कागज़ निर्माण में अल्ट्रासाउंड

आधुनिक कागज़ मिलों में उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड एक बहुउपयोगी और ऊर्जा-कुशल प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के रूप में उभरा है। तरल या स्लरी प्रणालियों में उच्च-तीव्रता वाली अल्ट्रासोनिक तरंगें प्रविष्ट कराकर, मिलें मिश्रण, द्रव्यमान स्थानांतरण, रेशा संशोधन और संदूषकों को हटाने में सुधार के लिए कैविटेशन के प्रभावों – सूक्ष्म बुलबुलों के बनने और ध्वस्त होने – का उपयोग कर सकती हैं। नए रेशों के उत्पादन और पुनर्चक्रित कागज़ के प्रसंस्करण, दोनों में ऊर्जा उपयोग, जल खपत और रसायनों की आवश्यकता घटाने का दबाव बढ़ रहा है। ऐसे में अल्ट्रासोनिक प्रौद्योगिकी इनलाइन समाधानों का एक आकर्षक समूह प्रदान करती है, जिन्हें मौजूदा प्रणालियों में लगाने के लिए तैयार किया गया है।

कागज़ निर्माण में अल्ट्रासाउंड

कागज़ निर्माण में अल्ट्रासोनिक प्रणालियों का उपयोग मुख्यतः कागज़ बनाने के लिए तैयार रेशा मिश्रण की गुणवत्ता, रेशों के प्रदर्शन और प्रक्रिया की स्थिरता में सुधार के लिए किया जाता है। एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग लुगदी निलंबनों से गैस हटाना है। रेशा मिश्रण में फँसी हवा से पानी के निशान, धारियाँ और शीट निर्माण संबंधी दोष उत्पन्न हो सकते हैं, जो सीधे कागज़ की गुणवत्ता घटाते हैं। अल्ट्रासोनिक गैस निष्कासन लुगदी स्लरी से घुली और फँसी हुई गैसों को कुशलतापूर्वक हटाता है, जिससे वेट एंड स्थिर होता है और अतिरिक्त रसायनों के बिना दृश्य दोषों को रोकने में मदद मिलती है।
एक अन्य प्रमुख अनुप्रयोग रेशों के तंतुकन को बढ़ाना है। उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड कैविटेशन के माध्यम से तीव्र स्थानीय अपरूपण बल उत्पन्न करके लुगदी रेशों के बाहरी और आंतरिक तंतुकन को बढ़ावा देता है। यह पारंपरिक कुटाई और परिष्करण चरणों का आंशिक रूप से स्थान ले सकता है या उन्हें बेहतर बना सकता है। केवल यांत्रिक परिष्करण की तुलना में, अल्ट्रासोनिक उपचार कम ऊर्जा की खपत करते हुए रेशों का समान या बेहतर विकास प्राप्त कर सकता है। महत्वपूर्ण बात यह है कि रेशों की मजबूती बनी रहती है और कुछ मामलों में बढ़ भी जाती है, क्योंकि अल्ट्रासाउंड रेशों को अत्यधिक काटने के बजाय नियंत्रित तंतुकन को बढ़ावा देता है। अल्ट्रासोनिक ऊर्जा रेशा संशोधन से जुड़ी रासायनिक अभिक्रियाओं, जैसे ऑक्सीकरण या विरंजन प्रक्रियाओं, में भी सहायता कर सकती है, जिससे अभिक्रिया की दक्षता और एकरूपता में सुधार होता है।

अल्ट्रासाउंड लुगदी के विघटन में भी सहायता कर सकता है, चाहे लकड़ी के चिप्स को तोड़कर लुगदी बनाने के दौरान हो या पुनर्प्राप्त कागज़ से दोबारा लुगदी बनाने के दौरान। कैविटेशन रेशों के पृथक्करण को तेज करता है और रेशों, भराव पदार्थों, स्याहियों तथा लेपों के बीच के बंधनों को ढीला करता है, जिससे लुगदी बनाने की दक्षता बढ़ती है और प्रसंस्करण का समय घटता है।

वेट एंड में सोनिकेशन

कागज़ निर्माण इकाइयाँ अब अधिकाधिक यह समझ रही हैं कि वेट एंड के प्रदर्शन में सुधार, योजकों की अधिक मात्रा की अपेक्षा रसायनों के उपयोग की दक्षता से अधिक प्रभावित होता है। परिणामस्वरूप, रेशा मिश्रण में मिलाने से पहले वेट एंड योजकों के नियंत्रित सक्रियण और समांगीकरण के लिए एक उन्नत प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के रूप में अल्ट्रासोनिक परिक्षेपण पर ध्यान बढ़ रहा है। उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड कैविटेशन से उत्पन्न अपरूपण बल पैदा करता है, जो कणों के समूहों को तोड़ते हैं और इनलाइन प्रक्रिया धाराओं में पॉलिमरों, भराव पदार्थों तथा इमल्शनों के एकसमान परिक्षेपण को बढ़ावा देते हैं। इस बेहतर परिक्षेपण से रसायनों और रेशों के बीच की अंतःक्रियाएँ अधिक पूर्वानुमेय होती हैं, प्रतिधारण और शीट निर्माण में सुधार होता है तथा प्रक्रिया की स्थिरता बढ़ती है। साथ ही, रसायनों की कुल आवश्यकता और ऊर्जा खपत घटती है। रैखिक रूप से पैमाना बढ़ाने की इसकी क्षमता और Hielscher Ultrasonics की औद्योगिक स्तर की सोनिकेटर प्रणालियों की उपलब्धता के कारण, अल्ट्रासोनिक परिक्षेपण प्रयोगशाला स्तर के अध्ययनों से आगे बढ़कर वेट एंड अनुकूलन की तकनीकी रूप से सुदृढ़ और आर्थिक रूप से व्यवहार्य रणनीति के रूप में पूर्ण पैमाने पर कार्यान्वयन तक पहुँच गया है।

कागज़ मिलों के वेट एंड में अल्ट्रासोनिक परिक्षेपण के लाभों के बारे में और पढ़ें!

कागज़ पुनर्चक्रण में अल्ट्रासाउंड

पुनर्चक्रण अनुप्रयोगों में उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड पुनर्प्राप्त रेशों के प्रसंस्करण की कुछ सबसे लगातार बनी रहने वाली चुनौतियों का समाधान करता है। इसका एक प्रमुख उपयोग रेशों की सफाई और संदूषकों को हटाना है। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन रेशों की सतहों से गंदगी, तेल, मुद्रण स्याहियाँ, रंगद्रव्य और लैकर के अवशेष अलग करने में मदद करता है। स्याही हटाने की प्रक्रियाओं में अल्ट्रासाउंड स्याही के कणों के अलग होने और परिक्षेपण को बढ़ाता है, जिससे प्लवन या धुलाई की दक्षता में सुधार होता है और कम रसायनों का उपयोग करके अधिक चमक प्राप्त करना संभव होता है।
अल्ट्रासाउंड व्हाइटवॉटर प्रणालियों में सूक्ष्मजीवों को कम करने में भी योगदान देता है। सूक्ष्मजीवी कोशिकाओं और जैवफिल्मों का यांत्रिक विघटन करके, अल्ट्रासोनिक उपचार केवल जैवनाशकों पर निर्भर हुए बिना सूक्ष्मजीवी भार घटा सकता है। इससे प्रक्रिया जल के परिसंचरण चक्र अधिक स्वच्छ रहते हैं और दुर्गंध, चिपचिपी परत बनने तथा जैविक जमाव के जोखिम कम हो सकते हैं।
पुनर्चक्रण से जुड़ा एक अन्य महत्वपूर्ण अनुप्रयोग जल निष्कासन है। अल्ट्रासोनिक ऊर्जा रेशों के जाल में संशोधन करके और बंधित जल को कम करके रेशा निलंबनों की जल निकासी विशेषताओं में सुधार कर सकती है। बेहतर जल निष्कासन से प्रेस और वायर की दक्षता बढ़ सकती है, जिससे बाद के सुखाने के चरणों में ऊष्मीय ऊर्जा की आवश्यकता घटती है।
 

नैनोकागज़ तैयार करने के लिए सोनिकेशन ऊर्जा बनाम जल निकासी का समय (मिनटों में) (CNF(1)LA नमूने के अनुरूप)।
100 J/ml सोनिकेशन ऊर्जा 100 सेकंड के सोनिकेशन के अनुरूप है, आदि।
(अध्ययन और चित्र: ©Sethi et al., 2018)

अतिरिक्त प्रक्रिया अनुप्रयोग

रेशों और जल के उपचार के अलावा, उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड का उपयोग कागज़ की स्लरी और योजकों के समांगीकरण तथा परिक्षेपण के लिए किया जाता है। अल्ट्रासोनिक समांगीकरण भराव पदार्थों, वर्णकों, पॉलिमरों और कार्यात्मक योजकों का एकसमान वितरण सुनिश्चित करता है, जिससे रासायनिक दक्षता और उत्पाद की एकरूपता में सुधार होता है। अल्ट्रासाउंड का उपयोग छिड़काव और लेपन प्रक्रियाओं में भी किया जाता है, जहाँ अल्ट्रासोनिक नोज़ल कागज़ की सतहों पर लेप, साइजिंग एजेंट या कार्यात्मक परतें सटीक रूप से लगाने के लिए महीन, एकसमान बूँदें उत्पन्न करते हैं।

इनलाइन एकीकरण और औद्योगिक कार्यान्वयन

अल्ट्रासोनिक प्रौद्योगिकी का एक प्रमुख लाभ यह है कि अधिकांश अनुप्रयोग इनलाइन लागू किए जा सकते हैं, जिससे मिलें बड़े पैमाने पर पुनः डिज़ाइन किए बिना मौजूदा प्रक्रिया चक्रों में अल्ट्रासोनिक रिएक्टर लगा सकती हैं। प्रवाह आधारित अल्ट्रासोनिक प्रणालियों का पैमाना रैखिक रूप से बढ़ाया जा सकता है और उन्हें विशिष्ट ठोस सांद्रताओं, प्रवाह दरों तथा प्रक्रिया उद्देश्यों के अनुरूप ढाला जा सकता है।
प्रणाली के उचित चयन और एकीकरण से उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड एक स्वतंत्र उपचार के बजाय प्रक्रिया को तीव्र करने का एक लचीला साधन बन जाता है। Hielscher Ultrasonics जैसे उपकरण आपूर्तिकर्ता, कागज़ निर्माण या पुनर्चक्रण की विशिष्ट चुनौतियों के अनुरूप औद्योगिक स्तर की अल्ट्रासोनिक प्रणालियों के चयन और विन्यास में मिलों की सहायता करते हैं।

कागज़ की गुणवत्ता सुधारें और लागत घटाएँ

रेशों के विकास और परिक्षेपण में सुधार से लेकर अधिक स्वच्छ पुनर्चक्रण और अधिक स्थिर वेट एंड संचालन को संभव बनाने तक, उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड कागज़ मिलों में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है। ऊर्जा, जल और रसायनों की खपत घटाते हुए भौतिक तथा रासायनिक प्रक्रियाओं को बेहतर बनाने की इसकी क्षमता, अल्ट्रासाउंड को नई स्थापनाओं और मौजूदा प्रणालियों के उन्नयन, दोनों के लिए अधिकाधिक आकर्षक प्रौद्योगिकी बनाती है। जैसे-जैसे पर्यावरणीय स्थिरता और दक्षता कागज़ उद्योग को आकार दे रही हैं, अल्ट्रासोनिक प्रसंस्करण आधुनिक कागज़ निर्माण के लिए एक व्यावहारिक और बढ़ाए जा सकने वाले पैमाने वाला समाधान बनकर उभर रहा है।

नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

डिज़ाइन, निर्माण और परामर्श – जर्मनी में निर्मित गुणवत्ता

Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर अपनी उच्चतम गुणवत्ता और डिज़ाइन मानकों के लिए प्रसिद्ध हैं। मजबूती और आसान संचालन हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों को औद्योगिक संयंत्रों में सुचारु रूप से एकीकृत करना संभव बनाते हैं। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर कठोर परिस्थितियों और चुनौतीपूर्ण परिवेशों में आसानी से काम करते हैं।

Hielscher Ultrasonics एक ISO प्रमाणित कंपनी है और अत्याधुनिक प्रौद्योगिकी तथा उपयोग में सुगमता वाले उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटरों पर विशेष बल देती है। निस्संदेह, Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर CE के अनुरूप हैं और UL, CSA तथा RoHs की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।