Обзор
FPC Papeles производит высококачественный тестлайнер и бумагу для гофрирования из 100% переработанного материала. Они используют сырье высочайшего качества для достижения высоких показателей прочности готовой продукции. Благодаря использованию ABB Fiber Tester Plus комбинат смог получить точные данные, необходимые для классификации сырья и оптимизации рафинирования.
«Благодаря анализу, проведенному на Fiber Tester Plus, были получены весьма убедительные результаты для определения полной и интегрированной кривой рафинирования». Оггер Аранеда, лаборант-аналитик в FPC Papeles.
Оггер Аранеда, лаборант-аналитик в FPC Papeles, выполняет анализ с помощью Fiber Tester Plus.
Классификация и смешивание сырья для улучшения управления рецептурами
Команда FORESTAL Y PAPELERA CONCEPCIÓN S.A (FPC Papeles) поставила перед собой цель использовать вторичное сырье, богатое длинными волокнами, для производства высокоэффективной бумаги. Комбинат, расположенный недалеко от Консепсьона, Чили, начал проект по определению идеальной смеси волокон из четырех источников: отечественного и импортного двухслойного крафт-картона (DLK), макулатуры из гофрокартона (OCC) и целлюлозы из крафт-лайнера (KLB).
Используя ABB L&W Fiber Tester Plus, комбинат проанализировал следующие морфологические характеристики волокна:
- Длина волокна (мм)
- Доля длинных волокон (%)
- Грубость (мкг/м)
Эти свойства играют фундаментальную роль в требованиях к рафинированию, поскольку они являются прямо пропорциональными переменными: чем больше длина волокна, тем выше доля длинных волокон и тем выше грубость волокон.
Волокно с высокой грубостью требует более интенсивного рафинирования для разрушения и, таким образом, достижения гораздо более прочных межфибриллярных связей для повышения прочности бумаги. «Использование Fiber Tester Plus помогло нам найти оптимальную классификацию волокон, чтобы определить интенсивность рафинирования для каждого типа переработанного материала, не повреждая волокно», — сказал Оггер Аранеда, лаборант-аналитик FPC Papeles. «Благодаря нашей способности точно классифицировать сырье, склад был сегментирован с целью использования сырья наилучшего качества для производства бумаги самого высокого качества, которое у нас когда-либо было».
Это позволило им протестировать комбинацию различных типов сырья с использованием модуля смешивания в Fiber Tester Plus. Это поддержало цель комбината по оптимизации загрузки пульпера и свойств волокна в соответствии с соответствующей производственной рецептурой.
Рецептуры были скорректированы на основе идеальной смеси импортных материалов, загрузка кип была оптимизирована для подачи в пульпер для конкретного сорта, а количество DLK было увеличено за счет замены OCC.
РИСУНОК 1 - Сырье отбиралось в соответствии с концентрацией более длинных волокон для достижения лучшего смешивания с более высокими показателями прочности.
Управление и сегментация склада сырья, позволяющая правильно смешивать компоненты в пульперах.
Две таблицы ниже (РИСУНОК 2 и РИСУНОК 3) показывают, что с использованием модуля Blend (Смешивание) от Fiber Tester Plus стало возможным создавать эталоны с основными волокнами, используемыми в производстве, и контролировать смешивание.
РИСУНОК 2 и РИСУНОК 3
Разработка высокоэффективной бумаги побудила комбинат искать оптимальные точки рафинирования для каждого типа переработанного материала с целью:
- Не повреждать волокно
- Делать меньше нежелательных разрезов волокна
- Создавать хорошую фибрилляцию
- Получать более прочные межфибриллярные соединения
- Повышать прочность бумаги
- Экономить энергию
- Повышать производительность бумагоделательной машины
Были созданы кривые рафинирования, что означает определение и поддержание постоянных рабочих параметров рафинера при изменении только удельного энергопотребления (кВтч/тонну). Рафинеры были оптимизированы в соответствии с требованиями к производимой бумаге и состоянием размольных гарнитур.
Основные морфологические характеристики, которые предоставляет Fiber Tester Plus и которые использовались для создания кривых рафинирования, представлены на РИСУНКАХ 4, 5 и 6:
РИСУНОК 4 - Длина волокна уменьшается при применении большей интенсивности рафинирования. Это означает, что чем выше удельная энергия, тем сильнее разрез волокна.
РИСУНОК 5 - Периметр и площадь фибрилл (%): эти две переменные увеличиваются при применении большей энергии рафинирования. Это означает, что чем выше удельная энергия, тем выше фибрилляция.
РИСУНОК 6 - Грубость (мкг/м): уменьшается при применении более высокой энергии рафинирования. Это означает, что чем выше удельная энергия, тем сильнее коллапс волокна.
«Благодаря анализу, проведенному на Fiber Tester Plus, были получены весьма убедительные результаты для определения полной и интегрированной кривой рафинирования», — подтвердил Аранеда. «Стало возможным узнать реальное поведение волокна при различных интенсивностях рафинирования, что привело нас к поиску оптимальных точек рафинирования для соответствия спецификациям каждого производимого сорта».
Кроме того, результаты были переданы операторам, которые могли использовать их для дальнейшей оптимизации и постоянного улучшения производственного процесса.
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ РАЗМОЛЬНЫХ ГАРНИТУР
Комбинат хотел увидеть, как можно улучшить производительность физического актива — рафинера. Эксплуатационные испытания размольных гарнитур проводились в начале, середине и конце их нормального жизненного цикла. Fiber Tester Plus также использовался для проверки этих результатов. Он показал, что площадь и периметр фибрилл, а также прочность на CMT (тест на плоское сжатие) и растяжение снижаются при более длительном использовании размольных гарнитур.
РИСУНОК 7 - Площадь и периметр фибрилляции отслеживались в зависимости от того, как они развиваются в соответствии с жизненным циклом сегмента рафинирования, чтобы найти оптимальное время для его замены.
РИСУНОК 8 - То же самое было сделано путем мониторинга CMT и прочности на растяжение готовой бумаги.
Благодаря этим результатам были приняты стратегические решения относительно закупки и использования размольных сегментов для удовлетворения требований к качеству как целлюлозы, так и готовой продукции. Это включало способы управления и оптимизации производительности дисков.
На двух графиках ниже (РИСУНОК 9 и РИСУНОК 10) мы наблюдаем кривую рафинирования в середине жизненного цикла сегментов; когда применяется более 60 кВтч/тонну энергии, фибрилляция поддерживается, а затем показатели CMT и прочности на растяжение снижаются.
РИСУНОК 9 - CMT и прочность на растяжение начинают снижаться при 60 кВтч/тонну.
РИСУНОК 10 - Так же, как показывает Рисунок 9, площадь и периметр фибрилляции также уменьшаются после 60 кВтч/тонну, когда мы достигаем середины жизненного цикла размольных гарнитур.
ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
FPC Papeles — лидер отрасли, приверженный принципам устойчивого развития и переработки? Посвятив себя повторному использованию сырья, они работают с широким спектром свойств поступающих волокон для производства бумаги для упаковки, полностью из 100% переработанной бумаги.
ВЫВОДЫ
Высокоэффективная бумага характеризуется высокой прочностью на плоское сжатие, которая измеряется с помощью лабораторного теста CMT.
Значение CMT сопоставлялось с другими точками данных, включая сырье и его оптимальные точки рафинирования, а также с влиянием химикатов и других корректировок, внесенных в бумагоделательную машину (скорость струи и сетки, ориентация волокон и т. д.), чтобы определить наилучшие спецификации для производства высококачественной бумаги.
«Fiber Tester Plus играет фундаментальную роль, — заключил Аранеда. — Благодаря данным и характеристикам волокна, которые он нам предоставляет, мы проводим отличную классификацию сырья и одновременно находим для него оптимальные точки рафинирования. Затем, дополняя морфологию волокна значениями сопротивления, полученными на лабораторных листах, мы смогли получить весьма убедительные результаты».
Используя Fiber Tester Plus от ABB, фабрика FPC Papeles получает точные данные, необходимые для классификации сырья и оптимизации рафинирования, что в конечном итоге гарантирует выпуск продукции высочайшего качества.
