Carga Marginal Específica - SEL
A intensidade dita a severidade do impacto que cada fibra experimenta durante seu tempo de residência na zona de refino. Se a intensidade for elevada demais em relação a resistência à ruptura inerente da fibra, há um risco crítico de corte excessivo da fibra em vez da desejada fibrilação superficial. O cálculo da intensidade de refino é tipicamente avaliado usando a equação de Carga de Borda Específica (SEL), expressa como uma função de potência, velocidade e área refinadora ou geometria do disco refinador.
Originalmente conceitualizado por Wultsch e Flucher em 1958, e posteriormente formalizado para aplicação industrial por Brecht e Siewert em 1966, o SEL serve como a meta operacional básica para praticamente todas as linhas de preparação de estoque comerciais. A teoria do SEL postula que a intensidade de refino é a razão entre a energia efetivamente aplicada e o comprimento total das bordas das barras que se cruzam por unidade de tempo.
Representa a potência de refino líquida em quilowatts (a potência total do motor menos a potência em vazio necessária para girar o disco no fluido sem realizar trabalho nas fibras).
Taxa de Corte ( 
) representa o CEL (Comprimento da Borda de Corte) ou BEL (Comprimento da Borda da Barra) em Km/s multiplicado pela velocidade de rotação em segundos (RPM/60 ou RPS).
) representa o CEL (Comprimento da Borda de Corte) ou BEL (Comprimento da Borda da Barra) em Km/s multiplicado pela velocidade de rotação em segundos (RPM/60 ou RPS).
Número total de barras no rotor.
Número total de barras no estator.
O comprimento radial da barra.
SEL = (kJ/s) / (km/rev × rev/s) = (kJ/s) / (km/s) = kJ/km = J/m
A unidade resultante é expressa em Watt-segundos por metro (Ws/m) ou Joules por metro (J/m). Gerenciar essa intensidade requer micro-geometria precisa e uma compreensão de como as micro-características influenciam a métrica final de quilowatts-hora por tonelada (kWh/ton).
A unidade resultante é expressa em Watt-segundos por metro (Ws/m) ou Joules por metro (J/m). Gerenciar essa intensidade requer micro-geometria precisa e uma compreensão de como as micro-características influenciam a métrica final de quilowatts-hora por tonelada (kWh/ton).
Carga Específica de Superfície (SSL)
Reconhecendo as limitações do modelo SEL, especialmente para refino de baixa intensidade e fibras curtas, J. J. Lumiainen propôs a teoria da Carga de Superfície Específica (SSL). A teoria SSL - ou Intensidade Específica - postula que a energia de refino é dissipada não apenas nas bordas das barras (arestas cortantes), mas também através do atrito e compressão à medida que o floco de fibra desliza sobre as superfícies planas das barras (fibrilação). É calculada dividindo o SEL pelo Comprimento de Impacto (IL ou Fator de Largura da Barra).
Onde IL descreve o comprimento geométrico da interação entre as barras do rotor e do estator, sendo uma função da largura e do ângulo de interseção destas. Para barras paralelas ou ângulos pequenos, IL se aproxima da largura (W).
O fator de comprimento de impacto ou largura da barra.
A largura das barras do rotor.
A largura das barras do estator.
Ângulo médio de interseção da área refinadora.
Simulador Dinâmico de Intensidade (SEL & SSL)
Carga de Borda Específica (J/m) e Carga de Superfície Específica (J/m²) para Refinadores.
Como este simulador foca em equipamentos de alta capacidade, ele possui um seletor de "Tipo de Fibra". A zona de "Equilíbrio Otimizado", de acordo com a matéria-prima selecionada, é ajustada dinamicamente. A zona "Otimizada" ou "Ideal" depende inteiramente do tipo de fibra que está sendo processada:
Carga SEL
-- J/m
Calculando...
SSL (Superfície Específica)
--
J/m²
Potência Líquida
--
kW
Para ilustrar essa relação matemática, consideremos um cenário padrão de entrada industrial:
O padrão da indústria dita que o refino tradicional de madeira dura opera em um SEL entre 0,6 e 1,0 J/m, enquanto os sistemas modernos de ultra baixa intensidade visam valores entre 0,1 e 0,5 J/m (e ocasionalmente tão baixos quanto 0,05 J/m). Embora o SEL seja valorizado por sua simplicidade operacional, dependendo exclusivamente da potência líquida e da geometria rotacional dos discos, é fundamentalmente falho ao abordar a micromecânica da captura de fibras.
A teoria assume que todo o trabalho mecânico é concentrado instantaneamente nas arestas cortantes (bordas) das barras cruzadas, ignorando completamente as áreas refinadoras - variáveis geométricas críticas como espessura e altura das barras, largura das ranhuras (canais hidrofibrosos) e ângulo de interseção das barras - bem como a taxa de fluxo volumétrico da suspensão de polpa.
Dados industriais empíricos mostram com frequência que a polpa refinada em um SEL matematicamente constante exibirá propriedades físicas extremamente variadas se a consistência da polpa ou a largura física das barras dos discos refinadores for alterada.
A teoria assume que todo o trabalho mecânico é concentrado instantaneamente nas arestas cortantes (bordas) das barras cruzadas, ignorando completamente as áreas refinadoras - variáveis geométricas críticas como espessura e altura das barras, largura das ranhuras (canais hidrofibrosos) e ângulo de interseção das barras - bem como a taxa de fluxo volumétrico da suspensão de polpa.
Dados industriais empíricos mostram com frequência que a polpa refinada em um SEL matematicamente constante exibirá propriedades físicas extremamente variadas se a consistência da polpa ou a largura física das barras dos discos refinadores for alterada.