製紙業界における古紙リサイクル工程において、ハイドラパルパーは間違いなく中核となる設備です。古紙、パルプ板、その他の原料をパルプに粉砕するという重要な役割を担い、その後の製紙工程の基礎を築きます。
1. 分類と構造構成
（１）濃度による分類
- 低濃度ハイドラパルパー：一般的に作業濃度は低く、その構造は主にローター、トラフ、底刃、スクリーンプレートなどの部品で構成されています。ローターには、標準フォイトローターと省エネフォイトローターなどのタイプがあります。省エネタイプは標準タイプに比べて20～30%のエネルギーを節約でき、刃の設計はパルプの循環に有利です。トラフはほとんどが円筒形ですが、革新的なD型トラフを使用するものもあります。D型トラフはパルプの流れを乱流にし、パルプ濃度は4～6%に達し、生産能力は円形トラフタイプよりも30%以上高く、設置面積が小さく、電力と投資コストが低くなっています。底刃はほとんどが取り外し可能で、高強度鋼で作られており、刃の縁にはNiCr鋼などの耐摩耗性材料が使用されています。スクリーンプレートのスクリーン穴の直径は小さく、一般的に10～14mmです。商業用パルプ板の破砕に使用する場合は、スクリーン穴はさらに小さく、8～12mmの範囲で、初期段階で大きな不純物を分離する役割を果たします。
- 高濃度ハイドラパルパー：作業濃度は10%～15%以上です。例えば、高濃度ローターでは、パルプ破砕濃度を18%まで高めることができます。タービンローター、高濃度ローターなどがあります。タービンローターでは、パルプ破砕濃度10%まで到達できます。高濃度ローターは、パルプとの接触面積を増やし、繊維間のせん断作用を利用して破砕を実現します。トラフ構造は低濃度のものと似ていますが、D字型トラフも徐々に採用されており、作業モードは主に間欠式です。スクリーンプレートのスクリーン穴の直径は大きく、一般的に12～18mmで、開口面積は良質パルプ出口部の1.8～2倍です。
（２）構造と動作モードによる分類
- 構造によって水平型と垂直型に分けられ、運転方式によって連続型と間欠型に分けられます。垂直連続型ハイドラパルパーは不純物を連続的に除去でき、設備利用率が高く、生産能力が大きく、投資額も少なくて済みます。垂直間欠型ハイドラパルパーは破砕度が安定していますが、単位エネルギー消費量が高く、生産能力は破砕していない時間によって影響を受けます。水平型ハイドラパルパーは重質不純物との接触が少なく、摩耗も少ないですが、一般的に運転能力は小さいです。
2. 動作原理と機能
ハイドラパルパーは、ローターの高速回転によってパルプに強い乱流と機械的せん断力を発生させ、古紙などの原料をパルプに引き裂き分散させます。同時に、スクリーンプレートや糸巻き装置（ロープリール）などの部品を用いて、パルプと不純物の初期分離を行い、後続の精製および選別工程のための条件を整えます。低濃度パルパーは機械的破砕と初期不純物除去に重点を置いていますが、高濃度パルパーは高濃度下で強力な油圧攪拌と繊維間の摩擦によって効率的に破砕を行います。特に脱インクが必要な生産ラインに適しており、インクを繊維から分離しやすく、通常の低濃度パルパーよりもホットメルト物質の除去効果に優れています。
3．応用と意義
ハイドラパルパーは、古紙パルプ製造ラインで広く使用されており、古紙資源の有効活用を実現するための重要な設備です。その効率的な運転は、古紙の利用率向上、製紙原料コストの削減だけでなく、木材への依存度低減にもつながり、省エネルギーと環境保護という発展の潮流に合致しています。ハイドラパルパーは、生産ニーズに応じて柔軟に選択できます。例えば、不純物を多く含む古紙の処理には垂直連続式を、高い破砕度と脱墨効果が求められる場合は高濃度式を選択することで、様々な生産シナリオにおいて最適な性能を発揮し、製紙産業の持続可能な発展を促進します。
投稿日時：2025年9月17日