कैसे अल्ट्रासोनिक फैलाव गीले अंत प्रदर्शन में सुधार करता है और लागत में कटौती करता है

पेपरमेकर्स जानते हैं कि गीला अंत वह जगह है जहां भौतिकी से लड़ने के लिए अच्छे इरादे जाते हैं।
आप सबसे अच्छा प्रतिधारण एड्स, फिक्सेटिव, आकार देने वाले एजेंटों, रंगों, फिलर्स और ताकत रेजिन को पैसे से खरीद सकते हैं – लेकिन अगर वे स्टॉक में जल्दी और समान रूप से नहीं फैलते हैं, तो आप इसके लिए खराब गठन, उच्च रासायनिक मांग, पिच और स्टिकी सिरदर्द, अस्थिर जल निकासी और अनावश्यक ब्रेक के साथ भुगतान करते हैं।
अब पेपर मिलों की बढ़ती संख्या एक उन्नयन पर विचार कर रही है जो लगभग बहुत सरल लगता है: गीले अंत रसायनों का अल्ट्रासोनिक फैलाव। इसके बजाय पूरी तरह से यांत्रिक कतरनी या विस्तारित मिश्रण समय पर भरोसा करने के बजाय, उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड तीव्र सूक्ष्म मिश्रण है कि ढेर को तोड़ता है और सक्रिय अवयवों को अधिक समान रूप से वितरित करता है बनाता है – पारंपरिक मिक्सर की तुलना में कम ऊर्जा के साथ।
अन्वेषण करें, यह क्यों काम करता है, और यह आधुनिक पेपर मशीनों के लिए विशेष रूप से आकर्षक क्यों है।

वेट एंड केमिकल्स का अल्ट्रासोनिक फैलाव क्या है?

अल्ट्रासोनिक फैलाव उच्च आवृत्ति यांत्रिक कंपन का उपयोग करता है (अल्ट्रासाउंड) एक sonotrode (जांच) के माध्यम से एक तरल में प्रेषित. औद्योगिक प्रणालियों में, प्रमुख तंत्र ध्वनिक गुहिकायन है – सूक्ष्म बुलबुले का तेजी से गठन और पतन। वह पतन स्थानीयकृत कतरनी बल और माइक्रो-जेट उत्पन्न करता है जो कर सकते हैं:

• डी-एग्लोमरेट पाउडर और खनिज घोल
• इमल्शन और पॉलिमर समाधान को समरूप बनाएं
• गीलापन में सुधार करें और कम करें “फिश-आइज़” कठिन-से-मिश्रण रसायनों में
• उच्च ठोस पदार्थों पर एडिटिव्स को अधिक समान रूप से वितरित करें

गीले अंत के शब्दों में, इसका मतलब है कि एडिटिव्स वह काम कर सकते हैं जो आप उन्हें करने के लिए भुगतान कर रहे हैं - गुच्छों में फंसे बिना, खराब गीले या असमान रूप से वितरित किए बिना।

Hielscher UIP6000hdT जैसे औद्योगिक अल्ट्रासोनिक डिस्पर्सर पेपरमेकिंग में एक समान गीले अंत रासायनिक फैलाव को सुनिश्चित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रक्रिया दक्षता में सुधार होता है और रासायनिक, पानी और ऊर्जा की खपत कम होती है।

गीले अंत को सोनिकेशन से क्यों लाभ होता है

यदि कोई एक क्षेत्र है जहां फैलाव की गुणवत्ता सीधे पैसे में तब्दील हो जाती है, तो वह गीला अंत है। पेपरमेकिंग रसायन विज्ञान और हाइड्रोडायनामिक्स के बीच एक दौड़ है:

• प्रतिधारण और जल निकासी प्रतिक्रियाएं तेजी से होती हैं
• कतरनी की स्थिति जोड़ के बिंदु से बेतहाशा भिन्न होती है
• यदि खुराक नियंत्रित नहीं की जाती है तो एडिटिव्स एक दूसरे से बातचीत कर सकते हैं या बेअसर कर सकते हैं
• मिश्रण की छोटी समस्याएं बड़ी मशीन की समस्याएं बन जाती हैं

अल्ट्रासाउंड को एक नियंत्रित, इन-लाइन फैलाव चरण के रूप में तैनात किया जा सकता है-एक योजक धारा, एक कमजोर पड़ने की धारा, या अतिरिक्त बिंदु से पहले एक पुनरावर्तन लूप का इलाज किया जा सकता है। लक्ष्य नहीं है “हर जगह अधिक मिश्रण,” लेकिन बेहतर मिश्रण ठीक वहीं जहां यह मायने रखता है।

 
 
मिलों को जिन व्यावहारिक लाभों की परवाह है:

1. बेहतर फैलाव का अर्थ है बेहतर रसायन विज्ञान दक्षता
   जब पॉलिमर, खनिज घोल या इमल्शन बेहतर ढंग से फैलते हैं, तो आप अक्सर देखते हैं:
   • समान प्रदर्शन तक पहुंचने के लिए कम रासायनिक खपत
   • अधिक स्थिर प्रतिधारण/जल निकासी व्यवहार
   • बेहतर गठन और कम परिवर्तनशीलता
   • खराब बिखरी हुई स्टिकी, लेटेक्स, या पिच-नियंत्रण कार्यक्रमों से जुड़ी कम जमा

   कई मामलों में, मिलें रसायनों की खुराक नहीं ले रही हैं - वे असंगत फैलाव की भरपाई के लिए ओवर-डोजिंग कर रहे हैं।

2. तेजी से गीला, कम “आश्चर्य का मिश्रण”
   कुछ गीले अंत योजक जेल गेंदों, fisheyes, या सूक्ष्म गुच्छों (विशेष रूप से उच्च सांद्रता पर) बनाने के लिए कुख्यात हैं. अल्ट्रासाउंड के गुहिकायन-संचालित माइक्रो-कतरनी नाटकीय रूप से एक स्थिर, समान स्थिति तक पहुंचने के लिए आवश्यक समय को कम कर सकते हैं-इसके लिए उपयोगी:
   • बहुलक समाधानों का मेक-डाउन
   • भराव और रंगद्रव्य को फैलाना
   • इमल्शन और मोम/एएसए-संबंधित प्रणालियों को स्थिर करना (प्रक्रिया-निर्भर)
   • डाई और ऑप्टिकल एडिटिव वितरण में स्थिरता में सुधार
3. कम डाउनटाइम ड्राइवर (जमा, ब्रेक, परिवर्तनशीलता)
   समान फैलाव स्थानीयकृत ओवरडोजिंग को कम करने में मदद करता है और “हॉट स्पॉट” जो जमा, महसूस की गई लोडिंग और गुणवत्ता में बदलाव में योगदान करते हैं। स्थिरता में मामूली सुधार भी कम ब्रेक और कम ऑफ-स्पेक उत्पादन में तब्दील हो सकता है।

रैखिक मापनीयता: क्यों Ultrasonics सिर्फ लैब के लिए नहीं है

उपन्यास मिश्रण प्रौद्योगिकियों के साथ एक आम चिंता का विषय है स्केल-अप: “यह एक बीकर में काम करता है ... लेकिन क्या यह पेपर मशीन पर काम कर सकता है?”
औद्योगिक अल्ट्रासोनिक्स को रैखिक मापनीयता के लिए इंजीनियर किया जा सकता है क्योंकि मॉड्यूलर तरीके से बिजली और प्रवाह-थ्रू रिएक्टर मात्रा जोड़कर क्षमता का विस्तार किया जाता है। व्यवहार में, इसका मतलब है:
आप एक योजक धारा पर एक इन-लाइन अल्ट्रासोनिक इकाई के साथ शुरू कर सकते हैं
अतिरिक्त sonotrodes/प्रवाह कोशिकाओं और जनरेटर शक्ति को जोड़कर क्षमता का विस्तार करें
प्रति मात्रा और निवास समय में लगातार ऊर्जा इनपुट के लिए डिजाइन करके तुलनीय प्रक्रिया तीव्रता बनाए रखें
यह उन मिलों के लिए विशेष रूप से आकर्षक है जो कम जोखिम वाला रास्ता चाहते हैं: एक रासायनिक लूप पर पायलट, KPI को मान्य करें, फिर स्केल आउट करें।

ऊर्जा दक्षता और मजबूत प्रभाव

अल्ट्रासोनिक फैलाव अक्सर लोगों की तुलना में अधिक ऊर्जा-कुशल होता है, क्योंकि आप पूरी छाती को कठिन तरीके से स्थानांतरित करने की कोशिश नहीं कर रहे हैं – आप ऊर्जा को ठीक उसी जगह लागू कर रहे हैं जहां फैलाव होता है।
एक बड़े टैंक में आंदोलनकारी भार बढ़ाने के बजाय (और कतरनी हर microclump तक पहुँचता है की उम्मीद है), अल्ट्रासाउंड sonotrode पर और गुहिकायन क्षेत्र में उच्च तीव्रता सूक्ष्म कतरनी बचाता है, आमतौर पर एक कॉम्पैक्ट इन-लाइन प्रक्रिया कदम में.
ऊर्जा के प्रति जागरूक मिलों के लिए, तर्क सीधा है:

• एडिटिव स्ट्रीम पर फैलाव समस्या को लक्षित करें
• रीसर्क्युलेशन, मिक्सिंग टाइम कम करें और फिर से काम करें
• रासायनिक प्रभावशीलता में सुधार (जो कुल रासायनिक सन्निहित ऊर्जा और लागत को कम कर सकता है)

Hielscher Ultrasonics से औद्योगिक-ग्रेड विकल्प

कागज बनाने के वातावरण के लिए, उपकरण का चयन लगभग नहीं है “क्या यह तितर-बितर हो सकता है,” लेकिन “क्या यह औद्योगिक शुल्क चक्रों, इन-लाइन और एक प्रक्रिया संयंत्र में मज़बूती से चल सकता है।”
Hielscher Ultrasonics निरंतर संचालन और स्केल-अप के लिए डिज़ाइन किए गए औद्योगिक सोनिकेटर प्लेटफॉर्म प्रदान करता है, जिसमें शामिल हैं:

• व्यवहार्यता परीक्षण और पैरामीटर विकास के लिए बेंच और पायलट सिस्टम
• उत्पादन प्रवाह दरों पर इन-लाइन फैलाव के लिए उपयुक्त औद्योगिक प्रोसेसर
• गीले अंत रासायनिक तैयारी और खुराक स्किड्स में एकीकृत करने के लिए फ्लो-थ्रू रिएक्टर कॉन्फ़िगरेशन
• प्रक्रिया को फिर से शुरू किए बिना क्षमता का विस्तार करने के लिए मॉड्यूलर पावर स्केलिंग

दूसरे शब्दों में: आप छोटे पैमाने पर अल्ट्रासोनिक फैलाव का मूल्यांकन कर सकते हैं, फिर संयंत्र की स्थिति के लिए औद्योगिक हार्डवेयर का उपयोग करके पूर्ण उत्पादन के लिए पैमाने पर कर सकते हैं – पुनर्निर्मित प्रयोगशाला उपकरण नहीं।

जहां पेपर मिल्स आमतौर पर अल्ट्रासोनिक फैलाव लागू करते हैं

हर मिल का गीला अंत अद्वितीय है, लेकिन अल्ट्रासोनिक फैलाव आमतौर पर इसके लिए मूल्यांकन किया जाता है:

• भराव और वर्णक फैलाव (उदाहरण के लिए, deagglomeration और वितरण में सुधार)
• पॉलिमर समाधान मेक-डाउन और सक्रियण (जैल को कम करना, स्थिरता में सुधार)
• कोटिंग या सतह रसायन विज्ञान तैयारी लूप (जब फैलाव गुणवत्ता प्रदर्शन को सीमित करती है)
• कठिन इमल्शन या उच्च-ठोस घोल जहां पारंपरिक मिश्रण संघर्ष करता है

सबसे अच्छे उम्मीदवार आमतौर पर धाराएं होती हैं जहां फैलाव की गुणवत्ता प्रदर्शन को सीमित कर रही है और जहां समग्र गीले अंत संतुलन को परेशान किए बिना एक इन-लाइन इकाई स्थापित की जा सकती है।

बेहतर परिणाम और अल्ट्रासोनिक फैलाव के साथ महत्वपूर्ण बचत

Hielscher अल्ट्रासोनिक सोनिकेटर पेपरमिल को काफी कम करने में सक्षम बनाते हैं – या यहां तक कि खत्म भी करें – गीले अंत योजकों के कमजोर पड़ने के बाद ताजे पानी या स्पष्ट छानना की आवश्यकता, कुल मिल खपत का लगभग 10-18% पानी की बचत प्रदान करती है। अत्यधिक कुशल और समान फैलाव प्राप्त करके, ये औद्योगिक-ग्रेड अल्ट्रासोनिक सिस्टम यह सुनिश्चित करते हैं कि रसायनों और एडिटिव्स का उपयोग कहीं अधिक प्रभावी ढंग से किया जाता है, जिससे एक क्लीनर गीली अंत प्रक्रिया, कागज की गुणवत्ता में सुधार होता है, और रासायनिक मांग काफी कम होती है – आमतौर पर 20-60% या उससे अधिक की कमी।
कागज बनाने में, फैलाव गुणवत्ता में छोटे बदलाव रनबिलिटी, रासायनिक दक्षता और गुणवत्ता स्थिरता में बड़े पैमाने पर सुधार कर सकते हैं। गीले अंत रसायनों का अल्ट्रासोनिक फैलाव ध्यान आकर्षित कर रहा है क्योंकि यह है:

• रैखिक, मॉड्यूलर तरीके से स्केलेबल
• ऊर्जा-स्मार्ट, सूक्ष्म कतरनी को लक्षित करना जहां फैलाव वास्तव में होता है
• औद्योगिक के लिए तैयार, निरंतर प्रसंस्करण के लिए इंजीनियर सोनिकेटर सिस्टम के साथ

उन मिलों के लिए जो अधिक रसायन विज्ञान के साथ असंगत मिश्रण की भरपाई करते-करते थक गए हैं, अल्ट्रासाउंड एक अलग दर्शन प्रदान करता है: रसायन विज्ञान को बेहतर तरीके से काम करने से पहले कि यह कभी भी स्टॉक को हिट करे।