آشنایی مختصری با پرشر اسکرین و تفکر غلطی که درباره آن وجود دارد

پرشر اسکرین یا غربال فشاری ، که گاهی ورتیکال اسکرین نیز نامیده میشود از تجهیزات غربالگری در خطوط کاغذسازی می باشد . این تجهیز از یک محفظه یا درام که درون آن یک استوانه مشبک ( بسکت ) که ثابت است و مجموعه ای از فویل ها که بر روی شافت مرکزی نصب شده و متحرک می باشند تشکیل شده است .

وقتی این تجهیز استارت می شود خمیر از طریق مجرای ورودی اسکرین که بصورت مماسی بر روی درام آن متصل است وارد شده و بسته به نوع اسکرین ، یا در قسمت بیرونی بسکت یا در قسمت درونی آن ریخته می شود .

فشارسازی توسط چرخش فویل ها تامین می شود . برای تامین فشار ، محفظه پرشر اسکرین کاملا بسته و بدون درز ساخته می شود . شکل هندسی و تعداد فویل ها بسته به نوع پرشر اسکرین و دامنه کارکرد آن متفاوت است . ولی سطح مقطع همه فویل ها در تمام انواع پرشراسکرین به شکل ایرفویل Air Foil  ( مانند سطح مقطع بال هواپیما ) می باشد . این سطح مقطع سبب تولید فشارهای مثبت و منفی میشود . در ناحیه محدب فویل ، فشار دینامیکی سیال افزایش یافته و سبب میشود سوسپانسیون ، تحت فشار از سوراخ ها یا شیارهای بسکت رد شود ، قسمت باریک شونده انتهایی که tail یا دم نامیده میشود سبب بروز خلا یا فشار منفی شده و سوراخ های بسکت را همیشه تمیز نگه میدارد .

یک دیدگاه غلط در مورد پرشر اسکرین وجود دارد که غالبا تصور میشود این تجهیز جهت تمیزسازی خمیر از ذرات زاید و ناخالصی هاست در صورتیکه این عمل درصد ناچیزی از کاربری پرشر اسکرین  را شامل میشود .

عمده ذرات غیرکاربردی و آلاینده های موجود در خمیر به ترتیب زیر می باشند :

  • کلوخه ها و دسته های الیاف : کلوخه ها  و دسته های الیاف در فرایندهای خمیرسازی به خوبی جداسازی و باز نمیشوند. آنها چندین برابر از الیاف منفرد عریضتر و ضخیم تر هستند که در ساختار کاغذ بصورت لکه  ها و     توده هایی ظاهر می شوند که فرمیشن  را غیریکنواخت و مقاومت های کاغذ را کاهش می دهند . این اجرام توسط کلینرها به خوبی حذف نمیشوند و در فرایند رنگبری خمیر ، مصرف مواد شیمیایی را افزایش می دهند . پرشر اسکرین با اعمال فشارهای متناوب مثبت و منفی بر روی آنها سبب باز شدن و پراکنده شدن آنها میشود .
  • ذرات پلاستیک :  این ذرات چنانچه به هر علتی در خمیر وجود داشته باشند مشکلات فراوانی را در خط تولید به وجود می آورند . ذرات پلاستیکی موجود در ساختار کاغذ بدلیل تاثیر حرارت در بخش خشک کن و تغییر ابعاد آنها، پس از خروج کاغذ از ماشین، از سطح کاغذ جدا شده و باعث ایجاد سوراخ بر روی کاغذ میشوند . این ذرات در حین عبور کاغذ از گذرگاه های مختلف ماشین ( بعد از پرس تا قبل از پاپریل ) بدلیل اینکه توزیع تنش در سطح کاغذ را مختل میکنند و نقاطی با تمرکز تنش حول آنها تشکیل میشود که این تنش از تنش تسلیم صفحه x –y  کاغذ بیشتر شده و پارگی ها را در ماشین کاغذ افزایش می دهند . توضیح اینکه ما کاغذی که در حال تشکیل در ماشین کاغذسازی است را برای بحث در مورد تنش های اعمال شده و همچنین جهت گیری الیاف ، در دستگاه مختصات  کارتزین در نظر میگیریم و بصورت قراردادی جهت  ماشین (MD)  را محور y ، جهت  عمود  بر آن (یعنی CD ) را محور x و جهت ضخامت کاغذ  (ZD) را محور Z در نظر میگیریم . همواره توزیع تنش و نیروهای مکانیکی در این سه محور و همینطور جهت گیری الیاف در این سه محور در مهندسی کاغذسازی برای توضیح یا تشخیص ویژگی های ساختاری و مقاومتی کاغذ مورد استفاده قرار میگیرد .

در ماشین هایی که تجهیزات کوتینگ دارند ( خصوصا بلید کوتینگ ) این ذرات بر روی لبه تیغه های کوتر تجمع کرده و باعث بروز غیریکنواختی هایی در لایه کوت شده بر روی سطح کاغذ میشوند .

در طی فرایند چاپ ، جوهر چاپ به آنها می چسبد و کیفیت چاپ پایین می آید .

این ذرات توسط کلینرها به خوبی حذف میشوند ولی پرشر اسکرین در حذف آنها کارایی خوبی ندارد .

  • ذرات زنگ : در سیستم هایی که سختی آب بالاست یا خطوط لوله بخش خمیرسازی از جنس فولاد ضد زنگ نمیباشد این ذرات ممکن است تشکیل شده و همراه خمیر به قسمت های بعدی منتقل شوند . کلینرها به خوبی آنها را جدا می کنند ولی اسکرین ها در جداسازی آنها عملکرد مناسبی ندارند .
  • ذرات شن و ماسه : این ذرات از قسمت های مختلف کارخانه ، از یارد ( که آخال و پوشال یا عدل های خمیر ویرجین در آن نگهداری میشود ) تا کف سالن خمیرسازی و اطراف پالپر ، ممکن است وارد فرایند شوند . در این مورد نیز کلینرها بسیار بهتر از اسکرین ها عملیات تمیزسازی را انجام می دهند .
  • عناصر آوندی :  این ذرات باعث ایجاد پرز در فرآیند چاپ میشوند . در خمیرهایی که از چوب های نواحی گرمسیر تولید شده اند ، این ذرات نسبت به سایر خمیرها فراوانی بیشتری دارند . بدلیل سطح ویژه بالایی که دارند در برخی کارخانجات توسط کلینرها حذف میشوند ولی حالت معمول و شناخته شده برای حذف آنها افزایش لود ریفاینر در محدوده ای کنترل شده می باشد که آنها را به فاین تبدیل کنند و به این طریق نرخ ایجاد پرز در فرآیند چاپ کمتر می شود . در واقع با تبدیل شدن آنها به فاین ، بصورت فیلر یا پرکننده عمل کرده و در بین الیاف استقرار می یابند.
  • پوست : بقایای پوست گونه های چوبی ( خصوصا در فرایند خمیرسازی سولفیت ) بسیار ریز بوده و معمولا با چشم غیر قابل رویت می باشند . این ذرات در ماشین های سرعت بالا ( بالاخص ماشین های تیشو ) بر روی تیغه های یول باکس ها تجمع کرده و باعث اختلال در عملکرد پیکاپ در این ماشین ها میشوند ، در این وضعیت خطوطی مختل از الیاف و به شکل شکاف در طول ماشین کاغذ به وجود می آید که در تیشو اصطلاحا به آن ها خطوط تجمع الیاف می  گویند و از عیوب غیرقابل قبول و بسیار مخرب در کاغذهای تیشو هستند .

در ماشین های چاپ و تحریر یا فلوتینگ و لاینر ، این ذرات در حین عبور از کلندرها سبب ظهور سوراخ هایی در سطح کاغذ میشوند . اسکرین ها در جداسازی اینگونه ذرات نیز ناتوانند و بسیارضعیف می توانند آنها را جدا کنند.

 

همانطور که ملاحظه میشود پرشر اسکرین فقط می تواند در مورد کلوخه و دسته های الیاف عملکرد بسیار موفقی داشته باشد ، در باقی موارد عملکرد این تجهیز آنگونه که به اشتباه تصور میشود نیست و عملکرد ضعیفی دارد .

بهترین تاثیر پرشر اسکرین در کمک به Orientation و جهت گیری الیاف می باشد، این وضعیت بر روی فرمیشن و مقاومت های مکانیکی تاثیرگذار است . محل قرارگیری این تجهیز در خط تولید بهترین نقطه برای تزریق برخی مواد افزودنی است که از جمله آنها می توان به کمک نگهدارنده ها و مواد ضد لجن و همینطور در تیشو به مواد نرم کننده و رنگ های مایع اشاره کرد . برای این اهداف معمولا مسیرهایی بر روی درام پرشر اسکرین تعبیه شده است .   

هر پرشر اسکرین یک مسیر ورودی ، یک مسیر درین ( در قسمت زیرین آن ) ، یک مسیر اصلی خروجی و یک یا چند مسیر فرعی خروجی ( جهت هدایت اورفلو ها و بسته به سرعت ماشین ، ظرفیت تولید و پارامترهای کنترلی فرایند) دارد . کنترل پرشر اسکرین از طریق کنترل فلوی جریان سوسپانسیون در هریک از مسیرها و با توجه به فشار داخلی آن صورت می گیرد . تجربه شخصی اینجانب در مورد تولید کاغذ 17 گرمی با سرعت ماشین 1100 متر بر دقیقه و باز بودن حدود 20 درصد مسیر اورفلو ، اختلاف فشار 0.3 بار در پرشر اسکرین می تواند بهترین وضعیت فرمیشن را منجر شود . از آنجایی که فشار در پرشر اسکرین تابع سرعت فن پمپ بوده و همینطور سرعت فن پمپ تابع سرعت ماشین کاغذ می باشد  برای حفظ این مقدار اختلاف فشار ، با تغییر سرعت ماشین باید با تغییر میزان باز بودن مسیرهای ورودی ، خروجی و یا اورفلو ، میزان این اختلاف را حفظ کرد . البته بهترین میزان اختلاف فشار بسته به نوع پرشراسکرین و حجم آن میتواند متفاوت باشد . عامل دیگری که بر اختلاف فشار اثرگذار است میزان باز بودن سوراخ ها یا شیارهای بسکت می باشد که باید با بازدید های دوره ای توسط مهندسان تولید و ثبت روزانه فشارها ، از عدم انسداد و پلاکی بسکت اطمینان حاصل نمود .

                                                                                            به امید موفقیت برای همه

                                                                                                    هادی طرفی

 

دفتر مرکزی: تهران ، ( خیابان شهید بهشتی ) عباس آباد ، مابین بخارست و وزرا ، روبروی بانک سینا ، پالک 442 

تلفن : 88482137 -021

تلفکس: 88481894 -021

Email: info@tarakimya.com