Laboratoryjne mokre rozdrabnianie mas chemicznych

Wysuszona albo zagęszczona masa celulozowa nie jest od razu jednorodną zawiesiną pojedynczych włókien. Włókna mogą być połączone w płatki, kłaczki i zwarte fragmenty. Mokra dezintegracja ma te struktury rozdzielić w wodzie w powtarzalnych warunkach. Jej celem nie jest wytworzenie gotowego papieru ani zamierzone rozwinięcie właściwości włókien przez intensywne mielenie.

ISO 5263-1:2004 traktuje dezintegrację jako etap przygotowania porcji do badań wykonywanych według innych norm dotyczących mas włóknistych.

W dezintegracji laboratorium dąży do uzyskania możliwie jednorodnej zawiesiny z próbki, której stan ma odzwierciedlać badaną masę. Chodzi przede wszystkim o rozdzielenie aglomeratów i płatków powstałych podczas odwadniania, prasowania lub suszenia. Jeżeli przygotowanie próbki samo znacząco zmieni stan włókien, późniejszy test może mierzyć nie tylko cechę próbki, ale także efekt zbyt intensywnej obróbki.

Mielenie laboratoryjne jest natomiast osobnym, kontrolowanym etapem technologicznym. Przykładowo ISO 5264-2:2011 opisuje metodę młyna PFI dla mas chemicznych i półchemicznych. Tam liczba obrotów i warunki pracy służą celowemu uzyskaniu określonego stopnia obróbki. Dezintegracja z ISO 5263-1 poprzedza takie badanie lub inne badania wymagające zawiesiny.

Podczas suszenia włókna zbliżają się do siebie i tworzą kontakty, które utrudniają ponowne rozproszenie. W praktyce sucha masa wymaga zwilżenia przed właściwą dezintegracją. Niedostatecznie zwilżone fragmenty mogą przetrwać jako płatki i sprawić, że pobrana później porcja zawiesiny nie będzie reprezentatywna.

Jednocześnie nie należy zakładać, że po kontakcie z wodą włókna odzyskują dokładnie ten sam stan co przed suszeniem. Zmiany struktury ściany komórkowej związane z suszeniem są jednym z powodów, dla których sposób przygotowania próbki musi być powtarzalny.

Laboratoryjny dezintegrator wytwarza intensywny ruch wody i włókien, który rozdziela zwilżoną masę. ISO 5263-1 określa aparat oraz procedurę, dlatego nie należy zastępować urządzenia dowolnym mieszadłem tylko dlatego, że wizualnie również rozprasza włókna. Geometria naczynia, element roboczy, prędkość oraz sposób liczenia pracy urządzenia wpływają na energię przekazywaną zawiesinie.

Przed seriami badań warto kontrolować czystość naczynia, stan elementów roboczych, poprawne działanie licznika lub sterowania, szczelność i brak pozostałości poprzedniej próbki.

Po prawidłowym przygotowaniu zawiesina powinna nadawać się do reprezentatywnego pobierania kolejnych porcji. Duże, suche lub zwarte płatki wskazują na niedostateczne zwilżenie albo dezintegrację. Z drugiej strony bardzo agresywna dodatkowa obróbka „aż będzie idealnie gładko” może wyjść poza warunki metody i zmienić materiał.

Operator powinien obserwować także pianę, zanieczyszczenia, nierozproszone dodatki, obecność ciał obcych oraz nietypowe zachowanie zawiesiny. Jeżeli próbka zawiera materiały niecelulozowe, kleje albo pozostałości produktu gotowego, może wymagać innej metody przygotowania. ISO 5263-1 dotyczy mas chemicznych, a nie dowolnego rozdrabniania całych wyrobów papierowych do analizy.

Minimalny zapis powinien identyfikować próbkę, rodzaj masy, zastosowaną metodę, datę i operatora. Jeżeli sposób przygotowania odbiega od normy, odstępstwo trzeba nazwać wprost. Warto również zapisać, czy wynik suchej masy pochodzi z pomiaru, jakie było stężenie zawiesiny po przygotowaniu oraz do jakiego kolejnego badania została użyta.

W systemie jakości pomocne są numery urządzenia, status kontroli lub wzorcowania elementów pomiarowych, wersja instrukcji roboczej i identyfikator użytego dokumentu ISO. Dzięki temu wyniki z różnych dni można porównać nie tylko po liczbie obrotów, ale po całym łańcuchu przygotowania.