อัลตราซาวนด์ในการผลิตกระดาษ

อัลตราซาวนด์กำลังสูงได้กลายเป็นเทคโนโลยีกระบวนการที่ใช้งานได้หลากหลายและใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพในโรงงานกระดาษสมัยใหม่ ด้วยการส่งคลื่นอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงเข้าสู่ระบบของเหลวหรือสารแขวนลอย โรงงานสามารถใช้ประโยชน์จากผลของคาวิเทชัน – การเกิดและการยุบตัวของฟองขนาดจุลภาค – เพื่อปรับปรุงการผสม การถ่ายเทมวล การดัดแปรเส้นใย และการกำจัดสิ่งปนเปื้อน เนื่องจากทั้งการผลิตเส้นใยใหม่และการแปรรูปกระดาษรีไซเคิลเผชิญแรงกดดันที่เพิ่มขึ้นให้ลดการใช้พลังงาน การใช้น้ำ และความต้องการสารเคมี เทคโนโลยีอัลตราซาวนด์จึงนำเสนอชุดโซลูชันที่น่าสนใจซึ่งทำงานในสายการผลิตและพร้อมติดตั้งเพิ่มเติมในระบบเดิม

อัลตราซาวนด์ในการผลิตกระดาษ

ในการผลิตกระดาษ ระบบอัลตราซาวนด์ใช้เป็นหลักเพื่อปรับปรุงคุณภาพน้ำเยื่อ สมรรถนะของเส้นใย และเสถียรภาพของกระบวนการ การใช้งานที่สำคัญประการหนึ่งคือการไล่ก๊าซออกจากสารแขวนลอยเยื่อกระดาษ อากาศที่แทรกอยู่ในน้ำเยื่ออาจทำให้เกิดรอยน้ำ รอยริ้ว และข้อบกพร่องในการขึ้นรูปแผ่น ซึ่งลดคุณภาพกระดาษโดยตรง การไล่ก๊าซด้วยอัลตราซาวนด์กำจัดก๊าซที่ละลายและแทรกอยู่ในสารแขวนลอยเยื่อกระดาษได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ส่วนเปียกมีเสถียรภาพและช่วยป้องกันข้อบกพร่องที่มองเห็นได้โดยไม่ต้องเติมสารเคมีเพิ่มเติม
การใช้งานหลักอีกประการหนึ่งคือการเพิ่มการแตกตัวเป็นเส้นใยฝอยของเส้นใย อัลตราซาวนด์กำลังสูงส่งเสริมการแตกตัวเป็นเส้นใยฝอยทั้งภายนอกและภายในของเส้นใยเยื่อกระดาษ โดยสร้างแรงเฉือนเฉพาะจุดที่รุนแรงผ่านคาวิเทชัน วิธีนี้สามารถทดแทนบางส่วนหรือเพิ่มประสิทธิภาพของขั้นตอนการตีเยื่อและการบดเยื่อแบบดั้งเดิมได้ เมื่อเทียบกับการบดเยื่อเชิงกลเพียงอย่างเดียว การบำบัดด้วยอัลตราซาวนด์สามารถพัฒนาเส้นใยได้ในระดับใกล้เคียงหรือดีกว่าโดยใช้พลังงานน้อยกว่า สิ่งสำคัญคือความแข็งแรงของเส้นใยยังคงอยู่ และในบางกรณีดีขึ้น เนื่องจากอัลตราซาวนด์ส่งเสริมการแตกตัวเป็นเส้นใยฝอยอย่างควบคุมได้ แทนการตัดเส้นใยมากเกินไป พลังงานอัลตราซาวนด์ยังสามารถช่วยปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการดัดแปรเส้นใย เช่น กระบวนการออกซิเดชันหรือการฟอกขาว เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความสม่ำเสมอของปฏิกิริยา

อัลตราซาวนด์ยังสามารถช่วยในการสลายเยื่อกระดาษ ทั้งระหว่างการย่อยชิ้นไม้ให้เป็นเยื่อกระดาษหรือระหว่างการตีเยื่อซ้ำจากกระดาษที่นำกลับมาใช้ใหม่ คาวิเทชันเร่งการแยกเส้นใยและคลายการยึดเกาะระหว่างเส้นใย สารเติมเต็ม หมึก และสารเคลือบ ทำให้การทำเยื่อมีประสิทธิภาพดีขึ้นและลดเวลาในการแปรรูป

การใช้อัลตราซาวนด์ในส่วนเปียก

ผู้ดำเนินการผลิตกระดาษตระหนักมากขึ้นว่าการปรับปรุงสมรรถนะของส่วนเปียกเกิดจากประสิทธิภาพในการใช้สารเคมีมากกว่าการเพิ่มปริมาณสารเติมแต่ง ด้วยเหตุนี้ การกระจายตัวด้วยอัลตราซาวนด์จึงได้รับความสนใจในฐานะเทคโนโลยีกระบวนการขั้นสูงสำหรับการกระตุ้นและการทำให้สารเติมแต่งในส่วนเปียกเป็นเนื้อเดียวกันอย่างควบคุมได้ ก่อนเติมลงในน้ำเยื่อ อัลตราซาวนด์กำลังสูงสร้างแรงเฉือนจากคาวิเทชันที่แยกกลุ่มอนุภาคที่เกาะรวมกัน และส่งเสริมการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอของพอลิเมอร์ สารเติมเต็ม และอิมัลชันในกระแสการไหลของกระบวนการในสายการผลิต การกระจายตัวที่ดีขึ้นนี้ทำให้คาดการณ์ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารเคมีกับเส้นใยได้มากขึ้น ปรับปรุงการกักเก็บและการขึ้นรูปแผ่น และเพิ่มเสถียรภาพของกระบวนการ พร้อมทั้งลดความต้องการสารเคมีโดยรวมและการใช้พลังงาน ด้วยความสามารถในการขยายขนาดแบบเชิงเส้นและการมีระบบเครื่องอัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรมจาก Hielscher Ultrasonics การกระจายตัวด้วยอัลตราซาวนด์จึงก้าวจากการศึกษาระดับห้องปฏิบัติการไปสู่การใช้งานเต็มขนาด ในฐานะกลยุทธ์เพิ่มประสิทธิภาพส่วนเปียกที่มีความมั่นคงทางเทคนิคและคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับข้อดีของการกระจายตัวด้วยอัลตราซาวนด์ในส่วนเปียกของโรงงานกระดาษ!

อัลตราซาวนด์ในการรีไซเคิลกระดาษ

ในการใช้งานด้านการรีไซเคิล อัลตราซาวนด์กำลังสูงช่วยแก้ปัญหาบางประการที่เรื้อรังที่สุดในการแปรรูปเส้นใยที่นำกลับมาใช้ใหม่ การใช้งานสำคัญประการหนึ่งคือการทำความสะอาดเส้นใยและการกำจัดสิ่งปนเปื้อน คาวิเทชันจากอัลตราซาวนด์ช่วยแยกสิ่งสกปรก น้ำมัน หมึกพิมพ์ สารให้สี และสารตกค้างจากแลกเกอร์ออกจากพื้นผิวเส้นใย ในกระบวนการกำจัดหมึก อัลตราซาวนด์ช่วยเพิ่มการหลุดออกและการกระจายตัวของอนุภาคหมึก ปรับปรุงประสิทธิภาพการแยกด้วยการลอยหรือการล้าง และทำให้ได้ค่าความสว่างสูงขึ้นโดยใช้สารเคมีน้อยลง
อัลตราซาวนด์ยังช่วยลดจุลินทรีย์ในระบบน้ำขาว ด้วยการทำลายเซลล์จุลินทรีย์และไบโอฟิล์มเชิงกล การบำบัดด้วยอัลตราซาวนด์สามารถลดปริมาณจุลินทรีย์โดยไม่ต้องพึ่งสารฆ่าจุลินทรีย์เพียงอย่างเดียว วิธีนี้ช่วยให้วงจรน้ำในกระบวนการสะอาดขึ้น และสามารถลดกลิ่น การเกิดเมือก และความเสี่ยงจากการเกาะสะสมทางชีวภาพ
การใช้งานสำคัญอีกประการหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการรีไซเคิลคือการรีดน้ำออก พลังงานอัลตราซาวนด์สามารถปรับปรุงลักษณะการระบายน้ำของสารแขวนลอยเส้นใย โดยดัดแปรโครงข่ายเส้นใยและลดน้ำที่ยึดติดอยู่ การรีดน้ำออกที่ดีขึ้นสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของชุดกดและตะแกรงขึ้นรูป ลดความต้องการพลังงานความร้อนในขั้นตอนการอบแห้งถัดไป
 

พลังงานในการใช้อัลตราซาวนด์เทียบกับเวลาในการระบายน้ำ (เป็นนาที) สำหรับการเตรียมกระดาษนาโน (ตรงกับตัวอย่าง CNF(1)LA)
พลังงานในการใช้อัลตราซาวนด์ 100 J/ml สอดคล้องกับการใช้อัลตราซาวนด์เป็นเวลา 100 วินาที เป็นต้น
(การศึกษาและภาพ: ©Sethi et al., 2018)

การใช้งานเพิ่มเติมในกระบวนการ

นอกเหนือจากการบำบัดเส้นใยและน้ำแล้ว อัลตราซาวนด์กำลังสูงยังใช้เพื่อทำให้สารแขวนลอยเยื่อกระดาษและสารเติมแต่งเป็นเนื้อเดียวกันและกระจายตัว การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยให้สารเติมเต็ม เม็ดสี พอลิเมอร์ และสารเติมแต่งเชิงหน้าที่กระจายอย่างสม่ำเสมอ เพิ่มประสิทธิภาพการใช้สารเคมีและความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์ อัลตราซาวนด์ยังใช้ในกระบวนการพ่นและเคลือบ โดยหัวฉีดอัลตราซาวนด์สร้างละอองละเอียดและสม่ำเสมอ เพื่อให้ลงสารเคลือบ สารกันซึม หรือชั้นที่มีหน้าที่เฉพาะบนพื้นผิวกระดาษได้อย่างแม่นยำ

การผสานเข้ากับสายการผลิตและการนำไปใช้ในอุตสาหกรรม

ข้อได้เปรียบสำคัญของเทคโนโลยีอัลตราซาวนด์คือการใช้งานส่วนใหญ่สามารถดำเนินการในสายการผลิตได้ ทำให้โรงงานสามารถติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์อัลตราซาวนด์เพิ่มเติมในวงจรกระบวนการเดิมโดยไม่ต้องออกแบบใหม่ครั้งใหญ่ ระบบอัลตราซาวนด์แบบไหลผ่านสามารถขยายขนาดแบบเชิงเส้นและปรับให้เหมาะกับความเข้มข้นของเยื่อ อัตราการไหล และวัตถุประสงค์ของกระบวนการที่เฉพาะเจาะจง
เมื่อเลือกและผสานระบบอย่างเหมาะสม อัลตราซาวนด์กำลังสูงจะกลายเป็นเครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการที่ยืดหยุ่น แทนที่จะเป็นการบำบัดแยกเดี่ยว ผู้จัดหาอุปกรณ์ เช่น Hielscher Ultrasonics สนับสนุนโรงงานในการเลือกและกำหนดค่าระบบอัลตราซาวนด์ระดับอุตสาหกรรมที่ปรับให้เหมาะกับความท้าทายเฉพาะด้านการผลิตหรือการรีไซเคิลกระดาษ

ปรับปรุงคุณภาพกระดาษและลดต้นทุน

ตั้งแต่การปรับปรุงการพัฒนาและการกระจายตัวของเส้นใย ไปจนถึงการช่วยให้การรีไซเคิลสะอาดขึ้นและการทำงานของส่วนเปียกมีเสถียรภาพมากขึ้น อัลตราซาวนด์กำลังสูงมีการใช้งานหลากหลายในโรงงานกระดาษ ความสามารถในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการทางกายภาพและทางเคมี พร้อมกับลดการใช้พลังงาน น้ำ และสารเคมี ทำให้อัลตราซาวนด์เป็นเทคโนโลยีที่น่าสนใจมากขึ้นสำหรับทั้งการติดตั้งใหม่และการติดตั้งเพิ่มเติมในระบบเดิม ขณะที่ความยั่งยืนและประสิทธิภาพยังคงกำหนดทิศทางของอุตสาหกรรมกระดาษ การแปรรูปด้วยอัลตราซาวนด์จึงอยู่ในฐานะโซลูชันที่ใช้งานได้จริงและขยายขนาดได้สำหรับการผลิตกระดาษสมัยใหม่

ตารางด้านล่างแสดงข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับกำลังการแปรรูปโดยประมาณของเครื่องอัลตราซาวนด์ของเรา:

การออกแบบ การผลิต และการให้คำปรึกษา – คุณภาพที่ผลิตในเยอรมนี

เครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher เป็นที่รู้จักอย่างดีในด้านมาตรฐานคุณภาพและการออกแบบที่สูงที่สุด ความทนทานและการใช้งานที่ง่ายช่วยให้ผสานเครื่องอัลตราซาวนด์ของเราเข้ากับโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น เครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher รับมือกับสภาวะที่รุนแรงและสภาพแวดล้อมที่มีข้อเรียกร้องสูงได้อย่างง่ายดาย

Hielscher Ultrasonics เป็นบริษัทที่ได้รับการรับรอง ISO และให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงที่ใช้เทคโนโลยีล้ำสมัยและใช้งานง่าย แน่นอนว่าเครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher สอดคล้องกับ CE และเป็นไปตามข้อกำหนดของ UL, CSA และ RoHs