هل فكرت يومًا في كيفية صنع الورق اليومي؟ تعتبر عملية تصنيع اللب والورق مزيجًا رائعًا من العلوم والآلات والمعرفة التي تعود إلى قرون تحول المواد الخشبية وإعادة تدويرها إلى كل شيء بدءًا من دفاتر الملاحظات إلى التغليف.
في هذا المنشور ، سوف تتعلم ماهية التصنيع اللب والورق حقًا ، ولماذا يهم في عالم اليوم ، وكيف تطورت مع مرور الوقت. سوف نسير لك عبر كل خطوة - من إعداد المواد الخام واللب إلى تشكيل الورقة والتشطيب. سواء كنت طالبًا فضوليًا أو ترغب فقط في فهم ما يحدث في صنع الورق ، فإن هذا الدليل هو لك.
اللب هو نقطة الانطلاق لجميع المنتجات الورقية. إنه خليط ليفي مبلل مصنوع من تحطيم المواد النباتية مثل الخشب أو الورق المعاد تدويره. بمجرد الانفصال ، يمكن تشكيل الألياف في صفائح رقيقة - ورقة ذلك. ولكن ليس كل اللب مصنوع بنفس الطريقة. دعنا نقسم أنواع الألياف المستخدمة ولماذا السليلوز هو البطل الحقيقي في هذه العملية.
ألياف الخشب اللين (مثل الصنوبر أو التنوب) أطول وأكثر مرونة. وهذا يجعل الورق أقوى وأكثر متانة.
ألياف الخشب الصلب (مثل البتولا أو الأوكالبتوس) أقصر وأكثر سلاسة. أنها تساعد على خلق غرامة ، حتى السطح - على السطح للطباعة.
| اكتب | طول الألياف | قوة ورقة | الشائعة الاستخدام الشائع |
|---|---|---|---|
| الخشب اللين | طويل | عالي | التغليف ، الورق المقوى |
| الخشب الصلب | قصير | أدنى | ورقة الطباعة ، الأنسجة |
وتشمل هذه bagasse (بقايا قصب السكر) ، الكتان , والقطن ، والقنب . غالبًا ما يتم استخدامها في الأوراق المتخصصة أو حيث تفضل مصادر خالية من الأشجار.
Bagasse خفيفة الوزن وموجودة عادة في تغليف المواد الغذائية. يصنع القطن ورقًا ناعمًا وعالي الجودة ، مثل العملة أو الورق الفني.
يتم تنظيف الورق المعاد تدويره ، وإعادة تدويره ، وإعادة استخدامه. على الرغم من أقصر وأضعف من الألياف البكر ، إلا أنها لا تزال مفيدة.
غالبًا ما يتم خلطهم مع ألياف أقوى لتعزيز متانة الورقة والملمس.
السليلوز هو المادة الأساسية الموجودة في جميع الألياف النباتية. إنها صعبة ومرنة وروابط جيدة مع الألياف الأخرى. هذا ما يجعلها مثالية لتشكيل ورقة تحمل معًا.
اللجنين مثل الغراء في الخشب. يعمل يحمل الألياف ضيقة ولكن يجب إزالتها ، أو تتحول الورق إلى اللون الأصفر والهش.
هيميسيلولوز يساعد في الترابط بين الألياف. على الرغم من أن أكثر ليونة من السليلوز ، فإنه يدعم المرونة وتشكيل الورقة.
تتضمن الرحلة من سجلات RAW إلى ورقة نهائية خطوات متعددة. كل مرحلة تحول بعناية الألياف النباتية إلى أوراق قوية قابلة للطباعة. هذا القسم يمر بك خلال مراحل التصنيع الأساسية ، مع تسليط الضوء على كل من التقنيات التقليدية والحديثة المستخدمة في مطاحن اللب والورق اليوم.
تمر السجلات أولاً عبر الطبول الكبيرة ، والتي تزيل اللحاء عن طريق الهبوط ورش الماء. تنتقل السجلات النظيفة ثم تنتقل إلى المتقاطعات عالية السرعة التي تقطعها إلى رقائق صغيرة موحدة لنتائج لبو ثابتة.
يجب أن تكون رقائق الخشب صغيرة وموحدة لضمان الطهي الفعال وفصل الألياف المتسق أثناء اللب.
عادةً ما يتم حصاد السجلات من الغابات المدارة أو الحصول عليها كمخلفات من المناشير ونباتات معالجة الخشب.
يتم أيضًا تقطيع حطام الغابات مثل الفروع أو الزركشة واستخدامها كمصدر للألياف الفعالة من حيث التكلفة.
| مصدر المواد | مزايا |
|---|---|
| بقايا المنشرة | بأسعار معقولة ، يقلل من النفايات الخشبية ، بالفعل |
| سجلات الغابات المدارة | الألياف الطازجة القوية ، وخاصة لورق كرافت |
| بقايا التسجيل | يستفيد من الخشب منخفض الجودة ويقلل من التخلص |
خشب الأرض الحجري (SGW): يتم دفع سجلات على عجلات الطحن الضخمة لاستخراج الألياف مع الحد الأدنى من الاستخدام الكيميائي.
المصوف الميكانيكي (RMP): تمزيق رقائق الخشب في مصافي المصافي باستخدام أقراص معدنية دوارة تحت الضغط العالي.
اللب الحراري الميكانيكي (TMP): يقوم البخار المسبق بالتعاطف مع الرقائق قبل تحسين ، وتحسين السطوع ومرونة الألياف.
يحتفظ اللب الميكانيكي بمعظم بنية الخشب ، لكن هذا يؤدي إلى انخفاض قوة الورق والورق الداكن دون تبييض شديد.
عملية Kraft: تستخدم محلول قلوي قوي لإذابة اللجنين مع الحفاظ على ألياف السليلوز سليمة وقوية.
عملية الكبريتيت: طريقة قائمة على الحمض ، أفضل للأوراق المتخصصة ولكنها تؤدي إلى ضعف اللب مقارنة بـ Kraft.
يتم طهي الرقائق طفيفة في المواد الكيميائية ، ثم المكررة ميكانيكيا-مثالية للمنتجات عالية الالتحاق مثل الصناديق المموجة.
| اللب | الكيميائي | اللب الميكانيكي |
|---|---|---|
| قوة الألياف | منخفض بسبب اللجنين المحتجز | عالية بسبب إزالة اللجنين الكاملة |
| أَثْمَر | عالية (90-95 ٪) | متوسط (45-55 ٪) |
| السطوع (بعد التبييض) | واسطة | عالي |
| الاستخدامات النموذجية | الكتالوجات ، الصحف ، النشرات | ورقة المكتب ، التعبئة والتغليف |
بعد اللب ، يجب فصل الحطام مثل العقدة واللحاء والرمال لمنع تلف المعدات ونوعية الورق الرديئة.
يقوم عمال المنظفات بالطرد المركزي الدوران بسرعات عالية لإزالة الملوثات الكثيفة مثل الحصى والشظايا المعدنية.
يضمن اللب النظيف حتى تكوين الورقة ويتجنب فواصل الورق الناتجة عن الجزيئات الصلبة المتبقية أو مجموعات الخشب.
التبييض يجعل اللب أكثر إشراقا ويحسن ظهور الورق النهائي. يحتاج اللب الكيميائي إلى تبييض أعمق من اللب الميكانيكي.
لماذا التبييض؟ ينتج اللب غير المسبق ورقًا مظلمًا يتم تغيير ألواحه بسهولة ، خاصةً تحت الضوء أو بمرور الوقت.
العوامل الشائعة: بيروكسيد الهيدروجين لطيف ، ثاني أكسيد الكلور فعال للغاية ، والأوزون يعمل بسرعة ولكنه مكلف.
طرق مختلفة: يتم تبييض اللب الميكانيكي بشكل خفيف للحفاظ على العائد ؛ يتم تبييض اللب الكيميائي بالكامل للبياض.
| وكيل التبييض | فعالية | تكلفة | أفضل ل |
|---|---|---|---|
| بيروكسيد الهيدروجين | معتدل | قليل | اللب المعاد تدويره أو ميكانيكية |
| ثاني أكسيد الكلور | عالي | معتدل | اللب الكيميائي كرافت والكبريتيت |
| الأوزون | عالية جدا | عالي | أوراق متخصصة عالية السطوع |
يقوم التكيف بإعداد الألياف للربط بشكل أفضل عن طريق تقشير الأسطح وجعلها أكثر مرونة وتتشابك.
تخلق الألياف المكررة جيدًا ورقًا أقوى من خلال تشكيل روابط أكثر تشددًا ومودة أثناء تكوين الورقة.
مصافي الأقراص: أقراص دوارة عالية السرعة تطحن اللب بين الألواح المعدنية المخبأة ، وضبط شكل الألياف وطولها.
مصافي المصرفيين المخروطية: استخدم الضغط والغرف المخروطية على شكل مخروط لتقطيع اللب وضغطه في ألياف أكثر موحدة.
الإفراط في إعادة التخلص من الألياف اختصار للغاية ، مما يضعف الورقة ، في حين أن التقليل من التراجع يؤدي إلى ضعف الترابط الألياف والملمس الخشن.
يعمل التكرير المناسب على تحسين نعومة الورق ، وقوة الشد ، وقابلية الطباعة دون أن تجعلها هشة أو غير متساوية.
ينتشر خليط اللب المائي بشكل متساوٍ من مربع الرأس على شبكة سلك متحرك لبدء تكوين ورقة الورق.
الجاذبية والشفط يزيلون معظم الماء ، تاركا وراءه حصيرة الألياف الرطبة جاهزة للضغط.
تمر الحصيرة الرطبة عبر بكرات ثقيلة ملفوفة في الشعور بالضغط على المزيد من الماء وضغط الألياف معًا.
هذا يحسن قوة الورقة ويعد الويب لتجفيف أسرع دون إتلاف روابط الألياف.
سلسلة من الأسطوانات الساخنة تبخر رطوبة بقايا ، مما يقلل من محتوى الماء إلى حوالي 5 ٪ في المنتج النهائي. محتوى المياه
| المسرح | (٪) |
|---|---|
| بعد تشكيل | ~ 99 ٪ |
| بعد الضغط | ~ 50-60 ٪ |
| بعد التجفيف | ~ 4-6 ٪ |
التقويم: يمر الورق بين بكرات ناعمة ساخنة لتسوية سطحها وتقليل الاختلافات في سمك.
الطلاء والتحجيم: يمكن التعامل مع الأسطح بالنشويات أو الطين أو اللاتكس لتحسين جودة الطباعة ومقاومة الحبر.
القطع والتعبئة: يتم تقسيم لفة الورق المستمر إلى أحجام أو صفائح يمكن التحكم فيها ، ثم ملفوفة للتسليم.
تحدد خطوات التشطيب النهائي نسيج الورق والوزن والتألق والأداء في طباعة أو طي التطبيقات.
يعتمد إنتاج الورق على نظام منسق للآلات. كل واحد يتولى وظيفة محددة في التحول من الخشب الخام إلى الورق النهائي. من إزالة اللحاء إلى تجانس الورقة النهائية ، تعمل هذه الآلات بالتسلسل لضمان تلبية كل ورقة معايير الجودة. دعنا نستكشف الآلات الأساسية المستخدمة طوال العملية.
يقوم Debarker بإزالة اللحاء من Logs قبل تقطيعه. هذه الخطوة مهمة لأن اللحاء يمكن أن يسبب تلوثًا وآلات تلف في اتجاه مجرى النهر. داخل Debarker ، يتم تدوير السجلات في الطبول الكبيرة بينما تساعد طائرات الماء في تخفيف اللحاء وتجريده. بمجرد تنظيفها ، أصبحت السجلات جاهزة لدخول المقطع.
يقطع Chipper تسجيلات سجلات إلى رقائق خشبية صغيرة موحدة أسهل في معالجتها. يستخدم شفرات حادة ودوران لتقطيع السجلات بسرعة وكفاءة. يجب أن تكون الرقائق متسقة في الحجم بحيث تطبخ بالتساوي في الهضم أو الصقل بشكل صحيح في العمليات الميكانيكية. يمكن أن تؤدي الرقائق غير المستوية إلى سوء جودة اللب.
الهاضم أساسي في اللب الكيميائي. إنه يطبخ رقائق الخشب بالحرارة والمواد الكيميائية لتحطيم اللجنين ، مما يحرر ألياف السليلوز. تأتي الهضم في شكلين: دفعة ومستمرة. في حين أن هضم الدُفعات تتعامل مع حمل واحد في وقت واحد ، فإن الهضم المستمر يعمل بدون توقف ، وهو مثالي لإنتاج لب كرافت قوي بأحجام كبيرة.
ينشئ النبض ملاطًا عن طريق خلط الألياف الخام أو الورق المعاد تدويره بالماء. شفرات أو دوارات تحريك الخليط ، وتحطيم المواد إلى ألياف منفصلة. إنها آلة رئيسية لكل من اللب الخشب الطازج وإعادة التدوير. بالنسبة للورق المعاد تدويره ، غالبًا ما يتضمن النبض خطوات التخلص التي تساعد على تنظيف الورق المستعملة قبل التكرير.
يعدل المصفاة شكل الألياف وملمس السطح ، مما يساعدهم على الارتباط بشكل أكثر إحكاما أثناء صناعة الورق. ويستخدم الأقراص الدوارة أو الأقماع لقطع الألياف بلطف. يؤثر مستوى التكرير بشكل مباشر على جودة الورق ، من مدى قوته إلى مدى تطوره. الإفراط في الإفراط يمكن أن يؤدي إلى إتلاف الألياف ويضعف المنتج النهائي.
تشكل آلة Fourdrinier ورقة عن طريق نشر اللب عبر سلك شبكة متحرك. يستنزف الماء عبر الشبكة مع شكل حصيرة الألياف. مربعات فراغ أسفل الشبكة تساعد على إزالة المزيد من الماء. يحدد هذا القسم توحيد الورقة وتوزيع الألياف ، وهو أمر بالغ الأهمية لصنع لفات أو صفائح ورقية ناعمة ومتسقة.
بعد الضغط ، تتحرك الورق الرطب عبر مجففات كبيرة بالبخار. هذه الأسطوانات تزيل الرطوبة تدريجياً حتى تصل الورقة إلى جفافها المستهدف. بعد ذلك ، تمر الورقة عبر التقويم - بكرات سمية تضغط عليها وتلميعها. تقوم هذه الخطوة بضبط سمك الورق وملمسه وإنهائه اعتمادًا على ما إذا كان المنتج لامعًا أو غير لامع أو غير مصقول.
تستخدم في الكتب ووثائق المكاتب والأوراق المهنية.
سطح أملس لامتصاص الحبر السهل.
تشمل الأنواع الشائعة ورق السندات وورق النسخ.
مناسبة للطابعات ، وآلات الفاكس ، والناسخ.
يحمي ويعرض المنتجات أثناء الشحن.
يشمل ورقة كرافت ، والمعروفة بالقوة والمقاومة للدموع.
تستخدم للالتفاف ، والتوسيد ، وصناديق التعبئة.
مصنوعة من مواد ناعمة وامتصاص.
يشمل ورق التواليت ، والمناشف الورقية ، والمناديل ، وأنسجة الوجه.
مصممة لتكون لطيفة على الجلد مع توفير امتصاص عالية.
لامع: مثالي لطباعة الصور ، بألوان زاهية وتفاصيل حادة.
Matte: سطح غير عاكس ، مثالي للطباعة الفنية والوثائق القابلة للقراءة.
المطلية: تستخدم للمجلات عالية الجودة والكتيبات والمواد التسويقية.
اختبارات قوة الشد تقيس مقدار ما يمكن أن تتعامله ورقة القوة قبل كسرها. هذه الخاصية مهمة للورق المستخدمة في المنتجات التي تحتاج إلى مقاومة التمدد ، مثل العبوة. تضمن قوة الشد الأعلى أن الورق يمكن أن يتحمل التوتر دون تمزيق.
تحدد اختبارات مقاومة المسيل للدموع مدى ظهور الورق تحت الضغط. هذا مهم بشكل خاص للمنتجات مثل الأكياس أو الأظرف ، حيث قد تخضع الورقة لقوى حادة. تساعد المقاومة القوية للدموع الورقة في الحفاظ على سلامتها أثناء الاستخدام.
تقيس اختبارات البضائع مقدار الإضاءة التي يمر عبر الورق ، بينما يقيس السطوع مقدار الضوء الذي يعكسه. تؤثر هذه الخصائص على كيفية ظهور الورق ، خاصةً للطباعة. العتامة العليا والسطوع تعمل على تحسين النداء البصري ووضوح المواد المطبوعة.
يشير النعومة إلى نسيج سطح الورق ، والذي يؤثر على كيفية انتشار الحبر. تسمح ورقة أكثر سلاسة بمطبوعات أوضح وأكثر حدة ، مما يجعلها مثالية للمنتجات المطبوعة عالية الجودة. قد تسبب الأوراق ذات السطح القاسي مشاكل في امتصاص الحبر ووضوح الطباعة.
اختبار الشد : يقيس قوة الورق والاستطالة قبل الانهيار.
Elmendorf Tear Tester : تقييم مقاومة الدمعة في الورق في ظل الظروف التي يتم التحكم فيها.
عداد العتامة والسطوع : قياس انتقال الضوء وانعكاس للجودة البصرية.
PROFLERS على السطح : يستخدم لقياس نعومة الورق ، وضمان جودة الطباعة.
| تحدي | وصف |
|---|---|
| تقلب الألياف | تؤثر الاختلافات في جودة الألياف وتكوينها على قوة الورق واتساقه. |
| الرطوبة والتحكم في التجفيف | إدارة مستويات الرطوبة أمر بالغ الأهمية. الرطوبة الزائدة تضعف الورقة ، في حين أن الرطوبة غير الكافية يمكن أن تسبب التكسير. |
| ارتداء المعدات وصيانتها | يؤدي الاستخدام المستمر للآلات إلى التآكل ، مما يتطلب صيانة وترقيات منتظمة لتجنب الاضطرابات. |
| استهلاك الطاقة والمياه | إن استخدام الطاقة والمياه العالية متأصلة في إنتاج الورق ، مما يمثل تحديات في إدارة التكاليف والاستدامة. |
يعد استخدام الألياف المعاد تدويره فرصة متزايدة في صناعة الورق. من خلال دمج المواد المعاد تدويرها ، يمكن للمصنعين تقليل التكاليف وتقليل التأثير البيئي. تسمح التقدم في التكنولوجيا الآن بالألياف المعاد تدويرها عالية الجودة ، مما يجعلها خيارًا أكثر استدامة لإنتاج الورق دون المساس بالقوة أو المتانة.
تستمر التكيف والتكوين في التطور ، مما يحسن جودة المنتجات الورقية. تقنيات التكرير الجديدة تعزز الترابط الألياف ، مما يؤدي إلى ورقة أقوى. وفي الوقت نفسه ، تساعد أساليب التكوين الأفضل على خلق أوراق أكثر سلاسة وأكثر اتساقًا ، وتقليل العيوب وتحسين توحيد المنتج.
الأتمتة في عملية التحكم في عملية إعادة تشكيل تصنيع الورق. باستخدام البيانات في الوقت الفعلي ، تتيح الأنظمة الآلية للمصنعين ضبط معلمات الإنتاج مثل مستويات الرطوبة ودرجة الحرارة. ينتج عن هذا التناسق المحسن ، وعيوب أقل ، وكفاءة إجمالية أفضل عبر عملية الإنتاج.
تتضمن عملية تصنيع اللب والورق عدة مراحل رئيسية ، بما في ذلك إعداد المواد الخام ، واللب ، والتبييض ، والتكرير ، وصنع الورق. كل مرحلة أمر بالغ الأهمية لضمان الورق والكفاءة عالية الجودة. إتقان هذه العمليات أمر ضروري للحفاظ على اتساق المنتجات وتلبية معايير الصناعة.
مع التطورات مثل الألياف المعاد تدويرها وأتمتة ، يبدو مستقبل تصنيع الورق واعداً. ستؤدي هذه الابتكارات إلى تعزيز الاستدامة وكفاءة الإنتاج ، مما يوفر المزيد من الحلول الصديقة للبيئة وفعالية من حيث التكلفة لصناعة الورق المضي قدمًا.
اللب هو المادة الليفية المستخدمة لصنع الورق. الورق هو المنتج النهائي الذي تم إجراؤه عن طريق معالجة اللب في أوراق.
يوفر Softwood أليافًا طويلة للقوة ، بينما يوفر الخشب الصلب أليافًا أقصر للنعومة وقابلية الطباعة بشكل أفضل في الورق.
يمكن تبييض اللب باستخدام الأكسجين أو بيروكسيد الهيدروجين أو الأوزون ، مما يقلل من التأثير البيئي وتجنب المواد الكيميائية القائمة على الكلور.
[1] https://www.pulpandpaper-technology.com/articles/pulp-and-paper-manufacturing-process-in-the-paper-industry
[2] https://extension.okstate.edu/fact-seets/basics-of-paper-manufacturing.html
[3] https://www.princeton.edu/~ota/disk1/1989/8931/893104.pdf
[4]
[5]
[6] https://www.draeger.com/content/documents/content/pulp-paper-note-pdf-10780-en-us-206-3.pdf
[7] https://www.slideshare.net/slideshow/paper-manufacturing-process/79334000
[8] https://www.youtube.com/watch؟v=e4c3x26dxbm
