نمایش ها: 0 نویسنده: ویرایشگر سایت زمان انتشار: 2025-02-22 مبدا: محل
چگونه می توانیم ضمن حفظ انرژی و استفاده از مواد شیمیایی ، هم به عملکرد خمیر بالا و هم از کیفیت فیبر قوی دست یابیم؟ خمیر نیمه شیمیایی تعادل کاملی بین پالپ مکانیکی و شیمیایی ارائه می دهد و آن را به یک فرآیند اساسی در صنعت کاغذ تبدیل می کند.
این روش شامل درمان شیمیایی خفیف برای نرم شدن لیگنین است و به دنبال آن پالایش مکانیکی برای جدا کردن کارآمد الیاف. این ماده به طور گسترده ای برای موج زدن مواد متوسط و بسته بندی استفاده می شود و عملکرد بالاتری را نسبت به خمیر شیمیایی و الیاف قوی تر از خمیر مکانیکی ارائه می دهد.
در این مقاله ، ما روند ، مزایا ، روش ها و مقایسه های صنعت آن را بررسی می کنیم و نشان می دهیم که چرا این یک انتخاب مقرون به صرفه و پایدار است.
خمیر نیمه شیمیایی یک روش خمیر ترکیبی است که از جنبه های پالپ شیمیایی و مکانیکی ترکیب می کند. این فرایند شامل تجزیه جزئی لیگنین در تراشه های چوب با استفاده از یک درمان شیمیایی خفیف و به دنبال آن پالایش مکانیکی برای جدا کردن الیاف است. این رویکرد در حالی که عملکرد نسبتاً بالایی را در مقایسه با روشهای پالپی کاملاً شیمیایی حفظ می کند ، کیفیت فیبر را افزایش می دهد.
عملکرد پالپ نیمه شیمیایی به طور معمول بین 65 ٪ تا 85 ٪ متغیر است ، به طور قابل توجهی بالاتر از خمیر کرافت (40 ٪ -55 ٪) اما پایین تر از پالپ کاملاً مکانیکی (90 ٪ -95 ٪) است. عملکرد دقیق به عواملی مانند:
غلظت شیمیایی و نوع: استفاده کمتر از شیمیایی منجر به بازده بالاتر می شود اما ممکن است بر کیفیت پالپ تأثیر بگذارد.
زمان و دما پخت و پز: بهینه سازی این پارامترها ، نرم شدن لیگنین مؤثر را بدون تخریب بیش از حد فیبر تضمین می کند.
گونه های چوبی: چوب های نرم و چوب های سخت متفاوت رفتار می کنند و بر عملکرد کلی و ویژگی های فیبر تأثیر می گذارند.
خمیر نیمه شیمیایی با ارائه تعادل بین قدرت فیبر ، بهره وری تولید و تأثیرات زیست محیطی نقش مهمی در صنعت مقاله دارد. این ماده به طور گسترده ای در ساخت محیط راه راه برای بسته بندی مقوا ، که در آن استحکام و استحکام بالا ضروری است ، استفاده می شود.
در مقایسه با پالپ مکانیکی ، الیاف قوی تری تولید می کند و در مقایسه با پالپ شیمیایی ، عملکرد بالاتری (65 ٪ -85 ٪) دارد و آن را مقرون به صرفه می کند. علاوه بر این ، مواد شیمیایی کمتری و انرژی کمتری مصرف می کند و هزینه های عملیاتی و آلودگی محیط زیست را کاهش می دهد. سازگاری آن به Mills اجازه می دهد تا آن را با سایر پالپ ها برای خصوصیات کاغذ سفارشی مخلوط کند و آن را به یک انتخاب همه کاره در برنامه های مختلف تبدیل کند.
خمیر نیمه شیمیایی یک فرآیند دو مرحله ای است که ترکیبی از درمان شیمیایی خفیف با پالایش مکانیکی برای تولید خمیر با بازده بالا با قدرت فیبر بهبود یافته است. این فرایند شامل انتخاب دقیق مواد اولیه ، پیش از درمان شیمیایی برای نرم شدن لیگنین ، پالایش مکانیکی به الیاف جداگانه و شستشوی و غربالگری متعاقب آن برای به دست آوردن یک خمیر تمیز و یکنواخت است.
انتخاب مواد اولیه به طور قابل توجهی بر کارایی و کیفیت پالپ نیمه شیمیایی تأثیر می گذارد. این فرآیند همه کاره است و امکان استفاده از مواد چوبی و غیر چوب را فراهم می کند.
چوب های سخت (به عنوان مثال ، بلوط ، توس ، اکالیپتوس): به طور کلی برای پالپ نیمه شیمیایی به دلیل الیاف کوتاه آنها ترجیح می دهند ، که باعث افزایش سفتی و سطح سطح محصول کاغذ نهایی می شود.
چوب های نرم (به عنوان مثال ، کاج ، صنوبر ، صنوبر): در بعضی موارد استفاده می شود که برای بهبود استحکام و دوام ، به ویژه در استفاده از کاربردهای متوسط ، الیاف طولانی تر مورد نیاز است.
علاوه بر منابع چوبی سنتی ، پالپ نیمه شیمیایی می تواند از الیاف غیر چوب برای تقویت پایداری و راندمان هزینه استفاده کند:
Bagasse (باقیمانده نیشکر): یک جایگزین مناسب که الیاف قوی را برای تولید مقالات فراهم می کند.
باقیمانده های کشاورزی (به عنوان مثال ، نی گندم ، ساقه ذرت ، بامبو): گزینه سازگار با محیط زیست را ارائه می دهد ، اگرچه به دلیل محتوای سیلیس بالاتر ، به پیش درمانی اضافی نیاز دارند.
قبل از درمان شیمیایی یک گام مهم در پالپ نیمه شیمیایی است ، زیرا بخشی از آن لیگنین و همی سلولز را برای تسهیل پالایش مکانیکی حذف می کند.
بسته به فرآیند خاص و خواص خمیر مورد نظر ، چندین ماده شیمیایی برای مرحله قبل از پخت و پز قابل استفاده است:
سولفیت سدیم (Na₂so₃): رایج ترین انتخاب ، ارائه نرم شدن لیگنین مؤثر ضمن حفظ عملکرد فیبر بالا.
سولفیت قلیایی: نسخه اصلاح شده ای که خصوصیات قدرت بهتری را ارائه می دهد.
سولفیت آمونیوم: گاهی اوقات برای بهبود بازیابی شیمیایی و کاهش اثرات محیطی استفاده می شود.
مشروبات الکلی سبز: محصول جانبی از خمیر کرافت ، که به عنوان یک جایگزین شیمیایی مقرون به صرفه و پایدار استفاده می شود.
دما: به طور معمول از 140 درجه سانتیگراد تا 180 درجه سانتیگراد متغیر است.بسته به ماده اولیه و ترکیب شیمیایی ،
زمان: از زمان پخت و پز متوسط (10-30 دقیقه) برای اطمینان از نرم شدن لیگنین کافی ضمن به حداقل رساندن آسیب فیبر استفاده می شود.
کنترل pH: این فرآیند تحت شرایط قلیایی یا خنثی (pH 7-10 ) برای بهینه سازی کیفیت فیبر حفظ می شود.
فشار: پخت و پز در شرایط فشار کنترل شده (4-8 بار) برای تقویت نفوذ شیمیایی و یکنواختی انجام می شود.
بر خلاف پالپ شیمیایی ، که در آن لیگنین تقریباً به طور کامل برداشته شده است ، خمیر نیمه شیمیایی به تعدیل جزئی (به طور معمول 20 ٪ -40 ٪) دست می یابد. برای حفظ مقاومت فیبر همی سلولز نیز تا حدی برداشته می شود و ضمن حفظ عملکرد ، پیوند فیبر و انعطاف پذیری را بهبود می بخشد.
هنگامی که تراشه های چوب با درمان شیمیایی نرم می شوند ، آنها برای جدا کردن الیاف ، تحت تصفیه مکانیکی قرار می گیرند.
پالایشگاه های دیسک: متداول ترین تجهیزات ، متشکل از دیسک های چرخشی که به طور کارآمد و فیبرهای جدا شده را خرد می کنند.
پالایشگاه های مخروطی و استوانه ای: روشهای پالایش جایگزین بسته به ویژگی های خمیر و تنظیم آسیاب استفاده می شود.
مصرف انرژی: پالایش مکانیکی نیاز به ورودی متوسط انرژی (200-500 کیلووات ساعت در هر تن پالپ) دارد ، به طور قابل توجهی پایین تر از پالپ مکانیکی اما بالاتر از پالپ شیمیایی است.
جداسازی فیبر: تراشه های نرم شده برشی و فیبری می شوند و الیاف طولانی و دست نخورده با حداقل آسیب تولید می کنند و این باعث افزایش قدرت کاغذ می شود.
پس از پالایش ، خمیر برای از بین بردن مواد ناخواسته و بهبود کیفیت دستخوش شستشو و غربالگری می شود.
مرحله شستشو: مواد شیمیایی اضافی ، لیگنین حل شده و قطعات همی سلولز با استفاده از آب یا مشروبات ضعیف برداشته می شوند. این مرحله برای اطمینان از خمیر تمیز کننده و بهبود پردازش پایین دست ضروری است.
تصفیه و رسوب: برای جدا کردن ذرات ریز و باقیمانده های شیمیایی قبل از غربالگری پالپ استفاده می شود.
صفحه های ارتعاش و پاک کننده های گریز از مرکز: به از بین بردن الیاف بزرگ یا توسعه نیافته کمک می کنند و از قوام اطمینان می دهند.
پالایش نهایی خمیر: برخی از فرآیندها شامل یک مرحله پالایش ثانویه برای تقویت بیشتر یکنواختی فیبر و خصوصیات پیوند است.
روشهای خمیر نیمه شیمیایی بر اساس نوع مواد شیمیایی مورد استفاده برای قبل از درمان متفاوت است. در حالی که همه روشها شامل تغییر جزئی جزئی و به دنبال آن پالایش مکانیکی هستند ، سیستم های شیمیایی مختلف بر خصوصیات پالپ ، مصرف انرژی و تأثیر محیطی تأثیر می گذارد. بیشترین استفاده از فرایند خنثی سولفیت نیمه شیمیایی (NSSC) خنثی است ، اما روش های جایگزین مانند سولفیت قلیایی ، بیسولفیت ، آمونیوم و پالپ نیمه شیمیایی مشروبات الکلی سبز نیز در کاربردهای خاص استفاده می شود.
Pulping NSSC رایج ترین روش خمیر نیمه شیمیایی است ، به ویژه برای تولید محیط راه راه استفاده شده در مقوا و مواد بسته بندی مورد علاقه است. این تعادل بهینه بین استحکام پالپ ، راندمان هزینه و عملکرد را فراهم می کند.
Pulping NSSC در درجه اول از سولفیت سدیم (NA₂SO₃) به عنوان ماده شیمیایی فعال استفاده می کند ، که ضمن حفظ یکپارچگی فیبر ، تا حدی لیگنین و همی سلولز را حل می کند.
از یک سیستم بافر Na₂so₃ و Nahco₃ برای حفظ pH تقریباً خنثی ( pH 7-9 ) در طی فرآیند پخت و پز استفاده می شود و از تخریب بیش از حد فیبر و بهبود قدرت کاغذ جلوگیری می کند.
این واکنش در درجه اول سولفوناسیون لیگنین را هدف قرار می دهد و باعث می شود لیگنین در آب بدون تجزیه بیش از حد فیبر محلول شود.
چندین پارامتر بر اثربخشی Pulping NSSC تأثیر می گذارد:
ترکیب شیمیایی: غلظت سولفیت سدیم و بی کربنات سدیم بر میزان حذف لیگنین و انعطاف پذیری فیبر تأثیر می گذارد.
دما: پخت و پز به طور معمول در دمای 160-180 درجه سانتیگراد اتفاق می افتد ، و از نرم شدن لیگنین کافی بدون تضعیف بیش از حد فیبر اطمینان می دهد.
مدت پخت و پز: این فرآیند 10 تا 30 دقیقه طول می کشد.بسته به گونه های چوبی و خاصیت خمیر مورد نظر ،
پالپ NSSC برای راه راه بودن بسیار مناسب است. به دلیل ترکیب قدرت بالا ، سفتی و انعطاف پذیری
این فرآیند بخش قابل توجهی از همی سلولز را حفظ می کند ، که باعث افزایش پیوند فیبر می شود و باعث افزایش مقاومت فشاری محصول نهایی می شود.
در مقایسه با پالپ کاملاً شیمیایی ، NSSC عملکرد بالاتری (65 ٪ -85 ٪) ارائه می دهد ، و این باعث می شود که برای برنامه های بسته بندی مقرون به صرفه تر شود.
علاوه بر پالپینگ NSSC ، چندین روش خمیر نیمه شیمیایی جایگزین وجود دارد که هر کدام دارای ویژگی ها و کاربردهای متمایز هستند.
استفاده می کند . از سولفیت سدیم (Na₂so₃) و هیدروکسید سدیم (NaOH) برای ایجاد یک محیط قلیایی
تولید می کند ، و آن را برای برنامه های کاربردی که نیاز به قدرت بهتر کاغذ دارند ، مناسب می کند. الیاف قوی تر و انعطاف پذیر تر از NSSC را
شرایط قلیایی باعث حذف بهتر لیگنین می شود و باعث افزایش جداسازی فیبر در هنگام حفظ همی سلولز می شود.
استفاده می کند . از بیسولفیت سدیم (NAHSO₃) یا بیسولفیت کلسیم (CA (HSO₃) ₂) در شرایط pH اسیدی یا تقریباً خنثی
به طور معمول در پالپ چوب نرم اعمال می شود ، جایی که حذف لیگنین کنترل شده باعث افزایش خواص فیبر می شود.
خمیر را با روشنایی بهتر و خاصیت سطح تولید می کند و آن را برای برنامه های تخصصی بسته بندی و چاپ مناسب می کند.
استفاده می کند . از سولفیت آمونیوم (NH₄) ₂so₃ یا بیسولفیت آمونیوم (NH₄HSO₃) به عنوان ماده شیمیایی
با کاهش انتشار گوگرد و تسهیل بهبود شیمیایی آسانتر ، اثرات محیطی را کاهش می دهد.
فراهم می کند استحکام فیبر متوسط را ، که اغلب در برنامه های طاقچه استفاده می شود که نگرانی های زیست محیطی در اولویت قرار دارد.
از استفاده می کند مشروبات الکلی سبز ، محصول جانبی خمیر کرافت ، متشکل از کربنات سدیم (Na₂co₃) و سولفید سدیم (NA₂S) .
ارائه می دهد . جایگزین مقرون به صرفه و پایدار را با استفاده از مواد شیمیایی زباله از Kraft Mills ،
خمیر را با خاصیت قدرت خوبی تولید می کند ، اگرچه اتخاذ آن به دلیل چالش های ادغام فرآیند محدود است.
هر روش خمیر نیمه شیمیایی مزایای مشخصی را ارائه می دهد و آنها را برای برنامه های مختلف استفاده نهایی مناسب می کند. Pulping NSSC به دلیل کارآیی و مقرون به صرفه بودن ، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد ، در حالی که روش های جایگزین نیازهای صنعت خاص ، مانند افزایش قدرت فیبر ، پایداری محیط زیست یا بهبود شیمیایی را تأمین می کند.
محتوای لیگنین بالاتر از خمیر شیمیایی.
الیاف محکم و سفت و زیاد با فله بالا.
برنامه ها:
مقوا راه راه و مواد بسته بندی.
روزنامه و مقالات ویژه (کاغذ شفاف ، کاغذ ضد چربی).
بسته بندی مواد غذایی و مقالات.
خمیر نیمه شیمیایی روشی پالپی گسترده است که مزایای پالپ مکانیکی و شیمیایی را متعادل می کند. این دستگاه دارای فیبر بالا ، مصرف شیمیایی متوسط و خواص پالپ قوی است و آن را برای بسته بندی و تولید تخته راه راه ایده آل می کند. با این حال ، همچنین محدودیت هایی دارد ، به ویژه از نظر احتباس لیگنین ، بهبود شیمیایی و تأثیرات زیست محیطی.
پالپ نیمه شیمیایی 65 ٪ -85 ٪ از مواد اولیه را حفظ می کند ، در حالی که پالپ کرافت و سولفیت بازده بسیار کمتری دارند ( 40 ٪ -55 ٪ ).
احتباس جزئی همی سلولز به استحکام پیوند فیبر بالاتر و فله کمک می کند و خصوصیات کاغذ را بهبود می بخشد.
بازده بالا هزینه های مواد اولیه را کاهش می دهد و با استفاده از حداکثر استفاده از فیبر ، از شیوه های پایدار جنگلداری پشتیبانی می کند .
خمیر مکانیکی مقدار قابل توجهی از انرژی (800-1200 کیلووات ساعت در هر تن پالپ) را مصرف می کند ، در حالی که خمیر نیمه شیمیایی به طور قابل توجهی کمتر (200-500 کیلووات ساعت در هر تن) نیاز دارد.
پیش درمانی شیمیایی الیاف را نرم می کند و نیازهای انرژی پالایش را کاهش می دهد.
مصرف انرژی کمتر به صرفه جویی در هزینه و کاهش ردپای کربن در تولید خمیر و کاغذ کمک می کند.
حذف جزئی لیگنین باعث افزایش انعطاف پذیری فیبر و استحکام پیوند می شود و منجر به پالپ قوی تر در مقایسه با خمیر مکانیکی می شود.
استحکام فیبر بالا باعث می شود خمیر نیمه شیمیایی برای موج زدن رسانه های متوسط و سایر برنامه های بسته بندی که در آن قدرت بسیار مهم است ، ایده آل باشد.
تعادل بین حفظ لیگنین و یکپارچگی فیبر تضمین می کند که خمیر نیمه شیمیایی دوام را حفظ می کند در حالی که مقرون به صرفه باقی می ماند.
در درجه اول برای راه راه زدن به محیط استفاده می شود ، اما همچنین برنامه هایی را در مقالات چند لایه ، تابلوهای کامپوزیت و برخی از مقالات چاپی پیدا می کند.
برای تقویت خواص خاص ، مانند قابلیت چاپ و دوام ، می تواند با سایر پالپ ها (به عنوان مثال ، خمیر کرافت) مخلوط شود.
همه کاره برای پردازش چوب های سخت و چوب های نرم و همچنین الیاف جایگزین مانند باگاس و باقیمانده های کشاورزی.
از آنجا که خمیر نیمه شیمیایی لیگنین بیشتری را نسبت به خمیر کرافت یا سولفیت حفظ می کند ، پالپ حاصل تیره تر است و برای کاربردهایی که خواستار روشنایی بالا هستند ، به سفید کننده اضافی نیاز دارد .
افزایش محتوای لیگنین نیز بر قابلیت چاپ تأثیر می گذارد و باعث می شود که برای چاپ های خوب کمتر مناسب باشد.
بر خلاف فرآیند کرافت ، که دارای یک سیستم بازیابی شیمیایی به خوبی تثبیت شده است ، خمیر نیمه شیمیایی چالش هایی را در بهبود سولفیت سدیم یا سایر عوامل شیمیایی ایجاد می کند.
زنده ماندن اقتصادی بازیابی شیمیایی به ادغام آسیاب و بهینه سازی فرآیند بستگی دارد ، که ممکن است برای عملیات کوچکتر امکان پذیر نباشد.
خمیر نیمه شیمیایی یک فرآیند واسطه بین پالپ شیمیایی و پالپ مکانیکی است ، ترکیب جنبه های هر دو برای دستیابی به تعادل بین مقاومت فیبر ، عملکرد و راندمان تولید. میزان درمان شیمیایی پایین تر از پالپ شیمیایی است ، در حالی که پالایش مکانیکی نسبت به خمیر مکانیکی خفیف تر است.
| ویژگی | پالپ شیمیایی (به عنوان مثال ، کرافت ، سولفیت) | خمیر نیمه شیمیایی (به عنوان مثال ، NSSC) | خمیر مکانیکی (به عنوان مثال ، TMP ، RMP) |
|---|---|---|---|
| استفاده شیمیایی | بالا (حذف گسترده لیگنین) | متوسط (حذف جزئی لیگنین) | کم (حداقل درمان شیمیایی) |
| مصرف انرژی | کم (تعدیل شیمیایی انرژی پالایش را کاهش می دهد) | متوسط (به انرژی شیمیایی و مکانیکی نیاز دارد) | بالا (پالایش مکانیکی فشرده) |
| بازده | کم (40 ٪ -55 ٪) | متوسط (65 ٪ -85 ٪) | زیاد (85 ٪ -95 ٪) |
| استحکام فیبر | بالا (الیاف قوی و طولانی) | متوسط (الیاف سفت و سخت و بادوام) | کم تا متوسط (الیاف ضعیف تر) |
| روشنایی | بالا (بعد از سفید کردن) | متوسط (به دلیل احتباس لیگنین تاریک تر) | کم (محتوای لیگنین بالا) |
| بهبودی شیمیایی | کارآمد و خوب | چالش برانگیز ، کارآمدتر | قابل اجرا نیست |
| برنامه های معمولی | کاغذ ریز ، بافت ، بسته بندی با استحکام بالا | تابلوهای متوسط و چند لایه | روزنامه ، کاغذ مجله ، کاغذ چاپی کم هزینه |
در مقایسه با پالپ شیمیایی ، پالپ نیمه شیمیایی عملکرد بالاتری دارد اما بیشتری را حفظ می کند لیگنین و باعث می شود روشن تر و کمی ضعیف تر شود. با این حال ، کمتری نیاز دارد به پردازش شیمیایی و یک جایگزین مقرون به صرفه برای مواد بسته بندی ارائه می دهد.
در مقایسه با پالپ مکانیکی ، پالپ نیمه شیمیایی الیاف قوی تر و با دوام تر تولید می کند ، اگرچه در عملکرد پایین تر. همچنین به انرژی کمتری نیاز دارد و آن را به یک انتخاب متعادل تر برای برنامه هایی تبدیل می کند که در آن قدرت و کارآیی عوامل اصلی هستند.
این تعادل باعث می شود که خمیر نیمه شیمیایی برای موج زدن متوسط و بسته بندی به ویژه با ارزش باشد ، جایی که استحکام ضروری است اما خمیر شیمیایی کامل غیر ضروری است.
به دنبال یک راه حل مقرون به صرفه ، با بازده بالا و پایدار خمیر ? نیمه شیمیایی ، کلید اصلی محصولات کاغذی قوی تر و با دوام تر و در عین حال بهینه سازی انرژی و استفاده از شیمیایی است. در مقاله Sunrise ، ما متعهد به ارائه راه حل های نوآورانه و سازگار با محیط زیست برای صنعت خمیر و کاغذ هستیم.
در انقلابی در بسته بندی ، تخته راه راه و تولید کاغذ تخصصی با تکنیک های پیشرفته پالپ نیمه شیمیایی به ما بپیوندید. بهره وری را افزایش دهید ، هزینه ها را کاهش دهید و در بازار پیش بروید.
تماس بگیرید . Sunrise Paper برای کشف تخصص و راه حل های ما ، امروز با بیایید آینده ای باهوش تر و سبزتر را برای صنعت کاغذ بسازیم - در کنار هم! #
