂的消、抑泡性能测试数据

取一定量的实验用白水，加入实验打浆机中循环一定时间使白水起泡，然后每间隔10 min向白水中加入一定量的消泡剂，记录泡沫消失的时间和泡沫再次上涨并稳定在一定高度的时间，结果见表2。

表2 3种消泡剂现场模拟实验测试情况对比

由实验打浆机模拟实验和表2实验数据可知：XP-530D消泡性能优于消泡剂A和消泡剂B，且消泡剂A优于消泡剂B；XP-530D的抑泡性能优于消泡剂A和消泡剂B，且消泡剂A优于消泡剂B。

2 现场应用试验

根据消泡剂性能的实验室测试和打浆机模拟的测试结果，在浙江某包装纸生产企业的大力支持下，对消泡剂XP-530D在纸机上又进一步做了现场应用试验。

该包装纸生产企业是以100%国废为原料生产包装用纸，年产量7万t，现场车速为400 m/min；用淀粉作为表面施胶剂，浆内不加助剂；成品率89%，损纸量较多；白水温度为32～35℃；网前箱pH为6.5～7.5。

现场观察到网前箱、白水池、地沟等3处的泡沫比较多，其中白水池和地沟处已有泡沫溢出的情况。现场时有断纸情况发生。

现场试验中消泡剂XP-530D从底层成形网下第2块和第3块刮水板空隙处加入。试验情况见表3。

表3 消泡剂XP-530D现场应用试验记录

通过现场应用测试结果，最终确定消泡剂的最佳流量为25～30 mL/min。使用XP-530D后，耗水量下降，成品率提高，现场环境得到改善，断纸情况也有明显的改善，废水处理系统内泡沫明显减少。该包装纸生产企业对消泡剂XP-530D的现场试验结果表示满意。

3 结论

通过实验室测试、打浆机模拟测试和现场应用试验，结果表明：消泡剂XP-530D具有良好的性能和应用效果，适合在造纸湿部工序中使用。

［1］ 刘德明，朱明琴，黄凤美.循环鼓泡法评价金属加工液消泡剂［J］.合成润滑材料，2013，40（1）：28-29.

［2］ 刘德明，沈兴楠，黄飞彪，等.包装纸生产中湿部消泡与现场效果评价［J］.造纸化学品，2017，29（3）：20-24.

［3］ 吴飞，曹治平.两种新型造纸消泡剂的现场应用测试［J］.江苏造纸，2007（2）：41-45.