Ултразвук у производњи папира

Snaga ultrazvuk se pojavio kao svestran i energetski efikasna tehnologija procesa u modernim fabrikama papira. Uvođenjem ultrazvučnih talasa visokog intenziteta u tečne ili suspenzne sisteme, mlinovi mogu iskoristiti efekte kavitacije - mikroskopsko formiranje i kolaps mehurića – da se poboljša mešanje, prenos mase, modifikacija vlakana, i uklanjanje zagađivača. Kako se i proizvodnja netaknutih vlakana i prerada recikliranog papira suočavaju sa sve većim pritiskom da se smanji potrošnja energije, potrošnja vode i hemijska potražnja, ultrazvučna tehnologija nudi ubedljiv skup inline, retrofit-ready rešenja.

Ултразвук у производњи папира

U proizvodnji papira, ultrazvučni sistemi se prvenstveno primenjuju za poboljšanje kvaliteta zaliha, performansi vlakana i stabilnosti procesa. Jedna važna primena je otplinjavanje suspenzija celuloze. Uvučeni vazduh na lageru može izazvati vodene žigove, pruge i defekte formiranja koji direktno smanjuju kvalitet papira. Ultrazvučno otplinjavanje efikasno uklanja rastvorene i uvučene gasove iz pulpe suspenzije, stabilizuje mokri kraj i pomaže u sprečavanju vizuelnih nedostataka bez dodatnih hemikalija.
Još jedna velika primena je poboljšanje fibrilacije vlakana. Snaga ultrazvuk promoviše spoljašnju i unutrašnju fibrilaciju pulpe vlakana stvaranjem intenzivnih lokalizovanih sila smicanja kroz kavitaciju. Ovo može delimično zameniti ili poboljšati konvencionalne faze premlaćivanja i prerade. U poređenju sa samo mehaničkim rafiniranjem, ultrazvučni tretman može postići sličan ili poboljšan razvoj vlakana dok troši manje energije. Važno je da se održava čvrstoća vlakana, a u nekim slučajevima i poboljšana, jer ultrazvuk promoviše kontrolisanu fibrilaciju, a ne prekomerno rezanje vlakana. Ultrazvučna energija takođe može pomoći hemijskim reakcijama povezanim sa modifikacijom vlakana, kao što su oksidativni procesi ili procesi izbjeljivanja, poboljšavajući efikasnost i uniformnost reakcije.

Ultrazvuk može dodatno podržati raspadanje pulpe, bilo tokom razgradnje drvne sječke u celulozu ili tokom repulpiranja oporavljenog papira. Kavitacija ubrzava odvajanje vlakana i otpušta vezivanje između vlakana, punila, mastila i premaza, poboljšavajući efikasnost pulpe i smanjujući vreme obrade.

Sonikacija u mokrom kraju

Papirne operacije sve više prepoznaju da su poboljšanja u mokrim krajnjim performansama više vođena efikasnošću korišćenja hemikalija nego većim dozama aditiva. Kao rezultat toga, ultrazvučna disperzija dobija pažnju kao napredna procesna tehnologija za kontrolisanu aktivaciju i homogenizaciju vlažnih krajnjih aditiva pre dodavanja zaliha. Ultrazvuk velike snage generiše sile smicanja izazvane kavitacijom koje deaglomeriraju čestice i promovišu ravnomernu disperziju polimera, punila i emulzija u linijskim tokovima procesa. Ova poboljšana disperzija dovodi do predvidljivijih interakcija hemijskih vlakana, poboljšanog zadržavanja i formiranja lima i povećane stabilnosti procesa, istovremeno smanjujući ukupnu hemijsku potražnju i potrošnju energije. Zahvaljujući svojoj linearnoj skalabilnosti i dostupnosti industrijskih sonicator sistema iz Hielscher Ultrasonics, ultrazvučna disperzija je napredovala od laboratorijskih studija do pune implementacije kao tehnički robustan i ekonomski održiv mokri kraj optimizacije strategije.

Pročitajte više o prednostima ultrazvučne disperzije u vlažnom kraju fabrika papira!

Ultrazvuk u reciklaži papira

U aplikacijama za reciklažu, ultrazvuk snage se bavi nekim od najupornijih izazova u obradi obnovljenih vlakana. Jedna od ključnih upotreba je čišćenje vlakana i uklanjanje zagađivača. Ultrazvučna kavitacija pomaže odvojiti prljavštinu, ulja, štamparske boje, boje i ostatke laka od vlakana površina. U operacijama uklanjanja mastila, ultrazvuk poboljšava odvajanje i disperziju čestica mastila, poboljšavajući efikasnost flotacije ili pranja i omogućavajući veće nivoe osvetljenosti sa smanjenim hemijskim unosom.
Ultrazvuk takođe doprinosi smanjenju mikroba u sistemima bele vode. Mehaničkim ometanjem mikrobnih ćelija i biofilmova, ultrazvučni tretman može smanjiti mikrobna opterećenja bez oslanjanja isključivo na biocide. Ovo podržava čistije procesne vodene petlje i može smanjiti miris, stvaranje sluzi i biofouling rizike.
Još jedna važna aplikacija vezana za reciklažu je odvodnjavanje. Ultrazvučna energija može poboljšati drenažne karakteristike suspenzija vlakana modifikacijom mreža vlakana i smanjenjem vezane vode. Poboljšana odvodnjavanje može povećati efikasnost štampe i žice, smanjujući potražnju za toplotnom energijom u narednim fazama sušenja.
 

Енергија ултразвука у односу на време дренирања (у минутама) за припрему нанопапира (одговара ЦНФ(1)ЛА узорку).
100 Ј/мл енергије соникације одговара 100 секунди соникације, итд.
(Студија и слика: ©Сетхи ет ал., 2018)

Dodatne aplikacije za proces

Pored tretmana vlakana i vode, snaga ultrazvuk se koristi za homogenizaciju i disperziju papira kaše i aditiva. Ultrazvučna homogenizacija obezbeđuje ravnomernu distribuciju punila, pigmenata, polimera i funkcionalnih aditiva, poboljšavajući hemijsku efikasnost i konzistenciju proizvoda. Ultrazvuk se takođe primenjuje u procesima prskanja i premazivanja, gde ultrazvučne mlaznice generišu fine, ravnomerne kapljice za precizno nanošenje premaza, sredstava za dimenzionisanje ili funkcionalnih slojeva na papirne površine.

Inline integracija i industrijska implementacija

Ključna prednost ultrazvučne tehnologije je da se većina aplikacija može implementirati inline, omogućavajući mlinovima da naknadno ugrade ultrazvučne reaktore u postojeće procesne petlje bez većeg redizajna. Protočni ultrazvučni sistemi mogu se linearno skalirati i prilagoditi specifičnim konzistencijama, brzinama protoka i ciljevima procesa.
Uz pravilan izbor i integraciju sistema, ultrazvuk snage postaje fleksibilan alat za intenziviranje procesa, a ne samostalni tretman. Dobavljači opreme kao što je Hielscher Ultrasonics podržavaju mlinove u odabiru i konfigurisanju ultrazvučnih sistema industrijskog razreda prilagođenih specifičnim izazovima proizvodnje ili recikliranja papira.

Poboljšajte kvalitet papira i smanjite troškove

Od poboljšanja razvoja vlakana i disperzije do omogućavanja čistije reciklaže i stabilnijeg rada na mokrom kraju, ultrazvuk snage nudi širok spektar primena u fabrikama papira. Njegova sposobnost da poboljša fizičke i hemijske procese uz smanjenje potrošnje energije, vode i hemikalija čini ultrazvuk sve atraktivnijom tehnologijom i za nove instalacije i za nadogradnju. Kako održivost i efikasnost nastavljaju da oblikuju industriju papira, ultrazvučna obrada je pozicionirana kao praktično i skalabilno rešenje za modernu proizvodnju papira.

Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата:

Дизајн, производња и консалтинг – Квалитет Маде ин Германи

Хиелсцхер ултрасоникатори су познати по свом највишем квалитету и стандардима дизајна. Робусност и једноставан рад омогућавају несметану интеграцију наших ултразвучних апарата у индустријске објекте. Хиелсцхер ултрасоникатори се лако носе са тешким условима и захтевним окружењима.

Хиелсцхер Ултрасоницс је ИСО сертификована компанија и ставља посебан нагласак на ултрасоникаторе високих перформанси са најсавременијом технологијом и једноставношћу за коришћење. Наравно, Хиелсцхер ултрасоникатори су усаглашени са ЦЕ и испуњавају захтеве УЛ, ЦСА и РоХ.