U cijelom procesu proizvodnje papira, od „pulpiranja – proizvodnje papira – završne obrade“, rafinerija je ključna oprema koja određuje performanse vlakana i kvalitet papira. Kroz fizičke, hemijske ili kombinovane mehaničke i hemijske radnje, ona reže, fibrilira, 帚化 (fibrilacija) i rafinira vlakna pulpe, omogućavajući prvobitno labavim vlaknima da formiraju jaču silu vezivanja i na kraju dajući papiru osnovne performanse kao što su čvrstoća, ujednačenost i upijanje tinte. Od tradicionalnih kamenih mlinova do moderne inteligentne opreme, tehnološka iteracija rafinerija oduvijek se fokusirala na tri osnovna principa: „visoku efikasnost, preciznost i uštedu energije“, postajući važna podrška za unapređenje industrije proizvodnje papira.

I. Osnovne funkcije i princip rada rafinerija

Osnovna misija rafinerije je "optimizacija morfologije vlakana", a njen princip rada može se sažeti kao "modifikacija vlakana pod mehaničkim djelovanjem":

• Osnovni principKada pulpa prolazi između diskova (ili valjaka) rafinerije, ona je izložena kombinovanim mehaničkim silama kao što su smicanje, ekstruzija i gnječenje. Zidovi ćelija vlakana se kidaju i formiraju mikrofibrile, a površina stvara gustu fibriliranu strukturu. Istovremeno, predugačka vlakna se odgovarajuće režu, što čini raspodjelu dužine vlakana više u skladu sa zahtjevima proizvodnje papira.
• Osnovne funkcijePrvo, poboljšati silu vezivanja vlakana kako bi papir imao dovoljnu zateznu čvrstoću, čvrstoću na kidanje i čvrstoću na pucanje; drugo, poboljšati ujednačenost ispreplitanja vlakana kako bi se osigurala ravnomjernost i ravnost papira; treće, prilagoditi se potrebama različitih vrsta papira, kao što je kulturni papir koji zahtijeva fina vlakna za poboljšanje štampanja i papir za pakovanje koji zahtijeva debela i duga vlakna za povećanje krutosti.

II. Glavne vrste i tehničke karakteristike rafinerija

Prema strukturnom dizajnu, načinu rada i scenarijima primjene, uobičajeni rafineri u industriji proizvodnje papira uglavnom se dijele u sljedeće četiri kategorije, od kojih svaka ima svoj tehnički fokus i područje primjene:

1. Disk za prečišćavanje

• Strukturne karakteristikeSastoji se od fiksnog diska (nepokretnog diska) i rotirajućeg diska (rotirajućeg diska). Površina diska je raspoređena sa zonama brušenja različitih oblika zuba (kao što su nazubljeni, trapezoidni, spiralni), a intenzitet rafiniranja se kontroliše podešavanjem razmaka diska.
• Tehničke prednostiVisoka efikasnost rafiniranja, ujednačena modifikacija vlakana. Može se prilagoditi različitim vrstama pulpe (drvna pulpa, pulpa slame, pulpa otpadnog papira) zamjenom oblika zubaca diskova, što ga čini najčešće korištenom opremom za rafiniranje koja pokriva kulturni papir, papir za pakiranje, toaletni papir i druge vrste papira.
• PodtipoviJednodiskni rafiner (djeluje na jednoj strani diska), dvodiskni rafiner (djeluje istovremeno na obje strane diska), trodiskni rafiner (srednji nepokretni disk + dva bočna rotirajuća diska, veća efikasnost).

2. Konusni rafiner

• Strukturne karakteristikeUsvaja kombinaciju konusnog statora i rotora. Pulpa se spiralno kreće duž konusnog zazora, podvrgnuta kontinuiranom smicanju i ekstruziji. Intenzitet rafiniranja može se precizno kontrolirati podešavanjem konusnog zazora.
• Tehničke prednostiManje rezanja vlakana, dobar efekat fibrilacije, pogodno za vrste papira koje zahtijevaju visoko zadržavanje dužine vlakana (kao što su kraft papir, karton). Također ima snažnu operativnu stabilnost i nisku potrošnju energije, obično se koristi za sekundarno rafiniranje otpadne papirne pulpe ili finu preradu visokokvalitetne pulpe.

3. Cilindrični rafiner

• Strukturne karakteristikeSastoji se od cilindričnog valjka za mljevenje i lučne ploče za mljevenje. Površina valjka za mljevenje opremljena je poprečnim ili spiralnim zubima za mljevenje. Rotacija valjka za mljevenje pokreće protok pulpe i dovršava proces rafiniranja.
• Tehničke prednostiVisoka tolerancija na nečistoće (kao što su zrna pijeska, fragmenti plastike) u pulpi, nije lako začepiti. Pogodno za grubo mljevenje otpadne papirne pulpe ili predobradu sirovina od grubih vlakana kao što je pulpa slame, često se koristi u procesu rafiniranja na prednjem kraju proizvodnih linija za pulpu.

4. Rafinator visoke konzistencije

• Strukturne karakteristikePogodno za okruženja sa visokom konzistencijom pulpe (15%-40%). Koristi poseban uređaj za dovod (kao što je pužni dovod) kako bi se osigurao ravnomjeran ulazak pulpe u zonu mljevenja. Oblik zuba diska je uglavnom širok i sa velikim razmakom zuba kako bi se poboljšao efekat gnječenja vlakana.
• Tehničke prednostiVisok stepen fibrilacije vlakana, jaka sila vezivanja, što može značajno poboljšati čvrstoću papira. U okruženjima visoke konzistencije, rezanje vlakana je manje, a potrošnja energije je niska. Pogodan je za fino rafiniranje visokokvalitetnih vrsta papira (kao što je premazani papir, specijalni papir) ili preradu pulpe koja zahtijeva vezivanje vlakana visoke čvrstoće.

III. Ključni tehnički parametri i principi odabira rafinerija

1. Osnovni tehnički parametri

• Rafiniranje konzistentnostiPodijeljeno na nisku konzistenciju (≤8%), srednju konzistenciju (8%-15%) i visoku konzistenciju (≥15%). Konzistencija direktno utiče na efikasnost rafiniranja i morfologiju vlakana, kao što je rafiniranje visoke konzistencije s fokusom na fibrilaciju i rafiniranje niske konzistencije s fokusom na rezanje.
• Razmak diskaKljučni parametar koji određuje intenzitet rafiniranja. Što je manji jaz, to je veći intenzitet rafiniranja. Potrebno ga je dinamički podešavati prema zahtjevima vrste papira i karakteristikama pulpe (obično se kontrolira na 0,1-1,0 mm).
• Oblik zuba diska i širina zubaOblik zuba utiče na način na koji su vlakna napregnuta (oblik zuba za smicanje je pogodan za rezanje, oblik zuba za gnječenje je pogodan za fibrilaciju). Širina zuba određuje kontaktnu površinu zone mljevenja, koja mora odgovarati vrsti pulpe i cilju rafiniranja.
• Snaga motora i brzina rotacijeSnaga određuje kapacitet rafiniranja (obično 55-1000 kW), a brzina rotacije utiče na linearnu brzinu diska (obično 1500-3000 o/min). Veća linearna brzina znači jaču silu smicanja, pogodnu za potrebe rafiniranja visokog intenziteta.
• KapacitetOdabire se prema veličini proizvodne linije. Kapacitet jedne opreme je obično 5-100 t/d, a velike proizvodne linije mogu usvojiti konfiguraciju s više jedinica u seriji ili paralelno.

2. Principi odabira osnovnih elemenata

• Prilagodite zahtjevima za vrstu papiraZa papir za pakovanje visoke čvrstoće, prednost se daje rafinerima visoke konzistencije ili konusnim rafinerima; za fini kulturni papir mogu se odabrati rafineri sa dva ili tri diska; za preradu otpadne papirne pulpe, prednost se daje cilindričnim rafinerima ili rafinerima sa diskovima otpornim na nečistoće.
• Karakteristike pulpe podudaranjaDrvna pulpa ima duga vlakna, pa se fokusirajte na fibrilaciju, a rafineri visoke konzistencije ili konusni rafineri su opcionalni; pulpa od slame ima kratka vlakna, pa stepen rezanja treba kontrolisati, a diskovni rafineri niske konzistencije su opcionalni; otpadna papirna pulpa sadrži mnogo nečistoća, pa treba odabrati opremu otpornu na začepljenje.
• Ravnoteža efikasnosti i potrošnje energijeU kombinaciji sa zahtjevima kapaciteta proizvodne linije, odaberite opremu sa niskom potrošnjom energije po jedinici i visokom efikasnošću rafiniranja. Na primjer, velike proizvodne linije mogu koristiti rafinerije sa tri diska, a male i srednje proizvodne linije mogu koristiti rafinerije sa jednim ili dva diska.
• Razmotrite inteligentnu prilagodljivostModerne rafinerije su uglavnom opremljene PLC kontrolnim sistemima, koji mogu ostvariti praćenje procesa rafiniranja u realnom vremenu (kao što su dužina vlakana, konzistencija pulpe, status istrošenosti diskova) i automatsku kontrolu u zatvorenoj petlji. Prilikom odabira, potrebno je kombinovati nivo inteligencije proizvodne linije i dati prednost opremi koja se može umrežiti i jednostavna je za održavanje.

IV. Trendovi tehnološkog razvoja rafinerija

S transformacijom industrije proizvodnje papira prema „zelenoj, niskougljičnoj, visokoefikasnoj inteligenciji i visokokvalitetnoj“, tehnologija rafinerija predstavlja tri glavna pravca razvoja:

• Inteligentna nadogradnjaIntegrirajte senzore, Internet stvari i AI tehnologiju kako biste ostvarili praćenje procesa rafiniranja u stvarnom vremenu i automatsku kontrolu zatvorene petlje, poboljšavajući preciznost i stabilnost rafiniranja.
• Poboljšanje uštede energijeOptimizirati dizajn strukture diska (kao što je bionički oblik zuba), usvojiti visokoefikasne motore i tehnologiju regulacije brzine konverzije frekvencije kako bi se smanjila potrošnja energije prilikom rafiniranja. Neki rafineri novog tipa smanjuju potrošnju energije za 15%-30% u poređenju s tradicionalnom opremom.
• Multifunkcionalna integracijaRazvoj integrirane opreme za „rafiniranje – prosijavanje – prečišćavanje“ radi smanjenja proizvodnih procesa i prostora na podu opreme; ciljanje potreba za specijalnim papirom, razvoj specijalnih rafinerija (kao što su rafinerije ultra finih vlakana, specijalne rafinerije biomehaničke pulpe) radi proširenja scenarija primjene.

Kao "osnovni oblikovatelj" proizvodnje papira, tehnički nivo rafinerija je direktno povezan sa kvalitetom papira, efikasnošću proizvodnje i ekološkim prednostima. U kontekstu industrije proizvodnje papira koja teži visokokvalitetnom razvoju, odabir odgovarajućih tipova rafinerija, optimizacija ključnih tehničkih parametara i praćenje trendova razvoja inteligencije i uštede energije postat će važna garancija za preduzeća da poboljšaju svoju osnovnu konkurentnost.