ماشین خمیر کاغذ چیست؟

مقدمه

صنعت کاغذسازی یکی از قدیمی‌ترین و حیاتی‌ترین بخش‌هایی است که تولید انواع محصولات کاغذی را که ما روزانه استفاده می‌کنیم، هدایت می‌کند. مرکز این صنعت است دستگاه خمیر سازی، یک قطعه حیاتی از تجهیزات است که مواد خام را به خمیر تبدیل می کند و سپس به کاغذ تبدیل می شود. درک عملکرد یک دستگاه خمیر کاغذ برای کارخانه‌ها، توزیع‌کنندگان و شرکای کانالی که مستقیماً در زنجیره تأمین تولید کاغذ درگیر هستند، ضروری است. این مقاله تحقیقاتی به پیچیدگی‌های ماشین‌های خمیرسازی می‌پردازد و انواع، عملکردها و اهمیت آنها را در فرآیند تولید کاغذ بررسی می‌کند.

برای شروع، لازم است عملیات اساسی که در یک ماشین خمیر سازی رخ می دهد و همچنین اجزای مختلفی که عملکرد آن را فعال می کنند، درک کنیم. از هدباکس که مخلوط خمیر را مدیریت می کند تا قسمت خشک کن که در آن رطوبت استخراج می شود، هر قسمت نقش مهمی در تعیین کیفیت و کارایی محصول نهایی دارد. علاوه بر این، درک این عناصر به ذینفعان کمک می کند تا تصمیمات آگاهانه ای در مورد سرمایه گذاری، نگهداری و بهینه سازی عملیاتی بگیرند. با در نظر گرفتن این زمینه، ما انواع ماشین‌های خمیرسازی و نقش‌های مربوط به آن‌ها را در فرآیند گسترده‌تر تولید کاغذ بررسی خواهیم کرد.

آشنایی با دستگاه خمیر کاغذ

دستگاه خمیرسازی قطعه‌ای پیچیده از ماشین‌آلات صنعتی است که برای تبدیل مواد خام مانند خرده‌های چوب یا کاغذ بازیافتی به خمیر (ماده‌ای فیبری که به عنوان عنصر اساسی برای تولید کاغذ عمل می‌کند) طراحی شده است. این فرآیند شامل چندین مرحله، از جمله آسیاب مکانیکی یا پردازش شیمیایی، برای تجزیه مواد خام به الیاف سلولزی است. سپس این الیاف با آب و سایر مواد شیمیایی مخلوط می‌شوند تا دوغابی به نام «استوک» تولید شود که متعاقباً قبل از تبدیل شدن به کاغذ، تصفیه و تمیز می‌شود.

عملکرد اولیه دستگاه خمیر کاغذ جداسازی موثر الیاف سلولزی از لیگنین و سایر اجزای غیر فیبری در چوب یا سایر مواد خام است. این جداسازی را می توان از طریق روش های مختلفی از جمله خمیرسازی مکانیکی، خمیرسازی شیمیایی (مانند فرآیندهای کرافت یا سولفیت) و خمیرسازی نیمه شیمیایی به دست آورد. هر روش مزایای خود را دارد و بر اساس کیفیت مطلوب محصول نهایی کاغذ انتخاب می شود.

انواع ماشین آلات خمیر سازی

ماشین آلات خمیرسازی مکانیکی

ماشین‌های خمیرسازی مکانیکی برای خرد کردن فیزیکی کنده‌ها یا تراشه‌های چوب به خمیر با استفاده از نیروی مکانیکی طراحی شده‌اند. این نوع ماشین‌ها معمولاً شامل آسیاب‌ها یا تصفیه‌کننده‌هایی هستند که برای شکستن الیاف چوب فشار وارد می‌کنند. خمیر حاصل به طور کلی به دلیل محتوای لیگنین بالا از نظر کیفیت پایین‌تر است و آن را برای محصولاتی مانند کاغذ روزنامه یا مواد بسته‌بندی که در آن روشنایی و استحکام لازم نیست، مناسب‌تر است.

یکی از متداول‌ترین روش‌های خمیرکاری مکانیکی، خمیرسازی چوب زمینی است که در آن کنده‌های چوب بر روی یک سنگ یا درام چرخان فشار داده می‌شوند تا خمیر تولید شود. روش دیگر خمیرسازی مکانیکی پالایشگر (RMP) است که از پالایشگرهای دیسکی برای خرد کردن خرده‌های چوب به خمیر استفاده می‌کند. علیرغم کیفیت پایین تر، خمیرسازی مکانیکی از نظر مصرف انرژی و عملکرد بسیار کارآمد است و آن را به گزینه ای مقرون به صرفه برای کاربردهای خاص تبدیل می کند.

ماشین آلات خمیرسازی شیمیایی

ماشین‌های خمیرسازی شیمیایی از فرآیندهای شیمیایی برای حل لیگنین و جداسازی الیاف سلولز از چوب یا سایر مواد خام استفاده می‌کنند. پرکاربردترین فرآیند خمیرسازی شیمیایی، فرآیند کرافت است که شامل پختن خرده‌های چوب در محلول هیدروکسید سدیم و سولفید سدیم در دما و فشار بالا است. این فرآیند خمیری قوی و باکیفیت با محتوای لیگنین کم تولید می‌کند که آن را برای تولید محصولات کاغذی با عیار بالا مانند کاغذ اداری و مواد بسته‌بندی ایده‌آل می‌کند.

یکی دیگر از روش‌های خمیر‌سازی شیمیایی، فرآیند سولفیت است که در آن تراشه‌های چوب در مخلوطی از اسید سولفوره و پایه‌ای مانند سولفیت سدیم پخته می‌شوند. اگرچه به دلیل نگرانی های زیست محیطی و استحکام کمتر خمیر نسبت به خمیر کرافت رایج است، فرآیند سولفیت خمیری تولید می کند که راحت تر سفید می شود و دارای خواص منحصر به فرد مناسب برای محصولات کاغذی تخصصی است.

ماشین‌های خمیرکاغذ شیمیایی پیچیده‌تر و گران‌تر از ماشین‌های خمیرسازی مکانیکی هستند، اما خمیر باکیفیت‌تر با ویژگی‌های استحکام و روشنایی بهتر تولید می‌کنند. این ماشین‌ها معمولاً در تأسیسات تولید کاغذ در مقیاس بزرگ استفاده می‌شوند که کیفیت محصول در درجه اول اهمیت است.

ماشین آلات خمیرسازی نیمه شیمیایی

ماشین های خمیرسازی نیمه شیمیایی عناصری از فرآیندهای خمیرسازی مکانیکی و شیمیایی را با هم ترکیب می کنند. در این روش، مواد خام ابتدا تحت عملیات شیمیایی ملایم قرار می‌گیرند تا لیگنین را نرم کنند، قبل از اینکه به صورت مکانیکی به خمیر تبدیل شوند. این رویکرد باعث تولید خمیر با خواصی می شود که بین خمیرهای کاملاً مکانیکی و شیمیایی قرار می گیرد و تعادلی از استحکام، روشنایی و مقرون به صرفه بودن را ارائه می دهد.

یکی از رایج ترین فرآیندهای نیمه شیمیایی خمیرسازی نیمه شیمیایی سولفیت خنثی (NSSC) است که در آن تراشه های چوب قبل از تصفیه مکانیکی با محلول سولفیت سدیم تصفیه می شوند. خمیر NSSC به دلیل نسبت استحکام به وزن عالی که دارد اغلب برای تولید محیط راه راه - لایه فلوت شده در مقوای راه راه - استفاده می شود.

اجزای یک ماشین خمیر کاغذ

هدباکس

هدباکس یکی از حیاتی ترین اجزای یک دستگاه خمیرسازی است زیرا جریان خمیر را بر روی صفحه شکل دهی تنظیم می کند و توزیع یکنواخت در عرض دستگاه را تضمین می کند. نقش مهمی در شکستن بلوک‌های خمیر از طریق تلاطم، حفظ نرخ جریان ثابت و کنترل سرعت خروج خمیر کاغذ بر روی صفحه شکل‌دهی دارد.

یک هدباکس با طراحی خوب با اطمینان از توزیع یکنواخت الیاف قبل از ورود به بخش شکل دهی، کمک قابل توجهی به کیفیت کاغذ نهایی می کند. این یکنواختی به شکل گیری ثابت ورق کمک می کند، که برای تولید محصولات کاغذی با کیفیت بالا ضروری است.

بخش تشکیل

در بخش شکل دهی، دوغاب خمیر کاغذ روی صفحه متحرکی که به نام پارچه یا سیم فرم دهنده معروف است پخش می شود. همانطور که دوغاب در امتداد این پارچه حرکت می کند، آب از طریق جعبه های خلاء قرار داده شده در زیر آن تخلیه می شود و یک شبکه مرطوب از الیاف به هم پیوسته را که در نهایت تبدیل به کاغذ می شود، باقی می گذارد.

بخش شکل دهی نقش مهمی در تعیین کیفیت شکل گیری و قوام ورق دارد. اجزای کلیدی مانند فویل های زیر پارچه به صاف شدن سطح بالایی ورق خمیر کمک می کند و سطح آن را بهبود می بخشد در حالی که جعبه های خلاء آب اضافی را به طور موثر حذف می کنند.

بخش مطبوعات

پس از آبگیری اولیه در بخش شکل دهی، تار خیس وارد بخش پرس می شود، جایی که از طریق پرس مکانیکی بین غلتک های بزرگ یا نمدها، آب بیشتری حذف می شود. این فرآیند نه تنها محتوای جامد ورق را افزایش می‌دهد، بلکه پیوند فیبر درون ورق را نیز بهبود می‌بخشد.

یکی از عملکردهای کلیدی این بخش افزایش چگالی ورق و در عین حال کاهش ضخامت آن بدون به خطر انداختن یکنواختی یا توزیع الیاف است که عاملی حیاتی در تعیین استحکام کلی کاغذ است.

بخش خشک کن

بخش خشک کن از چند سیلندر گرم شده با بخار تشکیل شده است که رطوبت را از طریق تبخیر از ورق ها خارج می کند، زیرا آنها از نمدهای خشک کن متوالی که در برابر سطوح گرم شده توسط سیم ها یا پارچه های کششی نگه داشته می شوند، از بین می روند.

این مرحله سطوح رطوبت را از حدود 40-45٪ پس از فشار دادن تا حدود 4-8٪ کاهش می دهد که به طور قابل توجهی بر ویژگی های ورق نهایی مانند صافی (مهم در طول تقویم) و همچنین ثبات ابعادی در هنگام ذخیره سازی / حمل و نقل تأثیر می گذارد.

بخش تقویم

Calendering به فشرده سازی ورق های پردازش شده بین رول های آهن جامد که به صورت عمودی چیده شده اند (پشته تقویم) اشاره دارد. این مرحله ضخامت را کاهش می دهد در حالی که قابلیت چاپ را از طریق افزایش سطح صافی ناشی از چرخه های فشرده سازی اضافی اعمال شده در طول عبور از این رول ها افزایش می دهد.

با تنظیم مناسب تنظیمات دما/فشار رول تقویم بسته به کاربرد(های) مصرف نهایی مورد نظر، تولیدکنندگان می توانند به سطوح خاصی که مشتریان در بخش های مختلف از جلد مجلات براق/صفحات کتاب مات و غیره نیاز دارند، به سطح خاصی دست یابند و از تمایز محصول در میان بازارهای رقابتی اطمینان حاصل کنند. در سطح جهانی

بخش قرقره و سیم پیچ

پس از کلندری، چرخاندن می آید - جایی که ورق های تمام شده بر اساس مشخصات مشتری مانند محدودیت های تحمل اندازه / وزن و غیره بر روی قرقره های بزرگ آماده برای ذخیره سازی/حمل و نقل پیچیده می شوند و از حداقل هدر رفتن در طول عملیات تبدیل بعدی در پایین دست (مثلاً برش/ پیرایش) اطمینان حاصل می شود.

در این مرحله همچنین فرصتی برای گزینه‌های نام تجاری/چاپ سفارشی قبل از ارسال سفارش‌ها از طریق واحدهای سیم پیچ یکپارچه وجود دارد که قادرند حجم انبوه را به‌طور یکپارچه تحت ضرب‌الاجل‌های تنگاتنگ اداره کنند – که زمان‌های چرخش سریع‌تر را حتی در میان چرخه‌های اوج تقاضا که امروزه در بازارهای جهانی شاهد هستیم، تسهیل می‌کند!

اهمیت ماشین آلات خمیرسازی در تولید کاغذ

ماشین‌های خمیر کاغذ در مجموعه‌های تولید کاغذ امروزی ضروری هستند، نه تنها به دلیل توانایی آن‌ها در تبدیل مواد خام به اشکال قابل استفاده، بلکه به این دلیل که کیفیت خروجی ثابت را بدون توجه به شرایط ورودی متفاوت (مثلاً انواع مختلف چوب/الیاف مورد استفاده) فراهم می‌کنند. این انعطاف‌پذیری به تولیدکنندگان کمک می‌کند تا بدون داشتن استانداردهای عملکردی سازش‌آمیز تنظیم‌شده در مقررات صنعت در سرتاسر جهان، نیازهای مشتریان را به طور کارآمد برآورده کنند - باعث می‌شود سرمایه‌گذاری فناوری‌های پیشرفته مانند آن‌هایی که توسط بازیکنان پیشرو ارائه می‌شود، موفقیت بلندمدت باشد.

نتیجه گیری

در نتیجه، درک آنچه که الف دستگاه خمیر سازی مستلزم - انواع / عملکردها / اجزای مختلف آن - برای هر کسی که در این بخش دخیل است بسیار مهم است، خواه صاحبان کارخانه ها / اپراتورها / توزیع کنندگان به طور یکسان که به دنبال به حداکثر رساندن سود و در عین حال به حداقل رساندن خطرات عملیاتی مرتبط با سیستم ها / فرآیندهای قدیمی هنوز هم امروزه در میان بازیگران کوچکتر در سراسر مناطق در سراسر جهان رایج هستند! با ادامه افزایش تقاضا در سطح جهانی به دلیل افزایش نرخ مصرف سرانه همراه با روندهای سریع شهرنشینی شاهد اقتصادهای نوظهور به طور یکسان - سرمایه گذاری در راه حل های نسل بعدی اهمیت بیشتری نسبت به قبل پیدا می کند، در میان پویایی بازار در حال تحول که مدل های کسب و کار سنتی را به چالش می کشد. تاریخ!