초음파 분산으로 습식 엔드 성능을 개선하고 비용을 절감하는 방법

제지업체는 좋은 의도가 물리학과 싸울 수 있는 곳이 젖은 끝이라는 것을 알고 있습니다.
돈으로 살 수 있는 최고의 유지 보조제, 고정제, 크기 조정제, 염료, 필러, 강도 레진을 구입할 수 있습니다. – 그러나 재고가 빠르고 균일하게 분산되지 않으면 형성 불량, 화학 물질 수요 증가, 피치 및 끈적이는 두통, 불안정한 배수, 불필요한 휴식으로 인해 비용을 지불하게 됩니다.
이제 점점 더 많은 제지 공장에서 습식 최종 화학 물질의 초음파 분산이라는 매우 간단해 보이는 업그레이드를 고려하고 있습니다. 기계적 전단이나 장시간의 혼합 시간에만 의존하는 대신 고출력 초음파는 강력한 미세 혼합을 생성하여 응집체를 분해하고 활성 성분을 더 고르게 분배합니다. – 기존 믹서보다 적은 에너지로
최신 종이 기계에 특히 매력적인 이유를 살펴보고, 왜 작동하는지 알아보세요.

습식 최종 화학 물질의 초음파 분산이란 무엇입니까?

초음파 분산은 소노트로드(프로브)를 통해 액체로 전달되는 고주파 기계적 진동(초음파)을 사용합니다. 산업 시스템에서 핵심 메커니즘은 음향 캐비테이션입니다. – 미세한 기포가 빠르게 형성되고 붕괴되는 현상입니다. 이러한 붕괴는 국부적인 전단력과 마이크로 제트를 생성할 수 있습니다:

• 응집제 제거 분말 및 미네랄 슬러리
• 에멀젼 및 폴리머 용액 균질화
• 습윤성 개선 및 감소 “물고기 눈” 혼합하기 어려운 화학 물질에서
• 고형분에서 첨가제를 보다 균일하게 분배합니다.

습식 최종 측면에서 보면, 이는 첨가제가 덩어리에 갇히거나 잘 젖지 않거나 불균일하게 분포되지 않고 원래의 역할을 수행할 수 있다는 것을 의미합니다.

Hielscher UIP6000hdT와 같은 산업용 초음파 분산기는 제지 공정에서 균일한 습식 최종 화학 물질 분산을 보장하여 공정 효율을 개선하고 화학 물질, 물, 에너지 소비를 줄입니다.

습식 엔드에 초음파 처리의 이점이 있는 이유

분산 품질이 돈으로 직결되는 영역이 있다면 바로 습식 공정입니다. 제지는 화학과 유체역학 사이의 경쟁입니다:

• 유지 및 배수 반응이 빠르게 이루어집니다.
• 전단 조건은 추가 지점에 따라 매우 다양합니다.
• 복용량을 조절하지 않으면 첨가제가 서로 상호작용하거나 중화될 수 있습니다.
• 작은 혼합 문제가 큰 기계 문제가 됩니다.

초음파는 첨가제 스트림, 희석 스트림 또는 첨가 지점 이전의 재순환 루프를 처리하는 제어된 인라인 분산 단계로 배치할 수 있습니다. 목표는 다음과 같습니다. “모든 곳에서 더 많은 믹싱이 가능합니다,” 하지만 중요한 곳에 정확하게 혼합하는 것이 좋습니다.

 
 
밀에서 중요하게 생각하는 실질적인 이점:

1. 더 나은 분산은 더 나은 화학적 효율성을 의미합니다.
   폴리머, 미네랄 슬러리 또는 에멀젼이 더 잘 분산되는 경우를 종종 볼 수 있습니다:
   • 동일한 성능에 도달하기 위해 화학 물질 소비량 감소
   • 보다 안정적인 유지/배수 동작
   • 포메이션 개선 및 변동성 감소
   • 분산이 잘 되지 않는 스티커, 라텍스 또는 피치 제어 프로그램으로 인한 예치금 감소

   많은 경우, 공장에서 화학 물질을 과소 투여하는 것이 아니라 일관되지 않은 분산을 보완하기 위해 과량 투여하는 경우가 많습니다.

2. 더 빠른 습윤, 더 적은 “놀라움을 혼합하기”
   일부 습식 엔드 첨가제는 젤 볼, 어안 또는 미세 덩어리(특히 고농도에서)를 형성하는 것으로 악명이 높습니다. 초음파의 캐비테이션 기반 마이크로 전단은 안정적이고 균일한 상태에 도달하는 데 필요한 시간을 획기적으로 단축할 수 있어 유용합니다:
   • 폴리머 솔루션 구성
   • 필러 및 안료 분산
   • 에멀젼 및 왁스/ASA 관련 시스템 안정화(공정에 따라 다름)
   • 염료 및 광학 첨가제 분포의 일관성 개선
3. 다운타임 원인(예치금, 휴식, 변동성) 감소
   균일한 분산은 국소적인 과다 복용을 줄이고 “핫스팟” 침전물, 펠트 로딩 및 품질 변동에 기여합니다. 안정성을 조금만 개선해도 고장 횟수가 줄어들고 사양을 벗어난 생산이 줄어들 수 있습니다.

선형 확장성: 초음파가 실험실에만 필요한 것이 아닌 이유

새로운 믹싱 기술의 일반적인 우려는 확장성입니다: “비커에서는 작동하지만 제지 기계에서도 작동할 수 있나요?”
산업용 초음파는 모듈식 방식으로 전력과 유량을 추가하여 용량을 확장할 수 있기 때문에 선형 확장성을 위해 설계할 수 있습니다. 실제로 이것은
하나의 적층 스트림에서 단일 인라인 초음파 장치로 시작할 수 있습니다.
소노트로드/흐름 셀 및 발전기 전원을 추가하여 용량 확장
부피당 에너지 투입량과 체류 시간이 일정하도록 설계하여 비슷한 공정 강도 유지
이는 특히 위험이 낮은 경로를 원하는 공장에 적합합니다. 하나의 화학적 루프에서 파일럿을 실행하고 KPI를 검증한 다음 확장하는 방식입니다.

에너지 효율성과 강력한 효과

초음파 분산은 가슴 전체를 더 세게 움직이지 않기 때문에 사람들이 생각하는 것보다 에너지 효율이 높은 경우가 많습니다. – 분산이 일어나는 곳에 정확하게 에너지를 적용하고 있습니다.
대형 탱크에서 교반기 부하를 증가시키는 대신(그리고 전단이 모든 미세 덩어리에 도달하기를 바라는 대신) 초음파는 일반적으로 소형 인라인 공정 단계에서 소노트로드와 캐비테이션 영역에서 고강도 미세 전단을 전달합니다.
에너지에 민감한 공장의 경우 논리는 간단합니다:

• 첨가제 스트림의 분산 문제 타겟팅
• 재순환, 믹싱 시간 및 재작업 감소
• 화학적 효율성 향상(총 화학적 구현 에너지 및 비용 절감 가능)

Hielscher 초음파의 산업용 등급 옵션

제지 환경의 경우 장비 선택은 다음과 같은 문제가 아닙니다. “분산될 수 있습니다,” 하지만 “산업용 듀티 사이클, 인라인 및 공정 플랜트에서 안정적으로 실행할 수 있습니다.”
Hielscher 초음파는 다음을 포함하여 지속적인 작동 및 확장을 위해 설계된 산업용 초음파 처리기 플랫폼을 제공합니다:

• 타당성 테스트 및 파라미터 개발을 위한 벤치 및 파일럿 시스템
• 생산 유량에서 인라인 분산에 적합한 산업용 프로세서
• 습식 최종 약품 준비 및 투약 스키드에 통합되는 플로우스루 반응기 구성
• 프로세스를 재설계하지 않고 용량을 확장하는 모듈식 전력 확장

즉, 소규모로 초음파 분산을 평가한 다음 플랜트 조건에 맞는 산업용 하드웨어를 사용하여 전체 생산으로 확장할 수 있습니다. – 용도가 변경된 실험실 도구가 아닙니다.

제지 공장에서 일반적으로 초음파 분산을 적용하는 곳

모든 밀의 습식 끝은 고유하지만 일반적으로 초음파 분산을 평가합니다:

• 필러 및 안료 분산액(예: 응집 및 분포 개선)
• 폴리머 용액 제조 및 활성화(젤 감소, 농도 개선)
• 코팅 또는 표면 화학 준비 루프(분산 품질이 성능을 제한하는 경우)
• 기존 혼합이 어려운 어려운 에멀젼 또는 고형분 슬러리

가장 적합한 후보는 일반적으로 분산 품질이 성능을 제한하고 전체 습식 엔드 밸런스를 방해하지 않고 인라인 유닛을 설치할 수 있는 스트림입니다.

초음파 분산으로 더 나은 결과 및 상당한 비용 절감

Hielscher 초음파 초음파 처리기를 사용하면 제지 공장에서 다음을 크게 줄일 수 있습니다. – 또는 제거할 수도 있습니다. – 습식 엔드 첨가제 희석 후 담수 또는 깨끗한 여과액의 필요성을 줄여 전체 공장 소비량의 약 10~18%의 물을 절약할 수 있습니다. 이 산업용 초음파 시스템은 매우 효율적이고 균일한 분산을 달성함으로써 화학 물질과 첨가제를 훨씬 더 효과적으로 사용하여 습식 엔드 공정을 더 깨끗하게 하고 용지 품질을 개선하며 화학 물질 수요를 크게 낮춥니다. – 일반적으로 20~60% 이상 감소합니다.
제지 분야에서는 분산 품질에 작은 변화만으로도 실행 가능성, 화학적 효율성 및 품질 안정성이 크게 향상될 수 있습니다. 습식 최종 화학 물질의 초음파 분산이 주목받고 있는 이유입니다:

• 선형 모듈 방식으로 확장 가능
• 에너지 스마트, 실제로 분산이 발생하는 마이크로 전단을 타겟팅합니다.
• 연속 처리를 위해 설계된 소닉레이터 시스템으로 산업 현장에서 바로 사용 가능

더 많은 화학 물질로 일관되지 않은 혼합을 보정하는 데 지친 공장을 위해 초음파는 다른 철학을 제공합니다: 화학 물질이 재고에 도달하기 전에 더 잘 작동하도록 만드는 것입니다.