કાગળના ઉત્પાદનમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ

આધુનિક કાગળની મિલોમાં ઉચ્ચ શક્તિવાળું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ એક બહુમુખી અને ઊર્જા કાર્યક્ષમ પ્રક્રિયા તકનીક તરીકે ઊભર્યું છે. પ્રવાહી અથવા સ્લરી પ્રણાલીઓમાં ઉચ્ચ તીવ્રતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક તરંગો દાખલ કરીને, મિલો મિશ્રણ, દ્રવ્ય સ્થાનાંતરણ, રેસાઓમાં ફેરફાર અને દૂષકોને દૂર કરવાની પ્રક્રિયાઓ સુધારવા માટે કેવિટેશનની અસરોનો – સૂક્ષ્મ પરપોટાઓની રચના અને તેમના તૂટી પડવાની ઘટનાનો – ઉપયોગ કરી શકે છે. નવા રેસાઓનું ઉત્પાદન અને પુનઃચક્રિત કાગળનું પ્રોસેસિંગ, બંનેમાં ઊર્જાનો ઉપયોગ, પાણીનો વપરાશ અને રસાયણોની જરૂરિયાત ઘટાડવાનું દબાણ વધી રહ્યું છે ત્યારે, અલ્ટ્રાસોનિક તકનીક હાલની પ્રણાલીઓમાં ઉમેરવા માટે તૈયાર ઇનલાઇન ઉકેલોનો આકર્ષક સમૂહ પૂરો પાડે છે.

કાગળના ઉત્પાદનમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ

કાગળના ઉત્પાદનમાં, અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલીઓનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે કાગળ બનાવવા માટેના પલ્પ મિશ્રણની ગુણવત્તા, રેસાઓની કાર્યક્ષમતા અને પ્રક્રિયાની સ્થિરતા સુધારવા માટે થાય છે. પલ્પના નિલંબનોમાંથી વાયુ દૂર કરવો એ એક મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગ છે. પલ્પ મિશ્રણમાં ફસાયેલી હવા પાણીનાં ચિહ્નો, પટ્ટાઓ અને કાગળની શીટની રચનામાં ખામીઓ પેદા કરી શકે છે, જે કાગળની ગુણવત્તા સીધી ઘટાડે છે. અલ્ટ્રાસોનિક વાયુ નિષ્કાસન પલ્પ સ્લરીમાંથી ઓગળેલા અને ફસાયેલા વાયુઓને કાર્યક્ષમ રીતે દૂર કરે છે, જે વેટ એન્ડને સ્થિર બનાવે છે અને વધારાનાં રસાયણો વિના દેખીતી ખામીઓ અટકાવવામાં મદદ કરે છે.
રેસાઓનું તંતુીકરણ વધારવું એ બીજો મુખ્ય ઉપયોગ છે. ઉચ્ચ શક્તિવાળું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ કેવિટેશન દ્વારા તીવ્ર સ્થાનિક કર્તન બળો ઉત્પન્ન કરીને પલ્પના રેસાઓનું બાહ્ય અને આંતરિક તંતુીકરણ વધારે છે. આ પરંપરાગત બીટિંગ અને રિફાઇનિંગના તબક્કાઓને આંશિક રીતે બદલી શકે છે અથવા તેમની અસર વધારી શકે છે. માત્ર યાંત્રિક રિફાઇનિંગની સરખામણીમાં, અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર ઓછી ઊર્જા વાપરીને રેસાઓનો સમાન અથવા વધુ સારો વિકાસ સાધી શકે છે. ખાસ કરીને, રેસાઓની મજબૂતી જળવાઈ રહે છે અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં સુધરે પણ છે, કારણ કે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ રેસાઓના અતિશય કાપને બદલે નિયંત્રિત તંતુીકરણને પ્રોત્સાહન આપે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઊર્જા રેસાઓમાં ફેરફાર સાથે સંકળાયેલી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓને પણ સહાય કરી શકે છે, જેમ કે ઓક્સિડેશન અથવા વિરંજનની પ્રક્રિયાઓ, જેથી પ્રતિક્રિયાની કાર્યક્ષમતા અને એકરૂપતા સુધરે છે.

અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પલ્પના વિઘટનમાં વધુ સહાય કરી શકે છે, પછી તે લાકડાની ચીપ્સને પલ્પમાં ફેરવતી વખતે હોય કે પુનઃપ્રાપ્ત કાગળને ફરી પલ્પમાં ફેરવતી વખતે હોય. કેવિટેશન રેસાઓના અલગ પડવાની પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવે છે અને રેસાઓ, ભરાવ પદાર્થો, શાહીઓ અને કોટિંગ્સ વચ્ચેના બંધનને ઢીલું પાડે છે, જેથી પલ્પ બનાવવાની કાર્યક્ષમતા સુધરે છે અને પ્રોસેસિંગનો સમય ઘટે છે.

વેટ એન્ડમાં સોનિકેશન

કાગળ ઉત્પાદકો વધુને વધુ સમજી રહ્યા છે કે વેટ એન્ડની કામગીરીમાં સુધારો, ઉમેરણોની વધુ માત્રા કરતાં રસાયણોના ઉપયોગની કાર્યક્ષમતા પર વધુ આધાર રાખે છે. પરિણામે, પલ્પ મિશ્રણમાં ઉમેરતાં પહેલાં વેટ એન્ડનાં ઉમેરણોના નિયંત્રિત સક્રિયકરણ અને સમાનાંગીકરણ માટેની અદ્યતન પ્રક્રિયા તકનીક તરીકે અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપન ધ્યાન ખેંચી રહ્યું છે. ઉચ્ચ શક્તિવાળું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ કેવિટેશનથી પ્રેરિત કર્તન બળો ઉત્પન્ન કરે છે, જે કણોના સમૂહોને છૂટા પાડે છે અને ઇનલાઇન પ્રક્રિયા પ્રવાહોમાં પોલિમર, ભરાવ પદાર્થો અને ઇમલ્શનનું એકરૂપ વિક્ષેપન વધારે છે. આ સુધરેલા વિક્ષેપનથી રસાયણો અને રેસાઓ વચ્ચેની પરસ્પર ક્રિયાઓ વધુ અનુમાનપાત્ર બને છે, ઘટકોની જાળવણી અને શીટની રચના સુધરે છે તથા પ્રક્રિયાની સ્થિરતા વધે છે, જ્યારે એકંદર રસાયણોની જરૂરિયાત અને ઊર્જાનો વપરાશ એકસાથે ઘટે છે. તેની રેખીય રીતે ક્ષમતા વધારવાની શક્યતા અને Hielscher Ultrasonics તરફથી ઔદ્યોગિક કક્ષાની સોનિકેટર પ્રણાલીઓની ઉપલબ્ધતાને કારણે, અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપન પ્રયોગશાળાના અભ્યાસોથી આગળ વધીને વેટ એન્ડના શ્રેષ્ઠીકરણ માટે તકનીકી રીતે મજબૂત અને આર્થિક રીતે વ્યવહારુ વ્યૂહરચના તરીકે પૂર્ણ પાયે અમલ સુધી પહોંચ્યું છે.

કાગળની મિલોના વેટ એન્ડમાં અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપનના ફાયદાઓ વિશે વધુ વાંચો!

કાગળના પુનઃચક્રણમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ

પુનઃચક્રણના ઉપયોગોમાં, ઉચ્ચ શક્તિવાળું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ પુનઃપ્રાપ્ત રેસાઓના પ્રોસેસિંગમાં રહેલા કેટલાક સૌથી હઠીલા પડકારોનો ઉકેલ આપે છે. રેસાઓની સફાઈ અને દૂષકોને દૂર કરવા એ તેનો એક મુખ્ય ઉપયોગ છે. અલ્ટ્રાસોનિક કેવિટેશન રેસાઓની સપાટી પરથી ગંદકી, તેલ, છાપકામની શાહીઓ, રંગદ્રવ્યો અને લેકરના અવશેષોને અલગ કરવામાં મદદ કરે છે. શાહી દૂર કરવાની કામગીરીમાં, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ શાહીના કણોને અલગ કરવાની અને વિખેરવાની પ્રક્રિયા વધારે છે, જેથી ફ્લોટેશન અથવા ધોવાની કાર્યક્ષમતા સુધરે છે અને ઓછાં રસાયણો વાપરીને વધુ ઊંચી ઉજ્જ્વળતા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.
અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વ્હાઇટવોટર પ્રણાલીઓમાં સૂક્ષ્મજીવો ઘટાડવામાં પણ ફાળો આપે છે. સૂક્ષ્મજીવોના કોષો અને બાયોફિલ્મને યાંત્રિક રીતે વિક્ષેપિત કરીને, અલ્ટ્રાસોનિક ઉપચાર માત્ર જીવાણુનાશકો પર આધાર રાખ્યા વિના સૂક્ષ્મજીવોનું પ્રમાણ ઘટાડી શકે છે. આ પ્રક્રિયાના પાણીનાં પરિભ્રમણ ચક્રોને વધુ સ્વચ્છ રાખવામાં મદદ કરે છે અને દુર્ગંધ, ચીકણા થરની રચના તથા જૈવિક થર જામવાના જોખમો ઘટાડી શકે છે.
પુનઃચક્રણ સંબંધિત બીજો મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગ જલનિવારણ છે. અલ્ટ્રાસોનિક ઊર્જા રેસાઓના જાળામાં ફેરફાર કરીને અને બંધાયેલું પાણી ઘટાડીને રેસાઓના નિલંબનોમાંથી પાણી નિતારવાના ગુણધર્મો સુધારી શકે છે. સુધરેલું જલનિવારણ પ્રેસ અને વાયર જાળીની કાર્યક્ષમતા વધારી શકે છે, જેથી પછીના સૂકવવાના તબક્કાઓમાં ઉષ્મીય ઊર્જાની જરૂરિયાત ઘટે છે.
 

નેનોપેપર તૈયાર કરવા માટે સોનિકેશન ઊર્જા સામે પાણી નિતારવાનો સમય (મિનિટમાં) (CNF(1)LA નમૂનાને અનુરૂપ).
100 J/ml સોનિકેશન ઊર્જા સોનિકેશનની 100 સેકન્ડને અનુરૂપ છે, વગેરે.
(અભ્યાસ અને છબી: ©Sethi et al., 2018)

પ્રક્રિયાના વધારાના ઉપયોગો

રેસાઓ અને પાણીના ઉપચાર ઉપરાંત, ઉચ્ચ શક્તિવાળું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ કાગળની સ્લરી અને ઉમેરણોના સમાનાંગીકરણ તથા વિક્ષેપન માટે વપરાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક સમાનાંગીકરણ ભરાવ પદાર્થો, વર્ણકો, પોલિમર અને કાર્યાત્મક ઉમેરણોનું એકરૂપ વિતરણ સુનિશ્ચિત કરે છે, જેથી રસાયણોની કાર્યક્ષમતા અને ઉત્પાદનની સાતત્યતા સુધરે છે. અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ છંટકાવ અને કોટિંગની પ્રક્રિયાઓમાં પણ થાય છે, જ્યાં અલ્ટ્રાસોનિક નોઝલ કાગળની સપાટી પર કોટિંગ, સાઇઝિંગ એજન્ટ અથવા કાર્યાત્મક સ્તરો ચોકસાઈથી લગાવવા માટે સૂક્ષ્મ અને એકરૂપ ટીપાં ઉત્પન્ન કરે છે.

ઇનલાઇન સંકલન અને ઔદ્યોગિક અમલીકરણ

અલ્ટ્રાસોનિક તકનીકનો એક મુખ્ય ફાયદો એ છે કે તેના મોટાભાગના ઉપયોગો ઇનલાઇન અમલમાં મૂકી શકાય છે, જેથી મિલો મોટા પાયે પુનઃરચના કર્યા વિના હાલનાં પ્રક્રિયા પરિભ્રમણ ચક્રોમાં અલ્ટ્રાસોનિક રિએક્ટર ઉમેરી શકે છે. પ્રવાહ પસાર થતી અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલીઓની ક્ષમતા રેખીય રીતે વધારી શકાય છે અને તેમને ચોક્કસ ઘન પદાર્થ સાંદ્રતાઓ, પ્રવાહ દરો અને પ્રક્રિયાનાં ઉદ્દેશોને અનુરૂપ બનાવી શકાય છે.
યોગ્ય પ્રણાલીની પસંદગી અને સંકલન સાથે, ઉચ્ચ શક્તિવાળું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સ્વતંત્ર ઉપચારને બદલે પ્રક્રિયા તીવ્રીકરણનું લવચીક સાધન બને છે. Hielscher Ultrasonics જેવા ઉપકરણ સપ્લાયરો કાગળના ઉત્પાદન અથવા પુનઃચક્રણના ચોક્કસ પડકારોને અનુરૂપ ઔદ્યોગિક કક્ષાની અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલીઓ પસંદ કરવામાં અને ગોઠવવામાં મિલોને સહાય કરે છે.

કાગળની ગુણવત્તા સુધારો અને ખર્ચ ઘટાડો

રેસાઓનો વિકાસ અને વિક્ષેપન સુધારવાથી લઈને વધુ સ્વચ્છ પુનઃચક્રણ અને વેટ એન્ડની વધુ સ્થિર કામગીરી શક્ય બનાવવા સુધી, ઉચ્ચ શક્તિવાળું અલ્ટ્રાસાઉન્ડ કાગળની મિલોમાં વ્યાપક ઉપયોગો પૂરા પાડે છે. ઊર્જા, પાણી અને રસાયણોનો વપરાશ ઘટાડવાની સાથે ભૌતિક અને રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ સુધારવાની તેની ક્ષમતા અલ્ટ્રાસાઉન્ડને નવી સ્થાપનાઓ અને હાલની પ્રણાલીઓમાં ઉમેરણો, બંને માટે વધુને વધુ આકર્ષક તકનીક બનાવે છે. ટકાઉપણું અને કાર્યક્ષમતા કાગળ ઉદ્યોગને સતત આકાર આપી રહ્યાં છે ત્યારે, અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસિંગ આધુનિક કાગળ ઉત્પાદન માટે વ્યવહારુ અને ક્ષમતા વધારી શકાય તેવા ઉકેલ તરીકે સ્થાન મેળવી રહ્યું છે.

નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની અંદાજિત પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:

ડિઝાઇન, ઉત્પાદન અને પરામર્શ – જર્મનીમાં નિર્મિત ગુણવત્તા

Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો તેમની સર્વોચ્ચ ગુણવત્તા અને ડિઝાઇનનાં ધોરણો માટે જાણીતા છે. મજબૂતી અને સરળ સંચાલન અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોને ઔદ્યોગિક સુવિધાઓમાં સરળતાથી સંકલિત કરવા દે છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો કઠોર પરિસ્થિતિઓ અને પડકારજનક વાતાવરણનો સરળતાથી સામનો કરે છે.

Hielscher Ultrasonics એક ISO પ્રમાણિત કંપની છે અને અત્યાધુનિક તકનીક તથા ઉપયોગમાં સરળતા ધરાવતા ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેટરો પર વિશેષ ભાર મૂકે છે. અલબત્ત, Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો CE અનુરૂપ છે અને UL, CSA તથા RoHs ની જરૂરિયાતો પૂર્ણ કરે છે.