A „pépesítés – papírgyártás – kikészítés” teljes papírgyártási folyamatában a finomító kulcsfontosságú berendezés, amely meghatározza a rostok teljesítményét és a papír minőségét. Fizikai, kémiai vagy kombinált mechanikai és kémiai hatások révén vágja, fibrillálja (rostosítás) és finomítja a péprostokat, lehetővé téve az eredetileg laza rostok erősebb kötési erő kialakítását, és végső soron olyan alapvető tulajdonságokkal ruházza fel a papírt, mint a szilárdság, az egyenletesség és a festékfelvétel. A hagyományos kőmalmoktól a modern intelligens berendezésekig a finomítók technológiai fejlődése mindig is a „nagy hatékonyság, a pontosság és az energiatakarékosság” három alapelvére összpontosított, és fontos támaszává vált a papírgyártó ipar korszerűsítésének.

I. A finomítók alapvető funkciói és működési elve

A finomító alapvető küldetése a „rostmorfológia optimalizálása”, működési elve pedig a „rostmódosítás mechanikai behatás alatt” néven foglalható össze:

• AlapelvAmikor a pép áthalad a finomító tárcsái (vagy hengerei) között, olyan kombinált mechanikai erőknek van kitéve, mint a nyírás, az extrudálás és a gyúrás. A rostcellák falai mikrofibrillákká szakadnak, és a felület sűrű, fibrillált szerkezetet hoz létre. Ugyanakkor a túlzottan hosszú rostok megfelelően elvágásra kerülnek, így a rosthossz-eloszlás jobban megfelel a papírgyártási követelményeknek.
• Alapvető funkciókElőször is, javítsa a szálak kötési erejét, hogy a papír megfelelő szakítószilárdsággal, szakítószilárdsággal és szakadási szilárdsággal rendelkezzen; másodszor, fokozza a szálak összefonódásának egyenletességét a papír egyenletességének és síkságának biztosítása érdekében; harmadszor, alkalmazkodjon a különböző papírtípusok igényeihez, például a finom szálakat igénylő kulturális papírhoz a nyomtathatóság javítása érdekében, valamint a vastag és hosszú szálakat igénylő csomagolópapírhoz a merevség fokozása érdekében.

II. A finomítók fő típusai és műszaki jellemzői

A szerkezeti kialakítás, a munkamódszer és az alkalmazási forgatókönyvek szerint a papírgyártó iparban használt gyakori finomítókat főként a következő négy kategóriába sorolják, mindegyiknek megvan a saját műszaki fókusza és alkalmazási köre:

1. Tárcsás finomító

• Szerkezeti jellemzőkEgy rögzített tárcsából (álló tárcsa) és egy forgó tárcsából (forgó tárcsa) áll. A tárcsa felületén különböző fogazatú (például recés, trapéz, spirális) őrlőzónák vannak elosztva, és a finomítás intenzitását a tárcsahézag beállításával szabályozzák.
• Műszaki előnyökMagas finomítási hatékonyság, egyenletes rostmódosítás. Különböző pépanyagokhoz (fapép, szalmapép, hulladékpapír-pép) alkalmazkodik a tárcsafogak formáinak cseréjével, így ez a legszélesebb körben használt finomítóberendezés a hagyományos papír, csomagolópapír, toalettpapír és más papírtípusok finomítására.
• AltípusokEgytárcsás finomító (a tárcsa egyik oldalán hat), kéttárcsás finomító (a tárcsa mindkét oldalán egyszerre hat), háromtárcsás finomító (középső álló tárcsa + két oldalsó forgó tárcsa, nagyobb hatásfok).

2. Kúpos finomító

• Szerkezeti jellemzőkKúpos állórész és rotor kombinációját alkalmazza. A pép spirálisan halad a kúpos rés mentén, folyamatos nyírásnak és extrudálásnak kitéve. A finomítás intenzitása pontosan szabályozható a kúpos rés beállításával.
• Műszaki előnyökKevésbé igényes a szálvágás, jó a fibrillációs hatás, alkalmas nagy szálhossz-megtartást igénylő papírtípusokhoz (például kraftpapír, karton). Emellett nagy üzemi stabilitással és alacsony energiafogyasztással rendelkezik, általában hulladékpapír-pép másodlagos finomítására vagy kiváló minőségű pép finomfeldolgozására használják.

3. Hengeres finomító

• Szerkezeti jellemzők: Hengeres őrlőhengerből és ív alakú őrlőlapból áll. Az őrlőhenger felülete keresztirányú vagy spirális őrlőfogakkal van ellátva. Az őrlőhenger forgása hajtja a pép áramlását és teszi teljessé a finomítási folyamatot.
• Műszaki előnyökNagyfokú tolerancia a cellulóz szennyeződéseivel szemben (például homokszemcsék, műanyag töredékek), nem könnyen tömődik el. Alkalmas hulladékpapír durva őrlésére vagy durva rostos nyersanyagok, például szalmacellulóz előkezelésére, amelyet gyakran használnak a cellulózgyártó sorok előzetes finomítási folyamatában.

4. Nagy konzisztenciájú finomító

• Szerkezeti jellemzőkNagy konzisztenciájú péphez alkalmas (15%-40%). Speciális adagolóeszközt (például csigás adagolót) használ a pép egyenletes őrlési zónába jutásának biztosítására. A tárcsafogak alakja többnyire széles fogú és nagy fogtávolságú, hogy fokozza a rostgyúró hatást.
• Műszaki előnyökMagas szálrostosítási fok, erős kötési erő, ami jelentősen javíthatja a papír szilárdságát. Nagy konzisztenciájú környezetben a szálak vágása kisebb, és az energiafogyasztás alacsony. Alkalmas kiváló minőségű papírtípusok (például bevonatos papír, speciális papír) finomra finomítására vagy nagy szilárdságú szálkötést igénylő cellulózfeldolgozásra.

III. A finomítók főbb műszaki paraméterei és kiválasztási alapelvei

1. Alapvető műszaki paraméterek

• A következetesség finomításaAlacsony konzisztenciára (≤8%), közepes konzisztenciára (8%-15%) és magas konzisztenciára (≥15%) osztva. A konzisztencia közvetlenül befolyásolja a finomítási hatékonyságot és a szálak morfológiáját, például a nagy konzisztenciájú finomítás a fibrillációra, az alacsony konzisztenciájú finomítás pedig a vágásra összpontosít.
• TárcsányrésA finomítás intenzitását meghatározó kulcsfontosságú paraméter. Minél kisebb a rés, annál nagyobb a finomítás intenzitása. Dinamikusan kell beállítani a papírtípus követelményeinek és a cellulóz jellemzőinek megfelelően (általában 0,1-1,0 mm-en szabályozva).
• Korongfog alakja és fogszélességA fogak alakja befolyásolja a szálak terhelésének módját (a nyíró típusú fogak alakja vágáshoz, a gyúró típusú fogak alakja fibrillációhoz alkalmas). A fogak szélessége határozza meg az őrlőzóna érintkezési felületét, amelynek meg kell egyeznie a pép típusával és a finomítási célponttal.
• Motorteljesítmény és forgási sebességA teljesítmény határozza meg a finomítási kapacitást (általában 55-1000 kW), a forgási sebesség pedig a tárcsa lineáris sebességét befolyásolja (általában 1500-3000 ford/perc). A nagyobb lineáris sebesség erősebb nyíróerőt jelent, ami alkalmas nagy intenzitású finomítási igényekhez.
• KapacitásA gyártósor méretétől függően választják ki. Egyetlen berendezés kapacitása általában 5-100 t/nap, a nagyméretű gyártósorok pedig több egységből álló sorozatban vagy párhuzamos konfigurációban is alkalmazhatók.

2. Alapvető kiválasztási alapelvek

• Alkalmazkodjon a papírtípus-követelményekhezNagy szilárdságú csomagolópapír esetében elsőbbséget élveznek a nagy konzisztenciájú finomítók vagy a kúpos finomítók; finom kultúrpapír esetében kéttárcsás vagy háromtárcsás finomítók választhatók; hulladékpapír-pép feldolgozásához hengeres finomítók vagy szennyeződésálló tárcsás finomítók az előnyösebbek.
• Egyezik a cellulóz jellemzőivelA fapép hosszú rostokkal rendelkezik, ezért a fibrillációra kell összpontosítani, és a nagy sűrűségű finomítók vagy a kúpos finomítók opcionálisak; a szalmapép rövid rostokkal rendelkezik, ezért a vágás mértékét szabályozni kell, és az alacsony sűrűségű tárcsás finomítók opcionálisak; a hulladékpapírpép sok szennyeződést tartalmaz, ezért dugulásálló berendezést kell választani.
• Egyensúly a hatékonyság és az energiafogyasztás közöttA gyártósor kapacitásigényével kombinálva válasszon alacsony egységnyi energiafogyasztású és magas finomítási hatékonyságú berendezéseket. Például a nagyméretű gyártósorok háromtárcsás finomítókat, a kis és közepes méretű gyártósorok pedig egytárcsás vagy kéttárcsás finomítókat használhatnak.
• Gondoljon az intelligens alkalmazkodóképességreA modern finomítók többnyire PLC vezérlőrendszerekkel vannak felszerelve, amelyek képesek valós idejű felügyeletet biztosítani a finomítási folyamat (például rosthossz, pépsűrűség, tárcsakopás) és automatikus zárt hurkú vezérlésének megvalósítására. A kiválasztás során figyelembe kell venni a gyártósor intelligenciaszintjét, és előnyben kell részesíteni a hálózatba köthető és könnyen karbantartható berendezéseket.

IV. A finomítók technológiai fejlődési trendjei

A papírgyártó ipar „zöld, alacsony szén-dioxid-kibocsátású, nagy hatékonyságú intelligens és kiváló minőségű” felé történő átalakulásával a finomítótechnológia három fő fejlesztési irányt mutat:

• Intelligens frissítésIntegrálja az érzékelőket, a dolgok internetét és a mesterséges intelligencia technológiát a finomítási folyamat valós idejű monitorozásához és az automatikus zárt hurkú vezérléshez, javítva a finomítás pontosságát és stabilitását.
• Energiatakarékos fejlesztésA tárcsaszerkezet kialakításának optimalizálása (például a bionikus fogak alakja), nagy hatékonyságú motorok és frekvenciaátalakításos sebességszabályozó technológia alkalmazása az egység finomítási energiafogyasztásának csökkentése érdekében. Egyes új típusú finomítók 15-30%-kal csökkentik az energiafogyasztást a hagyományos berendezésekhez képest.
• Többfunkciós integrációIntegrált „finomító – szűrő – tisztító” berendezések fejlesztése a termelési folyamatok és a berendezések alapterületének csökkentése érdekében; speciális papírigények kielégítése, speciális finomítók (például ultrafinom rostfinomítók, biomechanikus cellulóz speciális finomítók) fejlesztése az alkalmazási lehetőségek bővítése érdekében.

A papírgyártás „alakítójaként” a finomítók műszaki színvonala közvetlenül összefügg a papírminőséggel, a termelési hatékonysággal és a környezeti előnyökkel. A magas színvonalú fejlesztésre törekvő papírgyártó iparban a megfelelő finomítótípusok kiválasztása, a kulcsfontosságú műszaki paraméterek optimalizálása, valamint az intelligencia és az energiatakarékosság fejlesztési trendjeinek követése fontos garanciát jelent a vállalkozások számára alapvető versenyképességük fokozására.