בכל תהליך ייצור הנייר של "עיסה - ייצור נייר - גימור", בית הזיקוק הוא ציוד מפתח הקובע את ביצועי הסיבים ואת איכות הנייר. באמצעות פעולות פיזיקליות, כימיות או פעולות מכניות וכימיות משולבות, הוא חותך, מפרפר, גורם לפרפור (帚化) ומזקק את סיבי העיסה, מה שמאפשר לסיבים הרופפים במקור ליצור כוח קשר חזק יותר, ובסופו של דבר מעניק לנייר ביצועי ליבה כגון חוזק, אחידות וספיגת דיו. ממפעלי אבן מסורתיים ועד ציוד מודרני חכם, האיטרציה הטכנולוגית של בתי זיקוק תמיד התמקדה בשלושת עקרונות הליבה של "יעילות גבוהה, דיוק ושימור אנרגיה", והפכה לתמיכה חשובה בשדרוג תעשיית ייצור הנייר.

א. פונקציות ליבה ועקרון עבודה של בתי זיקוק

המשימה העיקרית של בית זיקוק היא "לייעל את מורפולוגיית הסיבים", ואת עקרון הפעולה שלו ניתן לסכם כ"שינוי סיבים תחת פעולה מכנית":

• עיקרון בסיסיכאשר העיסה עוברת בין דיסקיות (או גלילים) של בית הזיקוק, היא נתונה לכוחות מכניים משולבים כגון גזירה, שיחול ולישה. דפנות תאי הסיבים נקרעות ליצירת מיקרו-פיברילים, והמשטח יוצר מבנה צפוף ומסוכך. במקביל, סיבים ארוכים במיוחד נחתכים כראוי, מה שהופך את פיזור אורך הסיבים לתואם יותר לדרישות ייצור הנייר.
• פונקציות ליבהראשית, יש לשפר את כוח הדבקה של הסיבים כדי שהנייר יהיה בעל חוזק מתיחה, חוזק קריעה וחוזק התפוצצות מספיקים; שנית, יש לשפר את אחידות שזירת הסיבים כדי להבטיח אחידות ושטיחות של הנייר; שלישית, יש להתאים את עצמו לצרכים של סוגי נייר שונים, כגון נייר תרבותי הדורש סיבים עדינים כדי לשפר את יכולת ההדפסה, ונייר אריזה הדורש סיבים עבים וארוכים כדי לשפר את הנוקשות.

II. סוגים עיקריים ומאפיינים טכניים של בתי זיקוק

בהתאם לתכנון המבני, שיטת העבודה ותרחישי היישום, בתי זיקוק נפוצים בתעשיית ייצור הנייר מחולקים בעיקר לארבע הקטגוריות הבאות, לכל אחת מהן מיקוד טכני והיקף יישום משלה:

1. זיקוק דיסקים

• מאפיינים מבנייםמורכב מדיסק קבוע (דיסק נייח) ודיסק מסתובב (דיסק מסתובב). פני הדיסק מחולקים באזורי ליטוש בצורות שיניים שונות (כגון משוננים, טרפזיים, ספירליים), ועוצמת הליטוש נשלטת על ידי כוונון מרווח הדיסק.
• יתרונות טכנייםיעילות זיקוק גבוהה, שינוי אחיד של הסיבים. הוא יכול להסתגל למגוון סוגי עיסת עץ (עיסת עץ, עיסת קש, עיסת נייר פסולת) על ידי החלפת צורות שיניים דיסקיות, מה שהופך אותו לציוד הזיקוק הנפוץ ביותר המכסה נייר תרבותי, נייר אריזה, נייר טואלט וסוגי נייר אחרים.
• תת-סוגיםמזקקת דיסקית אחת (פועלת על צד אחד של הדיסק), מזקקת דיסקית כפולה (פועלת על שני צידי הדיסקה בו זמנית), מזקקת דיסקית משולשת (דיסקה נייחת אמצעית + שתי דיסקיות מסתובבות צדדיות, יעילות גבוהה יותר).

2. זיקוק חרוטי

• מאפיינים מבנייםמאמץ שילוב של סטטור חרוטי ורוטור. העיסה מתקדמת בצורה ספירלית לאורך הפער החרוטי, עוברת גזירה וחול רציפים. ניתן לשלוט במדויק בעוצמת הזיקוק על ידי כוונון הפער החרוטי.
• יתרונות טכנייםפחות חיתוך סיבים, אפקט פרפור טוב, מתאים לסוגי נייר הדורשים שמירה גבוהה על אורך הסיבים (כגון נייר קראפט, קרטון). יש לו גם יציבות תפעולית חזקה וצריכת אנרגיה נמוכה, והוא משמש בדרך כלל לזיקוק משני של עיסת נייר פסולת או לעיבוד עדין של עיסת נייר איכותית.

3. זיקוק גלילי

• מאפיינים מבנייםמורכב מגליל טחינה גלילי ומלוח טחינה בצורת קשת. משטח גליל הטחינה מצויד בשיני טחינה רוחביות או ספירליות. סיבוב גליל הטחינה מניע את זרימת העיסה ומשלים את תהליך הזיקוק.
• יתרונות טכנייםסבילות גבוהה לזיהומים (כגון גרגירי חול, שברי פלסטיק) בעיסה, לא נסתמת בקלות. מתאים לטחינה גסה של עיסת נייר פסולת או לטיפול מקדים של חומרי גלם של סיבים גסים כגון עיסת קש, המשמשים לעתים קרובות בתהליך הזיקוק הקדמי של קווי ייצור לעיסה.

4. זיקוק בעל עקביות גבוהה

• מאפיינים מבנייםמתאים לסביבות בעלות עקביות גבוהה של עיסה (15%-40%). הוא משתמש בהתקן הזנה מיוחד (כגון מזין בורגי) כדי להבטיח כניסה אחידה של עיסה לאזור הטחינה. צורת שן הדיסק היא בעיקר רחבת שיניים ובעלת מרווחים גדולים כדי לשפר את אפקט לישת הסיבים.
• יתרונות טכנייםדרגת פרפור סיבים גבוהה, כוח הדבקה חזק, שיכול לשפר משמעותית את חוזק הנייר. בסביבות בעלות עקביות גבוהה, חיתוך הסיבים הוא פחות וצריכת האנרגיה נמוכה. הוא מתאים לזיקוק עדין של סוגי נייר איכותיים (כגון נייר מצופה, נייר מיוחד) או לעיבוד עיסת נייר הדורש הדבקת סיבים בחוזק גבוה.

III. פרמטרים טכניים מרכזיים ועקרונות בחירה של בתי זיקוק

1. פרמטרים טכניים מרכזיים

• זיקוק עקביותמחולק לעקביות נמוכה (≤8%), עקביות בינונית (8%-15%) ועקביות גבוהה (≥15%). העקביות משפיעה ישירות על יעילות הזיקוק ועל מורפולוגיית הסיבים, כגון זיקוק בעל עקביות גבוהה המתמקד בפרפור וזיקוק בעל עקביות נמוכה המתמקד בחיתוך.
• פער דיסקפרמטר מפתח הקובע את עוצמת הזיקוק. ככל שהפער קטן יותר, כך עוצמת הזיקוק גבוהה יותר. יש להתאים אותה באופן דינמי בהתאם לדרישות סוג הנייר ומאפייני העיסה (בדרך כלל נשלט על 0.1-1.0 מ"מ).
• צורת שן דיסק ורוחב שןצורת השן משפיעה על האופן שבו הסיבים נמצאים תחת לחץ (צורת שן מסוג גזירה מתאימה לחיתוך, צורת שן מסוג לישה מתאימה לפרפור). רוחב השן קובע את שטח המגע של אזור הטחינה, אשר צריך להתאים לסוג העיסה ולמטרת הזיקוק.
• כוח מנוע ומהירות סיבובההספק קובע את כושר הזיקוק (בדרך כלל 55-1000 קילוואט), ומהירות הסיבוב משפיעה על המהירות הליניארית של הדיסק (בדרך כלל 1500-3000 סל"ד). מהירות ליניארית גבוהה יותר פירושה כוח גזירה חזק יותר, מתאים לצורכי זיקוק בעצימות גבוהה.
• יְכוֹלֶתנבחר בהתאם לגודל קו הייצור. קיבולת של ציוד בודד היא בדרך כלל 5-100 טון/יום, וקווי ייצור בקנה מידה גדול יכולים לאמץ תצורה סדרתית מרובת יחידות או מקבילה.

2. עקרונות בחירה מרכזיים

• התאמה לדרישות סוג הניירעבור נייר אריזה בעל חוזק גבוה, ניתנת עדיפות למזקקות בעלות עקביות גבוהה או למזקקות חרוטיות; עבור נייר תרבותי עדין, ניתן לבחור במזקקות בעלות דיסק כפול או דיסק משולש; לעיבוד עיסת נייר פסולת, עדיפים מזקקות גליליות או מזקקות דיסק עמידות בפני זיהומים.
• מאפייני עיסת התאמהלעיסת עץ יש סיבים ארוכים, לכן יש להתמקד בפרפור, ומכונות זיקוק בעלות עקביות גבוהה או מכונות זיקוק חרוטיות הן אופציונליות; לעיסת קש יש סיבים קצרים, לכן יש לשלוט במידת החיתוך, ומכונות זיקוק דיסקיות בעלות עקביות נמוכה הן אופציונליות; עיסת נייר פסולת מכילה זיהומים רבים, לכן יש לבחור בציוד עמיד בפני סתימות.
• איזון יעילות וצריכת אנרגיהבשילוב עם דרישות קיבולת קו הייצור, יש לבחור ציוד בעל צריכת אנרגיה נמוכה ליחידה ויעילות זיקוק גבוהה. לדוגמה, קווי ייצור בקנה מידה גדול יכולים להשתמש במכונות זיקוק בעלות שלוש דיסקים, וקווי ייצור קטנים ובינוניים יכולים להשתמש במכונות זיקוק בעלות דיסק יחיד או כפול.
• שקול הסתגלות חכמהבתי זיקוק מודרניים מצוידים לרוב במערכות בקרה PLC, המסוגלות לבצע ניטור בזמן אמת של תהליך הזיקוק (כגון אורך הסיבים, עקביות העיסה, מצב בלאי הדיסק) ובקרת לולאה סגורה אוטומטית. בעת הבחירה, יש צורך לשלב את רמת האינטליגנציה של קו הייצור ולתת עדיפות לציוד שניתן לחבר אותו לרשת וקל לתחזוקה.

IV. מגמות פיתוח טכנולוגי של בתי זיקוק

עם השינוי של תעשיית ייצור הנייר לכיוון "ירוק דל פחמן, אינטליגנציה יעילה גבוהה ואיכות גבוהה", טכנולוגיית בתי הזיקוק מציגה שלושה כיווני פיתוח עיקריים:

• שדרוג חכםשילוב חיישנים, האינטרנט של הדברים וטכנולוגיית בינה מלאכותית כדי לממש ניטור בזמן אמת של תהליך הזיקוק ובקרה אוטומטית בלולאה סגורה, ובכך לשפר את דיוק הזיקוק והיציבות.
• שיפור חיסכון באנרגיהאופטימיזציה של עיצוב מבנה הדיסק (כגון צורת השן הביונית), אימוץ מנועים יעילים במיוחד וטכנולוגיית ויסות מהירות המרת תדר כדי להפחית את צריכת האנרגיה של יחידת הזיקוק. חלק ממכונות הזיקוק מהסוג החדש מפחיתות את צריכת האנרגיה ב-15%-30% בהשוואה לציוד מסורתי.
• אינטגרציה רב-תכליתיתפיתוח ציוד משולב של "זיקוק-ניפוי-טיהור" כדי להפחית תהליכי ייצור ושטח רצפת הציוד; התמקדות בצורכי נייר מיוחד, פיתוח בתי זיקוק מיוחדים (כגון בתי זיקוק לסיבים דקים במיוחד, בתי זיקוק מיוחדים לעיסה ביו-מכנית) כדי להרחיב את תרחישי היישומים.

כ"מעצב הליבה" של ייצור הנייר, הרמה הטכנית של בתי הזיקוק קשורה ישירות לאיכות הנייר, יעילות הייצור והיתרונות הסביבתיים. בהקשר של תעשיית ייצור הנייר המקדמת פיתוח איכותי, בחירת סוגי בתי זיקוק מתאימים, אופטימיזציה של פרמטרים טכניים מרכזיים ומעקב אחר מגמות הפיתוח של אינטליגנציה וחיסכון באנרגיה יהפכו לערובה חשובה עבור ארגונים לשיפור התחרותיות הליבה שלהם.