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Como o tamanho da tela afeta a produção de fibra de celulose reciclada

Resumo: Em um fibrizador de papel a seco ou em um moinho de impacto controlado por tela, a abertura da tela influencia o momento em que o papel processado pode sair da câmara. Uma abertura menor pode manter o material na zona de trabalho por mais tempo, o que pode reduzir os flocos residuais de papel, mas também pode aumentar as partículas finas, a carga de poeira, a suscetibilidade a entupimentos, o desgaste e a quantidade de trabalho mecânico necessária antes da descarga. Uma abertura maior pode preservar a produtividade, ao mesmo tempo em que deixa pedaços de papel mais reconhecíveis. A dimensão da tela é, portanto, uma configuração da máquina, e não um tamanho final garantido das fibras. A escolha correta é a configuração que atenda aos critérios de aceitação das etapas posteriores, com uma produção aceitável e estável.

O completo Linha de reciclagem de celulose de papel usado explica como a alimentação controlada, a trituração primária, a remoção de materiais ferrosos, a fibração secundária e o transporte em ambiente fechado funcionam em conjunto. Este guia se concentra em uma questão mais específica relacionada à aquisição: Como se deve escolher o tamanho da peneira quando o comprador se preocupa com a condição da fibra de celulose reciclada, em vez de simplesmente querer que o papel tenha uma aparência mais fina?

Exemplos ilustrativos de telas de fibrização para papel, apresentando aberturas maiores e menores

Figura 1. As telas candidatas devem ser comparadas como configurações distintas. A abertura, a área aberta, o estado da tela e os demais parâmetros operacionais afetam o comportamento da descarga.

O tamanho da tela não é o mesmo que o tamanho final da fibra

Uma peneira é uma restrição física à passagem do material. O material permanece na zona de processamento até que sua forma, orientação e condição permitam que ele passe pelas aberturas disponíveis. Fragmentos flexíveis de papel e fibras abertas não se comportam como esferas rígidas; portanto, o diâmetro nominal dos orifícios não deve ser incluído em uma cotação como um “tamanho de fibra” garantido.”

A tela é apenas uma parte do resultado. O tipo de papel, a umidade, o estado inicial do material triturado, a taxa de alimentação, a geometria do rotor e das ferramentas, o desgaste das ferramentas, o fluxo de ar, o carregamento da câmara e a área aberta da tela — todos esses fatores influenciam o que chega à descarga. O sistema existente guia sobre o fibrizador de papel abrange essas variáveis mais amplas da máquina; aqui, a tela é tratada como uma variável de processo controlada, e não como a especificação completa do produto.

Regra prática: Especifique o produto final com base no que o usuário final aceitará — pedaços residuais, partículas finas, contaminação, umidade, comportamento de granulometria solta ou outra propriedade acordada. Utilize a abertura da tela como uma das configurações da máquina para atingir esse produto final.

O que geralmente muda quando a abertura da tela fica menor?

Quando a máquina em questão retém material atrás de uma peneira, uma abertura menor geralmente torna a descarga mais restrita. Em condições demais comparáveis, isso pode aumentar a quantidade de trabalho mecânico repetido antes que o material seja expelido. Pesquisas sobre a fibrização a seco de resíduos de papel constataram que um tratamento mais intenso no moinho de martelos reduziu a quantidade de flocos remanescentes, ao mesmo tempo em que aumentou a fração de partículas finas.[1] Um estudo separado sobre a reciclagem de papel seco no local utilizou um moinho de martelos com uma peneira de 6 mm e avaliou a morfologia das fibras resultantes, ilustrando por que a configuração da peneira deve fazer parte das condições definidas do processo, em vez de ser tratada como um detalhe secundário.[2]

Alteração relacionada à telaEfeito provável do processoRisco para o comprador, caso se exagere
Abertura de descarga menorO material pode permanecer na câmara por mais tempo antes de poder sair.Menor capacidade de processamento aceitável, maior quantidade de finos, maior carga de poeira ou maior desgaste das ferramentas/peneiras.
Abertura de descarga maiorO material pode ser liberado com menor retenção quando atingir uma condição de saída aceitável.Podem permanecer pedaços de papel mais fáceis de identificar ou flocos compactos.
Área aberta efetiva reduzidaA área total de descarga disponível é menor, mesmo que o diâmetro nominal do orifício permaneça inalterado.Aumento da carga na câmara, taxa instável ou sensibilidade ao entupimento.
Aberturas bloqueadas ou cegadasA tela se comporta como se fosse mais restritiva do que o previsto em seu projeto nominal.Uma configuração que funcionou durante um teste em papel limpo pode apresentar perda de capacidade com papel úmido, com alto teor de adesivo ou laminado.
Aberturas desgastadas ou danificadasA condição real de saída não corresponde mais à geometria original da tela.A saída muda, mesmo que o operador não tenha alterado a tela intencionalmente.
Compromissos entre aberturas maiores e menores na tela do fiberizador

Figura 2. Trata-se de compromissos direcionais, e não de curvas de desempenho garantidas. É necessário realizar ensaios representativos do material.

O principal dilema é entre pedaços residuais de papel e multas desnecessárias

Em muitos projetos de celulose reciclada a seco, a faixa operacional adequada situa-se entre dois modos de falha. Com fibração insuficiente ou descarga prematura, o produto final pode conter fragmentos de folhas reconhecíveis, flocos compactos ou pedaços mal desfiados, o que torna inconsistentes as operações de dosagem, mistura ou tratamento de ar nas etapas posteriores. Com retenção excessiva e impacto repetido, mais material pode se transformar em partículas muito pequenas e pó.

É aqui que o tema se sobrepõe ao já existente Comparação entre o fiberizador e o moinho de martelos, mas a decisão neste caso é mais específica: uma vez escolhida a arquitetura da máquina, o comprador ainda precisa de uma configuração da tela que controle o equilíbrio entre lascas residuais e partículas finas. “Mais fino” não significa automaticamente melhor se o processo de recepção não se beneficiar das partículas finas adicionais.

A poeira de papel também merece uma análise técnica. A OSHA observa que o manuseio e a trituração podem gerar poeira combustível e inclui o papel entre os materiais que podem representar risco de incêndio ou deflagração em determinadas condições.[3] A resposta correta não é definir um tamanho genérico para o coletor de poeira; trata-se de avaliar as características reais da poeira, os pontos de captação, a limpeza e a manutenção, as fontes de ignição e os requisitos locais do projeto.

Por que duas telas com o mesmo diâmetro de orifício podem apresentar comportamentos diferentes

A abertura nominal não constitui a especificação completa da peneira. Um desenho útil da peneira também deve mostrar a forma dos orifícios, o espaçamento, a espessura da chapa, a área aberta total e como a peneira é apoiada. Duas peneiras podem ter o mesmo diâmetro de orifício, mas apresentar áreas totais de descarga diferentes, pois os orifícios estão espaçados de maneira diferente. Isso altera a rapidez com que o material pode sair da câmara.

Forma inicialOrifícios redondos, ranhuras ou outros tipos de geometria podem apresentar comportamentos de passagem diferentes para fragmentos de papel flexíveis. A forma proposta deve ser confirmada com base no projeto real da máquina.
Área abertaA porcentagem total da área de descarga aberta influencia a quantidade de material que pode sair de uma só vez. Não compare as peneiras apenas com base na dimensão de um único orifício.
Espessura e estado da chapaTelas mais grossas, tortas, rachadas ou desgastadas alteram o trajeto físico de saída e devem ser inspecionadas durante a manutenção.
Percurso do ar e da descargaO fluxo de ar e o transporte a jusante podem influenciar a facilidade com que as fibras leves, uma vez abertas, saem da câmara. Uma descarga restrita pode fazer com que a tela pareça ser o único gargalo.

A seleção da tela deve começar a partir da janela de aceitação posterior

Antes de solicitar a um fornecedor uma tela menor ou maior, defina o que significa “fibra aceitável” para o processo de recepção. Isso evita que a escolha da tela seja baseada apenas na aparência visual.

Item de aceitaçãoO que definir antes do julgamentoPor que é importante
Pedaços de papel que sobraramQuantidade máxima aceitável ou critério visual/de peneiramento repetível para flocos identificáveis.Indica se a tarefa inicial está suficientemente concluída para a próxima etapa.
MultasUm método de peneiramento ou coleta acordado, um período de amostragem e uma base de massa.Evita que a indicação de “menos flocos” oculte uma fração fina excessiva.
UmidadeCondição de alimentação normal e difícil, mas regular.O papel úmido pode apresentar um comportamento diferente mesmo com a mesma malha nominal.
Taxa de produção aceitaMassa que realmente atende à regra de produção acordada durante o tempo produtivo.Uma alta taxa de alimentação não adianta se grande parte do material removido for descartada ou recirculada.
IntervençõesParadas para limpeza, manutenção da tela, embalagem ou retenções em etapas posteriores do processo.Indica se a tela é sustentável ao longo de uma execução realista.
Aprovação posteriorAmostra representativa aprovada ou requisito mensurável do processo.Relaciona as configurações da máquina com o objetivo real do produto.

O artigo sobre a capacidade em nível de linha faz a mesma distinção entre a potência nominal e a produção útil: taxa de produção aceita deve estar relacionado à condição do material e da produção, e não ser apresentado como um valor isolado em toneladas por hora.

Como realizar uma comparação do tamanho da tela durante o FAT

A melhor maneira de avaliar o tamanho da tela é por meio de uma comparação com o mesmo material. Utilize uma quantidade suficiente de material de alimentação representativo para testar cada opção em condições comparáveis. Mantenha a preparação a montante e as condições da máquina tão estáveis quanto possível e, em seguida, altere a configuração da tela sem modificar várias outras variáveis importantes ao mesmo tempo.

Fluxo de trabalho do teste de aceitação em fábrica para o tamanho das malhas do fibrizador de papel

Figura 3. Um FAT eficaz segue uma sequência controlada: alimentação representativa, telas candidatas, operação estável, amostragem repetível, medição e aprovação posterior.

  1. Prepare um confinamento representativo. Inclua a composição das classes de papel, a umidade normal e o nível de contaminação permitido previsto na produção.
  2. Registrar a condição a montante. Observe o estado primário da trituração, pois alterar a transferência pode alterar o ciclo de funcionamento do fibraizador. O separado Guia de transferência do triturador para o fibrizador explica por que essa fronteira deve continuar sob controle.
  3. Realizar triagens práticas dos candidatos. Utilize opções de tela que o fornecedor da máquina realmente possa oferecer; não invente uma abertura simplesmente porque soa preciso.
  4. Deixe a máquina se estabilizar. Uma amostra inicial breve pode não representar a carga estável da câmara, o comportamento de descarga ou as condições da tela.
  5. Meça a saída aceita. Registre o tempo produtivo, o tempo decorrido, a massa aceita, as peças residuais, os finos, as intervenções e quaisquer dados disponíveis sobre a carga do motor ou o consumo de energia.
  6. Verifique a tela após a execução. Verifique se há áreas obstruídas, material enrolado, desgaste irregular, danos e indícios de que a área efetiva aberta tenha sofrido alterações durante o teste.
  7. Escolha a configuração relacionada ao processo de recebimento. Selecione a configuração que atenda à regra de produção acordada em condições operacionais estáveis — e não necessariamente a tela menor.

Se houver alterações na saída, não presuma que a tela seja a única causa

A troca da tela pode corrigir um problema real de dimensionamento, mas também pode ocultar outra falha. Se o produto final ficar repentinamente mais grosso, mais fino ou menos estável, mesmo com a tela instalada inalterada, verifique o restante do processo antes de solicitar uma tela com abertura diferente.

Solução de problemas relacionados à perda de rendimento causada por partículas finas de fibra grossa e ao entupimento da tela

Figura 4. Sintomas semelhantes na saída podem ser causados pelas condições da matéria-prima, pelo desgaste das ferramentas, pelo fluxo de ar ou pelas condições da peneira.

SintomaVerificações antes de alterar o tamanho da tela
Mais pedaços de papel de grama grossaDesgaste das ferramentas, picos de avanço, tamanho do material triturado a montante, aberturas da tela danificadas/desgastadas, intensidade de abertura reduzida.
Mais multas ou poeira visívelRetenção excessiva, passagens repetidas, condições operacionais agressivas, secura da alimentação, equilíbrio de extração e o método de amostragem de partículas finas.
Quedas contínuas na produtividadeObstrução da tela, papel úmido ou com excesso de adesivo, restrição na descarga a jusante, desgaste das ferramentas, instabilidade na alimentação e aumento do tempo de intervenção.
Entupimentos frequentesUmidade, laminados, fragmentos longos e flexíveis, baixa área aberta efetiva, contaminantes envolvidos e acesso insuficiente para manutenção.

Quando uma tela menor não é a solução certa

Não opte automaticamente por uma abertura menor quando o comprador disser “queremos uma fibra de melhor qualidade”. Uma tela menor pode ser a resposta errada quando a produção atual já atende aos requisitos da etapa seguinte, quando o processo é sensível a partículas finas, quando a coleta de poeira já está próxima de seu limite prático, quando a matéria-prima contém papel úmido ou rico em adesivos que tende a obstruir as aberturas, ou quando o verdadeiro problema é a dosagem instável, e não a retenção insuficiente.

Da mesma forma, não utilize uma peneira maior apenas para recuperar a capacidade. Se a abertura maior permitir a passagem de muitas partículas residuais, o ganho aparente na produtividade pode desaparecer quando o material rejeitado precisar ser recirculado ou retrabalhado manualmente.

Dados da solicitação de cotação a serem enviados antes que um fornecedor recomende uma triagem

  • Fotos representativas do papel, amostra ou descrição do material — não apenas o nome do tipo.
  • Condições normais de umidade e variações difíceis, porém regulares.
  • Condição da saída do triturador primário ao entrar no fibrizador.
  • Taxa de produção aceita sustentada e horas de operação exigidas.
  • Regra de aceitação a jusante para pedaços residuais e partículas finas.
  • Informações sobre a abertura da tela existente ou proposta, o formato dos orifícios e a área da chapa/área aberta, quando disponíveis.
  • Problemas conhecidos relacionados a entupimento, empaquetamento, poeira ou desgaste.
  • Independentemente de a descarga utilizar transporte mecânico, transferência pneumática ou outro sistema específico para o projeto.

Com essas informações, o fornecedor pode considerar o tamanho da tela como parte de uma condição operacional completa, em vez de oferecer uma resposta genérica em milímetros que talvez não seja adequada para o papel específico do cliente.

Perguntas frequentes sobre o tamanho das telas do desfibrador de papel

Uma peneira de 6 mm produz fibras de celulose de 6 mm?

Não. Uma malha de 6 mm refere-se à dimensão da abertura da máquina, e não à dimensão final garantida da fibra. Fragmentos de papel flexíveis e fibras podem passar em diferentes orientações, e o resultado também depende da matéria-prima, das condições do rotor/ferramenta, do fluxo de ar, da carga e da área aberta da malha.

Uma tela menor sempre melhora a qualidade da fibra de celulose reciclada?

Não. Uma abertura menor pode reduzir os flocos residuais ao reter o material por mais tempo, mas também pode aumentar a quantidade de partículas finas, a carga de poeira, a propensão ao entupimento, o desgaste e o tempo de processamento. A “qualidade” deve ser definida de acordo com os critérios de aceitação das etapas posteriores do processo.

Por que o rendimento pode cair após a instalação de uma tela menor?

A máquina pode reter material por mais tempo e apresentar uma área de descarga menos eficaz. Se as aberturas começarem a ficar obstruídas ou entupidas, a restrição pode aumentar ainda mais. O efeito real deve ser verificado com papel representativo e em uma operação estável.

O tamanho da tela deve ser selecionado apenas com base no tamanho da fibra alvo?

Não. A seleção da tela deve levar em consideração pedaços residuais de papel, partículas finas, taxa de produção aceitável, umidade, contaminação, condição das ferramentas, comportamento do ar e da descarga e o processo de recepção. A produção alvo abrange mais do que apenas um número de tamanho.

O que deve ser registrado durante um teste de comparação de telas?

Utilize a mesma alimentação representativa e registre o tempo produtivo, o tempo decorrido, a massa aceita, as peças residuais, os finos, as interrupções, o estado da peneira e quaisquer dados disponíveis relativos à carga ou ao consumo de energia. Mantenha as demais variáveis operacionais importantes tão comparáveis quanto for possível.

Uma tela bloqueada pode alterar a produção de fibra, mesmo que o tamanho do orifício permaneça inalterado?

Sim. As aberturas obstruídas reduzem a área aberta efetiva, de modo que a tela se torna mais restritiva do que o previsto em seu projeto nominal. Papel úmido, adesivos, laminados e resíduos enrolados podem contribuir para o entupimento ou obstrução.

Precisa verificar se a configuração de tela está correta para o seu artigo?

Envie amostras representativas do material de resíduos de papel, a condição atual ou alvo das fibras, a produção exigida e aceita, bem como qualquer problema existente com a peneira ou entupimento. A YUXI pode analisar o desempenho da peneira juntamente com o fibrizador, a preparação a montante e as condições de transferência a jusante.

Referências
  1. TAPPI da Coreia, estudo de fibração a seco.
  2. Reciclagem, estudo sobre reciclagem de papel.
  3. OSHA, orientações sobre poeira combustível.

Os efeitos da tela são descritos de forma orientativa, pois o desempenho real depende da arquitetura da máquina utilizada e do material fornecido pelo cliente. Não se oferece aqui nenhuma garantia universal quanto à abertura, capacidade, consumo de energia, vida útil ou fibra final.

David Chen
Especialista Técnico, YUXI Machinery

David atua na área de equipamentos industriais de trituração e reciclagem, incluindo avaliação de materiais, seleção de trituradores, configuração de processos e planejamento de linhas de reciclagem.

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