I. Progettazione e configurazione dell'attrezzatura
Lo spappolatore idraulico è un'attrezzatura fondamentale per la lavorazione di fogli di pasta di legno, carta rotta e vari tipi di carta straccia. È disponibile principalmente in due configurazioni: verticale e orizzontale. Il design centrale ruota attorno al rotore e alla vasca.
Nei modelli verticali il rotore è montato centralmente sul fondo della vasca. Il disco del rotore è dotato di diverse palette (o pale). Un disco fisso con più lame è installato attorno alla periferia del rotore. Un motore di azionamento, solitamente situato sotto l'albero, alimenta il rotore. Sul fondo della vasca vicino al rotore è installata una piastra schermante forata.
Questo schermo si collega alla presa, consentendo la separazione delle scorte.
I modelli orizzontali presentano un layout diverso. I componenti chiave-rotore, piastre fisse e schermo-sono tutti montati sul lato dell'imbarcazione. Ciò soddisfa diverse esigenze di layout dell'impianto.
II. Principio di funzionamento
Quando l'apparecchiatura funziona, il motore aziona il rotore ad alta velocità. Ciò crea una forza centrifuga significativa. I fogli di pasta di cellulosa e la carta straccia alimentati vengono scagliati contro le lame da questa forza. Sperimentano l'impatto. Il materiale viene poi scagliato contro la parete della vasca, formando un flusso orizzontale a vortice lungo il perimetro.
Il brodo viaggia verso l'alto lungo la parete della vasca fino ad una certa altezza. Quindi ricade verso la zona del rotore. Al centro della vasca si forma un'area di pressione negativa. Questo ciclo si ripete continuamente. Stabilisce un forte vortice verticale. Questo movimento circolare sottopone il materiale fibroso a ripetuti impatti meccanici e attriti.
Contemporaneamente, il materiale lanciato dal rotore scorre verso la periferia. La sua velocità lineare diminuisce gradualmente. Questo crea un gradiente di velocità. Il movimento relativo risultante fa sì che le fibre si sfreghino l'una contro l'altra. Ciò favorisce ulteriormente la dispersione e la separazione dei fasci di fibre. Il processo mira a separare le fibre senza tagliarle, preservandone la lunghezza.
III. Caratteristiche prestazionali e limitazioni
I vantaggi di questa attrezzatura sono notevoli. La separazione delle fibre è delicata. Si basa principalmente sul taglio idraulico e sull'attrito per disperdere le fibre. Ciò evita di tagliare le fibre, a vantaggio della resistenza della pasta finale. L’efficienza produttiva è relativamente elevata. Il tempo di spappolamento è breve. Il consumo energetico specifico è relativamente basso.
La struttura meccanica è relativamente semplice. La manutenzione è semplice. Il costo delle apparecchiature e lo spazio richiesto sono relativamente ridotti. L’adattabilità operativa è buona. Può gestire una varietà di qualità di carta straccia e tipi di pasta di legno. È particolarmente-adatto per la produzione continua e automatizzata.
Tuttavia esistono evidenti inconvenienti. Lo stock disperso spesso contiene una quantità significativa di piccoli fiocchi di carta non dispersi. Ciò influisce sull'uniformità e sulla pulizia dello stock. Potrebbe avere un impatto negativo sulla qualità della successiva produzione di carta.
IV. Fattori chiave di influenza operativa
Caratteristiche della materia prima
Il tipo di fibra, l'assorbimento dell'acqua, la capacità di rigonfiamento, la forza di adesione della fibra e se il materiale è dimensionato, stampato, ecc., influiscono tutti direttamente sulla velocità di bagnatura e sulla difficoltà di disintegrazione in acqua. In condizioni di processo identiche, materie prime diverse richiedono tempi diversi per ottenere lo stesso livello di separazione delle fibre.
Coerenza operativa
Il funzionamento a una consistenza più elevata è generalmente vantaggioso, a condizione che venga mantenuta una buona circolazione del materiale all'interno della vasca. La ricerca indica che mentre il consumo totale di energia aumenta con maggiore coerenza, il consumo di energia per unità di produzione spesso diminuisce. L'impatto della consistenza sul risultato finale della separazione e sul tempo di spappolamento non è molto pronunciato. La chiave è mantenere una fluidodinamica efficace.
Tempo di trattamento
Il tempo di spappolamento deve essere controllato entro un intervallo ragionevole. In condizioni di processo specifiche, esiste una finestra temporale effettiva per la separazione delle fibre. Al di là di questa finestra, estendere il tempo produce rendimenti decrescenti in termini di grado di separazione. Dal punto di vista economico questo non è vantaggioso. Pertanto, il tempo ottimale dovrebbe essere determinato in base alla materia prima e alla qualità della pasta target, evitando una lavorazione eccessiva-.
Controllo della temperatura
La temperatura è un parametro di processo importante. L’aumento della temperatura ammorbidisce le fibre della carta straccia. Accelera la penetrazione dell'acqua e il rigonfiamento delle fibre. Questo effetto è più pronunciato per la carta collata o per la carta stampata con inchiostro. Inoltre, una temperatura più elevata riduce la viscosità del materiale. Ciò migliora la fluidità, migliorando così la circolazione delle fibre e l'efficienza di separazione.
V. Considerazioni sulla candidatura e sulla selezione
Questa apparecchiatura è ampiamente utilizzata nella produzione di pasta di carta straccia e nella disintegrazione dei fogli di pasta di cellulosa. La selezione deve considerare le caratteristiche della materia prima, la scala di produzione e i requisiti per il funzionamento continuo o batch. Questi fattori determinano se è adatto un modello verticale o orizzontale, ad alta-coerenza o a media/bassa-coerenza.
Durante il funzionamento effettivo, è necessario prestare attenzione alla corrispondenza delle dimensioni del foro della piastra dello schermo e dell'area aperta per evitare intasamenti. L'usura delle palette deve essere ispezionata regolarmente per mantenere l'efficienza della produzione di pasta. Per la carta straccia con un elevato contenuto di contaminanti, spesso è necessario associarla a detergenti ad alta-densità o a fasi di screening successive per migliorare la qualità delle scorte.
In sintesi, lo spappolatore idraulico è un'unità di pre-lavorazione fondamentale nella linea di spappolamento. La sua efficienza è influenzata da molteplici fattori: progettazione, parametri operativi e proprietà delle materie prime. Una selezione corretta e un funzionamento ottimizzato sono fondamentali per garantirne il funzionamento economico e ad alte-prestazioni.