Ինչպես է ուլտրաձայնային ցրումը բարելավում թաց ծայրի աշխատանքը և կրճատում ծախսերը
, Քաթրին Հիլշեր, հրապարակված Hielscher News-ում
Թղթե արտադրողները գիտեն, որ ֆիզիկայի դեմ պայքարելու բարի մտադրությունները վերջիվերջո են գնում։
Դուք կարող եք գնել լավագույն պահպանման օժանդակ միջոցները, ֆիքսատորները, չափիչ նյութերը, ներկանյութերը, լցոնիչները և ամրացնող խեժերը, որոնք կարելի է գնել փողով։ – բայց եթե դրանք արագ և միատարր չեն ցրվում պաշարներում, դուք դրա համար վճարում եք հոսանքն ի վար՝ վատ ձևավորմամբ, քիմիական նյութերի ավելի բարձր պահանջարկով, կուպրի և կպչունության գլխացավերով, անկայուն ջրահեռացմամբ և ավելորդ ընդմիջումներով։
Այժմ թղթի գործարանների աճող թիվը դիտարկում է մի արդիականացում, որը գրեթե չափազանց պարզ է թվում՝ թաց ծայրի քիմիական նյութերի ուլտրաձայնային ցրում: Միայն մեխանիկական կտրվածքի կամ խառնման երկարացված ժամանակի վրա հույսը դնելու փոխարեն, բարձր հզորության ուլտրաձայնը ստեղծում է ինտենսիվ միկրոխառնուրդ, որը քայքայում է ագլոմերատները և ավելի հավասարաչափ բաշխում ակտիվ բաղադրիչները: – ավելի քիչ էներգիա սպառելով, քան սովորական խառնիչները։
Ուսումնասիրեք, թե ինչու է այն աշխատում և ինչու է այն հատկապես գրավիչ ժամանակակից թղթի մեքենաների համար։
Ի՞նչ է թաց ծայրային քիմիական նյութերի ուլտրաձայնային ցրումը:
Ուլտրաձայնային դիսպերսիան օգտագործում է բարձր հաճախականության մեխանիկական տատանումներ (ուլտրաձայնային), որոնք հեղուկի մեջ են փոխանցվում սոնոտրոդի (զոնդի) միջոցով: Արդյունաբերական համակարգերում հիմնական մեխանիզմը ակուստիկ կավիտացիան է: – մանրադիտակային պղպջակների արագ առաջացումն ու փլուզումը։ Այդ փլուզումը առաջացնում է տեղայնացված սղման ուժեր և միկրոշիթեր, որոնք կարող են՝
- Դեագլոմերատային փոշիներ և հանքային շաղախներ
- Հոմոգենացրեք էմուլսիաները և պոլիմերային լուծույթները
- Բարելավել խոնավությունը և նվազեցնել “Ձուկ-Աչքեր” դժվար խառնվող քիմիական նյութերում
- Ավելի հավասարաչափ բաշխեք հավելումները բարձր պինդ պարունակության դեպքում
Թաց մակերեսի առումով դա նշանակում է, որ հավելանյութերը կարող են կատարել այն աշխատանքը, որի համար դուք նրանց վճարում եք՝ առանց կույտերի մեջ մնալու, վատ թրջվելու կամ անհավասարաչափ բաշխվելու։
Արդյունաբերական ուլտրաձայնային ցրիչները, ինչպիսիք են Hielscher UIP6000hdT-ն, ապահովում են թղթի արտադրության մեջ թաց վերջի քիմիական միատարր ցրումը, ինչը հանգեցնում է գործընթացի արդյունավետության բարելավմանը և քիմիական, ջրի և էներգիայի սպառման նվազմանը:
Ուլտրաձայնային սարք UIP6000hdT թաց ծայրային քիմիական նյութերի ներգծային ցրման համար
Ինչու է թաց ծայրը օգուտ քաղում ուլտրաձայնային մշակումից
Եթե կա մեկ գոտի, որտեղ ցրման որակը ուղղակիորեն փոխակերպվում է փողի, դա խոնավ կողմն է։ Թղթի արտադրությունը քիմիայի և հիդրոդինամիկայի միջև մրցավազք է։
- Պահպանման և ջրահեռացման ռեակցիաները արագ են տեղի ունենում
- Կտրման պայմանները զգալիորեն տարբերվում են ավելացման կետից կախված
- Հավելանյութերը կարող են փոխազդել կամ չեզոքացնել միմյանց, եթե դեղաչափը չի վերահսկվում։
- Փոքր խառնման խնդիրները վերածվում են մեծ մեքենայական խնդիրների
Ուլտրաձայնը կարող է տեղակայվել որպես վերահսկվող, գծային դիսպերսիայի քայլ՝ մշակելով հավելանյութի հոսք, նոսրացման հոսք կամ վերաշրջանառության օղակ՝ հավելման կետից առաջ։ Նպատակը չէ “ամենուրեք ավելի շատ խառնաշփոթ,” բայց ավելի լավ է խառնել հենց այնտեղ, որտեղ կարևոր է։
Գործնական առավելությունները, որոնց մասին հոգ են տանում ջրաղացները.
- Ավելի լավ ցրումը նշանակում է ավելի լավ քիմիական արդյունավետություն
Երբ պոլիմերները, հանքային խառնուրդները կամ էմուլսիաները ավելի լավ են ցրվում, հաճախ կարելի է տեսնել.- Նույն արդյունավետությանը հասնելու համար քիմիական նյութերի ցածր սպառում
- Ավելի կայուն պահպանման/ջրահեռացման վարքագիծ
- Բարելավված ձևավորում և նվազեցված փոփոխականություն
- Ավելի քիչ նստվածքներ կապված են վատ ցրված կպչուն նյութերի, լատեքսի կամ ձայնի կարգավորման ծրագրերի հետ
Շատ դեպքերում ջրաղացները քիմիական նյութերի թերագնահատում չեն անում, այլ չափից շատ են օգտագործում՝ անհամապատասխան ցրումը փոխհատուցելու համար։
- Ավելի արագ թրջում, ավելի քիչ “անակնկալներ խառնելը”
Որոշ խոնավ ծայրային հավելանյութեր հայտնի են գելային գնդիկներ, ձկան աչք կամ միկրոկույտեր առաջացնելու համար (հատկապես բարձր կոնցենտրացիաների դեպքում): Ուլտրաձայնային կավիտացիայի հետևանքով առաջացող միկրոկտրումը կարող է զգալիորեն կրճատել կայուն, միատարր վիճակի հասնելու համար անհրաժեշտ ժամանակը, ինչը օգտակար է հետևյալի համար.- Պոլիմերային լուծույթների պատրաստում
- Լցոնիչների և գունանյութերի ցրում
- Կայունացնող էմուլսիաներ և մոմ/ԱՍԿ-ի հետ կապված համակարգեր (գործընթացից կախված)
- Ներկերի և օպտիկական հավելումների բաշխման կայունության բարելավում
- Նվազեցված անսարքության շարժիչ ուժեր (դեպոզիտներ, ընդմիջումներ, փոփոխականություն)
Միատարր ցրումը նպաստում է տեղայնացված չափից մեծ դոզայի նվազեցմանը և “թեժ կետեր” որոնք նպաստում են նստվածքների, թաղանթի բեռնման և որակի տատանումների առաջացմանը: Կայունության նույնիսկ չնչին բարելավումները կարող են հանգեցնել ավելի քիչ կոտրվածքների և սպեցիֆիկացիաներից դուրս արտադրության նվազմանը:
Գծային մասշտաբայնություն. Ինչու՞ ուլտրաձայնը միայն լաբորատորիայի համար չէ
Նորարարական խառնման տեխնոլոգիաների հետ կապված ընդհանուր մտահոգությունը մասշտաբների ընդլայնումն է. “Այն աշխատում է բաժակի մեջ… բայց կարո՞ղ է աշխատել թղթե մեքենայի վրա։”
Արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգերը կարող են նախագծվել գծային մասշտաբայնության համար, քանի որ հզորությունը ընդլայնվում է մոդուլային եղանակով հզորություն և հոսքի ռեակտորի ծավալ ավելացնելով: Գործնականում սա նշանակում է.
Դուք կարող եք սկսել մեկ ներկառուցված ուլտրաձայնային միավորով մեկ հավելանյութային հոսքի վրա
Ընդլայնել հզորությունը՝ ավելացնելով լրացուցիչ սոնոտրոդներ/հոսքային բջիջներ և գեներատորի հզորություն
Պահպանեք համեմատելի գործընթացի ինտենսիվությունը՝ նախագծելով յուրաքանչյուր ծավալի և բնակության ժամանակի համար կայուն էներգիայի մուտք։
Սա հատկապես գրավիչ է այն գործարանների համար, որոնք ցանկանում են ցածր ռիսկային ուղի ընտրել. փորձարկել մեկ քիմիական ցիկլ, ստուգել KPI-ները, ապա ընդլայնել իրենց գործունեությունը։
MultiSonoReactor MSR-4-ը արդյունաբերական գծային հոմոգենիզատոր է՝ 16,000 վատտ հզորությամբ ուլտրաձայնային սարքերով, որոնք նախատեսված են պահանջկոտ կիրառությունների համար, ինչպիսիք են քիմիական հավելումների ցրումը թղթի արտադրության խոնավ ծայրում:
Էներգաարդյունավետություն և ուժեղ ազդեցություններ
Ուլտրաձայնային ցրումը հաճախ ավելի էներգաարդյունավետ է, քան մարդիկ ենթադրում են, քանի որ դուք չեք փորձում ամբողջ կրծքավանդակը ավելի ուժեղ շարժել։ – դուք էներգիան կիրառում եք հենց այնտեղ, որտեղ տեղի է ունենում ցրումը։
Մեծ բաքի վրա խառնիչի բեռը մեծացնելու փոխարեն (և հույս ունենալով, որ կտրվածքը կհասնի յուրաքանչյուր միկրոկլումբի), ուլտրաձայնային համակարգը ապահովում է բարձր ինտենսիվությամբ միկրոկտրվածք սոնոտրոդում և կավիտացիայի գոտում, սովորաբար կոմպակտ ներկառուցված գործընթացային քայլով:
Էներգիայի սպառմանը գիտակցող ջրաղացների համար տրամաբանությունը պարզ է.
- Նպատակային լուծեք դիսպերսիայի խնդիրը ադիտիվ հոսքի վրա
- Կրճատել վերաշրջանառությունը, խառնելու ժամանակը և վերամշակումը
- Քիմիական արդյունավետության բարելավում (որը կարող է նվազեցնել քիմիական նյութերի ընդհանուր էներգիան և արժեքը)
Hielscher Ultrasonics-ի արդյունաբերական դասի տարբերակները
Թղթի արտադրության միջավայրերի համար սարքավորումների ընտրությունը չի վերաբերում “կարո՞ղ է այն ցրվել,” բայց “կարո՞ղ է այն հուսալիորեն աշխատել արդյունաբերական աշխատանքային ցիկլերի, գծային և տեխնոլոգիական գործարանում։”
Hielscher Ultrasonics-ը առաջարկում է արդյունաբերական sonicator հարթակներ, որոնք նախատեսված են շարունակական շահագործման և մասշտաբի բարձրացման համար, ներառյալ՝
- Սեղանային և փորձնական համակարգեր իրագործելիության ստուգման և պարամետրերի մշակման համար
- Արդյունաբերական պրոցեսորներ, որոնք հարմար են արտադրական հոսքի արագությամբ գծային ցրման համար
- Հոսքային ռեակտորի կոնֆիգուրացիաներ՝ թաց վերջույթի քիմիական պատրաստման և չափաբաժնի սահնակների մեջ ինտեգրվելու համար
- Մոդուլային հզորության մասշտաբավորում՝ հզորությունը ընդլայնելու համար՝ առանց գործընթացը վերափոխելու
Այլ կերպ ասած՝ դուք կարող եք գնահատել ուլտրաձայնային ցրումը փոքր մասշտաբով, այնուհետև մասշտաբավորել մինչև լիարժեք արտադրություն՝ օգտագործելով գործարանային պայմանների համար նախատեսված արդյունաբերական սարքավորումները։ – ոչ թե վերաօգտագործված լաբորատոր գործիքներ։
Որտեղ թղթի գործարանները սովորաբար կիրառում են ուլտրաձայնային ցրումը
Յուրաքանչյուր ջրաղացի թաց ծայրը եզակի է, բայց ուլտրաձայնային ցրումը սովորաբար գնահատվում է հետևյալի համար.
- Լցանյութի և գունանյութի դիսպերսիաներ (օրինակ՝ դեագլոմերացիայի և բաշխման բարելավում)
- Պոլիմերային լուծույթի համալրում և ակտիվացում (գելերի նվազեցում, կոնսիստենցիայի բարելավում)
- Ծածկույթի կամ մակերեսային քիմիական պատրաստման ցիկլեր (երբ ցրման որակը սահմանափակում է կատարողականը)
- Դժվար էմուլսիաներ կամ բարձր պինդ պարունակությամբ խառնուրդներ, որտեղ ավանդական խառնումը դժվարանում է
Լավագույն թեկնածուները սովորաբար հոսանքներն են, որտեղ ցրման որակը սահմանափակում է կատարողականը, և որտեղ գծային միավորը կարող է տեղադրվել առանց խոնավ ծայրի ընդհանուր հավասարակշռությունը խախտելու։
Ավելի լավ արդյունքներ և զգալի խնայողություն ուլտրաձայնային ցրման միջոցով
Hielscher ուլտրաձայնային սոնիկատորները թույլ են տալիս թղթագործարաններին զգալիորեն կրճատել – կամ նույնիսկ վերացնել – Թաց ծայրային հավելումների հետնաշաղախում թարմ ջրի կամ թափանցիկ ֆիլտրատի անհրաժեշտությունը, որը ապահովում է ջրաղացի ընդհանուր սպառման մոտավորապես 10-18%-ի չափով ջրի խնայողություն: Բարձր արդյունավետ և միատարր ցրման հասնելով՝ այս արդյունաբերական կարգի ուլտրաձայնային համակարգերը ապահովում են, որ քիմիական նյութերն ու հավելումները շատ ավելի արդյունավետ օգտագործվեն, ինչը հանգեցնում է թաց ծայրային գործընթացի ավելի մաքուր լինելուն, թղթի որակի բարելավմանը և քիմիական նյութերի պահանջարկի զգալիորեն ցածրացմանը: – սովորաբար նվազում է 20-60%-ով կամ ավելի։
Թղթի արտադրության մեջ դիսպերսիայի որակի փոքր փոփոխությունները կարող են ստեղծել հոսունության, քիմիական արդյունավետության և որակի կայունության զգալի բարելավումներ: Թաց ծայրային քիմիական նյութերի ուլտրաձայնային դիսպերսիան ուշադրության կենտրոնում է, քանի որ այն.
- Գծային, մոդուլային եղանակով մասշտաբելի
- Էներգախնայող, միկրոկտրվածքը թիրախավորելով այնտեղ, որտեղ իրականում տեղի է ունենում ցրում
- Արդյունաբերական պատրաստության համար, անընդհատ մշակման համար նախատեսված ուլտրաձայնային համակարգերով
Այն ջրաղացների համար, որոնք հոգնել են անհամապատասխան խառնումը ավելի շատ քիմիական նյութերով փոխհատուցելուց, ուլտրաձայնը առաջարկում է այլ փիլիսոփայություն. քիմիան ավելի լավ աշխատեցրեք, նախքան այն երբևէ կհասնի հումքին:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր, փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբով կիրառական կիրառությունների խառնուրդի, ցրման, էմուլսացման և արդյունահանման համար:
Գրականություն / Հղումներ
- Thompson, R. and Manning, A. (2005): A review of ultrasound and its applications in papermaking. Progress in Paper Recycling 14, 2005. 26-42.
- Manning A.; Fricker A.; Thompson R. (2009): The anomalous effect of high intensity ultrasound on paper fibre‐filler combinations. Pigment & Resin Technology, Vol. 38 No. 4; 2009. 218–229.
- Brodeur, P.; Gerhardstein, J.P. (1998): Overview of applications of ultrasonics in the pulp and paper industry. In Proceedings of the 1998 IEEE
- Hauptman, N., Klanjšek Gunde, M., Kunaver, M. et al. (2011): Influence of dispersing additives on the conductivity of carbon black pigment dispersion. Journal of Coatings Technology and Research 8, 2011. 553–561. https://doi.org/10.1007/s11998-011-9330-5
- Eva Marcuzzo, Donatella Peressini, Frédéric Debeaufort, Alessandro Sensidoni (2010): Effect of ultrasound treatment on properties of gluten-based film. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 11, Issue 3, 2010. 451-457.
Հաճախակի տրվող հարցեր
Ի՞նչ են խոնավ ծայրերի հավելումները։
Թաց ծայրային հավելումները ֆունկցիոնալ քիմիական նյութեր են, որոնք ավելացվում են մանրաթելային կախույթին թղթի արտադրության վաղ փուլերում՝ պահպանումը, ջրահեռացումը, ձևավորումը, չափսերի որոշումը, ամրությունը, գույնը և նստվածքի կառավարումը վերահսկելու համար: Դրանք նախատեսված են մանրաթելերի, մանր մասնիկների և լցանյութերի հետ փոխազդելու համար, երբ հիմնական նյութը դեռևս հիմնականում ջուր է:
Ի՞նչ է թղթի գործարանի թաց ծայրը։
Թղթի գործարանի թաց ծայրը թղթի արտադրության գործընթացի այն հատվածն է, որտեղ մանրաթելերը, ջուրը և քիմիական հավելումները խառնվում, կոնդիցիոնացվում և մատակարարվում են ձևավորման հատված՝ թերթի ձևավորումից առաջ: Այն ներառում է նյութի նախապատրաստում, մոտեցման հոսք և գլխամասային արկղ, որտեղ թղթի խառնուրդը պատրաստվում է վերահսկվող քիմիական և հիդրոդինամիկ պայմաններում:
Ի՞նչ քիմիական նյութեր կան խոնավ ծայրում։
Թաց մակերեսի քիմիական նյութերը ներառում են պահպանման և ջրահեռացման օժանդակ նյութեր, ամրության հավելումներ, չափսերի նյութեր, լցոնիչներ և գունանյութեր, ֆիքսատորներ, բիոցիդներ, փրփրացնող միջոցներ, ներկանյութեր, օպտիկական լուսավորիչներ և նստվածքի վերահսկման նյութեր: Այս քիմիական նյութերը կարգավորում են մանրաթելերի փոխազդեցությունները, ջրի հեռացումը, թերթերի հատկությունները և մեքենայի աշխատունակությունը:
Ի՞նչ է թղթի պատրաստման թաց ծայրի գործընթացը։
Թղթի արտադրության թաց մակերեսի գործընթացը ներառում է մանրաթելերը ջրում ցրելը, թաց մակերեսի քիմիական նյութերի ավելացումն ու ակտիվացումը, ինչպես նաև նյութի կոնդիցիոնացումը՝ մետաղալարի վրա թերթիկի ձևավորումից առաջ միատարր բաշխում ապահովելու համար: Այս գործընթացը որոշում է, թե որքան արդյունավետ են մանրաթելերն ու հավելումները պահպանվում, ինչպես է ջուրը ջրահեռացվում և ինչպես են հաստատվում թղթի վերջնական կառուցվածքն ու որակը:
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ լաբորատորիա դեպի արդյունաբերական չափս.