У целом процесу производње папира, од „пулпирања – производње папира – завршне обраде“, рафинер је кључна опрема која одређује перформансе влакана и квалитет папира. Кроз физичке, хемијске или комбиноване механичке и хемијске радње, он сече, фибрилира, 帚化 (фибрилација) и рафинише влакна пулпе, омогућавајући првобитно растреситим влакнима да формирају јачу силу везивања и на крају дајући папиру основне перформансе као што су чврстоћа, уједначеност и упијање мастила. Од традиционалних камених млинова до модерне интелигентне опреме, технолошка итерација рафинера увек се фокусирала на три основна принципа: „високу ефикасност, прецизност и уштеду енергије“, што је постало важна подршка за унапређење индустрије производње папира.

I. Основне функције и принцип рада рафинерија

Основна мисија рафинера је да „оптимизује морфологију влакана“, а његов принцип рада може се сажети као „модификација влакана под механичким дејством“:

• Основни принципКада пулпа пролази између дискова (или ваљака) рафинера, она је изложена комбинованим механичким силама као што су смицање, екструзија и гњечење. Ћелијски зидови влакана се кидају и формирају микрофибриле, а површина ствара густу фибрилирану структуру. Истовремено, прекомерно дуга влакна се одговарајуће секу, чинећи расподелу дужине влакана више у складу са захтевима производње папира.
• Основне функцијеПрво, побољшати силу везивања влакана како би папир имао довољну затезну чврстоћу, чврстоћу на кидање и чврстоћу на пуцање; друго, побољшати уједначеност преплитања влакана како би се осигурала равномерност и равност папира; треће, прилагодити се потребама различитих врста папира, као што је културни папир који захтева фина влакна за побољшање штампања и папир за паковање који захтева дебела и дуга влакна за повећање крутости.

II. Главне врсте и техничке карактеристике рафинерија

Према структурном дизајну, начину рада и сценаријима примене, уобичајене рафинерије у индустрији производње папира углавном се деле у следеће четири категорије, свака са својим техничким фокусом и обимом примене:

1. Рафинер диска

• Структурне карактеристикеСастоји се од фиксног диска (стационарни диск) и ротирајућег диска (ротирајућег диска). Површина диска је распоређена са зонама брушења различитих облика зубаца (као што су назубљени, трапезоидни, спирални), а интензитет рафинирања се контролише подешавањем зазора диска.
• Техничке предностиВисока ефикасност рафинирања, равномерна модификација влакана. Може се прилагодити различитим врстама пулпе (дрвена пулпа, пулпа од сламе, пулпа од отпадног папира) заменом облика зубаца диска, што га чини најшире коришћеном опремом за рафинирање која покрива културни папир, папир за паковање, тоалетни папир и друге врсте папира.
• ПодтиповиЈеднодискни рафинер (делује на једној страни диска), дводискни рафинер (делује истовремено на обе стране диска), тродискни рафинер (средњи непокретни диск + два бочна ротирајућа диска, већа ефикасност).

2. Конусни рафинерија

• Структурне карактеристикеУсваја комбинацију конусног статора и ротора. Пулпа се спирално креће дуж конусног зазора, подвргнута континуираном смицању и екструзији. Интензитет рафинирања може се прецизно контролисати подешавањем конусног зазора.
• Техничке предностиМање сечења влакана, добар ефекат фибрилације, погодно за врсте папира које захтевају велико задржавање дужине влакана (као што су крафт папир, картон). Такође има јаку оперативну стабилност и ниску потрошњу енергије, обично се користи за секундарну рафинацију пулпе од отпадног папира или фину прераду висококвалитетне пулпе.

3. Цилиндрични рафинерија

• Структурне карактеристикеСастоји се од цилиндричног ваљка за млевење и лучно обликоване плоче за млевење. Површина ваљка за млевење је опремљена попречним или спиралним зупцима за млевење. Ротација ваљка за млевење покреће проток пулпе и завршава процес рафинирања.
• Техничке предностиВисока толеранција на нечистоће (као што су зрна песка, фрагменти пластике) у пулпи, није лако зачепљива. Погодна за грубо млевење пулпе отпадног папира или претходну обраду грубих влакнастих сировина као што је пулпа сламе, често се користи у процесу рафинирања на почетку производних линија за пулпу.

4. Рафинерија високе конзистенције

• Структурне карактеристикеПогодно за окружења са високом конзистенцијом пулпе (15%-40%). Користи посебан уређај за додавање (као што је пужни додавач) како би се осигурао равномерни улазак пулпе у зону млевења. Облик зубаца диска је углавном широк и са великим размаком између зубаца како би се побољшао ефекат гњечења влакана.
• Техничке предностиВисок степен фибрилације влакана, јака сила везивања, што може значајно побољшати чврстоћу папира. У окружењима високе конзистенције, сечење влакана је мање, а потрошња енергије је ниска. Погодан је за фино рафинирање висококвалитетних врста папира (као што је премазани папир, специјални папир) или прераду пулпе која захтева везивање влакана високе чврстоће.

III. Кључни технички параметри и принципи избора рафинерија

1. Основни технички параметри

• Рафинирање конзистентностиПодељена је на ниску конзистенцију (≤8%), средњу конзистенцију (8%-15%) и високу конзистенцију (≥15%). Конзистенција директно утиче на ефикасност рафинирања и морфологију влакана, као што је рафинирање високе конзистенције са фокусом на фибрилацију и рафинирање ниске конзистенције са фокусом на сечење.
• Размак дискаКључни параметар који одређује интензитет рафинирања. Што је мањи јаз, то је већи интензитет рафинирања. Потребно га је динамички подешавати у складу са захтевима врсте папира и карактеристикама пулпе (обично се контролише на 0,1-1,0 мм).
• Облик зуба диска и ширина зубаОблик зуба утиче на начин на који су влакна напрегнута (облик зуба за смицање је погодан за сечење, облик зуба за гњечење је погодан за фибрилацију). Ширина зуба одређује површину контакта зоне млевења, која мора да одговара типу пулпе и циљу рафинирања.
• Снага мотора и брзина ротацијеСнага одређује капацитет рафинирања (обично 55-1000 kW), а брзина ротације утиче на линеарну брзину диска (генерално 1500-3000 о/мин). Већа линеарна брзина значи јачу силу смицања, погодну за потребе рафинирања високог интензитета.
• Капацитет: Изабрано према величини производне линије. Капацитет једне опреме је обично 5-100 т/д, а велике производне линије могу усвојити вишејединичну серијско или паралелну конфигурацију.

2. Принципи избора основних елемената

• Прилагодите се захтевима за врсту папираЗа папир за паковање високе чврстоће, предност се даје рафинерима високе конзистенције или конусним рафинерима; за фини културни папир могу се одабрати рафинери са два или три диска; за прераду пулпе отпадног папира, пожељни су цилиндрични рафинери или рафинери са дисковима отпорни на нечистоће.
• Карактеристике пулпе упаривањаДрвена пулпа има дуга влакна, па се фокусирајте на фибрилацију, а рафинери високе конзистенције или конусни рафинери су опциони; пулпа од сламе има кратка влакна, па степен сечења треба контролисати, а рафинери са дисковима ниске конзистенције су опциони; пулпа од отпадног папира садржи много нечистоћа, па треба одабрати опрему отпорну на зачепљење.
• Уравнотежите ефикасност и потрошњу енергијеУ комбинацији са захтевима капацитета производне линије, изаберите опрему са ниском потрошњом енергије по јединици и високом ефикасношћу рафинирања. На пример, велике производне линије могу користити рафинере са три диска, а мале и средње производне линије могу користити рафинере са једним или два диска.
• Размотрите интелигентну прилагодљивостМодерне рафинерије су углавном опремљене PLC управљачким системима, који могу да остваре праћење процеса рафинирања у реалном времену (као што су дужина влакана, конзистенција пулпе, стање истрошености дискова) и аутоматску контролу затворене петље. Приликом избора, потребно је комбиновати ниво интелигенције производне линије и дати предност опреми која се може умрежити и лако се одржава.

IV. Трендови технолошког развоја рафинерија

Са трансформацијом индустрије производње папира ка „зеленој, нискоугљеничној, високоефикасној интелигенцији и високом квалитету“, технологија рафинирања представља три главна правца развоја:

• Интелигентна надоградњаИнтегришите сензоре, Интернет ствари и АИ технологију како бисте остварили праћење процеса рафинирања у реалном времену и аутоматску контролу затворене петље, побољшавајући прецизност и стабилност рафинирања.
• Побољшање уштеде енергијеОптимизујте дизајн структуре диска (као што је бионски облик зуба), усвојите високоефикасне моторе и технологију регулације брзине конверзије фреквенције како бисте смањили потрошњу енергије за рафинирање јединице. Неки рафинери новог типа смањују потрошњу енергије за 15%-30% у поређењу са традиционалном опремом.
• Мултифункционална интеграцијаРазвити интегрисану опрему за „рафинисање – сејање – пречишћавање“ како би се смањили производни процеси и површина опреме; циљати потребе за специјалним папиром, развити специјалне рафинираче (као што су рафинирачи ултра финих влакана, специјални рафинирачи биомеханичке пулпе) ради проширења сценарија примене.

Као „обликувач суштине“ производње папира, технички ниво рафинерија је директно повезан са квалитетом папира, ефикасношћу производње и еколошким предностима. У контексту индустрије производње папира која тежи висококвалитетном развоју, избор одговарајућих типова рафинерија, оптимизација кључних техничких параметара и праћење трендова развоја интелигенције и уштеде енергије постаће важна гаранција за предузећа да побољшају своју основну конкурентност.