Ultrasəs dispersiyası yaş hissənin iş göstəricilərini necə yaxşılaşdırır və xərcləri azaldır

Kağız istehsalçıları bilirlər ki, yaş hissə yaxşı niyyətlərin fizika ilə mübarizəyə girdiyi yerdir.
Pulunuzun ala biləcəyi ən yaxşı tutulma köməkçilərini, fiksatorları, yapışqanlama maddələrini, boyaları, doldurucuları və möhkəmləndirici qatranları ala bilərsiniz – lakin onlar kağız kütləsində tez və bərabər dispersləşməsələr, sonrakı mərhələlərdə bunun əvəzini qeyri-qənaətbəxş təbəqə formalaşması, kimyəvi maddələrə daha yüksək tələbat, qatranlı və yapışqan çirklərlə bağlı problemlər, qeyri-sabit susuzlaşdırma və lazımsız kağız qırılmaları ilə ödəyəcəksiniz.
İndi getdikcə daha çox kağız fabriki az qala həddindən artıq sadə görünən bir təkmilləşdirməni nəzərdən keçirir: yaş hissə kimyəvi maddələrinin ultrasəs dispersiyasını. Yalnız mexaniki kəsilməyə və ya uzadılmış qarışdırma müddətinə güvənmək əvəzinə, yüksək güclü ultrasəs aqlomeratları parçalayan və aktiv komponentləri daha bərabər paylayan intensiv mikroqarışdırma yaradır – özü də ənənəvi qarışdırıcılardan daha az enerji ilə.
Bunun nə üçün işlədiyini və müasir kağız maşınları üçün niyə xüsusilə cəlbedici olduğunu öyrənin.

Yaş hissə kimyəvi maddələrinin ultrasəs dispersiyası nədir?

Ultrasəs dispersiyası sonotrod (zond) vasitəsilə mayeyə ötürülən yüksək tezlikli mexaniki rəqslərdən (ultrasəsdən) istifadə edir. Sənaye sistemlərində əsas mexanizm akustik kavitasiyadır – mikroskopik qabarcıqların sürətlə yaranması və çökməsi. Bu çökmə aşağıdakıları həyata keçirə bilən lokal kəsilmə qüvvələri və mikroşırnaqlar yaradır:

• Tozların və mineral suspenziyaların aqlomeratlarını parçalamaq
• Emulsiyaları və polimer məhlullarını homogenləşdirmək
• Qarışdırılması çətin olan kimyəvi maddələrin islanmasını yaxşılaşdırmaq və onlarda «balıq gözü» topalarını azaltmaq
• Bərk maddə miqdarı yüksək olduqda əlavələri daha bərabər paylamaq

Yaş hissə baxımından bu o deməkdir ki, əlavələr topaların içində ilişib qalmadan, zəif islanmadan və ya qeyri-bərabər paylanmadan, pul ödədiyiniz funksiyanı yerinə yetirə bilər.

Hielscher UIP6000hdT kimi sənaye ultrasəs dispersatorları kağız istehsalında yaş hissə kimyəvi maddələrinin bərabər dispersiyasını təmin edir və bunun nəticəsində prosesin səmərəliliyi artır, kimyəvi maddə, su və enerji sərfi azalır.

Ultrasəslə emal yaş hissəyə nə üçün fayda verir

Dispersiya keyfiyyətinin birbaşa pula çevrildiyi bir zona varsa, o da yaş hissədir. Kağız istehsalı kimya ilə hidrodinamika arasında bir yarışdır:

• Tutulma və susuzlaşdırma reaksiyaları sürətlə baş verir
• Kəsilmə şəraiti əlavəetmə nöqtəsindən asılı olaraq kəskin dəyişir
• Dozalama nəzarətdə saxlanılmadıqda əlavələr qarşılıqlı təsirə girə və ya bir-birini neytrallaşdıra bilər
• Kiçik qarışdırma problemləri böyük maşın problemlərinə çevrilir

Ultrasəs əlavəetmə nöqtəsindən əvvəl əlavə axınını, seyreltmə axınını və ya resirkulyasiya dövrəsini emal edən, nəzarət olunan axın xətti dispersiya mərhələsi kimi tətbiq oluna bilər. Məqsəd «hər yerdə daha çox qarışdırma» deyil, məhz vacib olan yerdə daha yaxşı qarışdırmadır.

 
 
Fabriklər üçün əhəmiyyətli olan praktik üstünlüklər:

1. Daha yaxşı dispersiya kimyəvi maddələrin daha səmərəli işləməsi deməkdir
   Polimerlər, mineral suspenziyalar və ya emulsiyalar daha yaxşı dispersləşdirildikdə çox vaxt aşağıdakılar müşahidə olunur:
   • Eyni iş göstəricilərinə nail olmaq üçün daha az kimyəvi maddə sərfi
   • Daha sabit tutulma/susuzlaşdırma davranışı
   • Təbəqə formalaşmasının yaxşılaşması və dəyişkənliyin azalması
   • Zəif dispersləşdirilmiş yapışqan çirklər, lateks və ya qatranlı çirklərə nəzarət proqramları ilə əlaqəli çöküntülərin azalması

   Bir çox hallarda fabriklər kimyəvi maddələri az dozalamırlar – qeyri-sabit dispersiyanı kompensasiya etmək üçün həddindən artıq dozalayırlar.

2. Daha sürətli islanma, daha az «qarışdırma sürprizi»
   Bəzi yaş hissə əlavələri gel kürəcikləri, «balıq gözü» topaları və ya mikrotopalar əmələ gətirmələri ilə tanınır (xüsusilə daha yüksək konsentrasiyalarda). Ultrasəsin kavitasiya nəticəsində yaratdığı mikrokəsilmə sabit, bərabər vəziyyətə çatmaq üçün tələb olunan vaxtı xeyli qısalda bilər – bu, aşağıdakılar üçün faydalıdır:
   • Polimer məhlullarının hazırlanması
   • Doldurucuların və piqmentlərin dispersləşdirilməsi
   • Emulsiyaların və mum/ASA ilə əlaqəli sistemlərin sabitləşdirilməsi (prosesdən asılı olaraq)
   • Boyaların və optik əlavələrin paylanmasında sabitliyin yaxşılaşdırılması
3. Dayanmalara səbəb olan amillərin azalması (çöküntülər, qırılmalar, dəyişkənlik)
   Bərabər dispersiya çöküntülərə, keçənin tıxanmasına və keyfiyyət dəyişmələrinə səbəb olan lokal həddindən artıq dozalamanı və yüksək konsentrasiyalı «qaynar nöqtələri» azaltmağa kömək edir. Sabitlikdə hətta mülayim yaxşılaşmalar da daha az qırılmaya və spesifikasiyalara uyğun gəlməyən məhsul istehsalının azalmasına gətirib çıxara bilər.

Xətti miqyaslandırma: ultrasəs nə üçün yalnız laboratoriya üçün deyil

Yeni qarışdırma texnologiyaları ilə bağlı yayılmış narahatlıq miqyasın artırılmasıdır: «Kimyəvi stəkanda işləyir… bəs kağız maşınında işləyə bilərmi?»
Sənaye ultrasəs sistemləri xətti miqyaslandırma üçün layihələndirilə bilər, çünki gücün və axın reaktoru həcminin modul şəkildə artırılması ilə emal gücü genişləndirilir. Praktikada bu, aşağıdakıları bildirir:
Bir əlavə axınında tək bir axın xətti ultrasəs qurğusu ilə başlaya bilərsiniz
Əlavə sonotrodlar/axın hüceyrələri və generator gücü əlavə etməklə emal gücünü genişləndirə bilərsiniz
Vahid həcmə düşən enerji daxilolmasının və qalma müddətinin sabitliyini nəzərdə tutan layihələndirmə ilə müqayisəolunan proses intensivliyini saxlaya bilərsiniz
Bu, aşağı riskli yol axtaran fabriklər üçün xüsusilə cəlbedicidir: bir kimyəvi maddə dövrəsində pilot sınaq aparmaq, əsas fəaliyyət göstəricilərini (KPI) təsdiqləmək, sonra miqyası genişləndirmək.

Enerji səmərəliliyi və güclü təsirlər

Ultrasəs dispersiyası çox vaxt insanların düşündüyündən daha çox enerjiyə qənaət edir, çünki bütün kütlə çənini daha güclü hərəkətə gətirməyə çalışmırsınız – enerjini məhz dispersiyanın baş verdiyi yerə tətbiq edirsiniz.
Böyük bir çən boyunca qarışdırıcının yükünü artırmaq (və kəsilmənin hər mikrotopaya çatacağına ümid etmək) əvəzinə, ultrasəs sonotrodda və kavitasiya zonasında yüksək intensivlikli mikrokəsilmə yaradır; bu, adətən yığcam bir axın xətti proses mərhələsində baş verir.
Enerji sərfinə həssas yanaşan fabriklər üçün məntiq sadədir:

• Əlavə axınındakı dispersiya problemini hədəfə alın
• Resirkulyasiyanı, qarışdırma müddətini və təkrar emalı azaldın
• Kimyəvi maddələrin effektivliyini artırın (bu, kimyəvi maddələrin istehsalına sərf edilmiş ümumi enerjini və xərci azalda bilər)

Hielscher Ultrasonics-dən sənaye səviyyəli seçimlər

Kağız istehsalı mühitlərində avadanlıq seçimi «dispersləşdirə bilərmi» sualı ilə deyil, «sənaye iş rejimlərində, axın xəttində və istehsal müəssisəsində etibarlı işləyə bilərmi» sualı ilə bağlıdır.
Hielscher Ultrasonics fasiləsiz işləmə və miqyasın artırılması üçün layihələndirilmiş sənaye ultrasəs cihazı platformaları təklif edir; bunlara daxildir:

• Tətbiq imkanlarının sınaqdan keçirilməsi və parametrlərin işlənib hazırlanması üçün masaüstü və pilot sistemlər
• İstehsal axın sərflərində axın xətti dispersiyası üçün uyğun sənaye prosessorları
• Yaş hissə kimyəvi maddələrinin hazırlanması və dozalanması üçün çərçivə üzərində quraşdırılmış modullara inteqrasiya edilən axın reaktoru konfiqurasiyaları
• Prosesi yenidən qurmağa ehtiyac olmadan emal gücünü genişləndirmək üçün gücün modul şəkildə miqyaslandırılması

Başqa sözlə: ultrasəs dispersiyasını kiçik miqyasda qiymətləndirə, sonra təyinatı dəyişdirilmiş laboratoriya alətlərindən deyil, fabrik şəraiti üçün nəzərdə tutulmuş sənaye avadanlığından istifadə edərək tam istehsal miqyasına keçirə bilərsiniz.

Kağız fabrikləri ultrasəs dispersiyasını adətən harada tətbiq edir

Hər fabrikin yaş hissəsi özünəməxsusdur, lakin ultrasəs dispersiyası adətən aşağıdakılar üçün qiymətləndirilir:

• Doldurucu və piqment dispersiyaları (məsələn, aqlomeratların parçalanmasını və paylanmanı yaxşılaşdırmaq üçün)
• Polimer məhlullarının hazırlanması və aktivləşdirilməsi (gel topalarının azaldılması, sabitliyin yaxşılaşdırılması)
• Örtük və ya səth emalı kimyəvi tərkiblərinin hazırlanması dövrələri (dispersiya keyfiyyəti iş göstəricilərini məhdudlaşdırdıqda)
• Ənənəvi qarışdırmanın çətinliklə öhdəsindən gəldiyi mürəkkəb emulsiyalar və ya bərk maddə miqdarı yüksək olan suspenziyalar

Ən yaxşı namizədlər adətən dispersiya keyfiyyətinin iş göstəricilərini məhdudlaşdırdığı və yaş hissənin ümumi balansını pozmadan axın xətti qurğusunun quraşdırıla bildiyi axınlardır.

Ultrasəs dispersiyası ilə daha yaxşı nəticələr və əhəmiyyətli qənaət

Hielscher ultrasəs cihazları kağız fabriklərinə yaş hissə əlavələrinin sonrakı seyreltilməsi zamanı təzə suya və ya şəffaf filtrata tələbatı əhəmiyyətli dərəcədə azaltmağa – hətta aradan qaldırmağa – imkan verir və fabrikin ümumi su sərfinin təxminən 10–18%-i qədər suya qənaət təmin edir. Yüksək səmərəli və bərabər dispersiyaya nail olmaqla bu sənaye səviyyəli ultrasəs sistemləri kimyəvi maddələrin və əlavələrin daha effektiv istifadəsini təmin edir; nəticədə yaş hissə prosesi daha təmiz olur, kağızın keyfiyyəti yaxşılaşır və kimyəvi maddələrə tələbat əhəmiyyətli dərəcədə azalır – adətən 20–60% və ya daha çox.
Kağız istehsalında dispersiya keyfiyyətindəki kiçik dəyişikliklər maşının fasiləsiz işləmə qabiliyyətində, kimyəvi maddələrin səmərəliliyində və keyfiyyətin sabitliyində gözləniləndən daha böyük yaxşılaşmalar yarada bilər. Yaş hissə kimyəvi maddələrinin ultrasəs dispersiyası diqqət cəlb edir, çünki o:

• Xətti, modul şəkildə miqyaslandırıla bilir
• Mikrokəsilməni dispersiyanın həqiqətən baş verdiyi yerə yönəldərək enerjidən səmərəli istifadə edir
• Fasiləsiz emal üçün layihələndirilmiş ultrasəs cihazı sistemləri ilə sənaye tətbiqinə hazırdır

Qeyri-sabit qarışdırmanı daha çox kimyəvi maddə ilə kompensasiya etməkdən yorulan fabriklərə ultrasəs fərqli bir yanaşma təklif edir: kimyəvi maddələrin kağız kütləsinə çatmazdan əvvəl daha yaxşı işləməsini təmin edin.