Меню

Материал подготовлен Содиковым Исмоилом, инженером инновационно-технологического центра "Современные технологии переработки биоресурсов Севера".  

Если вы нашли неточности в переводе, свяжитесь, пожалуйста, с Исмоилом. Вы можете написать Исмоилу, какие темы в области ЦБП вам интересны, и мы о них напишем. С Исмоилом можно связаться по телеграмму. 

Если у вас есть интересные материалы и наработки, которыми вы хотели бы поделиться с коллегами, мы с радостью их опубликуем. Также мы ищем редакторов направлений Целлюлоза, Лайнеры, Другие картоны (специальные виды картонов). Если бы вы хотели писать и редактировать статьи на технические темы, свяжитесь с Ириной Летягиной.  

Энергия, устойчивость и качество — это самые сложные темы в процессе исследований и разработок, а также проектирования в современном производстве бумаги. Передовые технологии для структурированного тиссью имеют бесспорный эталон высокого качества, установленный процессом TAD (Through Air Drying), который в настоящее время считается лучшим процессом для производства высококачественного, высокоабсорбирующего и мягкого тиссью.

Рынок также предлагает другие промежуточные технологии, которые позволяют производить текстурированное тиссью и могут привести к снижению энергопотребления, но их конечные продукты не сравнимы с настоящей структурированной бумагой. Несомненно, самые важные прорывы в технологиях производства тиссью связаны с возможностью создания структурированного тиссью, похожего на TAD, но с меньшими затратами энергии и капитальных вложений.

Компания Toscotec разработала INGENIA — машину для производства премиального структурированного тиссью. Качество продукции, создаваемой на линии INGENIA, значительно выше текстурированного тиссью и близко к бумаге, произведенной по технологии TAD, но при этом требует на 35% меньше энергии.

С INGENIA компания Toscotec отвечает на вызов современного бумажного рынка, который требует премиального качества тиссью при меньшем энергопотреблении и меньших капитальных затратах, чем линии TAD.

Концепция INGENIA основана на проверенных технологиях производства премиального тиссью, опираясь на обширный внутренний опыт научно-исследовательских разработок Toscotec и Voith, а также на полевые данные, подтверждающие эффективность систем TAD и структурированной бумаги.

Паоло Раффаэлли, технический директор Toscotec, объясняет:

«Ключевой фактор снижения энергопотребления по сравнению с TAD заключается в том, что INGENIA достигает значительно более высокой степени сухости за счет нетермического обезвоживания на структурированной формующей ткани. В TAD тепловая сушка начинается с 24–26%, тогда как INGENIA достигает гораздо более высокой степени сухости без использования горячего воздуха или пара. Это позволяет сохранить премиальное качество, достигаемое за счет быстрого переноса и структурированной формующей ткани, но при этом потреблять значительно меньше энергии.» 

Рисунок 1. Линия INGENIA компании Toscotec

Тиссью ультрапремиального качества

Благодаря технологиям удаления воды без сжатия и эффективному формованию волокон, INGENIA обеспечивает значительно более высокие характеристики тиссью по сравнению с другими технологиями текстурированной или традиционной DCT-бумаги (Dry Crepe Tissue). Эти характеристики включают объемность, мягкость, растяжимость и впитываемость, которые улучшают тактильные ощущения и свойства конечной бумаги, конкурируя с премиальными сегментами туалетной, косметической и полотенечной бумаги.

Определенный рисунок структурированной ткани и использование каландра могут дополнительно повысить качество конечной продукции.

Энергоэффективность через инновации в процессе

Процесс этой новой концептуальной машины начинается с многослойного профилированного разбавленного гидроформера TT Headbox-ML, работающего на двухсеточной формовочной секции. Как и TAD-машины, INGENIA выполняет перенос волокон при низкой консистенции, но ее ключевой возможностью является усовершенствованная система вакуумного обезвоживания без прессования бумажного полотна, что значительно увеличивает степень сухости, при этом волокна сохраняют форму, принятую в полностью насыщенном водой состоянии.

В конце влажной секции башмачный пресс TT NextPress использует низкое давление для бережной стабилизации влажности полотна и его передачи в сушильную секцию без компрессии объемности. Совместное действие стального сушильного цилиндра третьего поколения TT SYD и высокоэффективного TT Hood обеспечивает достижение финальной влажности.

Процесс завершается сухим крепированием, стабилизацией полотна с удалением пыли и точной намоткой с использованием электромеханической системы TT BulkyReel, оснащенной Center Wind Assist на первичном и вторичном рычагах. Center Wind Assist полностью сохраняет объемность, снижая давление прижима на намоточный барабан в процессе намотки.

Гибкая конфигурация

Новая INGENIA обеспечивает высокую гибкость, позволяя легко переключаться между производством высококачественного структурированного тиссью и традиционного DCT. В обычном режиме INGENIA демонстрирует максимальную скорость работы и производственную мощность.

INGENIA имеет ширину до 6 м, производственную мощность от 100 до 250 тонн в день и рабочую скорость до 1 500 м/мин в режиме структурированного тиссью или до 2 000 м/мин в традиционном режиме, в зависимости от размера машины и требований заказчика.

Рисунок 2. Туалетная бумага высшего качества производства INGENIA (необработанная)

Рисунок 3. Бумажное полотенце с высокой впитывающей способностью производства INGENIA (необработанное)

TT Induction SYD

TT Induction SYD — это инновационная технология сокращения выбросов углерода, разработанная компанией Toscotec, которая полностью переосмысляет технологию янки-цилиндров. TT Induction SYD использует электрическую индукцию вместо энергии пара для сушки бумажного полотна, тем самым сводя к нулю прямые выбросы парниковых газов.

В 2000 году Toscotec совершила технологический прорыв, представив TT SYD — первый янки-цилиндр, полностью изготовленный из стали. С тех пор стальные цилиндры янки превзошли свои чугунные аналоги, став эталоном эффективности сушки и безопасности в бумажной промышленности. TT Induction SYD теперь готова стать новой революционной технологией в производстве тиссью благодаря своей способности использовать чистую энергию и значительно сокращать выбросы углерода, связанные с процессом сушки.

Рисунок 4. Индукционная система TT производства Toscotec

Сухое крепирование и TAD-линии

В TT Induction SYD внутренняя система распределения пара и удаления пара/конденсата полностью заменена индукционной системой, состоящей из неподвижных катушек, установленных внутри цилиндра, а также электрических управляющих устройств и датчиков, расположенных снаружи для удобного обслуживания и мониторинга. Благодаря точной геометрии катушек индукционная система обеспечивает быстрое и точное нагревание именно тех зон цилиндра, где это необходимо, предотвращая циркуляцию остаточных токов в других областях.

Паровые янки-цилиндры используют энергию пара, который обычно генерируется сжиганием ископаемого топлива. TT Induction SYD использует электрическую энергию, которая может поступать из возобновляемых источников, при этом достигая того же результата — равномерного нагрева цилиндра в точке контакта с бумажным полотном для обеспечения сушки. TT Induction SYD подходит как для установки на машинах сухого крепирования, так и для линий Through-Air-Drying (TAD).

Лука Гелли, директор по исследованиям и разработкам Toscotec, отмечает:

«Устойчивость — ключевая идея в разработке TT Induction SYD. Индукционная система, будучи проверенной промышленной технологией, дает множество преимуществ, когда применяется в наиболее энергоемком участке машины для производства тиссью. Высокая эффективность этой передовой технологии позволит значительно сократить углеродный след бумажного производства. Опираясь на наш опыт в разработке паронагреваемых TT SYD и индукционных систем, мы смогли создать более эффективную и экологически устойчивый стальной янки-цилиндр».

Значительное сокращение выбросов углерода без изменения производительности и качества бумаги

Обычно около половины выбросов углекислого газа, производимых машиной для тиссью, приходится на работу янки-цилиндра. Используя чистую энергию, TT Induction SYDдостигает нулевых прямых выбросов, при этом сохраняет прежнюю производительность и снижает энергопотребление благодаря более высокой эффективности индукционной системы. За счет точного нагрева цилиндра также устраняются возможные проблемы с профилем влажности, связанные с неравномерным удалением конденсата, что обеспечивает улучшенную равномерность влажности как в поперечном (CD), так и в машинном (MD) направлениях.

Максимальная безопасность, простота эксплуатации и обслуживания TT Induction SYDразработана без электрических, механических и радиационных рисков, что гарантирует максимальную безопасность. Помимо безопасной эксплуатации, она также исключает все проблемы, связанные с обслуживанием паронагреваемых янки-цилиндров, включая обязательные и плановые проверки сосудов под давлением, очистку труб конденсатоотводящихсистем от возможных засоров и обслуживание специальных головок для ввода и вывода пара и конденсата.

Вся система янки становится значительно проще за счет отсутствия пара:

- головки,

- внутренняя поверхность цилиндра без канавок,

- вспомогательная система подачи пара и конденсата,

- сам парогенератор, требующий регулярного контроля и обслуживания,

- а также чувствительные настройки качества пара полностью исключены.

Для TT Induction SYD требуется лишь сравнительно простое техническое обслуживание электромагнитной индукционной системы.

TT Hydrogen Burner

TT Hydrogen Burner — это новое поколение горелок, работающих на 100% водородном топливе, специально разработанных и испытанных компанией Toscotec для колпаков янки. В условиях перехода от ископаемых источников энергии к безуглеродному производству Toscotec создала эту запатентованную инновацию, чтобы способствовать переходу бумажного производства на чистую энергию.

TT Hydrogen Burner — это встроенная горелка с точно контролируемым процессом сгорания и двумя безопасными режимами работы:

- В безуглеродном режиме она работает на 100% водороде.

- В режиме снижения выбросов углерода в качестве топлива используется смесь природного газа и водорода, где доля водорода может варьироваться в широком диапазоне.

Рисунок 6: TT Hydrogen Burner от Toscotec

Безуглеродное топливо для более устойчивого производства тиссью

TT Hydrogen Burner полностью соответствует высокой производительности газовых горелок, но при этом использует топливо, не содержащие углерода. При сжигании водорода не выделяется углекислый газ в атмосферу.

Ключевой фактор в общем энергетическом балансе заключается в том, что водородное топливо производится из возобновляемых источников энергии. Если эта технология получит широкое распространение, в будущем водород сможет заменить ископаемые виды топлива во всех термических процессах производства тиссью, включая генерацию пара и сжигание в воздушных системах.

С точки зрения инфраструктуры, водород можно хранить в резервуарах под давлением или вводить в существующую газовую сеть, смешивая его с природным газом.

Готовность к промышленному применению

Конструкция TT Hydrogen Burner полностью готова к промышленному производству, поскольку устройство успешно прошло испытания в условиях, аналогичных рабочим параметрам воздушной системы реальной машины для тиссью (скорость воздуха, температура, влажность).

TT Hydrogen Burner подходит для немедленной установки. В настоящее время доступность водорода для бумажных фабрик ограничена, поэтому горелка может работать в режиме снижения выбросов углерода, сжигая смесь природного газа и водорода, или даже только на природном газе, если это необходимо.

Когда водород станет широкодоступным, для перехода на полностью водородный режимпотребуется лишь замена форсунок — это простая процедура, занимающая один день. Таким образом, будет обеспечена максимальная эффективность сгорания при использовании 100% водорода.