Modélisation physique du fonctionnement d'un raffineur de pâte à papier : description hydrodynamique de l'action du raffineur sur les fibres

Physical modelling of a pulp refiner running : hydrodynamic description of the refiner action on fibres

• Auteur / Autrice : Ruben Bordin
• Direction : Jean-Claude Roux, Jean Francis Bloch
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés papetiers
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lubrification hydrodynamique

Mots clés libres

Raffinage basse concentration

Raffineur à disques

Résumé

Ce travail a pour objectif général l'élaboration d'un cadre théorique pour décrire le fonctionnement d'un raffineur de pâte à papier à faible concentration. 1 modèle développé est basé sur la théorie de la lubrification hydrodynamique appliquée aux zones de superposition des lames. La géométrie des zones de confinement et le profil d'usure des lames ont été décrits. Le modèle, valable à petite échelle pour prévoir les impulsions locales de force et pour décrire globalement le fonctionnement du raffineur, fait émerger l'importance du profil d'usure des lames sur les forces agissantes sur les fibres et sur la valeur d coefficient de frottement. Les mesures expérimentales, mettant en oeuvre de nouveaux protocoles de mesure de la puissance, force normale utile et entrefer, ont validé le modèle. Enfin, la synergie entre la théorie hydromécanique et les nouvelles observations expérimentales a permis de définir une méthodologie d'optimisation des propriétés des pâtes et des papiers.

The ultimate objective of this research is to built a general frame to describe the pulp refiner running, working at low-consistency. The model is based on hydrodynamic lubrication theory, applied to the bar crossing areas. The confined zones geometry and the bar wear profile are described. The model, relië to describe both the local force impulsions and the global refiner running, points out the main influence of the bar wear profile upon forces on fibres and friction coefficient value. The experimental measurements, made with new net power and normal force and gap clearance measurement protocols, confirmed the soundness of the mode!. At last, the synergy between the hydromechanical theory and the new experimental observations enable the definition of a methodology of optimisation of the pulp and papers properties.