Trong toàn bộ quy trình sản xuất giấy “nghiền bột – sản xuất giấy – hoàn thiện”, máy tinh luyện là thiết bị then chốt quyết định hiệu suất xơ sợi và chất lượng giấy. Thông qua các tác động vật lý, hóa học, hoặc kết hợp cơ học và hóa học, máy cắt, tạo sợi, tạo sợi và tinh luyện xơ bột, giúp các sợi xơ ban đầu rời rạc hình thành lực liên kết mạnh hơn, cuối cùng mang lại cho giấy những tính năng cốt lõi như độ bền, độ đồng đều và khả năng thấm mực. Từ máy nghiền đá truyền thống đến thiết bị thông minh hiện đại, sự đổi mới công nghệ của máy tinh luyện luôn tập trung vào ba nguyên tắc cốt lõi là “hiệu suất cao, độ chính xác và tiết kiệm năng lượng”, trở thành một hỗ trợ quan trọng cho việc nâng cấp ngành công nghiệp sản xuất giấy.

I. Chức năng cốt lõi và nguyên lý hoạt động của máy lọc dầu

Nhiệm vụ cốt lõi của máy tinh chế là “tối ưu hóa hình thái sợi”, và nguyên lý hoạt động của nó có thể được tóm tắt là “biến đổi sợi dưới tác động cơ học”:

• Nguyên tắc cơ bản: Khi bột giấy đi qua các đĩa (hoặc trục) của máy nghiền, nó chịu tác động của các lực cơ học kết hợp như cắt, đùn và nhào. Thành tế bào sợi bị xé rách tạo thành các vi sợi, và bề mặt tạo ra cấu trúc sợi dày đặc. Đồng thời, các sợi quá dài được cắt tỉa hợp lý, giúp phân bố chiều dài sợi phù hợp hơn với yêu cầu sản xuất giấy.
• Chức năng cốt lõi: Thứ nhất, cải thiện lực liên kết của sợi để giấy có đủ độ bền kéo, độ bền xé và độ bền nổ; thứ hai, tăng cường tính đồng đều của sự đan xen của sợi để đảm bảo độ đều và phẳng của giấy; thứ ba, thích ứng với nhu cầu của các loại giấy khác nhau, chẳng hạn như giấy văn hóa cần sợi mịn để cải thiện khả năng in và giấy bao bì cần sợi dày và dài để tăng độ cứng.

II. Các loại máy lọc dầu chính và đặc điểm kỹ thuật

Theo thiết kế cấu trúc, phương pháp làm việc và tình huống ứng dụng, các máy tinh chế thông thường trong ngành sản xuất giấy chủ yếu được chia thành bốn loại sau, mỗi loại có trọng tâm kỹ thuật và phạm vi ứng dụng riêng:

1. Máy lọc đĩa

• Đặc điểm cấu trúc: Gồm một đĩa cố định (đĩa tĩnh) và một đĩa quay (đĩa quay). Bề mặt đĩa được phân bố các vùng mài có hình dạng răng khác nhau (như răng cưa, hình thang, hình xoắn ốc), và cường độ mài được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh khe hở đĩa.
• Ưu điểm kỹ thuật: Hiệu suất tinh chế cao, biến đổi sợi đồng đều. Máy có thể thích ứng với nhiều loại bột giấy khác nhau (bột gỗ, bột rơm, bột giấy thải) bằng cách thay thế hình dạng răng đĩa, khiến nó trở thành thiết bị tinh chế được sử dụng rộng rãi nhất, bao gồm giấy văn hóa, giấy bao bì, giấy vệ sinh và các loại giấy khác.
• Các phân nhóm: Máy tinh chế đĩa đơn (tác động vào một mặt của đĩa), máy tinh chế đĩa đôi (tác động vào cả hai mặt của đĩa cùng lúc), máy tinh chế đĩa ba (đĩa tĩnh ở giữa + hai đĩa quay ở hai bên, hiệu suất cao hơn).

2. Máy lọc hình nón

• Đặc điểm cấu trúc: Sử dụng kết hợp stato và rotor hình nón. Bột giấy di chuyển xoắn ốc dọc theo khe hở hình nón, chịu tác động cắt và đùn liên tục. Cường độ tinh luyện có thể được kiểm soát chính xác bằng cách điều chỉnh khe hở hình nón.
• Ưu điểm kỹ thuật: Ít cắt sợi, hiệu quả tạo sợi tốt, phù hợp với các loại giấy yêu cầu độ dài sợi cao (như giấy kraft, bìa cứng). Máy cũng có độ ổn định vận hành cao và mức tiêu thụ năng lượng thấp, thường được sử dụng để tinh chế thứ cấp bột giấy thải hoặc xử lý mịn bột giấy chất lượng cao.

3. Máy lọc hình trụ

• Đặc điểm cấu trúc: Gồm một trục nghiền hình trụ và một đĩa nghiền hình vòng cung. Bề mặt trục nghiền được trang bị răng nghiền ngang hoặc xoắn ốc. Chuyển động quay của trục nghiền sẽ dẫn động dòng chảy bột giấy và hoàn tất quá trình tinh chế.
• Ưu điểm kỹ thuật: Khả năng chịu đựng tạp chất cao (như hạt cát, mảnh nhựa) trong bột giấy, không dễ bị tắc nghẽn. Thích hợp để nghiền thô bột giấy thải hoặc xử lý sơ bộ nguyên liệu thô dạng sợi như bột rơm, thường được sử dụng trong quy trình tinh chế đầu vào của dây chuyền sản xuất bột giấy.

4. Chất tinh chế có độ đồng nhất cao

• Đặc điểm cấu trúc: Thích hợp cho môi trường bột giấy có độ đặc cao (15%-40%). Máy sử dụng thiết bị nạp liệu đặc biệt (như bộ nạp trục vít) để đảm bảo bột giấy đi vào vùng nghiền đồng đều. Hình dạng răng đĩa chủ yếu là răng rộng và khoảng cách lớn để tăng cường hiệu quả nhào sợi.
• Ưu điểm kỹ thuật: Độ tơ sợi cao, lực liên kết mạnh, có thể cải thiện đáng kể độ bền của giấy. Trong môi trường có độ đặc cao, việc cắt sợi ít hơn và tiêu thụ năng lượng thấp. Thích hợp cho việc tinh chế các loại giấy cao cấp (như giấy tráng, giấy chuyên dụng) hoặc chế biến bột giấy đòi hỏi độ liên kết sợi cao.

III. Các thông số kỹ thuật chính và nguyên tắc lựa chọn máy lọc dầu

1. Thông số kỹ thuật cốt lõi

• Tinh chỉnh tính nhất quán: Được chia thành độ đặc thấp (≤8%), độ đặc trung bình (8%-15%) và độ đặc cao (≥15%). Độ đặc ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả tinh chế và hình thái sợi, chẳng hạn như tinh chế độ đặc cao tập trung vào quá trình tơ sợi và tinh chế độ đặc thấp tập trung vào quá trình cắt.
• Khoảng cách đĩa: Một thông số quan trọng quyết định cường độ tinh luyện. Khoảng cách càng nhỏ thì cường độ tinh luyện càng cao. Thông số này cần được điều chỉnh linh hoạt theo yêu cầu của loại giấy và đặc tính bột giấy (thường được kiểm soát ở mức 0,1-1,0mm).
• Hình dạng răng đĩa và chiều rộng răng: Hình dạng răng ảnh hưởng đến cách sợi răng chịu lực (hình dạng răng cắt phù hợp để cắt, hình dạng răng nhào phù hợp để rung). Chiều rộng răng quyết định diện tích tiếp xúc của vùng mài, cần phù hợp với loại tủy và mục tiêu tinh chế.
• Công suất động cơ và tốc độ quay: Công suất quyết định khả năng tinh luyện (thường là 55-1000kW), và tốc độ quay ảnh hưởng đến tốc độ tuyến tính của đĩa (thường là 1500-3000 vòng/phút). Tốc độ tuyến tính càng cao thì lực cắt càng mạnh, phù hợp với nhu cầu tinh luyện cường độ cao.
• Dung tích: Được lựa chọn theo quy mô dây chuyền sản xuất. Công suất của một thiết bị thường là 5-100 tấn/ngày, và dây chuyền sản xuất quy mô lớn có thể áp dụng cấu hình nhiều thiết bị nối tiếp hoặc song song.

2. Nguyên tắc lựa chọn cốt lõi

• Thích ứng với các yêu cầu về loại giấy:Đối với giấy bao bì có độ bền cao, ưu tiên sử dụng máy tinh chế có độ đồng nhất cao hoặc máy tinh chế hình nón; đối với giấy văn hóa mịn, có thể chọn máy tinh chế đĩa đôi hoặc đĩa ba; đối với chế biến bột giấy thải, ưu tiên sử dụng máy tinh chế hình trụ hoặc máy tinh chế đĩa chống tạp chất.
• Đặc điểm của bột giấy phù hợp: Bột giấy có sợi dài nên tập trung vào quá trình tạo tơ, máy nghiền có độ đặc cao hoặc máy nghiền hình nón là tùy chọn; bột giấy rơm có sợi ngắn nên cần kiểm soát mức độ cắt, máy nghiền đĩa có độ đặc thấp là tùy chọn; bột giấy thải chứa nhiều tạp chất nên cần chọn thiết bị chống tắc nghẽn.
• Cân bằng hiệu quả và tiêu thụ năng lượng: Kết hợp với yêu cầu về công suất dây chuyền sản xuất, hãy lựa chọn thiết bị có mức tiêu thụ năng lượng đơn vị thấp và hiệu suất tinh chế cao. Ví dụ, dây chuyền sản xuất quy mô lớn có thể sử dụng máy tinh chế ba đĩa, dây chuyền sản xuất quy mô vừa và nhỏ có thể sử dụng máy tinh chế một đĩa hoặc hai đĩa.
• Hãy xem xét khả năng thích ứng thông minh: Các nhà máy tinh chế hiện đại hầu hết được trang bị hệ thống điều khiển PLC, có thể thực hiện giám sát thời gian thực quá trình tinh chế (như chiều dài sợi, độ đặc của bột giấy, tình trạng mài mòn đĩa) và điều khiển vòng kín tự động. Khi lựa chọn, cần kết hợp mức độ thông minh của dây chuyền sản xuất và ưu tiên các thiết bị có thể kết nối mạng và dễ bảo trì.

IV. Xu hướng phát triển công nghệ của các nhà máy lọc dầu

Với sự chuyển đổi của ngành sản xuất giấy theo hướng “xanh, ít carbon, thông minh hiệu suất cao và chất lượng cao”, công nghệ tinh chế thể hiện ba hướng phát triển chính:

• Nâng cấp thông minh:Tích hợp các cảm biến, Internet vạn vật và công nghệ AI để thực hiện giám sát thời gian thực quá trình tinh chế và điều khiển vòng kín tự động, cải thiện độ chính xác và tính ổn định của quá trình tinh chế.
• Cải thiện tiết kiệm năng lượng: Tối ưu hóa thiết kế cấu trúc đĩa (như hình dạng răng sinh học), áp dụng động cơ hiệu suất cao và công nghệ điều chỉnh tốc độ biến tần để giảm mức tiêu thụ năng lượng tinh luyện. Một số máy tinh luyện kiểu mới có thể giảm mức tiêu thụ năng lượng từ 15% đến 30% so với thiết bị truyền thống.
• Tích hợp đa chức năng: Phát triển thiết bị “lọc – sàng – tinh chế” tích hợp để giảm quy trình sản xuất và diện tích sàn thiết bị; đáp ứng nhu cầu về giấy chuyên dụng, phát triển các máy lọc đặc biệt (như máy lọc sợi siêu mịn, máy lọc bột giấy sinh học chuyên dụng) để mở rộng các kịch bản ứng dụng.

Là “người định hình cốt lõi” của sản xuất giấy, trình độ kỹ thuật của nhà máy tinh luyện liên quan trực tiếp đến chất lượng giấy, hiệu quả sản xuất và lợi ích môi trường. Trong bối cảnh ngành công nghiệp giấy đang theo đuổi mục tiêu phát triển chất lượng cao, việc lựa chọn loại nhà máy tinh luyện phù hợp, tối ưu hóa các thông số kỹ thuật chủ chốt và theo kịp xu hướng phát triển về trí tuệ và tiết kiệm năng lượng sẽ trở thành sự đảm bảo quan trọng cho các doanh nghiệp nâng cao năng lực cạnh tranh cốt lõi.