En todo o proceso de fabricación de papel, que consiste en "pastar - fabricar papel - acabar", o refinador é un equipo clave que determina o rendemento da fibra e a calidade do papel. Mediante accións físicas, químicas ou mecánicas e químicas combinadas, corta, fibrila, fibrila e refina as fibras da pasta, o que permite que as fibras soltas orixinalmente formen unha forza de unión máis forte e, en última instancia, dota o papel de rendementos esenciais como resistencia, uniformidade e absorción de tinta. Desde os muíños de pedra tradicionais ata os equipos intelixentes modernos, a iteración tecnolóxica dos refinadores sempre se centrou nos tres principios básicos de "alta eficiencia, precisión e conservación de enerxía", converténdose nun apoio importante para a mellora da industria papeleira.

I. Funcións principais e principio de funcionamento das refinadoras

A misión principal dun refinador é "optimizar a morfoloxía da fibra", e o seu principio de funcionamento pódese resumir como "modificación da fibra baixo acción mecánica":

• Principio básicoCando a polpa pasa entre os discos (ou rolos) do refinador, sométese a forzas mecánicas combinadas como o cizallamento, a extrusión e o amasado. As paredes celulares das fibras rómpense para formar microfibrilas e a superficie xera unha densa estrutura fibrilada. Ao mesmo tempo, as fibras excesivamente longas córtanse axeitadamente, facendo que a distribución da lonxitude das fibras se axuste mellor aos requisitos de fabricación de papel.
• Funcións principaisEn primeiro lugar, mellorar a forza de unión das fibras para que o papel teña suficiente resistencia á tracción, ao rasgamento e ao estoupido; en segundo lugar, mellorar a uniformidade do entrelazado das fibras para garantir a uniformidade e a planitude do papel; en terceiro lugar, adaptarse ás necesidades dos diferentes tipos de papel, como o papel cultural que require fibras finas para mellorar a imprimibilidade e o papel de embalaxe que require fibras grosas e longas para mellorar a rixidez.

II. Principais tipos e características técnicas das refinadoras

Segundo o deseño estrutural, o método de traballo e os escenarios de aplicación, os refinadores habituais na industria papeleira divídense principalmente nas seguintes catro categorías, cada unha delas co seu propio enfoque técnico e ámbito de aplicación:

1. Refinador de discos

• Características estruturaisComposto por un disco fixo (disco estacionario) e un disco rotatorio (disco rotatorio). A superficie do disco está distribuída con zonas de moenda de diferentes formas de dentes (como serrado, trapezoidal, espiral) e a intensidade de refinado contrólase axustando a separación do disco.
• Vantaxes técnicasAlta eficiencia de refinado, modificación uniforme da fibra. Pode adaptarse a varias polpas (polpa de madeira, polpa de palla, polpa de papel usado) substituíndo as formas dos dentes de disco, o que o converte no equipo de refinado máis utilizado que abrangue papel cultural, papel de embalaxe, papel hixiénico e outros tipos de papel.
• SubtiposRefinador de disco único (actúa nun lado do disco), refinador de dobre disco (actúa en ambos os lados do disco simultaneamente), refinador de triplo disco (disco estacionario central + dous discos rotatorios laterais, maior eficiencia).

2. Refinador cónico

• Características estruturaisAdopta unha combinación de estator e rotor cónicos. A polpa avanza en espiral ao longo do espazo cónico, sometida a un corte e extrusión continuos. A intensidade do refinado pódese controlar con precisión axustando o espazo cónico.
• Vantaxes técnicasMenos corte de fibra, bo efecto de fibrilación, axeitado para tipos de papel que requiren unha alta retención da lonxitude da fibra (como papel kraft, cartón liner). Tamén ten unha forte estabilidade operativa e un baixo consumo de enerxía, úsase habitualmente para o refinado secundario da pasta de papel residual ou o procesamento fino da pasta de papel de alta calidade.

3. Refinador cilíndrico

• Características estruturaisComposto por un rolo de moenda cilíndrico e unha placa de moenda en forma de arco. A superficie do rolo de moenda está equipada con dentes de moenda transversais ou en espiral. A rotación do rolo de moenda impulsa o fluxo de polpa e completa o proceso de refinado.
• Vantaxes técnicasAlta tolerancia ás impurezas (como grans de area, fragmentos de plástico) na polpa, non se obstruye facilmente. Adecuado para a moenda grosa de polpa de papel usada ou o pretratamento de materias primas de fibra grosa como a polpa de palla, que se usa a miúdo no proceso de refinado frontal das liñas de produción de polpa.

4. Refinador de alta consistencia

• Características estruturaisApto para ambientes de pulpa de alta consistencia (15 %-40 %). Emprega un dispositivo de alimentación especial (como un alimentador de parafuso) para garantir a entrada uniforme da pulpa na zona de moenda. A forma dos dentes do disco é principalmente de dentes anchos e un deseño de gran espazado para mellorar o efecto de amasado da fibra.
• Vantaxes técnicasAlto grao de fibrilación da fibra, forte forza de unión, que pode mellorar significativamente a resistencia do papel. En contornas de alta consistencia, o corte de fibra é menor e o consumo de enerxía é baixo. É axeitado para o refinado fino de tipos de papel de alta calidade (como papel revestido, papel especial) ou o procesamento de pasta de papel que require unha unión de fibra de alta resistencia.

III. Parámetros técnicos clave e principios de selección de refinadores

1. Parámetros técnicos básicos

• Refinando a consistenciaDividido en baixa consistencia (≤8%), consistencia media (8%-15%) e alta consistencia (≥15%). A consistencia afecta directamente á eficiencia do refinado e á morfoloxía da fibra, como o refinado de alta consistencia centrado na fibrilación e o refinado de baixa consistencia centrado no corte.
• Espazo do discoUn parámetro clave que determina a intensidade do refinado. Canto menor sexa o espazo, maior será a intensidade do refinado. É necesario axustala dinamicamente segundo os requisitos do tipo de papel e as características da polpa (normalmente controlada a 0,1-1,0 mm).
• Forma e ancho do dente de discoA forma do dente afecta á forma en que se someten a tensión ás fibras (a forma do dente de tipo cizalla é axeitada para cortar, a forma do dente de tipo amasado é axeitada para a fibrilación). A anchura do dente determina a área de contacto da zona de moenda, que debe coincidir co tipo de polpa e co obxectivo de refinado.
• Potencia do motor e velocidade de rotaciónA potencia determina a capacidade de refinado (xeralmente 55-1000 kW) e a velocidade de rotación afecta a velocidade lineal do disco (xeralmente 1500-3000 r/min). Unha velocidade lineal máis alta significa unha forza de cizallamento máis forte, axeitada para necesidades de refinado de alta intensidade.
• CapacidadeSeleccionado segundo a escala da liña de produción. A capacidade dun só equipo adoita ser de 5 a 100 t/d, e as liñas de produción a grande escala poden adoptar unha configuración en serie ou paralela de varias unidades.

2. Principios básicos de selección

• Adaptarse aos requisitos do tipo de papelPara o papel de embalaxe de alta resistencia, dáse prioridade aos refinadores de alta consistencia ou aos refinadores cónicos; para o papel cultural fino, pódense seleccionar refinadores de dobre disco ou de triplo disco; para o procesamento de pasta de papel usado, prefírense refinadores cilíndricos ou refinadores de disco resistentes ás impurezas.
• Características da polpa de coincidenciaA polpa de madeira ten fibras longas, polo que se debe centrar a atención na fibrilación, e os refinadores de alta consistencia ou os refinadores cónicos son opcionais; a polpa de palla ten fibras curtas, polo que é necesario controlar o grao de corte, e os refinadores de disco de baixa consistencia son opcionais; a polpa de papel usada contén moitas impurezas, polo que se deben seleccionar equipos resistentes á obstrución.
• Eficiencia de equilibrio e consumo de enerxíaEn combinación cos requisitos de capacidade da liña de produción, seleccione equipos con baixo consumo de enerxía unitario e alta eficiencia de refinado. Por exemplo, as liñas de produción a grande escala poden usar refinadores de triplo disco e as liñas de produción pequenas e medianas poden usar refinadores de disco único ou refinadores de dobre disco.
• Considere a adaptabilidade intelixenteAs refinarías modernas están equipadas na súa maioría con sistemas de control PLC, que poden realizar unha monitorización en tempo real do proceso de refinado (como a lonxitude da fibra, a consistencia da polpa, o estado do desgaste do disco) e un control automático en bucle pechado. Ao seleccionar, é necesario combinar o nivel de intelixencia da liña de produción e dar prioridade aos equipos que se poidan conectar en rede e sexan fáciles de manter.

IV. Tendencias de desenvolvemento tecnolóxico das refinarías

Coa transformación da industria papeleira cara a un modelo "ecolóxico con baixas emisións de carbono, alta eficiencia e alta calidade", a tecnoloxía de refinación presenta tres principais direccións de desenvolvemento:

• Actualización intelixenteIntegrar sensores, a Internet das Cousas e a tecnoloxía de IA para realizar unha monitorización en tempo real do proceso de refinado e un control automático en bucle pechado, mellorando a precisión e a estabilidade do refinado.
• Mellora do aforro de enerxíaOptimizar o deseño da estrutura do disco (como a forma biónica do dente), adoptar motores de alta eficiencia e tecnoloxía de regulación da velocidade por conversión de frecuencia para reducir o consumo de enerxía da unidade de refinado. Algúns refinadores de novo tipo reducen o consumo de enerxía entre un 15 % e un 30 % en comparación cos equipos tradicionais.
• Integración multifuncionalDesenvolver equipos integrados de «refinado-cribado-purificación» para reducir os procesos de produción e o espazo destinado aos equipos; centrarse nas necesidades de papel especial e desenvolver refinadores especiais (como refinadores de fibra ultrafina, refinadores especiais de pasta biomecánica) para ampliar os escenarios de aplicación.

Como "elemento central da produción de papel, o nivel técnico das refinadoras está directamente relacionado coa calidade do papel, a eficiencia da produción e os beneficios ambientais. No contexto da industria papeleira que busca un desenvolvemento de alta calidade, a selección de tipos de refinadoras axeitados, a optimización dos parámetros técnicos clave e o mantemento das tendencias de desenvolvemento da intelixencia e a conservación de enerxía converteranse nunha garantía importante para que as empresas melloren a súa competitividade fundamental.