磨漿與篩選技術：雙盤與錐形磨漿機的效率對決

造紙界有一句流傳百年的格言：紙是在打漿機中製造出來的。
即便現代造紙早已從傳統的荷蘭式打漿機演進為連續式的磨漿系統，這句話依然是真理。

磨漿，是製漿造紙過程中能耗最高、技術含量也最深的環節。
它決定了纖維的形態、紙張的物理強度以及最終的印刷適性。
然而，面對市場上琳瑯滿目的設備，廠務經理往往陷入兩難：
究竟該堅持傳統的錐形磨漿機，還是全面升級為TD型雙盤磨漿機？

 

本文將從流體動力學與纖維形態學的角度，深入剖析這場關於效率的對決，
並探討如何透過攪拌機與濃縮機的系統整合，打造一條黃金製漿線。

 

影響成紙強度的關鍵：磨漿工藝的微觀世界

在討論設備之前，我們必須先回到纖維本身。
磨漿的目的，是透過機械作用力（壓縮、剪切、摩擦），使纖維產生三大變化：

1.分絲帚化： 讓纖維細胞壁破裂，暴露出更多的細小纖維，增加比表面積。

2.潤脹與水化： 增加纖維的柔軟度與可塑性。

3.切斷： 控制纖維長度以改善成紙的勻度。

 

如果磨漿強度不足，纖維之間缺乏氫鍵結合，紙張鬆散且強度低；若過度磨漿，纖維被切得太碎，
不僅濾水性變差，更會導致撕裂度大幅下降。因此，設備的選擇直接決定了這種「力」的施加方式。

 

世紀對決：錐形磨漿機 vs. TD型雙盤磨漿機

在現今的現代化紙廠中，這兩種設備各有擁護者。以下是基於實戰經驗的深度比較：

1. 錐形磨漿機：溫柔的長纖守護者

這是較早期的設計，其磨片安裝在一個圓錐形的轉子與定子上。

優點： 擁有較長的磨漿區。由於紙漿在錐體內的停留時間較長，且離心力作用較緩和，
它能提供非常均勻且溫和的「梳理」效果。這使得它在處理長纖維（如牛皮紙漿）時表現卓越，
能有效促進分絲帚化而「不切斷」纖維，極大保留了紙張的撕裂度。

缺點： 體積龐大、佔地面積廣，且更換磨片極為費時。最致命的是其能效較低，空載功率偏高。

2. TD型雙盤磨漿機：高強度的效率怪獸

TD型雙盤磨漿機是目前市場的主流。
其結構包含兩個靜止的磨盤（定子）和一個雙面旋轉的磨盤（轉子），漿料從兩側進入，通過盤面間隙後匯流排出。

優點：

1.雙磨漿區： 在相同的佔地面積下，提供了兩倍的磨漿面積，處理量大。

2.低能耗： 其結構設計大幅降低了空載功率，將更多的能量轉化為對纖維的有效功。

3.維護便捷： 現代化的液壓退刀系統與懸臂式設計，讓更換磨片的時間縮短至數小時內。

適用場景： 適合處理闊葉木漿、廢紙漿（OCC）以及需要一定切斷作用的短纖維漿料。
對於追求產能與電耗控制的現代紙機，它是首選。

技術深潛：如何優化「雙盤磨漿機效率」以降低電耗？

電費通常佔據造紙成本的第二或第三位，而磨漿工段又是吃電怪獸。
提升雙盤磨漿機效率不僅是技術問題，更是財務問題。
以下是三個優化維度：

1. 磨片齒型的選擇

這是最常被忽略的細節。不同的齒寬與齒槽寬決定了「切斷長度」與「比邊緣負荷」。

1.1若需提高強度（帚化）： 應選用窄齒、密齒的磨片，增加SEL，
讓纖維在通過磨盤時受到更多次的輕微摩擦，而非一次性的重擊。

1.2若需提高濾水性（切斷）： 選用寬齒磨片，增強剪切力。

 

2. 高濃磨漿的應用

傳統低濃磨漿（3-4%）容易造成纖維切斷。若能將濃度提升至 25-30% 進行高濃磨漿，
纖維之間會產生強烈的「纖維對纖維」摩擦，而非「金屬對纖維」。
這能極大提升雙盤磨漿機效率，在同等強度下，降低約 20% 的比能耗。

 

3. 控制策略：恆定比能量控制

不要只看電流。電流會隨漿料濃度波動而騙人。先進的控制系統應採用「恆定比能量（ kWh/ton）」控制。
根據流量與濃度的即時數據，自動調節磨盤間隙，確保每一克乾漿受到的處理能量是恆定的。

 

系統觀點：搭配「攪拌機」與「濃縮機」的最佳製漿流暢度

磨漿機不是一座孤島。它的效能極度依賴於前後端設備的穩定性。
如果進入磨漿機的漿料濃度忽高忽低，再好的磨漿機也無法發揮作用。

1. 濃縮機：穩定的基石

為什麼磨漿前通常需要經過濃縮機？

從碎漿機出來的漿料濃度通常較低（如 1-2%），直接磨漿會導致「水刀效應」，不但浪費電，還會嚴重切斷纖維。

透過濃縮機（如圓網濃縮機或多圓盤濃縮機）將濃度穩定提升至 3.5%-4.5% 的理想磨漿範圍，
能確保磨盤間形成穩定的纖維墊。這層纖維墊保護了磨齒不直接互撞，並確保能量有效傳遞。

 

2. 攪拌機：均質化的守門員

在磨漿前後的漿池中，攪拌機扮演著關鍵角色。

2.1 磨漿前： 確保漿池內的濃度均一。如果攪拌機設計不良導致死角或分層，忽濃忽稀的漿料進入TD型雙盤磨漿機，
會導致磨漿間隙頻繁震盪，不僅影響紙張品質，更會加速磨片磨損。

2.2 流場設計： 高效的推進式攪拌機應根據漿池形狀設計葉片角度，創造全體積的循環流，防止填料與細纖維沉澱。

 

沒有最好的機器，只有最適合的工藝

在這場效率對決中，TD型雙盤磨漿機憑藉著高產能與低能耗的優勢，在絕大多數的現代化產線中勝出。
然而，對於特殊紙種（如電氣絕緣紙、高品質描圖紙）的生產，錐形磨漿機獨特的纖維處理能力依然無可取代。

真正的製漿高手，懂得「因紙制宜」。透過精準選用雙盤磨漿機效率參數，
並將攪拌機與濃縮機視為有機整體進行調控，這才是將造紙工藝從「製造」昇華為「智造」的關鍵所在。

FAQ

Q1：在選擇磨漿設備時，究竟該選用「錐形磨漿機」還是「TD型雙盤磨漿機」？

A： 這取決於您的產品需求。
錐形磨漿機因磨漿區長且作用溫和，能極大程度保留纖維長度，非常適合生產高撕裂度的紙種
（如牛皮紙、電氣絕緣紙），但缺點是能耗較高。而TD型雙盤磨漿機則以高效率、低空載功率著稱，
特別適合處理闊葉木漿或廢紙漿，是追求高產能與節能的現代化造紙產線首選。

 

Q2：如何優化「雙盤磨漿機效率」以降低製漿過程的高額電費？

A： 關鍵在於提升「有效功」的比重。
首先，應導入高濃磨漿（HCR）技術，在 25-30% 的濃度下磨漿可大幅降低比能耗。
其次，根據纖維特性精選磨片齒型，優化比邊緣負荷（SEL）。最後，務必採用「恆定比能量控制」系統，
而非僅看電流操作，確保在產量波動時，每一噸漿料消耗的能量維持恆定，避免過度磨漿造成的電力浪費。

 

Q3：為什麼在進入磨漿機之前，必須先經過「濃縮機」與「攪拌機」的處理？

A： 這是為了確保磨漿的穩定性。
從碎漿段出來的漿料濃度通常過低，若不經濃縮機提升至 3.5%-4.5%，會導致磨盤間缺乏足夠的纖維墊，
造成金屬互撞與切斷纖維。而高效的攪拌機則能確保漿池內的濃度均一，防止漿料分層或死角，
避免磨漿機因進料濃度波動而產生負載震盪，確保成紙品質的一致性。