La selezione di un cestello filtrante per il flusso di approccio di primo stadio comporta molto più del semplice confronto tra diametro del foro e larghezza della fessura.
Un cestello forato e un cestello a fessura separano i contaminanti in modi diversi. Anche la loro area aperta, la capacità di gestione della pasta, la resistenza all'intasamento e la capacità di rifiutare contaminanti allungati sono differenti.
Per una cartiera, la selezione dovrebbe quindi basarsi su quattro fattori pratici:
Composizione della pasta + Caratteristiche dei contaminanti + Capacità richiesta + Qualità finale della carta
Comprendere come funziona ogni cestello è il primo passo per fare la scelta giusta.
1. Cos'è un cestello filtrante a foro?
Un cestello filtrante a foro, noto anche come cestello filtrante perforato, utilizza una piastra filtrante contenente fori passanti rotondi.
Per l'applicazione descritta nel documento di origine, il diametro tipico del foro è:
Ø1,2–3,5 mm
Le aperture formano passaggi cilindrici relativamente dritti attraverso la piastra filtrante.
Principio di funzionamento di un cestello filtrante a foro
Le fibre di fabbricazione della carta sono allungate e flessibili. Per passare attraverso un'apertura rotonda, devono entrare nel foro con un orientamento adatto sotto l'azione del flusso di pasta e del differenziale di pressione.
Il problema si presenta quando contaminanti allungati entrano nelle stesse aperture.
Contaminanti adesivi hot-melt, fili di plastica e altri materiali lunghi e flessibili possono entrare o rimanere bloccati nei fori rotondi.
Se questi materiali rimangono intrappolati all'interno dei passaggi cilindrici, gli impulsi di pressione negativa generati dal rotore del filtro a pressione potrebbero non sempre rimuoverli efficacemente.
Il funzionamento continuo può gradualmente portare a:
- Fori intasati
- Contaminazione della superficie filtrante
- Riduzione della capacità di filtrazione effettiva
- Aumento dei requisiti di pulizia del cestello
Di conseguenza, potrebbe essere necessaria ulteriore acqua di diluizione o lavaggio per mantenere il filtro operativo in modo efficace.
Perché scegliere un cestello filtrante a foro?
Uno dei vantaggi più forti di un cestello perforato è la sua area aperta relativamente elevata.
Il documento di origine fornisce un'area aperta approssimativa di:
25%–30%
Con la stessa area di filtrazione effettiva, un'area aperta maggiore consente generalmente al cestello di gestire un flusso di pasta maggiore.
La sua struttura è anche relativamente robusta e più in grado di tollerare l'impatto di contaminanti più grandi senza deformarsi facilmente.
Per i mulini in cui la produttività è la preoccupazione principale, questo può essere un vantaggio importante.
Limitazioni dei cestelli filtranti perforati
La stessa geometria del foro rotondo che fornisce un'elevata area aperta presenta anche limitazioni quando si tratta di contaminanti lunghi e flessibili.
Le aperture rotonde sono meno efficaci nel separare:
Fili adesivi hot-melt, sottili filamenti di plastica e altri contaminanti allungati.
Questi materiali possono passare a seconda del loro orientamento o rimanere intrappolati all'interno delle aperture.
Per applicazioni con contaminazione significativa da stickies o fili di plastica, questa caratteristica deve essere considerata attentamente.
2. Cos'è un cestello filtrante a fessura?
Un cestello filtrante a fessura utilizza aperture lunghe e strette invece di fori circolari.
Il cestello descritto nel materiale di origine è tipicamente fabbricato con fili a cuneo a forma di V, creando una serie di fessure strette attraverso la superficie filtrante.
Per la filtrazione del flusso di approccio di primo stadio, il documento fornisce un intervallo di larghezza della fessura di:
0,10–0,55 mm
La geometria della sezione trasversale può essere descritta semplicemente come:
Stretta sulla superficie filtrante → Più larga all'interno del cestello
Questo passaggio a forma di V è una delle principali differenze tra un cestello filtrante a fessura e uno perforato.
Come separa i contaminanti un cestello filtrante a fessura?
Le fibre di pasta adatte possono allinearsi con il flusso di pasta e passare attraverso le strette aperture delle fessure.
I contaminanti lunghi si comportano diversamente.
I fili adesivi, le strisce di plastica e i fasci di fibre hanno maggiori difficoltà ad attraversare la stretta apertura della fessura e possono quindi essere trattenuti nel flusso di scarto in modo più efficace.
Questa caratteristica di separazione rende il cestello a fessura particolarmente rilevante per la pasta riciclata e la pasta OCC contenente contaminanti allungati.
Perché la fessura a forma di V è importante?
La geometria fa più che definire l'apertura di filtrazione.
Una volta che il materiale passa attraverso la stretta fessura superficiale, il passaggio diventa più largo.
Ciò riduce la possibilità che una particella rimanga saldamente incastrata all'interno del canale di filtrazione.
La struttura a forma di V fornisce quindi un certo effetto autopulente, aiutando a ridurre un grave intasamento delle fessure durante il funzionamento.
Principali vantaggi dei cestelli filtranti a fessura
Il documento di origine associa in particolare i cestelli a fessura al controllo di:
Stickies, contaminanti adesivi hot-melt, fili di plastica, fasci di fibre e altri contaminanti allungati.
Per una cartiera basata su OCC, questi contaminanti possono influire sia sulla pulizia del foglio che sulla gestibilità della macchina continua.
Un cestello a fessura può quindi essere considerato quando la rimozione dei contaminanti ha una priorità maggiore rispetto alla massima produttività della pasta.
Limitazioni dei cestelli filtranti a fessura
Un cestello a fessura fornisce normalmente un'area aperta inferiore rispetto a un cestello perforato.
Il documento di origine fornisce un intervallo approssimativo di:
7%–12%
Di conseguenza, un cestello a fessura con la stessa area effettiva del cestello ha generalmente una capacità di gestione della pasta inferiore rispetto a un design perforato.
Altre considerazioni includono:
- Costo di produzione più elevato
- Maggiore sensibilità ai contaminanti grandi e duri
- Rischio di deformazione delle fessure quando detriti duri entrano nella zona di filtrazione
Un efficace pulizia ad alta consistenza e vagliatura grossolana a monte sono quindi particolarmente importanti quando si utilizzano cestelli a fessura.
3. Cestello filtrante a foro vs. Cestello filtrante a fessura: principali differenze
Il seguente confronto riassume le differenze pratiche descritte nel documento di origine.
| Fattore di selezione |
Cestello filtrante a foro / perforato |
cestello filtrante a fessura |
| Geometria dell'apertura |
Fori cilindrici rotondi |
Fessure lunghe e strette a forma di V |
| Dimensione tipica dell'apertura nel documento di origine |
Ø1,2–3,5 mm |
0,10–0,55 mm |
| Area aperta approssimativa |
25%–30% |
7%–12% |
| Produttività della pasta |
Relativamente più alta |
Relativamente più bassa a parità di area del cestello |
| Contaminanti particellari |
Adatto |
Dipende dall'applicazione |
| Stickies / Fili adesivi |
Meno efficace |
Più efficace |
| Fili di plastica |
Meno efficace |
Migliore rifiuto |
| Fasci di fibre |
Limitato rispetto alle fessure |
Migliore separazione |
| Caratteristica di intasamento |
I contaminanti possono rimanere bloccati all'interno dei fori cilindrici |
Il passaggio a forma di V fornisce un certo grado di autopulizia |
| Resistenza ai contaminanti duri |
Relativamente robusto |
Più sensibile ai detriti duri |
| Priorità tipica |
Capacità e produttività |
Pulizia e controllo dei contaminanti allungati |
4. Quando scegliere un cestello filtrante a foro?
Un cestello perforato può essere un'opzione pratica quando la pasta contiene livelli relativamente alti di contaminanti, ma i contaminanti sono principalmente particelle o frammenti.
Può anche essere considerato quando:
È richiesta un'elevata produttività e la macchina continua sta operando vicino alla piena capacità.
A causa della sua area aperta relativamente elevata, il cestello a foro offre un vantaggio dove la capacità di gestione della pasta è particolarmente importante.
È anche più adatto quando i requisiti di pulizia del foglio sono moderati.
Il compromesso è che stickies, fili adesivi hot-melt e sottili filamenti di plastica potrebbero non essere rimossi in modo altrettanto efficace.
Potrebbero quindi essere necessari pulizie più frequenti e acqua di diluizione aggiuntiva a seconda delle condizioni operative.
5. Quando un cestello filtrante a fessura è una scelta migliore?
Per i mulini che lavorano pasta riciclata OCC, il profilo dei contaminanti è spesso diverso.
Stickies, materiali adesivi e fili di plastica possono diventare una preoccupazione importante.
In tali casi, un cestello a fessura può essere preferito quando:
La pulizia del foglio, il controllo dei punti e la gestibilità della macchina continua hanno una priorità più alta.
Può anche essere appropriato dove le rotture della carta correlate ai contaminanti devono essere minimizzate.
Tuttavia, il mulino deve essere preparato ad accettare una certa riduzione della produttività rispetto a un cestello perforato di area comparabile.
Ci possono anche essere fibre utilizzabili nel flusso di scarto.
Per questo motivo, il documento di origine suggerisce di combinare il filtro di primo stadio con un filtro di secondo stadio per recuperare le fibre accettabili dagli scarti del primo stadio.
6. Una disposizione pratica di vagliatura a flusso di approccio a due stadi
Invece di chiedere a un cestello filtrante di massimizzare la capacità, rimuovere ogni contaminante e minimizzare la perdita di fibre contemporaneamente, il sistema di vagliatura può dividere queste responsabilità tra diversi stadi.
Una disposizione pratica descritta nel materiale di origine è:
Filtro a pressione per flusso di approccio di primo stadio
cestello filtrante a fessura
Scopo principale:
Controllo di stickies e contaminanti allungati
↓
Filtro di secondo stadio
Processa il flusso di scarto del primo stadio e:
Recupera fibre accettabili
L'obiettivo generale è ottenere un migliore equilibrio tra:
Capacità + Resa delle fibre + Qualità della carta
Questa configurazione consente al primo stadio di concentrarsi maggiormente sulla qualità della carta, mentre lo stadio di filtrazione secondario aiuta a ridurre le perdite di fibre non necessarie.
7. Errore comune: scegliere la fessura più stretta possibile
È facile presumere che la riduzione della larghezza della fessura migliori automaticamente le prestazioni di filtrazione.
In pratica, una fessura eccessivamente stretta può creare nuovi problemi.
Il documento di origine identifica diverse possibili conseguenze:
Minore capacità di filtrazione, maggiore perdita di fibre negli scarti, pressione differenziale continuamente alta e arresti più frequenti.
Per questo motivo, la larghezza della fessura non dovrebbe essere selezionata secondo il principio "più piccolo è sempre meglio".
La larghezza corretta della fessura dipende dalla composizione effettiva della pasta, dal profilo dei contaminanti, dalla capacità di produzione e dalla qualità della carta richiesta.
8. Un foro più piccolo può sostituire un cestello filtrante a fessura?
Un'altra idea sbagliata comune è che un foro rotondo sufficientemente piccolo possa svolgere la stessa funzione di una fessura stretta.
Il materiale di origine mette specificamente in guardia contro questa supposizione.
Un'apertura cilindrica piccola e una fessura lunga e stretta hanno geometrie fondamentalmente diverse.
I sottili fili adesivi possono ancora entrare o passare attraverso aperture rotonde a seconda del loro orientamento. Allo stesso tempo, la riduzione del diametro del foro può aumentare la possibilità di intasamento.
Pertanto, la semplice selezione di un foro più piccolo può creare ulteriori problemi operativi senza ottenere le prestazioni di controllo dei contaminanti attese da un cestello a fessura.
9. La selezione finale dovrebbe iniziare con il contaminante
La domanda più importante non è:
“Quale cestello filtrante ha l'apertura più piccola?”
Una domanda migliore è:
“Quali contaminanti dobbiamo rimuovere con il filtro a pressione?”
Se la priorità è la gestione dei contaminanti particellari mantenendo un'elevata produttività, un cestello filtrante a foro può essere più adatto.
Se la pasta contiene quantità significative di stickies, fili di plastica e fasci di fibre, un cestello filtrante a fessura offre un meccanismo di separazione diverso progettato per controllare questi contaminanti allungati.
I due cestelli svolgono quindi lavori diversi.
Ridurre il diametro del foro non equivale a passare da un cestello perforato a uno a fessura.
Una selezione affidabile dovrebbe considerare l'intera condizione operativa:
Caratteristiche della pasta + Tipo di contaminante + Capacità richiesta + Resa delle fibre + Qualità finale della carta
Questa è la base pratica per selezionare un cestello filtrante per un filtro a pressione di flusso di approccio di primo stadio.
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La selezione del cestello filtrante può essere effettuata in base alla composizione della pasta, alla posizione di filtrazione e ai requisiti di produzione.
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