Семинар «Американцы в Москве 2» Часть 2

Семинар на РосУпак 2016. День второй, часть вторая.  Джек Джонсон рассказывает о сушильном столе с Cool-Vac и о подготовке клея.

 

Джек Джонсон (перевод ведет Борис Кац): Анатолия нет, тот, кто как раз спрашивал. Друзья, мы без него начнем. Семеро одного не ждут.

Если мы глубже разберемся, как нам удается достичь лучших характеристик с уменьшением волокна. Логическим шагом будет начать с сушильного стола непосредственно с технологией, которую мы называем «кулвэк» (CoolVac). Это хорошая иллюстрация другой методологии, другого подхода к проектированию.

До того, как мы применили кулвэк (CoolVac), все сушильные столы были одинаковыми, и все они имели одинаковые проблемы. Если мы посмотри на подогревательную плиту…

У Вас есть сушильная плита, у неё есть каналы, по которым проходит пар и температура пара где-то 180° под давлением 10 бар. Как только мы приложим гофрокартон к ней, оно сразу будет действовать, как поглотитель тепла. И в зависимости от скорости и плотности бумаги и картона, который у нас есть, температура, наверно, упадет до 150  до 140°, и тут ничего нового, это обычные законы термодинамики.

Если мы помним, что у нас внутри 185°, а снаружи 150-140°, естественно, плита искривится, и она искривиться в двух направлениях и по ходу и поперек хода. Каждая плита, искривившись по-своему, все плиты вместе на столе создадут новую топологию искривления, и там будут какие-нибудь воздушные пузыри, между, скажем, вот этой долинкой и самим несформировавшимся гофрокартоном.

И те воздушные пузыри, которые окажутся между несформировавшиеся гофрокартоном и лайнером и сушильным столом, они будут являться хорошим проводником тепла, поэтому старые сушильные столы могли быть длинной 22, 25 иногда 30 м. Производители этого оборудования служили как врачи, которые дают аспирин больным, у которых рак мозга.

Не разрешили фундаментальные проблемы, которые представляются следующим образом. Тем аспирином служили прижимные барабаны, которые имели форму посередине большего диаметра, а по краям меньшего диаметра – эллипсовидную форму, или серию небольших башмаков сверху и иногда даже воздушные мешки.

Если у нас есть очень горячая плита, мы можем спокойно дотронуться (если мы очень быстро дотронулись), но если касание было долгим, и мы ещё прижали – то может быть ожог.

Другими словами, прежде чем тепло от пара доходило до гофрокартона, для того, чтобы его высушить, проходило через сопротивление самого стола, самого материала – чугун, и через сопротивление воздуха, я имею в виду, термодинамическое сопротивление.

Некоторые стали делать пушечное сверление, это то, которое вчера, если помните, Олег говорил, тем не менее, температура со 150-140°, все равно падала до 150-160°.

Джек делает аналогию с, скажем, этой тепловой, её моделирует с помощью электрической. Скажем, если у нас есть, мы прикладываем напряжение, и у нас есть сопротивление, то у нас здесь возникает тепловое сопротивление, т.е. сопротивление, которое препятствует прохождению тепла. Это у нас как бы источник пара и электрическая модель – батарейка.

Это совершенно простая электрическая модель термодинамического процесса. Вместо того чтобы заниматься валами, мешками и башмаками, как сделать так, чтобы не было этого сопротивления?

Если мы уберем сопротивлением, то тогда разница температур будет стремиться к 0, и если температура на поверхности будет очень близка к температуре внутри или температуре пара…

Если у вас нет разницы температур в сушильной плите с этой стороны и со стороны, где у нас происходит отбор тепла, тогда плита не будет изгибаться.

Вчера Олег нам рассказывал, мы применяем технологию, которая называется инфьюжн (Infusion).

Это живой пар, та же температура 185°, то же давление 110 бар и мы сверлим отверстие через саму плиту и подаем пар с температурой 185°, но с исключительно низким давлением 0,1 бар.

Когда гофрокартон проходит через такую плиту, эта плита представляет собой бесконечный источник тепловой энергии, она может доставить столько тепла, сколько требуется.

В связи с этим мы можем сократить длину сушильного стола с 25 м до 14 м.

Если мы посмотрим на профиль изменения влажности, например это – 9%.

Когда наш гофрокартон или картон проходит через обычные плиты, то тепло передается в соответствии с профилем влажности. Если влажность по ширине меняется, то также и меняется температура той плиты, которая отдает его, Там, где больше влажности – температура отбирается более эффективно, быстрее.

Если вы возьмете лазерный термометр и измерите температуру, а до этого мы измерили влажность, то они будут примерно соответствовать, до подогревателя и после подогревателя. Более влажные участки бумаги и картона забирают от любого подогревателя, будь то барабан или что-то другое, забирают тепло более эффективно, потому что вода эффективнее проводит тепло, чем воздух.

Если у Вас есть вариации по толщине бумаги и картона, то там, где будет больше толщина, будет более эффективно забираться тепло.

В чем прелесть инфьюжн (Infusion) технологии? Когда мы сюда внедряем пар, мы знаем, что это тепло под температурой 185°, и он и есть 185°, он не так быстро охлаждается.

Из-за того, что мы можем более эффективно высушивать, то в тех местах, где была большая влажность, мы более эффективно их высушим, чем те места, где влажность была меньше. Таким образом, влажность не станет абсолютно ровной, но она уравняется, она немного нивелируется.

Если мы отсюда вырежем лист гофрокартона для следующей обработки, и если у него будут разные влажности и температуры – это приведет к его короблению.

Если посетить завод, где установлена такая технология, то вы сразу обратите внимание, что в основном листы картона плоские. Почему? Потому что в них температура и влажность гораздо более эквивалентны по своим параметрам, и он будет плоским сегодня, завтра и послезавтра.

Идея, чтобы не воевать с вашими поставщиками бумаги и картона, потому что они не могут дать вам лучше бумагу и картон, т.к. инвестиции стоят десятки млн. Вы применяете технологию, которая берет (я не скажу что плохую или некондиционную бумагу и картон) вопросительного качества бумагу и картон и из этого картона и бумаги Вы делаете гофрокартон, который вы можете успешно продавать, т.к. он достаточно жесткий и плотный.  Вот так просто. Олег вчера об этом говорил.

Мы с вами говорили, что сделали влажность по ширине и по ходу гофрокартона более равномерной, как влажность так и температуру. Теперь наша задача удалить влажность и повысить температуру, также равномерно по длине и по ширине полотна. Почему? Потому что температуру держит и вода и влажность.

Это, приблизительно, вы видите 2,5 по ширине и 3 м по ходу вакуумный стол, и на входе и на выходе у этого стола температура упадет на 40°.

И когда гофрокартон идет в стопу, он будет, естественно, меньшей температуры, и там будет меньше влажность, и что очень важно, эта влажность будет равномерно распределена как по толщине, так и по ширине и по длине самого листа.

Он Вам предлагает следующее испытание: купить в магазине 10 вентиляторов, которые в окно обычно вставляют, и поставить их на ваш штабелер. Убедитесь, что они будут продувать гофрокартон по гофре. И, хотелось бы, чтобы это испытание вы делали нацелено. Это простой тест, но вы увидите разницу между гофрокартоном с вентилятором и без.

Если вы посмотрите на штабелер сверху, на нижнем вы работаете на стороне оператора, на верхнем – на стороне привода. Сверху сторона привода, снизу сторона оператора. Поставьте вентиляторы здесь, чтобы они продували гофрокартон. Это вид сверху, понятно да? Это очень простой эксперимент, который стоит лишь стоимости вентиляторов.

Это Джек нарисовал стопу. Вы увидите, что температура в центре будет самой большой, и потом она будет меняться, т.е. появился градиент по стопе. Естественно, в середине температура будет самой большой. И, естественно, температура по всей стопе будет пытаться сравняться с температурой окружающей среды.

Когда влага начнет уходить через, скажем, гофру, то она её будет опять увлажнять. Оно имеет эффект на картон и оно имеет эффект на склеивание картона с флютингом. Оно уменьшит жесткость по направлению движения, и оно уменьшит BCT (Box Compression Test) значение.

Борис: Я Джека спросил: «Зачем были вентиляторы?», потому что он начал с вентиляторов и потом где-то их потерял.

Джек: Для вас это подтверждение того, что продувая воздух через флютинг, у вас произойдет более равномерное охлаждение, и это будет доказательством того, что то, что мы делаем на этой вакуумной секции, будет делаться автоматически и не нужно ставить эти вентиляторы. Это доказательство принципа того, что если забрать влагу и уменьшить благодаря этому температуру готового гофрокартона, то получиться тот эффект, о котором он говорил.

Мы проверяли это первый раз на Тайване 20 лет назад. Наверно, вы бывали на Тайване, там большая плотность населения и много поставщиков гофрокартона, и тот был самым успешным. Т.е. тот, кто первый поставил на Тайване эту гофроустановку, мог первым доставлять гофропродукцию заказчикам, поэтому его конкуренты в ожидании вот этой вещи, придумали вот это.

Борис: Джек предлагает для испытания того, что это работает, попробуйте у себя это сделать.

[Реплика из зала]: По какому рецепту использовался крахмальный клей, когда использовалась эта система?

Джек: 22-23%.

[Реплика из зала]: Какой рецепт?

Джек: Важнее всего понять, какой у Вас смеситель. Говорить о рецептуре клея, это все равно, что лечить пациента по телефону. И вот почему.

Дизайн самого смесителя или клеевой кухни более важен, чем рецептура крахмала, даже если это картофельный крахмал, пшеничный или тапиока крахмал. Это сама цистерна или канистра и сам смеситель. У вас так?

[Реплика из зала]: Да.

Джек: Выбросите это, потому что Вы режете свой крахмал на кусочки. Оно выглядит, как взбиватель яиц. Более эффективно, когда у вас внизу находится пластина и на этой пластине находятся небольшие выступы. И когда она вращается, она не разбивает крахмал, и поэтому Вы можете уменьшить количество сухого крахмала.

Если Вы пользуетесь этой системой, то у Вас, наверно, сухого крахмала 23-24%. С этой системой 20-21%. Почему так?

Это неплохие системы, они относительно дешевые, но они режут ваш крахмал, как ножом. Когда эта система работает, она как воронка, когда много воды в умывальник, или воронка, которую можем видеть на реках.

Вместо того чтобы сталью раскручивать, мы раскручиваем плоской поверхностью и смешивание происходит за счет движения этой воронки.

Мы поддерживаем ту же вязкость и, в тоже время, мы уменьшаем количество сухого остатка в самом клее или крахмала. Я могу Вам послать обычную рецептуру, но когда используется обычная рецептура, также нужно знать, как далеко этот смеситель находится от гофроагрегата. Вы задали хороший вопрос, Вы очень опытный человек.

Раз уж Вы затронули смеситель, имеет смысл затронуть и клеевую машину.

Мы все знаем, чем меньше клея, тем лучше, но как управлять этим процессом, чтобы клея было как можно меньше?

Джек возвращается к советским или российским ученым, которые изобрели систему управления, потому что они показали путь: как сделать управление оптимальным. Прежде всего, для того, чтобы уменьшить количество клея из расхода на квадратный метр мы пользуемся бо́льшим диаметром самого клеевого барабана. Мы делаем гораздо меньшую пленку клеевую на барабане, в которой бо́льший процент воды.

Мы не используем прижимную штангу, мы пользуемся типа обгонным барабаном — бегущим барабаном. Когда мы применяем штангу, то мы одновременно прижимаем несколько гофр, когда мы пользуемся обгонным барабаном, мы прижимаем одну гофру один раз.

Прижимные цилиндры были проблемными 20-30 лет тому назад, потому что мы не знали, как правильно управлять прижимом, тогда мы тоже смачивали 2-3 гофры одновременно. Когда мы перешли на прижимную штангу, скажем 15-20 лет тому назад, это было улучшение. Но сейчас мы можем применять обратную связь более эффективные компьютерные системы, то опять прижимной барабан вернулся, как более правильное устройство, для того чтобы наносить клей только на одну гофру один раз.

Все ли знают разницу между прижимной штангой и барабаном?

Борис: Я вижу, впереди все машут, в основном, все говорят: «Да».

[Реплика из зала]: Я не знаю, что такое прижимная штанга.

[Реплика из зала]: Как маленький башмак.

Борис: Олег сейчас объяснит Игорю. Спасибо, Олег.

Джек: Как использовать как можно меньше клея? Бо́льший клеевой барабан. Меньше сухого остатка, чтобы он не высыхал, чтобы пленка не высыхала, пока произойдет полный оборот. Прецизионное положение прижимного барабана. Только одна гофра в контакте с клеевым барабаном один раз. Помните, что увеличив диаметр клеевого барабана, он как бы становится больше и больше, поэтому для одной гофры, он смотрится почти как прямая линия. Нужно помнить, куда же мы спозиционируем клей. Немножко спозиционируем спереди гофры, сзади, или точно на вершине гофры.

По мере того как мы прижимаем, мы измеряем какую нагрузку или какой ток берет мотор, который приводит в движение клеевой барабан. Имея этот сигнал обратной связи, мы можем теперь точно установить, чтобы произошел контакт типа «поцелуя» между вершиной гофры и клеевым барабаном. После установки, оператор ничего не должен делать, это работает автоматически.

Старые барабаны это была головная боль, потому что при изменении гофры, нужно было изменять расстояние, силу прижима и прочие характеристики.

И из-за того что на штанге, где у нас пружины, когда мы меняем толщину гофры из-за того что зависимость прижима не линейна по отношению к растяжению, или положению пружины, было разное давление прижима. И вот эта технология, чтобы не запутались, называется софттач (soft touch). Мой перевод это – нежное касание. Артак, Вы лучше переводите, согласны?

Артак: Мягкое прикосновение, нежное прикосновение.

Борис: Джек ещё раз повторяет те шаги, о которых он рассказал ранее, это:

— приготовление клея,

— софттач (мягкое прикосновение), когда наносится клей только на головку гофры в нужном месте,

— быстрое удаление влаги, которое в дальнейшем способствует быстрому понижению температуры.

Это вещи, которые позволят Вам производить из того же материала более высокого качества гофрокартон.

[Реплика из зала]: Вы говорите о возможности уменьшить сухие вещества. Я не знаю, как другие. Но мы сейчас повышаем  вплоть до 27 % для того, чтобы уменьшить количество воды в клее, тем самым повысить энергоэффективность. Уменьшить количество воды при испарении. А вы уменьшаете.

Борис: Джек приводит следующий пример, то, о чём он говорит, он говорит о скидке, а Вы говорите о повышении цены, или другими словами, мы играемся с процентами. Как это правильно…

[Реплика из зала]: Нет-нет, я не говорю о повышении цены с повышением сухих, это не значит что мы увеличиваем расход крахмала.

Борис: Если я правильно понимаю, Вы говорите, что из-за того, что меньше воды, Вам меньше приходится удалять её и высушивать.

[Реплика из зала]: Меньше воды, меньше сушим, меньше коробление, меньше проблем на лёгких граммажах. Качество принта и скорость хорошая.

Борис: На мой взгляд, Вы говорите об одном и том же. Я думаю, это моё персональное мнение, что нам нужно подумать, как ответить на Ваш вопрос.

Джек: Для того чтобы нам с Вами разобраться в рецептуре крахмала, нам нужно на каждого по бутылке водки.

Олег: Если я правильно понял Джека, при перемешивании, первый миксер, как он показал, там какая-то часть крахмала разбивается.

[Реплика из зала]: Маловероятно, что можно разбить. Можно клей разбить, крахмал – нет. Крахмал сырой, он ещё не раскрылся. Как его разбить? Никак. У меня есть ещё второй вопрос: Какая рецептура используется? Какой вид марки? Ведь если это … то 20% предположим выкидывает, он там болтается ради бога. Если он варит …, скажем так, весь крахмал работает, да, конечно, тогда можно сухих …. Говорить о том, что это не важно, это как минимум некорректно. Очень, очень важно. Очень важно какой способ варки они используют и какой …

Олег: Это в зависимости от того, каким способом Вы варите.

[Реплика из зала]: Неважно, каким способом, рамочную мешалку просто заменить и всё.

Олег: Да, он сказал, что эта мешалка не совсем эффективна, потому что она разбивает.

Джек: В зависимости от того, какого вида у вас мешалка, рецептура изменится точно. Лучше применять мешалку вот такого донного типа, где вращается плита и создает воронку, а не мешалку, такого обычного типа – рамочная мешалка, которая, возможно, разбивает крахмал.

Говорить о рецептуре сразу … универсальной не будет. Каждая рецептура должна быть применена к конкретному…

[Реплика из зала]: Принципиальный вопрос: уменьшение количества сухого остатка или увеличение. Потому что, я не знаю, ну, наверное, все здесь понимают, что чем выше скорость, тем больше гофры мы получим.

Джек: Я не могу ответить на Ваш вопрос, нужно каждый случай рассматривать отдельно. В моём предложении, что я предлагаю – будет меньше крахмала и меньше воды.

У нас есть специалисты, компания, которая производит эти мешалки. Они должны провести у Вас на заводе 2-3 дня, изучить Вашу технологию, Вашу мешалку и вместе с Вами испытать, попробовать и применить лучшую рецептуру.

Это все равно, что лечить боль в животе по телефону.

Борис: Прошу ещё задавать вопросы и не стесняйтесь и, когда мы будем делать перекур вместе с бутербродами, беседа не заканчивается, беседа продолжается. После перерыва, я хочу поделиться, так скажем, нашим опытом работы на фальцесклеивающим оборудовании, или, как мы говорим — инлайнер (кезмейкер). Как бы поделиться, как мы видим разрешение тех проблем, которые универсальны во всем мире.