سونوگرافی در تولید کاغذ

اولتراسوند قدرتی به عنوان یک فناوری فرآیندی چندمنظوره و کم مصرف در کارخانه های کاغذسازی مدرن ظهور کرده است. با وارد کردن امواج اولتراسونیک با شدت بالا به سیستم های مایع یا دوغات، آسیاب ها می توانند اثرات کاویتاسیون – تشکیل و فروپاشی حباب میکروسکوپی – را به کار گیرند – برای بهبود اختلاط مواد، انتقال جرم، اصلاح الیاف و حذف آلاینده ها. با توجه به اینکه تولید الیاف بکر و پردازش کاغذ بازیافتی با فشار فزاینده ای برای کاهش مصرف انرژی، مصرف آب و تقاضای شیمیایی مواجه اند، فناوری اولتراسونیک مجموعه ای جذاب از راه حل های خطی و آماده به بازسازی را ارائه می دهد.

سونوگرافی در تولید کاغذ

در تولید کاغذ، سیستم های اولتراسونیک عمدتا برای بهبود کیفیت موجودی، عملکرد الیاف و پایداری فرآیند به کار می روند. یکی از کاربردهای مهم، گاززدایی تعلیق های خمیر کاغذ است. هوای جمع شده در انبار می تواند باعث ایجاد واترمارک، رگه ها و نقص های شکل گیری شود که مستقیما کیفیت کاغذ را کاهش می دهد. گاززدایی اولتراسونیک به طور مؤثر گازهای حل شده و جذب شده را از دوغاب های پالپ حذف می کند، انتهای مرطوب را تثبیت کرده و به جلوگیری از نقص های بینایی بدون استفاده از مواد شیمیایی اضافی کمک می کند.
یکی دیگر از کاربردهای مهم، تقویت فیبریلاسیون فیبری است. اولتراسوند قدرتی با ایجاد نیروهای برشی موضعی شدید از طریق کاویتاسیون، فیبریلاسیون خارجی و داخلی فیبرهای پالپ را تقویت می کند. این می تواند تا حدی جایگزین یا تقویت مراحل معمول ضربه زنی و پالایش شود. در مقایسه با پالایش مکانیکی به تنهایی، درمان اولتراسونیک می تواند توسعه مشابه یا بهبود یافته الیاف را در حالی که انرژی کمتری مصرف می کند، به دست آورد. مهم است که استحکام الیاف حفظ می شود و در برخی موارد بهبود می یابد، زیرا سونوگرافی فیبریلاسیون کنترل شده را به جای برش بیش از حد فیبر، ترویج می کند. انرژی اولتراسونیک همچنین می تواند به واکنش های شیمیایی مرتبط با تغییر فیبر، مانند فرآیندهای اکسیداتیو یا سفیدکننده، کمک کند و کارایی و یکنواختی واکنش را بهبود بخشد.

سونوگرافی می تواند از تجزیه پالپ حمایت بیشتری کند، چه در هنگام تجزیه تراشه های چوب به خمیر و چه در هنگام بازگرداندن کاغذ بازیابی شده. کاویتاسیون جداسازی الیاف را تسریع کرده و پیوند بین الیاف، پرکننده ها، جوهرها و پوشش ها را شل می کند و کارایی خمیرسازی را بهبود بخشیده و زمان پردازش را کاهش می دهد.

سونیکیشن در وت اند

عملیات کاغذسازی به طور فزاینده ای متوجه می شوند که بهبود عملکرد انتهای مرطوب بیشتر ناشی از کارایی استفاده از مواد شیمیایی است تا دوزهای افزودنی بالاتر. در نتیجه، پراکندگی اولتراسونیک به عنوان یک فناوری پیشرفته برای فعال سازی و همگن سازی کنترل شده افزودنی های انتهای مرطوب پیش از افزودن موجودی مورد توجه قرار گرفته است. اولتراسوند پرقدرت نیروهای برشی القا شده توسط کاویتاسیون ایجاد می کند که ذرات را دگلومرا کرده و پراکندگی یکنواخت پلیمرها، پرکننده ها و امولسیون ها را در جریان های فرآیند خطی ترویج می دهد. این پراکندگی تقویت شده منجر به تعاملات شیمیایی و الیاف قابل پیش بینی تر، بهبود نگهداری و تشکیل ورق و افزایش پایداری فرآیند می شود، در حالی که همزمان تقاضای کلی مواد شیمیایی و مصرف انرژی را کاهش می دهد. به دلیل مقیاس پذیری خطی و در دسترس بودن سیستم های صوتی صنعتی از شرکت Hielscher Ultrasonics، پراکندگی اولتراسونیک از مطالعات آزمایشگاهی به پیاده سازی کامل به عنوان یک استراتژی بهینه سازی انتهای مرطوب از نظر فنی مقاوم و اقتصادی پیشرفت کرده است.

بیشتر درباره مزایای پراکندگی اولتراسونیک در بخش مرطوب کارخانه های کاغذسازی بخوانید!

سونوگرافی در بازیافت کاغذ

در کاربردهای بازیافت، اولتراسوند قدرتی برخی از چالش های پایدارتر در پردازش فیبر بازیابی شده را برطرف می کند. یکی از کاربردهای کلیدی، پاک سازی الیاف و حذف آلاینده ها است. کاویتاسیون اولتراسونیک به جدا کردن گرد و غیکی، روغن ها، جوهرهای چاپی، رنگ دهنده ها و بقایای لاک از سطوح الیاف کمک می کند. در عملیات جوهرزدایی، اولتراسوند جداشدگی و پراکندگی ذرات جوهر را افزایش می دهد، کارایی شناوری یا شستشو را بهبود می بخشد و با کاهش ورودی شیمیایی، سطوح روشنایی بالاتری را ممکن می سازد.
سونوگرافی همچنین به کاهش میکروبی در سیستم های آب خروشان کمک می کند. با مختل کردن مکانیکی سلول ها و بیوفیلم های میکروبی، درمان اولتراسونیک می تواند بارهای میکروبی را بدون تکیه صرف بر بیوکسیدها کاهش دهد. این امر از تمیزتر شدن حلقه های آب فرآیندی حمایت می کند و می تواند خطرات بو، تشکیل لجن و آلودگی زیستی را کاهش دهد.
یکی دیگر از کاربردهای مهم مرتبط با بازیافت، آب زدایی است. انرژی اولتراسونیک می تواند ویژگی های زهکشی تعلیق های فیبری را با تغییر شبکه های فیبر و کاهش آب متصل بهبود بخشد. افزایش آبیاری می تواند کارایی پرس و سیم را افزایش داده و تقاضای انرژی حرارتی را در مراحل خشک شدن بعدی کاهش دهد.
 

انرژی فراصوت در مقابل زمان تخلیه (بر حسب دقیقه) برای تهیه نانوکاغذ (مربوط به نمونه CNF(1)LA).
100 J / ml انرژی فراصوت مربوط به 100 ثانیه فراصوت و غیره است.
(مطالعه و تصویر: ©ستی و همکاران، 2018)

کاربردهای فرآیندی اضافی

فراتر از تصفیه فیبر و آب، اولتراسوند قدرتی برای همگن سازی و پراکندگی دوغاب های کاغذی و افزودنی ها استفاده می شود. همگن سازی اولتراسونیک توزیع یکنواخت پرکننده ها، رنگدانه ها، پلیمرها و افزودنی های عملکردی را تضمین می کند و کارایی شیمیایی و یکنواختی محصول را بهبود می بخشد. اولتراسوند همچنین در فرآیندهای اسپری و پوشش دهی به کار می رود، جایی که نازل های اولتراسونیک قطرات ریز و یکنواخت تولید می کنند تا پوشش ها، عوامل اندازه گیری یا لایه های عملکردی را به دقت روی سطوح کاغذ اعمال کنند.

یکپارچه سازی خطی و پیاده سازی صنعتی

یکی از مزایای کلیدی فناوری اولتراسونیک این است که بیشتر کاربردها می توانند به صورت خطی پیاده سازی شوند و به کارخانه ها اجازه می دهد راکتورهای اولتراسونیک را بدون بازطراحی عمده در حلقه های فرآیندی موجود نصب کنند. سیستم های اولتراسونیک جریان عبوری می توانند به صورت خطی مقیاس بندی شده و با سازگاری های خاص، نرخ های جریان و اهداف فرآیندی خاص تطبیق داده شوند.
با انتخاب و یکپارچه سازی صحیح سیستم، سونوگرافی قدرتی به ابزاری انعطاف پذیر برای تقویت فرآیند تبدیل می شود و نه یک درمان مستقل. تأمین کنندگان تجهیزات مانند Hielscher Ultrasonics به کارخانه ها در انتخاب و پیکربندی سیستم های اولتراسونیک صنعتی متناسب با چالش های خاص تولید یا بازیافت کاغذ کمک می کنند.

بهبود کیفیت کاغذ و کاهش هزینه ها

از بهبود توسعه و پراکندگی الیاف گرفته تا امکان بازیافت پاک تر و عملکرد پایدارتر در بخش مرطوب، اولتراسوند قدرتی طیف گسترده ای از کاربردها را در کارخانه های کاغذسازی ارائه می دهد. توانایی آن در بهبود فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی در حالی که مصرف انرژی، آب و مواد شیمیایی را کاهش می دهد، اولتراسوند را به فناوری ای جذاب تر برای نصب های جدید و بازسازی ها تبدیل کرده است. با ادامه پایداری و بهره وری که صنعت کاغذ را شکل می دهد، فرآوری اولتراسونیک به عنوان راه حلی عملی و مقیاس پذیر برای کاغذسازی مدرن معرفی شده است.

جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:

طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان

مافوق صوت Hielscher به خوبی برای بالاترین کیفیت و استانداردهای طراحی خود را شناخته شده. استحکام و بهره برداری آسان اجازه می دهد تا ادغام صاف از ultrasonicators ما به امکانات صنعتی. شرایط خشن و محیط های خواستار به راحتی توسط مافوق صوت Hielscher رسیده.

Hielscher اولتراسونیک یک شرکت دارای گواهینامه ISO است و تاکید ویژه ای بر مافوق صوت با کارایی بالا با ویژگی های دولت از هنر فن آوری و کاربر پسند قرار داده است. البته، مافوق صوت Hielscher مطابق با CE و دیدار با الزامات UL، CSA و RoHs.