في صناعة الورق الحديثة، تعد إزالة المياه بكفاءة أمرًا ضروريًا لتحسين سرعة الإنتاج وجودة الورق وكفاءة الطاقة. أثناء عملية صناعة الورق، تكون أقسام التشكيل والضغط مسؤولة عن إزالة معظم الماء من ملاط ​​اللب قبل دخول الورقة إلى مرحلة التجفيف.

تلعب أنظمة التفريغ الصناعية ومضخات التفريغ دورًا حاسمًا في هذه العملية من خلال تسريع عملية نزح المياه، وتثبيت شبكة الورق، وتقليل استهلاك الطاقة في عمليات التجفيف النهائية.

يشرح هذا المقال كيفية تطبيق تقنيات نزح المياه بالتفريغ في أقسام التشكيل والضغط في ماكينات الورق وكيف تعمل أنظمة التفريغ المتقدمة على تحسين الأداء في مصانع الورق الحديثة.

فهم نزح المياه بالفراغ في صناعة الورق

يبدأ إنتاج الورق بمعلق من اللب يحتوي على أكثر من 99% من الماء. أثناء مرحلة التشكيل، يتم ترسيب هذا الملاط على سلك متحرك حيث تتم إزالة الماء تدريجيًا لإنشاء شبكة ورقية مستمرة. يتم بعد ذلك استخدام تقنيات نزح المياه الميكانيكية والفراغية لزيادة جفاف الألواح قبل قسم التجفيف.

يقوم قسم التشكيل عادة بإزالة الجزء الأكبر من الماء، مما يزيد من جفاف الصفائح إلى ما يقرب من 18-22٪، في حين أن الضغط اللاحق يزيد من الجفاف إلى حوالي 40٪ قبل التجفيف الحراري.

تعمل تقنية الفراغ على تسريع هذه العملية عن طريق إنشاء فرق ضغط يجبر الماء على الخروج من شبكة الألياف.

نزح المياه بالفراغ في قسم التشكيل

صناديق شفط الفراغ

أحد أهم المكونات في قسم التشكيل هو صندوق الشفط الفراغي، المثبت أسفل سلك التشكيل.

تستخدم هذه الأجهزة ضغط الفراغ لسحب الماء إلى الأسفل عبر حصيرة الألياف مع الحفاظ على الألياف على سطح السلك.

تشمل الوظائف الرئيسية ما يلي:

• الإزالة السريعة للمياه المجانية من ملاط ​​اللب

• تحسين توزيع الألياف وتكوين الصفائح

• زيادة اتساق الويب الأولي

• تثبيت الورقة قبل نقلها إلى قسم الصحافة

يعمل صندوق الشفط عن طريق توليد اختلاف في الضغط بين الجزء العلوي والسفلي من الشبكة، مما يدفع الماء عبر السلك إلى نظام صرف متصل بمضخة تفريغ.

غالبًا ما تتضمن آلات الورق الحديثة صناديق شفط متعددة تعمل عند مستويات فراغ مختلفة، مما يسمح بنزح المياه بشكل تدريجي ومتحكم عبر منطقة التشكيل.

لفات الأريكة فراغ

في نهاية قسم التشكيل، توفر لفة الأريكة المفرغة نزح الماء نهائيًا قبل أن تترك شبكة الورق السلك.

تتميز هذه اللفة بقشرة مثقوبة متصلة بغرفة فراغ داخلية تزيل الماء الإضافي من الورقة.

تشمل الفوائد ما يلي:

• جفاف أعلى للورقة قبل الضغط

• تحسين توحيد الورقة

• نقل الورقة المستقرة إلى قسم الصحافة

تعتبر لفائف الأريكة المفرغة ضرورية للحفاظ على استقرار الإنتاج، خاصة في آلات الورق عالية السرعة.

فراغ نزح المياه في قسم الصحافة

بعد مغادرة قسم التشكيل، تدخل شبكة الورق المبللة إلى قسم الضغط، حيث يعمل الضغط الميكانيكي وتكنولوجيا التفريغ معًا لإزالة الرطوبة الإضافية.

لفات الصحافة فراغ

في قسم الضغط، تعمل بكرات الضغط الفراغية على تعزيز إزالة الماء أثناء عملية الضغط.

تجمع هذه اللفات بين:

• الضغط الميكانيكي من قطع الضغط

• شفط فراغ داخل قذيفة لفة

يساعد الفراغ الموجود داخل اللفة على استخلاص الماء بشكل أكثر كفاءة ويقلل من خطر إعادة الترطيب، حيث يتدفق الماء مرة أخرى إلى الورقة بعد الضغط.

المزايا تشمل:

• ارتفاع جفاف الورقة

• تقليل استهلاك طاقة التجفيف

• تحسين قوة الورق وتشكيله

صناديق شفط اللباد

تمتص اللبادات الصحفية كميات كبيرة من الماء أثناء عملية الضغط. للحفاظ على الأداء، يجب تنظيف اللباد بشكل مستمر وتجفيف الماء منه.

تقوم صناديق الشفط اللبادية بإزالة الماء والملوثات وألياف اللب المتبقية من اللباد المضغوط قبل دورة الضغط التالية.

تساعد هذه الأنظمة على:

• الحفاظ على نفاذية اللباد

• منع تراكم التلوث

• تحسين كفاءة الصحافة

وبدون عملية نزح المياه بشكل فعال، سيفقد قسم الضغط قدرته على إزالة المياه بكفاءة.

تكنولوجيا نزح المياه بالفراغ العالي

تعتمد آلات الورق الحديثة بشكل متزايد على أنظمة الشفط عالية الفراغ لتحسين أداء نزح المياه.

تعمل مناطق الفراغ العالي عادةً عند ضغوط تتراوح من -15 كيلو باسكال إلى -40 كيلو باسكال، وفي الآلات عالية السرعة يمكن أن تصل مستويات الفراغ إلى -65 كيلو باسكال أو أقل.

تعمل نبضات الفراغ العالي المطبقة من خلال صناديق الشفط ذات الشقوق على خلق اختلافات سريعة في الضغط تسحب المياه من شبكة الألياف.

تشمل الفوائد ما يلي:

• إزالة الماء بشكل أسرع

• تحسين تشكيل الورقة

• سرعات إنتاج أعلى

• كفاءة أفضل في استخدام الطاقة

مزايا أنظمة نزح المياه بالفراغ

توفر أنظمة التفريغ الصناعية العديد من المزايا في إنتاج الورق.

سرعة إنتاج أعلى

تسمح إزالة الماء بكفاءة لآلات الورق بالعمل بسرعات أعلى دون عدم استقرار الورقة.

انخفاض استهلاك الطاقة

يؤدي تحسين الجفاف قبل قسم المجفف إلى تقليل استخدام البخار بشكل كبير.

تحسين جودة الورق

يعمل نزح الماء الموحد على تحسين ترابط الألياف، مما يؤدي إلى الحصول على ورق أقوى وأكثر اتساقًا.

استقرار العملية

تعمل أنظمة التفريغ على تثبيت شبكة الورق الرطب أثناء النقل بين مراحل التشكيل والضغط.

اختيار مضخة التفريغ المناسبة لنزح الماء من الورق

تتطلب مصانع الورق مضخات تفريغ صناعية ذات قدرة عالية قادرة على التشغيل المستمر.

تشمل تقنيات مضخة التفريغ الشائعة ما يلي:

• مضخات فراغ الحلقة السائلة

• مضخات فراغ المسمار الجاف

• مضخات فراغ المخلب الجاف

• أنظمة فراغ توربو للآلات الكبيرة

تُستخدم المضخات الحلقية السائلة على نطاق واسع في صناعة الورق نظرًا لقدرتها على التعامل مع كميات كبيرة من بخار الماء ومعالجة السوائل.

ومع ذلك، يتم اعتماد تقنيات التفريغ الجاف الأحدث بشكل متزايد لتحقيق كفاءة الطاقة ومتطلبات الصيانة المنخفضة.

خاتمة

تعد تقنية نزح المياه بالفراغ ضرورية لإنتاج الورق بكفاءة. من خلال دمج صناديق الشفط الفراغي، ولفائف الأريكة، ولفائف الضغط الفراغي، وأنظمة شفط اللباد، يمكن لمصانع الورق تحسين عملية إزالة الماء بشكل كبير أثناء أقسام التشكيل والضغط.

تساعد هذه التقنيات على زيادة جفاف الورق وتقليل استهلاك الطاقة وتعزيز استقرار الإنتاج في آلات الورق الحديثة عالية السرعة.

مع استمرار صناعة الورق في تحسين الكفاءة والاستدامة، ستظل أنظمة التفريغ الصناعية المتقدمة عنصرًا حاسمًا في تصميم ماكينة الورق وتشغيلها.