Ultratingujt në prodhimin e letrës
Ultratingujt me fuqi të lartë janë shfaqur si një teknologji procesi e gjithanshme dhe me efikasitet energjetik në fabrikat moderne të letrës. Duke futur valë ultrasonike me intensitet të lartë në sisteme të lëngshme ose në suspensione, fabrikat mund të shfrytëzojnë efektet e kavitacionit – formimin dhe kolapsin e flluskave mikroskopike – për të përmirësuar përzierjen, transferimin e masës, modifikimin e fibrave dhe largimin e ndotësve. Ndërsa si prodhimi i fibrave të virgjëra, ashtu edhe përpunimi i letrës së ricikluar përballen me presion në rritje për të ulur përdorimin e energjisë, konsumin e ujit dhe nevojën për kimikate, teknologjia ultrasonike ofron një grup tërheqës zgjidhjesh në linjë, të gatshme për integrim në instalimet ekzistuese.
Ultratingujt në prodhimin e letrës
Në prodhimin e letrës, sistemet ultrasonike përdoren kryesisht për të përmirësuar cilësinë e masës për prodhimin e letrës, vetitë funksionale të fibrave dhe qëndrueshmërinë e procesit. Një zbatim i rëndësishëm është degazimi i suspensioneve të brumit të letrës. Ajri i kapur në masë mund të shkaktojë njolla uji, vija dhe defekte në formimin e fletës, të cilat ulin drejtpërdrejt cilësinë e letrës. Degazimi ultrasonik largon me efikasitet gazrat e tretura dhe të kapura nga suspensionet e brumit të letrës, duke stabilizuar pjesën e lagësht të procesit dhe duke ndihmuar në parandalimin e defekteve pamore pa kimikate shtesë.
Një tjetër zbatim kryesor është përmirësimi i fibrilimit të fibrave. Ultratingujt me fuqi të lartë nxisin fibrilimin e jashtëm dhe të brendshëm të fibrave të brumit të letrës duke gjeneruar forca prerëse të forta dhe të lokalizuara përmes kavitacionit. Kjo mund të zëvendësojë pjesërisht ose të përmirësojë fazat konvencionale të rrahjes dhe rafinimit. Krahasuar vetëm me rafinimin mekanik, trajtimi ultrasonik mund të arrijë zhvillim të ngjashëm ose të përmirësuar të fibrave duke konsumuar më pak energji. Veçanërisht, qëndrueshmëria mekanike e fibrave ruhet dhe, në disa raste, përmirësohet, sepse ultratingujt nxisin fibrilim të kontrolluar në vend të prerjes së tepërt të fibrave. Energjia ultrasonike mund të ndihmojë gjithashtu reaksionet kimike që lidhen me modifikimin e fibrave, si proceset oksiduese ose zbardhuese, duke përmirësuar efikasitetin dhe njëtrajtshmërinë e reaksionit.
Sonikatori UIP6000hdT për dispergimin në linjë të kimikateve të pjesës së lagësht të procesit
Ultratingujt mund të ndihmojnë më tej shpërbërjen e brumit të letrës, qoftë gjatë shpërbërjes së ashklave të drurit në brumë letre, qoftë gjatë ribrumëzimit të letrës së rikuperuar. Kavitacioni përshpejton ndarjen e fibrave dhe dobëson lidhjet ndërmjet fibrave, mbushësve, bojërave dhe veshjeve, duke përmirësuar efikasitetin e brumëzimit dhe duke shkurtuar kohën e përpunimit.
Sonikimi në pjesën e lagësht të procesit
Në prodhimin e letrës po pranohet gjithnjë e më shumë se përmirësimet e performancës së pjesës së lagësht të procesit vijnë më tepër nga efikasiteti i shfrytëzimit të kimikateve sesa nga dozat më të larta të aditivëve. Si rrjedhojë, dispergimi ultrasonik po tërheq vëmendje si një teknologji e avancuar procesi për aktivizimin dhe homogjenizimin e kontrolluar të aditivëve të pjesës së lagësht përpara shtimit të tyre në masën për prodhimin e letrës. Ultratingujt me fuqi të lartë gjenerojnë forca prerëse të shkaktuara nga kavitacioni, të cilat shpërbëjnë aglomeratet e grimcave dhe nxisin dispergimin e njëtrajtshëm të polimereve, mbushësve dhe emulsioneve në rrjedhat e procesit në linjë. Ky dispergim i përmirësuar sjell ndërveprime më të parashikueshme ndërmjet kimikateve dhe fibrave, mbajtje më të mirë të përbërësve në fletë dhe formim më të mirë të saj, si dhe qëndrueshmëri më të lartë të procesit, duke ulur njëkohësisht nevojën e përgjithshme për kimikate dhe konsumin e energjisë. Falë mundësisë së rritjes lineare të shkallës dhe disponueshmërisë së sistemeve të sonikatorëve për përdorim industrial nga Hielscher Ultrasonics, dispergimi ultrasonik ka përparuar nga studimet në shkallë laboratorike drejt zbatimit në shkallë të plotë si një strategji teknikisht e qëndrueshme dhe ekonomikisht e realizueshme për optimizimin e pjesës së lagësht të procesit.
Ultratingujt në riciklimin e letrës
Në zbatimet e riciklimit, ultratingujt me fuqi të lartë trajtojnë disa nga sfidat më të vazhdueshme në përpunimin e fibrave të rikuperuara. Një përdorim kyç është pastrimi i fibrave dhe largimi i ndotësve. Kavitacioni ultrasonik ndihmon në shkëputjen e papastërtive, vajrave, bojërave të shtypit, lëndëve ngjyruese dhe mbetjeve të llakut nga sipërfaqet e fibrave. Në proceset e heqjes së bojës, ultratingujt përmirësojnë shkëputjen dhe dispergimin e grimcave të bojës, duke rritur efikasitetin e flotacionit ose larjes dhe duke mundësuar nivele më të larta bardhësie me përdorim më të ulët të kimikateve.
Ultratingujt kontribuojnë gjithashtu në pakësimin e mikroorganizmave në sistemet e ujit të bardhë. Duke shpërbërë mekanikisht qelizat mikrobike dhe biofilmat, trajtimi ultrasonik mund të ulë ngarkesën mikrobike pa u mbështetur vetëm te biocidet. Kjo ndihmon në mbajtjen më të pastër të qarqeve të ujit të procesit dhe mund të pakësojë erën, formimin e shtresave rrëshqitëse dhe rreziqet e ndotjes biologjike.
Një tjetër zbatim i rëndësishëm i lidhur me riciklimin është largimi i ujit. Energjia ultrasonike mund të përmirësojë karakteristikat e kullimit të suspensioneve të fibrave duke modifikuar rrjetet e fibrave dhe duke pakësuar ujin e lidhur. Largimi më i mirë i ujit mund të rrisë efikasitetin e presës dhe të rrjetës formuese, duke ulur nevojën për energji termike në fazat pasuese të tharjes.
Energjia e sonikimit kundrejt kohës së kullimit (në minuta) për përgatitjen e nano-letrës (që i korrespondon mostrës CNF(1)LA).
100 J/ml energji sonikimi i korrespondojnë 100 sekondave sonikim, etj.
(Studimi dhe imazhi: ©Sethi et al., 2018)
Zbatime të tjera në procese
Përveç trajtimit të fibrave dhe ujit, ultratingujt me fuqi të lartë përdoren për homogjenizimin dhe dispergimin e suspensioneve të brumit të letrës dhe aditivëve. Homogjenizimi ultrasonik siguron shpërndarjen e njëtrajtshme të mbushësve, pigmenteve, polimereve dhe aditivëve funksionalë, duke përmirësuar efikasitetin e kimikateve dhe njëtrajtshmërinë e produktit. Ultratingujt përdoren gjithashtu në proceset e spërkatjes dhe veshjes, ku grykat ultrasonike gjenerojnë pikla të imëta e të njëtrajtshme për aplikimin e saktë të veshjeve, agjentëve të ngjitjes ose shtresave funksionale mbi sipërfaqet e letrës.
Integrimi në linjë dhe zbatimi industrial
Një përparësi kyçe e teknologjisë ultrasonike është se shumica e zbatimeve mund të realizohen në linjë, duke u mundësuar fabrikave të integrojnë reaktorë ultrasonikë në qarqet ekzistuese të procesit pa riprojektim të madh. Sistemet ultrasonike me rrjedhje të vazhdueshme mund të shkallëzohen në mënyrë lineare dhe të përshtaten me përqendrime specifike të lëndës së ngurtë, prurje dhe objektiva të procesit.
Me përzgjedhjen dhe integrimin e duhur të sistemit, ultratingujt me fuqi të lartë bëhen një mjet fleksibël për intensifikimin e procesit, në vend të një trajtimi më vete. Furnizuesit e pajisjeve, si Hielscher Ultrasonics, mbështesin fabrikat në përzgjedhjen dhe konfigurimin e sistemeve ultrasonike për përdorim industrial, të përshtatura për sfida specifike të prodhimit ose riciklimit të letrës.
Sonikator me 16 000 vat për përpunimin e brumit të letrës dhe kimikateve në fabrikat e letrës
Përmirësoni cilësinë e letrës dhe ulni kostot
Nga përmirësimi i zhvillimit dhe dispergimit të fibrave deri te mundësimi i riciklimit më të pastër dhe funksionimit më të qëndrueshëm të pjesës së lagësht të procesit, ultratingujt me fuqi të lartë ofrojnë një gamë të gjerë zbatimesh në fabrikat e letrës. Aftësia e tyre për të përmirësuar proceset fizike dhe kimike duke ulur njëkohësisht konsumin e energjisë, ujit dhe kimikateve i bën ultratingujt një teknologji gjithnjë e më tërheqëse si për instalimet e reja, ashtu edhe për përmirësimin e instalimeve ekzistuese. Ndërsa qëndrueshmëria mjedisore dhe efikasiteti vazhdojnë t’i japin drejtim industrisë së letrës, përpunimi ultrasonik po pozicionohet si një zgjidhje praktike dhe e shkallëzueshme për prodhimin modern të letrës.
Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të pajisjeve tona ultrasonike:
| Vëllimi i serisë | Prurja | Pajisjet e rekomanduara |
|---|---|---|
| 10 deri në 2000mL | 20 deri në 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 deri në 20L | 0,2 deri në 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 deri në 100L | 2 deri në 10L/min | UIP4000hdT |
| 15 deri në 150L | 3 deri në 15L/min | UIP6000hdT |
| n.a. | 10 deri në 100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | më e lartë | grup pajisjesh UIP16000hdT |
Projektim, prodhim dhe këshillim – Cilësi e prodhuar në Gjermani
Pajisjet ultrasonike Hielscher janë të mirënjohura për standardet e tyre më të larta të cilësisë dhe projektimit. Qëndrueshmëria dhe përdorimi i lehtë mundësojnë integrimin pa vështirësi të pajisjeve tona ultrasonike në impiantet industriale. Pajisjet ultrasonike Hielscher përballojnë me lehtësi kushtet e vështira dhe mjediset kërkuese.
Hielscher Ultrasonics është një kompani e certifikuar sipas ISO dhe i kushton vëmendje të veçantë pajisjeve ultrasonike me performancë të lartë, të cilat ofrojnë teknologjinë më të avancuar dhe lehtësi përdorimi. Sigurisht, pajisjet ultrasonike Hielscher janë në përputhje me CE dhe plotësojnë kërkesat e UL, CSA dhe RoHs.
Literatura / Referencat
- Jatin Sethi, Kristiina Oksman, Mirja Illikainen, Juho Antti Sirviö (2018): Sonication-assisted surface modification method to expedite the water removal from cellulose nanofibers for use in nanopapers and paper making. Carbohydrate Polymers, Volume 197, 2018. 92-99.
- 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
Hielscher Ultrasonics prodhon homogjenizues ultrasonikë me performancë të lartë nga shkalla laboratorike deri te shkalla industriale.
