Ultraskaņa papīra ražošanā

Jaudas ultraskaņa ir kļuvusi par daudzpusīgu un energoefektīvu procesu tehnoloģiju mūsdienu papīrfabrikās. Ievadot augstas intensitātes ultraskaņas viļņus šķidruma vai vircas sistēmās, dzirnavas var izmantot kavitācijas efektu - mikroskopisku burbuļu veidošanos un sabrukšanu. – lai uzlabotu sajaukšanu, masas pārnesi, šķiedru modifikāciju un piesārņotāju noņemšanu. Tā kā gan neapstrādātas šķiedras ražošanā, gan pārstrādāta papīra pārstrādē pieaug spiediens samazināt enerģijas patēriņu, ūdens patēriņu un ķīmisko vielu patēriņu, ultraskaņas tehnoloģija piedāvā pārliecinošu risinājumu kopumu, kas ir gatavs modernizācijai.

Ultraskaņa papīra ražošanā

Papīra ražošanā ultraskaņas sistēmas galvenokārt tiek izmantotas, lai uzlabotu izejvielu kvalitāti, šķiedru veiktspēju un procesa stabilitāti. Viens no svarīgākajiem pielietojumiem ir celulozes suspensiju atgāzēšana. Izejvielā ieplūdušais gaiss var radīt ūdens zīmes, svītras un veidošanās defektus, kas tieši pazemina papīra kvalitāti. Ultraskaņas atgāzēšana efektīvi likvidē izšķīdušās un ieplūdušās gāzes no celulozes suspensijas, stabilizējot mitro galu un palīdzot novērst vizuālos defektus bez papildu ķīmiskām vielām.
Vēl viens svarīgs pielietojums ir šķiedru fibrilācijas uzlabošana. Jaudas ultraskaņa veicina celulozes šķiedru ārējo un iekšējo fibrilāciju, radot intensīvus lokalizētus bīdes spēkus ar kavitācijas palīdzību. Tas var daļēji aizstāt vai uzlabot tradicionālos pīšanas un attīrīšanas posmus. Salīdzinot ar tikai mehānisko attīrīšanu, ar ultraskaņu var panākt līdzīgu vai labāku šķiedru attīstību, patērējot mazāk enerģijas. Svarīgi ir tas, ka šķiedras izturība saglabājas un dažos gadījumos uzlabojas, jo ultraskaņa veicina kontrolētu fibrilāciju, nevis pārmērīgu šķiedru griešanu. Ultraskaņas enerģija var arī veicināt ķīmiskās reakcijas, kas saistītas ar šķiedras modifikāciju, piemēram, oksidatīvos vai balināšanas procesus, uzlabojot reakcijas efektivitāti un viendabīgumu.

Ultraskaņa var vēl vairāk veicināt celulozes dezintegrāciju vai nu šķeldas sadalīšanas procesā celulozē, vai arī makulatūras pārstrādes procesā. Kavitācija paātrina šķiedru atdalīšanu un atbrīvo saiti starp šķiedrām, pildvielām, tintēm un pārklājumiem, uzlabojot celulozes efektivitāti un samazinot apstrādes laiku.

Sonikācija mitrajā galā

Papīra ražošanā arvien vairāk tiek atzīts, ka uzlabojumus mitrā papīra ražošanas procesā vairāk veicina ķīmisko vielu izmantošanas efektivitāte, nevis lielākas piedevu devas. Tāpēc ultraskaņas dispersija kļūst arvien populārāka kā progresīva procesa tehnoloģija, lai kontrolēti aktivizētu un homogenizētu slapjās gala piedevas pirms izejvielu pievienošanas. Lieljaudas ultraskaņa rada kavitācijas izraisītus bīdes spēkus, kas deaglomerē daļiņas un veicina vienmērīgu polimēru, pildvielu un emulsiju dispersiju izkliedēšanu inline procesa plūsmās. Šī uzlabotā dispersija nodrošina paredzamāku ķīmisko vielu un šķiedru mijiedarbību, labāku noturību un lokšņu veidošanos, kā arī lielāku procesa stabilitāti, vienlaikus samazinot kopējo ķīmisko vielu patēriņu un enerģijas patēriņu. Pateicoties tās lineārajai mērogojamībai un Hielscher Ultrasonics rūpnieciskās klases sonikatoru sistēmu pieejamībai, ultraskaņas dispersija ir progresējusi no laboratorijas mēroga pētījumiem līdz pilnvērtīgai ieviešanai kā tehniski stabila un ekonomiski dzīvotspējīga mitrā gala optimizācijas stratēģija.

Uzziniet vairāk par ultraskaņas dispersijas priekšrocībām papīrfabrikas mitrajā daļā!

Ultraskaņa papīra pārstrādē

Otrreizējā pārstrādē ar jaudas ultraskaņu tiek risinātas dažas no visbiežāk sastopamajām problēmām, kas saistītas ar reģenerēto šķiedru apstrādi. Viens no galvenajiem izmantošanas veidiem ir šķiedru tīrīšana un piesārņojuma noņemšana. Ultraskaņas kavitācija palīdz no šķiedru virsmām atdalīt netīrumus, eļļas, iespiedkrāsas, krāsvielas un lakas paliekas. Atkrāsošanas operācijās ultraskaņa uzlabo tintes daļiņu atdalīšanu un dispersiju, uzlabojot flotācijas vai mazgāšanas efektivitāti un nodrošinot augstāku spilgtuma līmeni ar samazinātu ķīmisko vielu patēriņu.
Ultraskaņa arī veicina mikrobu samazināšanos ūdenstilpnēs. Mehāniski izjaucot mikrobu šūnas un biofilmas, ultraskaņas apstrāde var samazināt mikrobu slodzi, nepaļaujoties tikai uz biocīdiem. Tas veicina tīrāku tehnoloģiskā ūdens ciklu un var samazināt smaku, dūņu veidošanos un bioloģiskā piesārņojuma risku.
Vēl viens svarīgs ar pārstrādi saistīts pielietojums ir atūdeņošana. Ultraskaņas enerģija var uzlabot šķiedru suspensiju drenāžas īpašības, pārveidojot šķiedru tīklus un samazinot saistītā ūdens daudzumu. Uzlabota atūdeņošana var palielināt preses un stiepļu efektivitāti, samazinot siltumenerģijas pieprasījumu turpmākajos žāvēšanas posmos.
 

Ultraskaņas apstrādes enerģija pret iztukšošanas laiku (minūtēs) nanopapīra sagatavošanai (kas atbilst CNF(1)LA paraugam).
100 J / ml ultraskaņas enerģijas atbilst 100 sekundēm ultraskaņas apstrādes utt.
(Pētījums un attēls: ©Sethi et al., 2018)

Papildu procesu lietojumprogrammas

Papildus šķiedras un ūdens apstrādei jaudīgo ultraskaņu izmanto arī papīra suspensiju un piedevu homogenizēšanai un disperģēšanai. Ultraskaņas homogenizācija nodrošina vienmērīgu pildvielu, pigmentu, polimēru un funkcionālo piedevu sadalījumu, uzlabojot ķīmisko efektivitāti un produkta konsistenci. Ultraskaņu izmanto arī izsmidzināšanas un pārklāšanas procesos, kur ultraskaņas sprauslas ģenerē smalkus, vienmērīgus pilienus precīzai pārklājumu, izmēru noteicēju vai funkcionālo slāņu uzklāšanai uz papīra virsmas.

Integrācija un rūpnieciskā ieviešana

Galvenā ultraskaņas tehnoloģijas priekšrocība ir tā, ka lielāko daļu lietojumu var īstenot inline, ļaujot rūpnīcām modernizēt ultraskaņas reaktorus esošajos procesa ciklos bez būtiskas pārveidošanas. Caurplūdes ultraskaņas sistēmas var lineāri mērogot un pielāgot konkrētām konsistencēm, plūsmas ātrumiem un procesa mērķiem.
Pareizi izvēloties un integrējot sistēmu, jaudīgā ultraskaņa kļūst par elastīgu procesu intensifikācijas līdzekli, nevis par atsevišķu apstrādes veidu. Iekārtu piegādātāji, piemēram, Hielscher Ultrasonics, palīdz rūpnīcām izvēlēties un konfigurēt rūpnieciskās klases ultraskaņas sistēmas, kas pielāgotas konkrētām papīra ražošanas vai pārstrādes problēmām.

Papīra kvalitātes uzlabošana un izmaksu samazināšana

No šķiedru attīstības un dispersijas uzlabošanas līdz tīrākai otrreizējai pārstrādei un stabilākai mitro galu darbībai - enerģijas ultraskaņa papīrfabrikām piedāvā plašu pielietojumu klāstu. Tās spēja uzlabot fizikālos un ķīmiskos procesus, vienlaikus samazinot enerģijas, ūdens un ķīmisko vielu patēriņu, padara ultraskaņu par arvien pievilcīgāku tehnoloģiju gan jaunām iekārtām, gan modernizācijai. Tā kā ilgtspējība un efektivitāte turpina veidot papīra ražošanas nozari, ultraskaņas apstrāde ir praktisks un mērogojams risinājums modernai papīra ražošanai.

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

Projektēšana, ražošana un konsultācijas – Kvalitāte ražots Vācijā

Hielscher ultrasonikatori ir labi pazīstami ar saviem augstākajiem kvalitātes un dizaina standartiem. Robustums un viegla darbība ļauj vienmērīgi integrēt mūsu ultrasonikatorus rūpnieciskajās iekārtās. Hielscher ultrasonikatori viegli apstrādā neapstrādātus apstākļus un prasīgu vidi.

Hielscher Ultrasonics ir ISO sertificēts uzņēmums un īpašu uzsvaru liek uz augstas veiktspējas ultrasonikatoriem, kas piedāvā vismodernākās tehnoloģijas un lietotājdraudzīgumu. Protams, Hielscher ultrasonikatori atbilst CE prasībām un atbilst UL, CSA un RoHs prasībām.