พารามิเตอร์การกำจัดหมึกที่ลอยอยู่ในน้ำส่งผลต่อการกำจัดหมึก ปริมาณเส้นใย และการใช้สารเคมีอย่างไร

การดำเนินงานรีไซเคิลกระดาษเหลือทิ้งเผชิญกับความตึงเครียดในการดำเนินงานอย่างต่อเนื่อง ผู้จัดการโรงงานจะต้องได้ความสว่างของเยื่อกระดาษตามเป้าหมาย โดยไม่สูญเสียเส้นใยและแร่ธาตุอันมีค่าไปยังกระแสคัดแยก พารามิเตอร์ที่ไม่ตรงแนวในระบบเดิมทำให้เกิดค่าใช้จ่ายทางเคมีมากเกินไป ผลผลิตเส้นใยลดลง และความสามารถในการทำกำไรของโรงงานโดยรวมลดลง คุณไม่สามารถสูญเสียเส้นใยที่ใช้งานได้ในขณะที่พยายามกำจัดอนุภาคหมึกขนาดเล็กมาก

การเรียนรู้พารามิเตอร์ทางกายภาพและเคมีของก Flotation Deinking Cell แยกการดำเนินการรีไซเคิลส่วนน้อยออกจากการดำเนินการที่ทำกำไรได้สูงและปรับขนาดได้ การสร้างสมดุลของการเติมอากาศ การจ่ายสารเคมี และสถาปัตยกรรมระบบจะกำหนดความสำเร็จของคุณ เราจะสำรวจกลไกที่แน่นอนที่ทำให้เกิดการหลุดลอกของหมึก การติดฟอง และการลบฟอง สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าสถานที่ของคุณตรงตามเป้าหมายความสว่างที่เข้มงวดพร้อมทั้งปกป้องผลผลิตไฟเบอร์ของคุณ

• หัวกะทิเป็นตัวชี้วัดหลัก: การประเมินอุปกรณ์และพารามิเตอร์จะต้องมุ่งเน้นไปที่ 'ปัจจัย Z' (การลดหัวกะทิ) ซึ่งเป็นอัตราส่วนของหมึกที่ถูกดึงออกต่อเส้นใย/ฟิลเลอร์ที่สูญเสียไป

• การเพิ่มประสิทธิภาพทางเคมีกำหนดระยะขอบ: ค่า pH สูงและปริมาณสารลดแรงตึงผิวที่แม่นยำช่วยปรับปรุงการหลุดลอกของหมึก แต่การใช้งานมากเกินไปทำให้เกิดปัญหาการจัดการฟองและการปนเปื้อนของวงจรน้ำ

• อัตราผลตอบแทนเทียบกับความสว่าง การแลกเปลี่ยน: การผลักดันเซลล์ลอยตัวเดียวเพื่อกำจัดหมึกสูงสุดย่อมทำให้ผลผลิตเส้นใยลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ การกำหนดค่าแบบหลายขั้นตอน (แบบเรียงซ้อน) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเพิ่ม ROI สูงสุด

• การปรับปรุงอุปกรณ์ให้ทันสมัย: การอัพเกรดเครื่องกำจัดหมึกเยื่อกระดาษจำเป็นต้องมีการตรวจสอบอัตราการเติมอากาศในปัจจุบัน การกระจายขนาดฟอง และความสามารถอัตโนมัติ เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่ปรับขนาดได้

บทบาทของเซลล์ขจัดหมึกที่ลอยอยู่ในน้ำในกระบวนการแปรรูปกระดาษรีไซเคิล

กรอบปัญหา (เกณฑ์ความสำเร็จ)

การกำหนดเป้าหมายการปฏิบัติงานขั้นพื้นฐานเป็นขั้นตอนแรกในการเพิ่มประสิทธิภาพโรงงานรีไซเคิล คุณต้องกำหนดเกณฑ์ความสำเร็จที่ชัดเจนสำหรับเยื่อสุดท้ายก่อนจะเข้าสู่เครื่องผลิตกระดาษ โดยทั่วไปเป้าหมายเหล่านี้ประกอบด้วยระดับความสว่าง ISO เฉพาะ จำนวนสิ่งสกปรกที่ยอมรับได้ซึ่งวัดเป็นส่วนต่อล้าน (ppm) และปริมาณเส้นใยที่ใช้งานได้ขั้นต่ำ สิ่งอำนวยความสะดวกที่ทันสมัยส่วนใหญ่ในการประมวลผลขยะสำนักงานแบบผสม (MOW) หรือกระดาษหนังสือพิมพ์เก่า (ONP) ตั้งเป้าไปที่อัตราการกักเก็บเส้นใยที่มากกว่า 90% การตกลงต่ำกว่าเกณฑ์นี้บ่งชี้ถึงความไร้ประสิทธิภาพเชิงกลหรือทางเคมีอย่างรุนแรงในกระบวนการแยก

การบรรลุเป้าหมายเหล่านี้พร้อมกันต้องอาศัยความแม่นยำ การกำจัดหมึกที่รุนแรงมักจะขจัดคราบละเอียดและสารตัวเติมแร่ธาตุออกไป สิ่งนี้จะลดการสร้างแผ่นงานขั้นสุดท้าย ลดความทึบ และเพิ่มปริมาณการกำจัดขยะมูลฝอยที่โรงงาน ผู้ปฏิบัติงานต้องปรับสมดุลแรงทางกลของอุปกรณ์กับสภาพแวดล้อมทางเคมีของสารละลายเยื่อกระดาษ ความสำเร็จหมายถึงการกำจัดจุดที่มองเห็นได้และอนุภาคหมึกขนาดเล็กมาก ในขณะที่ยังคงเหลือเส้นใยเซลลูโลสที่สมบูรณ์และพร้อมสำหรับส่วนที่ขึ้นรูป

เปรียบเทียบการลอยตัวกับการซัก

ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมพึ่งพาวิธีการหลักสองวิธีในการกำจัดหมึก: การล้างและการลอยฟอง ระบบการซักจะทำให้เยื่อกระดาษเจือจางลงอย่างมาก และใช้ตะแกรงหรือแผ่นปูพื้นเพื่อชะล้างอนุภาคที่มีขนาดเล็กมากออกไป วิธีนี้ใช้ได้ผลดีกับหมึกเฟล็กโซกราฟีและอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 10 ไมครอน อย่างไรก็ตาม การซักโดยธรรมชาติแล้วจะทำให้เกิดการสูญเสียผลผลิตอย่างมาก โดยจะชะล้างสารตัวเติมแร่ธาตุอันมีค่าและเซลลูโลสขนาดเล็กพร้อมกับหมึก ส่งผลให้ส่งวัสดุที่ใช้งานได้ตรงไปยังโรงบำบัดน้ำเสีย

การลอยฟองทำงานบนหลักการทางกายภาพที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง โดยกำหนดเป้าหมายอนุภาคหมึกขนาดใหญ่ โดยทั่วไปจะมีขนาดตั้งแต่ 10 ถึง 100 ไมครอน ด้วยการนำฟองอากาศเข้าไปในสารละลาย อนุภาคหมึกที่ไม่ชอบน้ำจะเกาะติดกับฟองอากาศและลอยขึ้นสู่พื้นผิว สิ่งนี้จะสร้างชั้นฟองปฏิเสธ การลอยอยู่ในน้ำช่วยรักษาผลผลิตที่สูงกว่าการซักอย่างมาก อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์ที่เข้มงวดมากขึ้นเพื่อให้ทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ หากคุณจัดการการเติมอากาศหรือการเติมสารเคมีไม่ถูกต้อง คุณจะล้มเหลวในการเอาหมึกออกหรือลอยเส้นใยที่ใช้งานได้โดยไม่ตั้งใจเข้าไปในกระแสคัดแยก

ลักษณะกระบวนการ	เยื่อกระดาษฟอง ลอย	ล้าง
ขนาดอนุภาคเป้าหมาย	10 ถึง 100 ไมครอน	น้อยกว่า 10 ไมครอน
ประเภทหมึกหลัก	ออฟเซ็ต, เลเซอร์, โทนเนอร์, สูตรน้ำมัน	เฟล็กโซกราฟีสูตรน้ำ
ผลผลิตไฟเบอร์ทั่วไป	90% - 95%	75% - 85%
ปริมาณการใช้น้ำ	ปานกลาง (ทำงานที่ความสม่ำเสมอ 1-1.5%)	สูง (ต้องเจือจางมาก)
การเก็บรักษาขี้เถ้า/ตัวเติม	สูง (สามารถปรับได้ผ่านเคมี)	ต่ำมาก (ล้างออกง่าย)

การกำหนดการเลือกลดหมึก (Z-Factor)

คุณไม่สามารถปรับปรุงสิ่งที่คุณไม่ได้วัดได้ ใน กระดาษรีไซเคิล deinking เลนส์ประเมินมาตรฐานอุตสาหกรรมคือการคัดเลือก เรานิยามสิ่งนี้โดยใช้ปัจจัย Z ปัจจัย Z จะคำนวณอัตราส่วนของหมึกที่ถูกดึงออกต่อเส้นใยทั้งหมดและฟิลเลอร์ที่สูญเสียไปในกระบวนการ โดยทำหน้าที่เป็นเกณฑ์มาตรฐานขั้นสูงสุดสำหรับการประเมินประสิทธิภาพของอุปกรณ์จากอินพุตวัตถุดิบต่างๆ

ปัจจัย Z ที่สูงบ่งชี้ถึงกระบวนการที่คัดเลือกมาอย่างดี ระบบจะกำจัดหมึกในปริมาณสูงสุดโดยทิ้งเส้นใยไว้เบื้องหลังในขั้นตอนการรับ ปัจจัย Z ต่ำหมายความว่าระบบทำงานไม่มีประสิทธิภาพ มันอาจจะเอาหมึกออก แต่ลากวัสดุที่มีค่ามากเกินไปไปลงในฟองคัดแยก การประเมินการทำงานของคุณผ่านเลนส์ของปัจจัย Z จะทำให้คุณมองข้ามการวัดความสว่างธรรมดาๆ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าคุณจะรักษาอัตราการกำจัดหมึกที่สูงควบคู่ไปกับผลผลิตเส้นใยสูงสุด ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อผลกำไรของโรงงาน

การประเมินพารามิเตอร์ทางกายภาพเพื่อประสิทธิภาพของเซลล์ลอยอยู่ในน้ำที่เหมาะสมที่สุด

ความสม่ำเสมอของเยื่อกระดาษและอัตราการเติมอากาศ

ความสม่ำเสมอของเยื่อกระดาษเป็นตัวกำหนดพลศาสตร์ของของไหลภายในเซลล์ ช่วงความสม่ำเสมอในอุดมคติมักจะอยู่ระหว่าง 1% ถึง 1.5% การทำงานที่สูงกว่า 1.5% จะสร้างสารละลายที่มีความหนืดสูง สิ่งนี้จะช่วยลดการเคลื่อนที่ของฟองและป้องกันการผสมอย่างเพียงพอ อนุภาคหมึกพยายามชนกับฟองอากาศในเนื้อกระดาษหนา ส่งผลให้ได้รับความสว่างต่ำ สารละลายทำหน้าที่เหมือนฟองน้ำ กักอากาศและทำให้ถังทั้งหมดล้นอย่างคาดเดาไม่ได้

ในทางกลับกัน การดำเนินงานที่ต่ำกว่า 1% ต้องใช้ความสามารถในการจัดการน้ำปริมาณมหาศาล ช่วยเพิ่มพลังงานในการสูบและลดกำลังการผลิตโดยรวมของระบบ คุณจะต้องใช้ไฟฟ้าเพื่อสูบน้ำแทนที่จะเป็นไฟเบอร์ อัตราการเติมอากาศส่งผลโดยตรงต่อความน่าจะเป็นของการชนกันของฟองหมึก การฉีดอากาศมากขึ้นจะเพิ่มพื้นที่ผิวสำหรับการติดหมึก อย่างไรก็ตาม การเติมอากาศมากเกินไปทำให้เกิดความเสี่ยงร้ายแรง ปริมาณอากาศที่สูงทำให้เกิดกระแสไฮดรอลิกที่ปั่นป่วน ความปั่นป่วนนี้กักขังเส้นใยที่ใช้งานได้ทางกายภาพ และลากขึ้นไปบนชั้นฟอง คุณต้องปรับอัตราส่วนอากาศต่อสต็อกเพื่อเพิ่มการชนกันของหมึกให้สูงสุด ในขณะเดียวกันก็ลดการกักเก็บไฮดรอลิกของเซลลูโลสให้เหลือน้อยที่สุด

การกระจายขนาดฟอง (BSD)

ฟิสิกส์ของการเกาะติดของอนุภาคหมึกอาศัยเส้นผ่านศูนย์กลางของฟองเป็นอย่างมาก อนุภาคหมึกในการรีไซเคิลสมัยใหม่โดยทั่วไปจะวัดได้ระหว่าง 10 ถึง 100 ไมครอน หากต้องการจับอนุภาคเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพ คุณต้องมีขนาดฟองอากาศที่เฉพาะเจาะจง ถ้าฟองใหญ่เกินไป มันจะขึ้นเร็วเกินไป คลื่นโค้งอุทกไดนามิกที่เกิดขึ้นจะผลักอนุภาคหมึกขนาดเล็กออกไป ป้องกันการเกาะติด หากฟองสบู่มีขนาดเล็กเกินไป ฟองสบู่จะขาดแรงลอยตัวในการนำหมึกจำนวนมากจับตัวเป็นก้อนลงบนพื้นผิว ปล่อยให้หมึกลอยอยู่ในกระแสรับ

ทันสมัย อุปกรณ์กำจัดหมึก ใช้หัวฉีดเติมอากาศขั้นสูงเพื่อควบคุมการฉีดอากาศ ระบบเหล่านี้รักษาการกระจายขนาดฟองอากาศ (BSD) ที่แคบและเหมาะสมที่สุด เส้นผ่านศูนย์กลางฟองอากาศในอุดมคติมักจะอยู่ในช่วง 1 ถึง 2 มิลลิเมตร การบำรุงรักษา BSD เฉพาะนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพการชนสูงสุด เมื่อเวลาผ่านไป หัวเติมอากาศจะเสื่อมสภาพเนื่องจากมีสารปนเปื้อนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในเยื่อกระดาษ หัวฉีดที่สึกหรออาจทำให้เกิดฟองอากาศขนาด 5 มิลลิเมตร ซึ่งทำลายประสิทธิภาพของคุณ การตรวจสอบและเปลี่ยนหัวฉีดเหล่านี้เป็นประจำเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาประสิทธิภาพ

อุณหภูมิและเวลาการเก็บรักษา

อุณหภูมิในการทำงานมีอิทธิพลอย่างมากต่อปฏิกิริยาทางกายภาพและเคมีในสารละลาย สิ่งอำนวยความสะดวกส่วนใหญ่รักษาอุณหภูมิระหว่าง 40°C ถึง 50°C ช่วงความร้อนจำเพาะนี้จะทำให้สารยึดเกาะหมึกอ่อนตัวลง นอกจากนี้ยังกระตุ้นสารลดแรงตึงผิวทางเคมี ทำให้อนุภาคหมึกไม่ชอบน้ำ อุณหภูมิที่ลดลงต่ำกว่า 40°C ส่งผลให้อนุภาคหมึกแข็งซึ่งต้านทานการหลุดออกจากพื้นผิวไฟเบอร์ อุณหภูมิที่สูงเกิน 50°C จะสิ้นเปลืองพลังงานความร้อน และอาจทำให้กาวและเหนียวบางชนิดละลาย รวมตัวกันเป็นก้อน และสะสมใหม่บนเส้นใยหรือเสื้อผ้าของเครื่องจักร

เวลากักเก็บหมายถึงระยะเวลาที่เยื่อกระดาษใช้ภายในเซลล์ การวิเคราะห์ข้อดีข้อเสียของเวลาเก็บรักษาถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบโรงงาน เวลาพักนานขึ้นจะเพิ่มความน่าจะเป็นในการขจัดหมึก อย่างไรก็ตาม จะเพิ่มความเสี่ยงต่อการสูญเสียเส้นใยอย่างมาก การยืดเวลาในเซลล์ทำให้น้ำส่งเส้นใยเข้าสู่ชั้นฟองได้มากขึ้น นอกจากนี้ยังเพิ่มการใช้พลังงานของเครื่องกวนและปั๊มอีกด้วย คุณต้องคำนวณเวลาคงอยู่ที่แน่นอนที่จำเป็นในการเข้าถึงเป้าหมายความสว่างโดยไม่ข้ามไปสู่ผลตอบแทนที่ลดลง

การแลกเปลี่ยนพารามิเตอร์ทางเคมีในการขจัดหมึกจากกระดาษรีไซเคิล

ปริมาณสารลดแรงตึงผิว ความคงตัวของฟอง และความกระด้างของน้ำ

สารลดแรงตึงผิวมีบทบาทสองประการในกระบวนการกำจัดหมึก โรงงานต่างๆ มักใช้สบู่กรดไขมันหรือสารลดแรงตึงผิวสังเคราะห์ ขั้นแรก สารเคมีเหล่านี้จะดูดซับลงบนพื้นผิวของอนุภาคหมึกที่แยกออกมา สิ่งนี้จะทำให้หมึกไม่ชอบน้ำ ซึ่งหมายความว่ามันจะขับไล่น้ำและค้นหาฟองอากาศ ประการที่สอง สารลดแรงตึงผิวจะช่วยลดแรงตึงผิวของน้ำ สิ่งนี้จะสร้างชั้นฟองที่มั่นคงที่ด้านบนของเซลล์ โดยดักจับหมึกจนกว่าเครื่องขูดเชิงกลหรือระบบสุญญากาศจะดึงออก

สบู่กรดไขมันมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความกระด้างของน้ำ พวกเขาต้องการความเข้มข้นของแคลเซียมไอออนจำเพาะในการทำงาน แคลเซียมไอออนทำปฏิกิริยากับสบู่เพื่อสร้างสบู่แคลเซียมที่ไม่ละลายน้ำ สิ่งเหล่านี้จะตกตะกอนออกจากสารละลายและสะสมอนุภาคหมึกอย่างแข็งขัน ความกระด้างของน้ำเป้าหมายมักจะอยู่ระหว่าง 150 ถึง 250 ppm ของแคลเซียมคาร์บอเนต หากโรงสีของคุณใช้น้ำจากแม่น้ำอ่อน สบู่จะยังคงละลายน้ำได้และไม่สามารถกักเก็บหมึกได้ ผู้ปฏิบัติงานมักจะต้องเติมแคลเซียมคลอไรด์เพื่อทำให้น้ำแข็งตัวโดยไม่ตั้งใจ หากน้ำกระด้างเกินไป คุณอาจเสี่ยงต่อการเกิดตะกรันขนาดใหญ่บนอุปกรณ์และท่อของคุณ

ผู้ปฏิบัติงานต้องประเมินการให้สารลดแรงตึงผิวอย่างรอบคอบ การใช้ยาเกินขนาดจะทำให้เกิดฟองมากเกินไปและควบคุมไม่ได้ โฟมนี้ส่งต่อไปยังกระบวนการปลายน้ำ ทำให้เกิดปัญหาการทำงานที่รุนแรงในเครื่องผลิตกระดาษ รวมถึงโพรงอากาศของปั๊มและการแตกของแผ่นงาน การจ่ายหมึกน้อยเกินไปส่งผลให้การสะสมหมึกไม่ดี และชั้นฟองที่เปราะจะพังทลายลงก่อนที่จะดึงออก ส่งผลให้หมึกกลับเข้าไปในเยื่อกระดาษ คุณต้องค้นหาปริมาณที่แน่นอนที่ทำให้ฟองคงตัวโดยไม่ทำให้เกิดการปนเปื้อนในกระแสน้ำ

ความเป็นด่าง (pH) และอัตราส่วนซิลิเกต

สภาพแวดล้อมทางเคมีต้องการความเป็นด่างสูงเพื่อการขจัดคราบหมึกที่มีประสิทธิภาพ การทำงานที่ pH สูง โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 9.5 ถึง 10.5 จะทำให้เส้นใยเซลลูโลสบวม การบวมทางกายภาพนี้จะทำลายพันธะระหว่างพื้นผิวของเส้นใยและอนุภาคของหมึก หากไม่มีสภาพแวดล้อมที่เป็นด่าง การกวนเชิงกลเพียงอย่างเดียวจะไม่สามารถแยกหมึกออฟเซ็ตหรือเลเซอร์ที่แข็งกระด้างออกได้ โดยทั่วไปโรงสีจะใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์เพื่อให้ได้ระดับ pH นี้ในระหว่างขั้นตอนการผลิตเยื่อกระดาษ

โซเดียมซิลิเกตมีบทบาทที่ซับซ้อนในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างนี้ ทำหน้าที่เป็นสารเพิ่มความคงตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ในระหว่างขั้นตอนการฟอกสี ป้องกันไม่ให้เปอร์ออกไซด์สลายตัวก่อนเวลาอันควร นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นสารช่วยกระจายตัวที่มีประสิทธิภาพ ป้องกันไม่ให้อนุภาคหมึกที่แยกออกมาจับตัวกันเป็นกลุ่มก้อนขนาดใหญ่ที่ไม่สามารถจัดการได้ อย่างไรก็ตาม ปริมาณซิลิเกตที่สูงอาจรบกวนประสิทธิภาพของสารลดแรงตึงผิว การวิจัยแสดงให้เห็นว่าปริมาณซิลิเกตต่ำรวมกับปริมาณสารลดแรงตึงผิวที่สูงที่ได้รับการปรับปรุงมักจะให้ประสิทธิภาพในการกำจัดหมึกที่ดีที่สุด คุณต้องปรับสมดุลสารเคมีเหล่านี้เพื่อรักษาการกระจายตัวโดยไม่ทำลายความเสถียรของฟอง

การจัดการการใช้สารเคมีมากเกินไปและการปนเปื้อนของห่วงน้ำ

สิ่งอำนวยความสะดวกที่ทันสมัยดำเนินการโดยใช้วงจรน้ำแบบปิดสูงเพื่ออนุรักษ์ทรัพยากรและปฏิบัติตามขีดจำกัดการปล่อยทิ้งสิ่งแวดล้อม สิ่งนี้สร้างความเป็นจริงในการปฏิบัติงานที่เข้มงวดสำหรับผู้จัดการโรงงาน สารเคมีทุกชนิดที่เติมลงในเยื่อกระดาษจะหมุนเวียนผ่านระบบในที่สุด การสะสมสารเคมีทำให้เกิดการสะสมของขยะประจุลบ วัสดุที่ละลายและคอลลอยด์นี้รบกวนตัวช่วยกักเก็บบนเครื่องผลิตกระดาษ ทำให้เกิดการระบายน้ำไม่ดีและการก่อตัวของแผ่นกระดาษอ่อนแอ

การจัดการการใช้สารเคมีมากเกินไปเป็นสิ่งจำเป็นในระบบวงปิด ซิลิเกต สารลดแรงตึงผิว และสารช่วยกระจายตัวที่มากเกินไปจะส่งผลเสียต่อกระบวนการขั้นปลายน้ำ พวกเขาทำให้ผ้าไม่ขึ้นรูปและลดความแข็งแรงของแผ่น คุณต้องบรรเทาปัญหานี้ด้วยการควบคุมปริมาณยาที่แม่นยำ ใช้การตรวจสอบอัตโนมัติเพื่อวัดความต้องการออกซิเจนทางเคมี (COD) และความต้องการประจุบวกในวงจรน้ำ สิ่งนี้ทำให้แน่ใจได้ว่าคุณจะเพิ่มเฉพาะปริมาตรสารเคมีที่จำเป็นสำหรับการกำจัดหมึกเท่านั้น ซึ่งป้องกันการปนเปื้อนในระบบ และปกป้องประสิทธิภาพของเครื่องผลิตกระดาษ

การประเมินข้อดีข้อเสีย: การกำจัดหมึกเทียบกับปริมาณไฟเบอร์

บรรเทาการสูญเสียไฟเบอร์และแร่ธาตุอันทรงคุณค่า

การสูญเสียผลผลิตเกิดขึ้นผ่านกลไกที่แตกต่างกันสองประการ ประการแรกคือการลอยอยู่ในน้ำที่แท้จริง สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อเส้นใยเซลลูโลสกลายเป็นสารไม่ชอบน้ำโดยไม่ได้ตั้งใจเนื่องจากการปนเปื้อนทางเคมีหรือสารปรับขนาดมากเกินไปในเศษกระดาษ พวกมันเกาะติดกับฟองอากาศและลอยหายไปเหมือนหมึก กลไกที่สองและพบบ่อยกว่านั้นคือการขึ้นรถไฟทางกายภาพ เมื่อฟองสบู่ลอยขึ้น พวกมันจะลากน้ำไปด้วย น้ำนี้จะนำเส้นใยแขวนลอยและสารตัวเติมแร่ธาตุเข้าไปในโครงข่ายฟอง และดักจับพวกมันไว้ในกระแสน้ำคัดแยก

การทำความเข้าใจเกณฑ์มาตรฐานที่สมจริงจะช่วยให้คุณประเมินระบบของคุณได้ ในโรงงานที่ได้รับการปรับปรุงอย่างดี เส้นใยจะให้ผลผลิตเฉลี่ยประมาณ 94% อย่างไรก็ตาม ผลผลิตของสารตัวเติมและแร่ธาตุอาจแตกต่างกันอย่างมาก ตั้งแต่ 55% ถึง 80% ผลกระทบทางเศรษฐกิจจากการสูญเสียแร่ธาตุส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการทำกำไร การเปลี่ยนขี้เถ้าที่หายไปด้วยฟิลเลอร์ใหม่ที่เครื่องผลิตกระดาษต้องเสียเงิน การปรับพารามิเตอร์จะต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของคุณ ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตเนื้อเยื่อต้องการกำจัดขี้เถ้าให้ได้มากที่สุดเพื่อปรับปรุงความนุ่มและการดูดซับของแผ่น ผู้ผลิตกระดาษกราฟิกต้องการเก็บขี้เถ้าไว้เพื่อปรับปรุงความทึบแสงและลดต้นทุนวัตถุดิบ

การนำทางเพดานความสว่าง

สารละลายเยื่อกระดาษทุกชนิดมีเพดานความสว่าง นี่คือจุดที่พารามิเตอร์เชิงรุกมากขึ้นทำให้ผลตอบแทนลดลง ผลักดัน เซลล์ลอยน้ำ ที่ผ่านเพดานนี้จะลงโทษผลผลิตของคุณอย่างรุนแรงโดยไม่ทำให้รูปลักษณ์ของแผ่นสุดท้ายดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด คุณจะจบลงด้วยการเผาผลาญพลังงาน สิ้นเปลืองสารเคมีส่วนเกิน และสูญเสียไฟเบอร์ไปเพียงเสี้ยวหนึ่งของจุดความสว่าง

กลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพสูงสุดเกี่ยวข้องกับการแยกหมึกอย่างรวดเร็ว คุณต้องถอดและแยกหมึกออกอย่างรวดเร็วหลังจากหลุดออกจากเยื่อกระดาษ หากหมึกยังคงอยู่ในสารละลายนานเกินไป การกวนเชิงกลจะทำให้หมึกแตกออกเป็นอนุภาคขนาดเล็กมาก อนุภาคเหล่านี้จะสะสมกลับเข้าไปในรูเมน (จุดศูนย์กลางกลวง) ของเส้นใยเซลลูโลส เมื่อเข้าไปในลูเมนแล้ว การลอยอยู่ในน้ำไม่สามารถเอาออกได้ การแยกส่วนอย่างรวดเร็วช่วยป้องกันการตกตะกอน ส่งผลให้ความสว่างสุดท้ายสูงขึ้น แม้อัตราการกำจัดหมึกโดยรวมจะเท่ากันก็ตาม

เพิ่มการกู้คืนสูงสุดด้วยสถาปัตยกรรมการลอยตัวแบบหลายขั้นตอน (แบบเรียงซ้อน)

คุณไม่สามารถผลักดันขั้นตอนเดียวเพื่อให้ได้ทั้งความสว่างสูงสุดและผลผลิตสูงสุด สิ่งอำนวยความสะดวกสมัยใหม่เอาชนะการประนีประนอมนี้ได้โดยใช้สถาปัตยกรรมลอยน้ำแบบหลายขั้นตอนหรือแบบเรียงซ้อน การตั้งค่านี้แบ่งกระบวนการออกเป็นขั้นตอนหลักและขั้นตอนรอง (ปฏิเสธ) ขั้นตอนหลักทำงานอย่างหนักเพื่อเข้าถึงเป้าหมายที่มีความสว่าง โดยยอมรับปริมาณเส้นใยที่ลอยอยู่ในฟอง

เซลล์รองจะประมวลผลฟองปฏิเสธที่สร้างโดยเซลล์หลัก จุดประสงค์เดียวคือเพื่อนำเส้นใยที่กักไว้กลับคืนมา ทำงานด้วยพารามิเตอร์การเติมอากาศและความสม่ำเสมอที่แตกต่างกัน ช่วยให้เส้นใยที่มีน้ำหนักมากจมลงในขณะที่หมึกลอยออกไป เส้นทางไฟเบอร์ที่กู้คืนกลับเข้าสู่ระบบหลัก สถาปัตยกรรมแบบเรียงซ้อนนี้รับประกันผลตอบแทนทั่วทั้งระบบที่สูง โดยไม่ต้องเสียสละการกำจัดหมึกที่รุนแรงซึ่งจำเป็นในขั้นตอนหลัก

1. เซลล์ปฐมภูมิได้รับการไหลของเยื่อกระดาษหลัก โดยฉีดอากาศในปริมาณมากเพื่อกำจัดหมึกได้สูงสุด

2. การยอมรับจากเซลล์ปฐมภูมิจะก้าวไปสู่ขั้นตอนการคัดกรองหรือล้างแบบละเอียด

3. ฟองคัดแยกจากเซลล์ปฐมภูมิจะหยดลงในถังรวบรวมและถูกปั๊มไปยังเซลล์ทุติยภูมิ

4. เซลล์ทุติยภูมิทำงานด้วยความสม่ำเสมอที่ต่ำกว่าและอัตราการเติมอากาศที่ต่ำกว่า เพื่อแยกเส้นใยที่ติดอยู่ออกจากหมึกเข้มข้นอย่างอ่อนโยน

5. การยอมรับจากเซลล์ทุติยภูมิ (ไฟเบอร์ที่นำกลับมาใช้ใหม่) จะถูกส่งกลับไปยังฟีดของเซลล์ปฐมภูมิ

6. ฟองคัดแยกจากเซลล์ทุติยภูมิจะถูกส่งไปยังเครื่องอัดตะกอนเพื่อการกำจัดขั้นสุดท้าย

พารามิเตอร์	ระดับหลัก ระดับการลอย เป้าหมาย	ระดับรอง (ปฏิเสธ) ระดับเป้าหมาย	ผลกระทบต่อ Z-Factor
อัตราการเติมอากาศ	สูง (เพิ่มการชนกันของฟองหมึกให้สูงสุด)	ต่ำ (ลดความปั่นป่วนของไฮดรอลิกให้น้อยที่สุด)	ปรับสมดุลการกำจัดหมึกทั้งหมดกับการกักเก็บเส้นใย
ความสม่ำเสมอ	1.0% - 1.5% (การผสมที่เหมาะสมที่สุด)	น้อยกว่า 1.0% (ทำให้เส้นใยหนักหลุดร่วง)	ป้องกันไม่ให้ของเหลวข้นจับกับฟองละเอียดที่ใช้งานได้
การกำจัดฟอง	การสกิมมิงแบบก้าวร้าว	ควบคุมการสกิมช้า	ฟื้นฟูเส้นใยที่สูญเสียไปในระยะแรกได้ถึง 60%
การจ่ายสารเคมี	สารลดแรงตึงผิวสูง (สร้างฟองที่เสถียร)	ไม่มีสารเคมีเพิ่มเติม	ป้องกันการสะสมตัวของสารเคมีในขณะที่เพิ่มการแยกตัวทางกายภาพสูงสุด

ความเสี่ยงในการนำไปใช้และความสามารถในการปรับขนาดอุปกรณ์

การติดตั้งเพิ่มเติมกับการอัพเกรดเครื่องกำจัดหมึกเยื่อกระดาษ

ผู้จัดการโรงงานเผชิญกับการตัดสินใจครั้งสำคัญเมื่ออุปกรณ์มีอายุมากขึ้น คุณต้องตัดสินใจว่าเมื่อใดควรปรับปรุงเซลล์ที่มีอยู่เดิม เทียบกับการลงทุนในสถาปัตยกรรมใหม่ การติดตั้งเพิ่มทำให้รายจ่ายฝ่ายทุนเริ่มแรกลดลง การอัพเกรดหัวฉีดเติมอากาศ การเปลี่ยนเครื่องขูดเชิงกลที่สึกหรอ หรือการติดตั้งไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) บนปั๊มสามารถให้ผลการปรับปรุงได้ทันที อย่างไรก็ตาม การปรับปรุงใหม่ไม่สามารถแก้ไขข้อจำกัดปริมาตรพื้นฐานหรือรูปทรงถังที่ไม่ดีได้

การลงทุนในรูปแบบใหม่หลายขั้นตอน เครื่องกำจัดหมึกเยื่อกระดาษ ให้ประสิทธิภาพที่ปรับขนาดได้ อุปกรณ์ใหม่นำเสนอรูปทรงถังที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมซึ่งป้องกันจุดบอดและการลัดวงจร เมื่อประเมินระบบใหม่ คุณต้องหารือเกี่ยวกับรอยเท้าและผลกระทบจากการใช้พลังงาน สถาปัตยกรรมแบบคาสเคดสมัยใหม่ต้องการพื้นที่มากขึ้นและเครือข่ายการวางท่อที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม การประหยัดพลังงานจากปั๊มเติมอากาศที่มีประสิทธิภาพสูงและรายได้ที่ได้รับจากเส้นใยที่นำกลับมาใช้ใหม่มักจะให้เหตุผลในการลงทุนภายในไม่กี่ไตรมาสของการดำเนินงาน

การควบคุมกระบวนการและการบูรณาการระบบอัตโนมัติ

การปรับพารามิเตอร์ด้วยตนเองไม่เพียงพออีกต่อไปในความเร็วสูง การรีไซเคิลกระดาษเหลือทิ้ง สิ่งอำนวยความสะดวก กระแสของเสียที่เข้ามาจะแตกต่างกันไปอย่างมากในเรื่องปริมาณหมึก ระดับเถ้า และคุณภาพของเส้นใย การอาศัยผู้ปฏิบัติงานในการปรับวาล์วด้วยตนเองตามการตรวจสอบฟองที่มองเห็นจะรับประกันความไม่สอดคล้องกัน คุณต้องรวมการควบคุมพารามิเตอร์อัตโนมัติเพื่อรักษาการทำงานในสภาวะคงที่

ระบบสมัยใหม่ใช้เซ็นเซอร์วัดความสว่างแบบออปติคัลแบบเรียลไทม์ที่ติดตั้งโดยตรงในการไหลของเยื่อกระดาษ เซ็นเซอร์เหล่านี้จะป้อนข้อมูลไปยังตัวควบคุมลอจิกแบบโปรแกรมได้ (PLC) PLC จะปรับปั๊มจ่ายสารเคมีและวาล์วเติมอากาศโดยอัตโนมัติเพื่อรักษาค่า Z-factor ที่ต้องการ ระบบอัตโนมัติช่วยลดข้อผิดพลาดของผู้ปฏิบัติงาน ช่วยป้องกันการใช้สารเคมีเกินขนาดในระหว่างการดำเนินการของเสียที่สะอาด และเพิ่มความรุนแรงในระหว่างการดำเนินการที่ใช้หมึกจำนวนมาก การควบคุมแบบไดนามิกนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่ปรับขนาดได้และสม่ำเสมอ โดยไม่คำนึงถึงความผันผวนของวัตถุดิบ

บทสรุป

ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้เพื่อปรับปรุงการทำงานปัจจุบันของคุณ:

• ตรวจสอบการสึกหรอของหัวฉีดเติมอากาศในปัจจุบัน และเปลี่ยนหน่วยใดๆ ที่เกิดฟองอากาศที่มีขนาดใหญ่กว่า 2 มิลลิเมตร

• ติดตั้งเซ็นเซอร์ความสว่างแบบออปติคอลอินไลน์ก่อนและหลังระยะหลักเพื่อสร้างพื้นฐานแบบเรียลไทม์

• วัดความกระด้างของน้ำทุกวันและปรับขนาดแคลเซียมคลอไรด์เพื่อรักษาระดับ 150-250 ppm เพื่อการตกตะกอนของสบู่ที่เหมาะสมที่สุด

• คำนวณปัจจัย Z ปัจจุบันของคุณโดยการเปรียบเทียบอัตราการกำจัดหมึกในห้องปฏิบัติการกับรายงานผลผลิตเยื่อกระดาษรายวัน

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ค่า pH ในอุดมคติสำหรับเซลล์กำจัดหมึกที่ลอยอยู่ในน้ำคือเท่าใด

ตอบ: โดยปกติแล้ว pH ในอุดมคติจะอยู่ระหว่าง 9.5 ถึง 10.5 สภาวะที่มีความเป็นด่างสูงเหล่านี้จำเป็นต่อการทำให้เส้นใยเซลลูโลสขยายตัว เส้นใยที่บวมตัวจะทำลายพันธะระหว่างพื้นผิวของเส้นใยและอนุภาคของหมึก ทำให้สารลดแรงตึงผิวสามารถแยกหมึกออกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ถาม: ขนาดฟองสบู่ส่งผลต่อการเลิกใช้กระดาษรีไซเคิลอย่างไร

ตอบ: ขนาดของฟองอากาศจะกำหนดโดยตรงถึงการชนกันและประสิทธิภาพของการยึดติด อนุภาคหมึก (10-100 ไมครอน) ต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางฟองเฉพาะ โดยปกติแล้วจะอยู่ที่ 1 ถึง 2 มิลลิเมตร ฟองอากาศที่มีขนาดใหญ่เกินไปจะสร้างคลื่นโค้งที่ผลักหมึกออกไป ฟองอากาศที่มีขนาดเล็กเกินไปจะขาดแรงลอยตัวในการยกหมึกที่เกาะเป็นก้อนจำนวนมาก

ถาม: อะไรคือความแตกต่างระหว่างการล้างและการลอยอยู่ในน้ำในการรีไซเคิลเศษกระดาษ?

ตอบ: การล้างจะทำให้เยื่อกระดาษเจือจางและกรองอนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่า 10 ไมครอนออก แต่จะทำให้สูญเสียผลผลิตอย่างมากโดยการล้างค่าปรับที่ใช้งานได้ออกไป การลอยอยู่ในน้ำใช้ฟองอากาศเพื่อกำหนดเป้าหมายอนุภาคขนาดใหญ่ (10-100 ไมครอน) โดยยังคงรักษาปริมาณเส้นใยและแร่ธาตุได้สูงกว่ามาก แต่ต้องมีการควบคุมสารเคมีที่แม่นยำ

ถาม: ฉันจะเพิ่มผลผลิตเส้นใยในเครื่องกำจัดหมึกเยื่อกระดาษได้อย่างไร

ตอบ: คุณสามารถเพิ่มผลผลิตได้โดยการลดอัตราการเติมอากาศเพื่อลดความปั่นป่วนของไฮดรอลิก ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้เส้นใยถูกลากเข้าไปในฟอง นอกจากนี้ การปรับความเร็วการกำจัดฟองให้เหมาะสมและการใช้เซลล์การกู้คืนรอง (แบบเรียงซ้อน) จะจับเส้นใยที่กักไว้จากกระแสการคัดแยก

ถาม: โซเดียมซิลิเกตมีบทบาทอย่างไรในอุปกรณ์กำจัดหมึก

ตอบ: โซเดียมซิลิเกตทำหน้าที่เป็นสารช่วยกระจายตัวที่มีประสิทธิภาพและเป็นสารเพิ่มความเสถียรของเปอร์ออกไซด์ ช่วยป้องกันไม่ให้อนุภาคหมึกที่แยกออกมาเกาะกันเป็นก้อนในสารละลายอัลคาไลน์ อย่างไรก็ตาม จะต้องปรับสมดุลอย่างระมัดระวัง เนื่องจากซิลิเกตที่มากเกินไปอาจรบกวนประสิทธิภาพของสารลดแรงตึงผิวและความเสถียรของฟองได้

ถาม: ปัจจัย Z คืออะไร

ตอบ: Z-factor เป็นตัวชี้วัดมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการลดการเลือกหมึก โดยจะคำนวณอัตราส่วนที่แน่นอนของหมึกที่ถูกดึงออกเทียบกับปริมาณของเส้นใยที่ใช้งานได้และตัวเติมแร่ธาตุที่สูญเสียไปในกระแสการคัดแยก ค่า Z-factor ที่สูงกว่าบ่งบอกถึงกระบวนการแยกสารที่มีประสิทธิภาพสูงและให้ผลกำไร