Si dispersioni ultrasonik përmirëson performancën e pjesës së lagësht dhe ul kostot

Prodhuesit e letrës e dinë se pjesa e lagësht është vendi ku qëllimet e mira përballen me fizikën.
Mund të blini ndihmësit më të mirë të retencionit, fiksuesit, agjentët hidrofobizues, ngjyruesit, mbushësit dhe rrëshirat për rritjen e rezistencës që mund të blihen me para – por nëse nuk dispergohen shpejt dhe në mënyrë të njëtrajtshme në masën fibroze, pasojat i paguani në fazat e mëtejshme me formim të dobët të fletës, nevojë më të madhe për kimikate, probleme me substancat rrëshinore dhe ngjitëse, drenazhim të paqëndrueshëm dhe këputje të panevojshme të letrës.
Tani një numër gjithnjë e më i madh fabrikash letre po shqyrtojnë një përmirësim që tingëllon pothuajse tepër i thjeshtë: dispersionin ultrasonik të kimikateve të pjesës së lagësht. Në vend që të mbështeten vetëm te prerja mekanike ose te koha e zgjatur e përzierjes, ultratingujt me fuqi të lartë krijojnë mikropërzierje intensive që shpërbën aglomeratet dhe i shpërndan përbërësit aktivë më njëtrajtshëm – me më pak energji sesa përzierësit konvencionalë.
Zbuloni pse funksionon dhe pse është veçanërisht tërheqës për makinat moderne të prodhimit të letrës.

Çfarë është dispersioni ultrasonik i kimikateve të pjesës së lagësht?

Dispersioni ultrasonik përdor dridhje mekanike me frekuencë të lartë (ultratinguj), të transmetuara në një lëng nëpërmjet një sonotrode (sonde). Në sistemet industriale, mekanizmi kryesor është kavitacioni akustik – formimi dhe shembja e shpejtë e flluskave mikroskopike. Kjo shembje gjeneron forca prerëse të lokalizuara dhe mikrorryma që mund të:

• Shpërbëjnë aglomeratet në pluhura dhe suspensione minerale
• Homogjenizojnë emulsionet dhe tretësirat e polimereve
• Përmirësojnë lagien dhe pakësojnë grumbujt në formë “sysh peshku” në kimikatet që përzihen me vështirësi
• Shpërndajnë aditivët më njëtrajtshëm në përmbajtje të lartë të lëndëve të ngurta

Në kontekstin e pjesës së lagësht, kjo do të thotë se aditivët mund të kryejnë funksionin për të cilin paguani – pa mbetur të bllokuar në grumbuj, të lagur pamjaftueshëm ose të shpërndarë në mënyrë jo të njëtrajtshme.

Disperguesit ultrasonikë industrialë si Hielscher UIP6000hdT sigurojnë dispersion të njëtrajtshëm të kimikateve të pjesës së lagësht në prodhimin e letrës, duke përmirësuar efikasitetin e procesit dhe duke ulur konsumin e kimikateve, ujit dhe energjisë.

Pse pjesa e lagësht përfiton nga trajtimi me ultratinguj

Nëse ka një zonë ku cilësia e dispersionit përkthehet drejtpërdrejt në para, ajo është pjesa e lagësht. Prodhimi i letrës është një garë mes kimisë dhe hidrodinamikës:

• Reaksionet e retencionit dhe drenazhimit ndodhin shpejt
• Kushtet e prerjes ndryshojnë shumë sipas pikës së shtimit
• Aditivët mund të ndërveprojnë ose të neutralizojnë njëri-tjetrin nëse dozimi nuk kontrollohet
• Problemet e vogla të përzierjes bëhen probleme të mëdha të makinës

Ultratingujt mund të përdoren si një fazë e kontrolluar dispersioni në linjë – duke trajtuar një rrjedhë aditivi, një rrjedhë hollimi ose një qark riqarkullimi përpara pikës së shtimit. Qëllimi nuk është “më shumë përzierje kudo”, por përzierje më e mirë pikërisht aty ku ka rëndësi.

 
 
Përparësitë praktike që u interesojnë fabrikave:

1. Dispersion më i mirë do të thotë efikasitet më i lartë i veprimit të kimikateve
   Kur polimeret, suspensionet minerale ose emulsionet dispergohen më mirë, shpesh vërehen:
   • Konsum më i ulët i kimikateve për të arritur të njëjtën performancë
   • Sjellje më e qëndrueshme e retencionit/drenazhimit
   • Formim i përmirësuar i fletës dhe ndryshueshmëri e reduktuar
   • Më pak depozitime të lidhura me substancat ngjitëse të disperguara dobët, lateksin ose programet për kontrollin e substancave rrëshinore

   Në shumë raste, fabrikat nuk i dozojnë kimikatet nën sasinë e nevojshme – ato i mbidozojnë për të kompensuar dispersionin jo të njëtrajtshëm.

2. Lagie më e shpejtë, më pak “surpriza gjatë përzierjes”
   Disa aditivë të pjesës së lagësht njihen për formimin e topthave të xhelit, grumbujve në formë sysh peshku ose mikrogrumbujve (veçanërisht në përqendrime më të larta). Mikroprerja e shkaktuar nga kavitacioni ultrasonik mund të shkurtojë ndjeshëm kohën e nevojshme për të arritur një gjendje të qëndrueshme dhe të njëtrajtshme – gjë që është e dobishme për:
   • Përgatitjen e tretësirave të polimereve
   • Dispergimin e mbushësve dhe pigmenteve
   • Stabilizimin e emulsioneve dhe të sistemeve të lidhura me dyllin/ASA (në varësi të procesit)
   • Përmirësimin e njëtrajtshmërisë së shpërndarjes së ngjyruesve dhe aditivëve optikë
3. Pakësim i shkaqeve të ndërprerjeve të punës (depozitime, këputje, ndryshueshmëri)
   Dispersioni i njëtrajtshëm ndihmon në pakësimin e mbidozimit të lokalizuar dhe të “pikave të nxehta” që kontribuojnë në depozitime, ngarkimin e shajakëve me papastërti dhe luhatje të cilësisë. Edhe përmirësime modeste të qëndrueshmërisë mund të sjellin më pak këputje të letrës dhe më pak prodhim jashtë specifikimeve.

Zgjerim linear i kapacitetit: Pse teknologjia ultrasonike nuk është vetëm për laboratorin

Një shqetësim i zakonshëm lidhur me teknologjitë e reja të përzierjes është kalimi në shkallë më të madhe: “Funksionon në një gotë laboratorike… por a mund të funksionojë në një makinë letre?”
Sistemet industriale ultrasonike mund të projektohen për shkallëzim linear, sepse kapaciteti zgjerohet duke shtuar fuqinë dhe vëllimin e reaktorit me rrjedhje të vazhdueshme në mënyrë modulare. Në praktikë, kjo do të thotë:
Mund të filloni me një njësi të vetme ultrasonike në linjë në një rrjedhë aditivi
Të zgjeroni kapacitetin duke shtuar sonotroda/qeliza rrjedhjeje dhe fuqi të gjeneratorit
Të ruani intensitet të krahasueshëm të procesit duke projektuar sistemin për një furnizim të qëndrueshëm me energji për njësi vëllimi dhe një kohë të qëndrueshme qëndrimi
Kjo është veçanërisht tërheqëse për fabrikat që duan një rrugë me rrezik të ulët: të kryejnë prova pilot në një qark kimikatesh, të vërtetojnë treguesit kyç të performancës (KPI) dhe më pas të zgjerojnë sistemin.

Efikasitet energjetik dhe efekte të fuqishme

Dispergimi ultrasonik shpesh është më efikas nga ana energjetike sesa mendohet, sepse nuk po përpiqeni ta vini në lëvizje më fuqishëm të gjithë përmbajtjen e rezervuarit të masës fibroze – po e aplikoni energjinë pikërisht aty ku ndodh dispergimi.
Në vend që të rrisë ngarkesën e përzierësit në një rezervuar të madh (duke shpresuar që forcat prerëse të arrijnë çdo mikrogrumbull), ultratingulli krijon forca mikroprerëse me intensitet të lartë te sonotroda dhe në zonën e kavitacionit, zakonisht në një fazë kompakte të procesit në linjë.
Për fabrikat që i kushtojnë rëndësi konsumit të energjisë, logjika është e qartë:

• Trajtojeni problemin e dispergimit në rrjedhën e aditivit
• Ulni riqarkullimin, kohën e përzierjes dhe ripërpunimin
• Përmirësoni efektshmërinë e kimikateve (gjë që mund të ulë energjinë totale të mishëruar në kimikate dhe koston e tyre)

Zgjidhje të nivelit industrial nga Hielscher Ultrasonics

Në mjediset e prodhimit të letrës, përzgjedhja e pajisjeve nuk ka të bëjë me pyetjen “a mund të dispergojë”, por me pyetjen “a mund të funksionojë me besueshmëri në cikle industriale pune, në linjë dhe në një impiant përpunimi”.
Hielscher Ultrasonics ofron platforma sonikatorësh industrialë të projektuara për funksionim të vazhdueshëm dhe kalim në shkallë më të madhe, duke përfshirë:

• Sisteme tavoline dhe pilot për testimin e fizibilitetit dhe përcaktimin e parametrave
• Procesorë industrialë të përshtatshëm për dispergim në linjë me prurjet e prodhimit
• Konfigurime reaktorësh me rrjedhje të vazhdueshme për integrim në module mbi shasi për përgatitjen dhe dozimin e kimikateve të seksionit të lagësht
• Shkallëzim modular të fuqisë për të zgjeruar kapacitetin pa e rikonceptuar procesin

Me fjalë të tjera: mund ta vlerësoni dispergimin ultrasonik në shkallë të vogël, pastaj të kaloni në prodhim me kapacitet të plotë duke përdorur pajisje industriale të destinuara për kushtet e impiantit – jo mjete laboratorike të përshtatura për një përdorim tjetër.

Ku e zbatojnë zakonisht fabrikat e letrës dispergimin ultrasonik

Seksioni i lagësht i çdo fabrike është unik, por dispergimi ultrasonik zakonisht vlerësohet për:

• Dispersione të mbushësve dhe pigmenteve (p.sh., përmirësimi i shpërbërjes së aglomerateve dhe i shpërndarjes)
• Përgatitjen dhe aktivizimin e tretësirave të polimereve (pakësimi i xheleve, përmirësimi i njëtrajtshmërisë)
• Qarqe për përgatitjen e veshjeve ose të kimikateve për trajtimin e sipërfaqes (kur cilësia e dispergimit kufizon performancën)
• Emulsione të vështira për t’u përzier ose suspensione me përmbajtje të lartë lëndësh të ngurta, ku përzierja konvencionale has vështirësi

Kandidatët më të mirë janë zakonisht rrjedhat ku cilësia e dispergimit kufizon performancën dhe ku mund të instalohet një njësi në linjë pa prishur ekuilibrin e përgjithshëm të seksionit të lagësht.

Rezultate më të mira dhe kursime të konsiderueshme me dispergimin ultrasonik

Sonikatorët ultrasonikë Hielscher u mundësojnë fabrikave të letrës të ulin ndjeshëm – ose edhe të eliminojnë – nevojën për ujë të freskët ose filtrat të kthjellët në hollimin e mëtejshëm të aditivëve të seksionit të lagësht, duke siguruar kursime uji prej afërsisht 10–18% të konsumit total të fabrikës. Duke arritur dispergim shumë efikas dhe të njëtrajtshëm, këto sisteme ultrasonike të nivelit industrial sigurojnë që kimikatet dhe aditivët të përdoren shumë më efektivisht, duke çuar në një proces më të pastër në seksionin e lagësht, cilësi më të mirë të letrës dhe kërkesë dukshëm më të ulët për kimikate – zakonisht të reduktuar me 20–60% ose më shumë.
Në prodhimin e letrës, ndryshime të vogla në cilësinë e dispergimit mund të sjellin përmirësime shumë më të mëdha në mbarëvajtjen e punës së makinës, efikasitetin e kimikateve dhe qëndrueshmërinë e cilësisë. Dispergimi ultrasonik i kimikateve të seksionit të lagësht po tërheq vëmendje sepse është:

• I shkallëzueshëm në mënyrë lineare dhe modulare
• Efiçent në përdorimin e energjisë, duke synuar mikroforcat prerëse aty ku ndodh realisht dispergimi
• Gati për përdorim industrial, me sisteme sonikatorësh të projektuara për përpunim të vazhdueshëm

Për fabrikat që janë lodhur duke kompensuar përzierjen jo të njëtrajtshme me më shumë kimikate, ultratingulli ofron një filozofi tjetër: bëjini kimikatet të veprojnë më mirë përpara se të arrijnë në suspensionin fibroz.