Massan ja paperin valmistusprosessi

Oletko koskaan ajatellut, kuinka jokapäiväinen paperi tehdään? Massan ja paperinvalmistusprosessi on kiehtova sekoitus tiedettä, konetta ja vuosisatoja vanhaa tietoa, joka muuttaa puun ja kierrätetyt materiaalit kaikesta kannettavista tietokoneista pakkaamiseen.

Tässä viestissä opit, mikä massan ja paperinvalmistus todella on, miksi sillä on merkitystä nykymaailmassa ja kuinka se on kehittynyt ajan myötä. Kävelemme sinut jokaisen askeleen läpi - raaka -aineiden valmistuksesta ja massasta arkkien muodostumiseen ja viimeistelyyn. Olitpa utelias opiskelija tai haluat vain ymmärtää, mikä on paperin tekeminen, tämä opas on sinulle.

Mikä on sellu? Raaka -aineen ymmärtäminen

Massa on kaikkien paperituotteiden lähtökohta. Se on märkä, kuitumainen seos, joka on valmistettu kasvimateriaalien, kuten puun tai kierrätetyn paperin, hajottamisesta. Kun kuidut voidaan erottaa, ne voidaan muodostaa ohuiksi arkeiksi - se on paperi. Mutta kaikki massa ei ole tehty samalla tavalla. Hajotetaan käytettyjä kuitutyyppejä ja miksi selluloosa on todellinen sankari tässä prosessissa.

Paperminvalmistuksessa käytettyjä kuitutyyppejä

Puukuidut: havupuu vs. lehtipuu

• Havupuukuidut (kuten mänty tai kuusen) ovat pidempiä ja joustavampia. Tämä tekee paperista vahvemman ja kestävämmän.

• Lehtipuukuidut (kuten koivu tai eukalyptus) ovat lyhyempiä ja sileämpiä. Ne auttavat luomaan hienon, jopa pinnan - ideaalinen tulostamiseen.

Tyypillinen	kuidun pituus	paperin lujuus	Yleinen käyttö
Havupuu	Pitkä	Korkea	Pakkaus, pahvi
Lehtipuu	Lyhyt	Alentaa	Painatuspaperi, kudokset

Ei-puukuidut

• Näitä ovat bagasse (sokeriruokojäämä), pellavan , puuvilla ja hamppu . Niitä käytetään usein erikoispapereissa tai missä puuton lähteet ovat edullisia.

• Bagasse on kevyt ja löytyy yleisesti ruokapakkauksista. Puuvilla tekee pehmeää, korkealaatuista paperia, kuten valuuttaa tai taidepaperia.

Kierrätetyt kuidut

• Kierrätetty paperi puhdistetaan, käännetään uudelleen ja käytetään uudelleen. Vaikka se on lyhyempi ja heikompia kuin neitsyt kuidut, se on silti hyödyllinen.

• He sekoitetaan usein vahvempiin kuituihin paperin kestävyyden ja tekstuurin lisäämiseksi.

Miksi selluloosa on avain paperinvalmistukseen

Selluloosan rooli

Selluloosa on ydinmateriaali, joka löytyy kaikista kasvipohjaisista kuiduista. Se on kovaa, joustavaa ja sitoutuu hyvin muihin kuituihin. Se tekee siitä täydellisen arkin muodostamiseen, joka pitää yhdessä.

Ligniini ja hemiselluloosa: tukeva valettu

• Ligniini toimii kuin liima puussa. Se pitää kuidut tiukasti, mutta se on poistettava tai paperi muuttuu keltaiseksi ja hauraiksi.

• Hemiselluloosa auttaa kuitujen välisessä sitoutumisessa. Vaikka se on pehmeämpi kuin selluloosa, se tukee joustavuutta ja arkkien muodostumista.

  
  

Vaiheittaiset yleiskatsaus massan ja paperin valmistusprosessista

Matka raa'ista lokista valmiiksi paperiarkille sisältää useita vaiheita. Jokainen vaihe muuttaa kasvikuidut huolellisesti vahvoiksi, tulostetuiksi levyiksi. Tämä osio opastaa sinut ydinvalmistusvaiheiden läpi ja korostaa sekä perinteisiä että moderneja tekniikoita, joita käytetään nykyään massassa ja paperitehtaissa.

1. Raaka -aineiden valmistelu

Hajaute- ja hakutusprosessi

Lokit kulkevat ensin suurten purkavien rumpujen läpi, jotka poistavat kuoren putoamalla ja suihkuttamalla vettä. Puhtaat tukit siirtyvät sitten nopeisiin siruihin, jotka leikkaavat ne pieniksi, tasaisille siruiksi jatkuvasti massan tulosten saavuttamiseksi.

Puurastujen on oltava pieniä ja tasaisia, jotta voidaan varmistaa tehokas kypsennys ja yhdenmukainen kuitujen erotus massan aikana.

Puun hankinta

• Turkit korjataan tyypillisesti hoidetuista metsistä tai saadaan jäännöksinä sahoista ja puunjalostuslaitoksista.

• Metsäjätteet, kuten oksat tai koristeet, haketaan ja käytetään myös kustannustehokkaana kuitulähteenä.

Aineelliset	lähdeetuja
Sahan jäännökset	Edullinen, vähentää puujätettä, jo erottua
Hallinnoidut metsälokit	Vahvat, tuoreet kuidut, erityisesti Kraft -paperille
Puunkorjuu jäännökset	Käyttää heikkolaatuista puuta ja vähentää hävittämistä

14. Massanprosessi

Mekaaninen mulkku

• Stone Groundwood (SGW): Turit työnnetään massiivisia jauhatuspyöriä vastaan ​​kuidujen uuttamiseksi, joilla on vähän kemiallista käyttöä.

• Jalostamamekaaninen mulkku (RMP): Puurastuja on silputtu jalostajiin pyörivien metallilevyjen avulla korkealla paineella.

• Lämpömekaaninen mulkku (TMP): Höyryn esikäsittelet ennen puhdistamista, kirkkauden ja kuidun joustavuuden parantamista.

Mekaaniset massat säilyttävät suurimman osan puurakenteesta, mutta tämä johtaa alhaisempaan lujuuteen ja tummempaan paperiin ilman raskasta valkaisua.

Kemiallinen mulkku

• Kraft -prosessi: Käyttää vahvaa alkalista liuosta ligniinin liuottamiseen pitäen selluloosakuidut ehjänä ja vahvana.

• Sulfiittiprosessi: Happopohjainen menetelmä, parempi erikoispapereille, mutta johtaa heikompaan massaan verrattuna Kraftiin.

Puolikemiallinen mulkku

• Sirut keitetään kevyesti kemikaaleissa, sitten mekaanisesti hienostuneina-täydellisiä korkean väitöiden tuotteille, kuten aaltopakkauksille.

Mekaaninen vs. kemiallinen vertailuominaisuus

Mekaaninen	massa	kemiallinen massa
Kuidun lujuus	Matala pidätetyn ligniinin vuoksi	Korkea ligniinin poistamisen vuoksi
Antaa	Korkea (90–95%)	Väliaine (45–55%)
Kirkkaus (valkaisuaineen jälkeen)	Keskipitkä	Korkea
Tyypilliset käyttötarkoitukset	Luettelot, sanomalehtipaperit, lentolehtiset	Toimistopaperi, pakkaus

3. Massan puhdistus ja seulonta

• Massan jälkeen roskia, kuten solmut, kuori ja hiekka, on erotettava laitteiden vaurioiden ja huonon paperin laadun estämiseksi.

• Keskipakopuhdistusaineet pyörittävät massan lietteitä suurilla nopeuksilla tiheiden epäpuhtauksien, kuten grit- ja metallifragmenttien poistamiseksi.

Puhdas massa varmistaa jopa arkin muodostumisen ja välttää jäljellä olevien kovien hiukkasten tai puuklummien aiheuttamat paperiruuvit.

4. Valkaisuprosessi

Valkaisu tekee massasta kirkkaamman ja parantaa lopullisen paperin ulkonäköä. Kemiallinen massa tarvitsee syvempää valkaisua kuin mekaaninen massa.

• Miksi valkaisuainetta? Valkaisematon massa tuottaa tummaa paperia, joka värjää helposti, etenkin valossa tai ajan myötä.

• Yleiset aineet: vetyperoksidi on lempeä, klooridioksidi on erittäin tehokas ja otsoni toimii nopeasti, mutta on kallista.

• Erilaiset lähestymistavat: mekaaninen massa valkaistaan ​​kevyesti saannon säilyttämiseksi; Kemiallinen massa on täysin valkaistu valkoisuuden vuoksi.

Valkaisuaineen	tehokkuus	maksaa	parhaiten
Vetyperoksidi	Kohtuullinen	Matala	Kierrätetty tai mekaaninen massa
Klooridioksidi	Korkea	Kohtuullinen	Kraft ja sulfiittikemialliset massat
Otsoni	Erittäin korkea	Korkea	Korkean kirkkauden erikoispaperit

---

5. jalostus ja lyöminen

Jalostuksen tarkoitus

Halvitus valmistelee kuidut sidottuna paremmin karkaamalla pintoja ja tekemällä niistä joustavampia ja lukittuvia.

• Hyvin puhdistetut kuidut luovat vahvemman paperin muodostamalla tiukemmat, kestävämmät sidokset arkin muodostumisen aikana.

Jalostuslaitteet

• Levynjalosteet: Nopeat pyörivät levyt jauhaa harjattujen metallilevyjen väliin, säätäen kuidun muotoa ja pituutta.

• Kartiomaiset jalostamot: Käytä paine- ja kartionmuotoisia kammioita viipaloimaan ja puristamaan massa tasaisempiin kuituihin.

Vaikutus kuidun sitomiseen

• Liian lyhytaikaiset kuidut leikkaavat liian lyhyet, heikentäen arkkia, kun taas vajaakäyttäminen johtaa huonoon kuidun sitoutumiseen ja karkeaan tekstuuriin.

Oikea jalostus parantaa paperin sileyttä, vetolujuutta ja tulostettavuutta tekemättä siitä haurasta tai epätasaista.

6. Paperminvalmistusprosessi

Arkin muodostaminen

• Vesinen massaseos levitetään tasaisesti pääasiasta liikkuvalle lankaverkolle, jotta voidaan muodostaa paperilevy.

• Painovoima ja imu poistavat suurimman osan vedestä, jättäen taakse märän kuitumaton valmiina puristamista varten.

Painava

• Märkä matto kulkee huovan käärittyjen raskaiden rullien läpi puristamaan enemmän vettä ja tiivistävät kuidut yhteen.

• Tämä parantaa arkin vahvuutta ja valmistaa verkkoa nopeampaan kuivumiseen vahingoittamatta kuituvelkakirjoja.

Kuivuminen

• Sarja lämmitettyjä sylintereitä haihduttaa jäljellä olevaa kosteutta vähentäen vesipitoisuuden noin 5%: iin lopputuotteessa.

Lavastus	vesipitoisuus (%)
Muodostumisen jälkeen	~ 99%
Painamisen jälkeen	~ 50–60%
Kuivumisen jälkeen	~ 4–6%

7. viimeistely ja muuntaminen

• Kalenterointi: Paperi kulkee sileiden, lämmitettyjen rullien välillä sen pinnan tasoittamiseksi ja paksuuden vaihteluiden vähentämiseksi.

• Pinnoite ja mitoitus: Pinnat voidaan käsitellä tärkkelyksillä, savilla tai lateksilla tulostuslaadun ja musteen vastuskyvyn parantamiseksi.

• Leikkaus ja pakkaus: Jatkuva paperirulla on viipaloitu hallittavissa oleviin kokoihin tai arkkeihin, sitten kääritty toimitusta varten.

Lopulliset viimeistelyvaiheet Määritä paperin rakenne, paino, kiilto ja suorituskyky tulostus- tai taittosovelluksissa.

Avain koneet, joita käytetään paperin valmistusprosessissa

Paperintuotanto riippuu koordinoitua konejärjestelmää. Jokainen käsittelee tietyn työn muutoksessa raa'asta puusta valmiiksi paperiksi. Kuoren poistamisesta lopullisen arkin tasoittamiseen nämä koneet toimivat peräkkäin varmistaakseen, että jokainen arkki täyttää laatustandardit. Tutkitaan koko prosessissa käytettyjä olennaisia ​​koneita.

Kantaja

Debarker poistaa kuoren tukkeista ennen kuin ne hakeutuvat. Tämä vaihe on tärkeä, koska kuori voi aiheuttaa saastumis- ja vauriokoneita alavirtaan. Debarkerin sisällä tukkeja pyöritetään suurina rumpuina, kun taas vesisuihkut auttavat löysäämään ja poistamaan kuoren. Siivottuaan lokit ovat valmiita pääsemään hakkuriin.

Hakkeri

Hiirikkoleikkaukset poistivat tukit pieniksi, tasaisiksi puurastuiksi, joita on helpompi käsitellä. Se käyttää teräviä, pyöriviä teriä viipaloimaan tukit nopeasti ja tehokkaasti. Sirujen on oltava kooltaan johdonmukaisia, jotta ne kypsyvät tasaisesti keittimissä tai hienosäävät kunnolla mekaanisissa prosesseissa. Epätasaiset sirut voivat johtaa huonoon massan laatuun.

Keittimet

Keittimessä on keskeinen kemiallinen massa. Se keittää putkirut lämmöllä ja kemikaaleilla ligniinin hajottamiseksi vapauttaen selluloosakuidut. Kehittimet ovat kahta muotoa: erä ja jatkuva. Eräsuojukset käsittelevät yhden kuorman kerrallaan, jatkuvat keittimet toimivat keskeytyksettä, joka on ihanteellinen vahvan kraft-massan tuottamiseksi suurilla tilavuuksilla.

Pulpaita

Pulper luo lietteen sekoittamalla raa'at kuidut tai kierrätetyn paperin vedellä. Terät tai roottorit sekoittavat seosta, jakavat materiaalit erillisiksi kuiduiksi. Se on avainkone sekä tuoreen puun massan että kierrätystoimenpiteille. Kierrätetylle paperille Pulper sisältää usein deinking -vaiheet, jotka auttavat puhdistamaan käytetyn paperin ennen puhdistamista.

Jalostaja

Jalostaja muuttaa kuidun muotoa ja pintarakennetta, mikä auttaa niitä sitoutumaan tiukemmin paperinvalmistuksen aikana. Se käyttää pyöriviä levyjä tai kartioita kuidun leikkaamiseen ja fibrillaamiseen. Jalostustaso vaikuttaa suoraan paperin laatuun siitä, kuinka vahva se on tulostettua. Liiallinen palauttaminen voi vahingoittaa kuituja ja heikentää lopputuotetta.

Neljänvihreän kone

Neljävyöhyke kone muodostaa paperiarkin levittämällä massa liikkuvan silmän langan yli. Vesi tyhjenee verkon läpi kuitumaton muodossa. Verkon alapuolella olevat tyhjiölaatikot auttavat poistamaan lisää vettä. Tämä osa määrittelee arkkien yhtenäisyyden ja kuidun jakautumisen, mikä on kriittistä sileiden, yhdenmukaisten paperirullien tai arkkien tekemiseksi.

Kuivausrummut ja kalenterit

Painamisen jälkeen kostea paperi liikkuu suurten höyrylämmitettyjen kuivausrumpujen läpi. Nämä sylinterit poistavat vähitellen kosteutta, kunnes arkki saavuttaa kohteen kuivuutensa. Seuraavaksi arkki kulkee kalentereiden läpi - tasaiset rullat, jotka puristavat ja kiillottavat sitä. Tämä vaihe säätää paperin paksuuden, tekstuurin ja viimeistelyn riippuen siitä, onko tuote kiiltävä, matta vai päällystämätön.

Yleiset paperityypit ja niiden käytöt

Kirjoittaminen ja tulostuspaperi

• Käytetään kirjoihin, toimistoasiakirjoihin ja ammattihenkilöihin.

• Sileä pinta musteen imeytymisen helpottamiseksi.

• Yleisiä tyyppejä ovat sidospaperi ja kopiokone.

• Soveltuu tulostimille, faksikoneille ja kopiokoneille.

Pakkauspaperi

• Suojaa ja esittelee tuotteita kuljetuksen aikana.

• Sisältää Kraft -paperin, joka tunnetaan lujuudesta ja kyynelkestävyydestä.

• Käytetään kääre-, tyyny- ja täyte laatikoihin.

Kudos- ja hygieniatuotteet

• Valmistettu pehmeistä, imukykyisistä materiaaleista.

• Sisältää wc -paperin, paperipyyhkeet, lautasliinat ja kasvokudokset.

• Suunniteltu lempeäksi iholle ja tarjoaa samalla korkean imeytymisen.

Erikoispaperit (kiiltävä, matta, päällystetty)

• Kiiltävä: Ihanteellinen valokuvatulostukseen, kirkkain väreillä ja terävillä yksityiskohdilla.

• Matte: Ei-heijastava pinta, täydellinen taidetulosteisiin ja luettaviin asiakirjoihin.

• Pinnoitettu: Käytetään korkealaatuisissa lehdissä, esitteissä ja markkinointimateriaaleissa.

Laadunvalvonta paperinvalmistuksessa

Testatut mekaaniset ja fysikaaliset ominaisuudet

Vetolujuus

Vetolujuuskokeet mittaavat kuinka paljon voimapaperi pystyy käsittelemään ennen kuin se rikkoutuu. Tämä ominaisuus on tärkeä paperille, jota käytetään tuotteissa, joiden on vastustettava venytystä, kuten pakkaamista. Suurempi vetolujuus varmistaa, että paperi voi kestää stressiä repimättä.

Kyynelkestävyys

Kyynärkestävyystestit määrittävät, kuinka hyvin paperi kestää paineen alla. Tämä on erityisen tärkeää tuotteille, kuten laukkuille tai kirjekuorille, joissa paperi voidaan kohdistaa teräviin voimiin. Vahva kyynelkestävyys auttaa paperia säilyttämään eheyden käytön aikana.

Opasiteetti ja kirkkaus

Opasiteettikokeet mittaavat kuinka paljon valoa kulkee paperin läpi, kun taas kirkkaus mittaa kuinka paljon valoa se heijastaa. Nämä ominaisuudet vaikuttavat paperin ulkoasuun, etenkin tulostamiseen. Suurempi opasiteetti ja kirkkaus parantavat painettujen materiaalien visuaalista vetovoimaa ja selkeyttä.

Sileys ja tulostettavuus

Sileys viittaa paperin pintarakenteeseen, mikä vaikuttaa musteen leviämiseen. Tasaisempi paperi mahdollistaa selkeämmät, terävämmät tulosteet, mikä tekee siitä ihanteellisen korkealaatuisille painettuille tuotteille. Karkeamman pinnan paperit voivat aiheuttaa ongelmia musteen imeytymisessä ja tulostusten selkeydessä.

Laitteet ja mittausmenetelmät

• Vetokeskuksen testaaja : Mittaa paperin voimakkuus ja pidennys ennen murtumista.

• Elmendorfin kyyneleskeet : Arvioi paperin kyynelkestävyys kontrolloiduissa olosuhteissa.

• Opasiteetti- ja kirkkausmittarit : Mittaa valonsiirto ja visuaalisen laadun heijastus.

• Pintaprofiilit : Käytetään paperin sileyden mittaamiseen, laadun varmistamiseen tulostamiseen.

Haasteet massan ja paperin

haastekuvauksessa	tuotannon
Kuidun vaihtelu	Kuitujen laadun ja koostumuksen vaihtelut vaikuttavat paperin lujuuteen ja konsistenssiin.
Kosteus ja kuivausohjaus	Kosteustasojen hallinta on kriittistä; Ylimääräinen kosteus heikentää paperia, kun taas riittämätön kosteus voi aiheuttaa halkeilua.
Laitteiden kuluminen ja huolto	Koneiden jatkuva käyttö johtaa kulumiseen, mikä vaatii säännöllistä huoltoa ja päivityksiä häiriöiden välttämiseksi.
Energian ja veden kulutus	Korkean energian ja veden käyttöä ovat luontaisia ​​paperintuotannossa, ja ne aiheuttavat haasteita kustannusten hallinnassa ja kestävyydessä.

Parannusmahdollisuudet ja innovaatiot

Kierrätettyjen kuitujen käyttö on kasvumahdollisuus paperiteollisuudessa. Yhdistämällä kierrätetyt materiaalit valmistajat voivat vähentää kustannuksia ja minimoida ympäristövaikutukset. Teknologian kehitys mahdollistaa nyt korkealaatuisemman kierrätyskuidun, mikä tekee niistä kestävämmän vaihtoehdon paperin tuottamiseksi vaarantamatta voimaa tai kestävyyttä.

Jalostus- ja muodostumistekniikka kehittyy edelleen, mikä parantaa paperituotteiden laatua. Uudet jalostustekniikat parantavat kuitujen sitomista, mikä johtaa voimakkaampaan paperiin. Samaan aikaan paremmat muodostumismenetelmät auttavat luomaan tasaisempia, johdonmukaisempia arkkeja, vähentämään vikoja ja parantamaan tuotteiden tasaisuutta.

Automaatio prosessinhallinnassa muuttaa paperinvalmistusta. Reaaliaikaista tietoa käyttämällä automatisoituja järjestelmiä antaa valmistajille mahdollisuuden säätää tuotantoparametreja, kuten kosteustasoa ja lämpötilaa. Tämä johtaa parantuneeseen johdonmukaisuuteen, vähemmän vikoihin ja parempaan yleiseen tehokkuuteen koko tuotantoprosessissa.

Johtopäätös

Massan ja paperin valmistusprosessiin sisältyy useita avainvaiheita, mukaan lukien raaka -aineiden valmistus, massa, valkaisu, jalostaminen ja paperinvalmistus. Jokainen vaihe on ratkaisevan tärkeä korkealaatuisen paperin ja tehokkuuden varmistamiseksi. Näiden prosessien hallitseminen on välttämätöntä tuotteiden johdonmukaisuuden ylläpitämiseksi ja teollisuuden standardien täyttämiseksi.

Edistyksillä, kuten kierrätetyt kuidut ja automaatio, paperinvalmistuksen tulevaisuus näyttää lupaavalta. Nämä innovaatiot parantavat kestävyyttä ja tuotannon tehokkuutta tarjoamalla ympäristöteollisuudelle enemmän ympäristöystävällisempiä ja kustannustehokkaampia ratkaisuja.

Usein kysyttyjä kysymyksiä (usein kysytyt kysymykset)

Mitä eroa on massan ja paperin välillä?

Massa on paperimateriaali, jota käytetään paperin valmistukseen. Paper on valmis tuote, joka on valmistettu massalla prosessoimalla arkkeja.

Miksi havupuut ja lehtipuut molemmat käytetään paperinvalmistuksessa?

STEPRUE tarjoaa pitkät kuidut voimaa varten, kun taas lehtipuu tarjoaa lyhyempiä kuituja sileyden ja paremman painettavuuden suhteen paperilla.

Kuinka sellu valkaistaan ​​käyttämättä klooria?

Massa voidaan valkaista käyttämällä happea, vetyperoksidia tai otsonia, vähentämällä ympäristövaikutuksia ja välttämällä klooripohjaisia ​​kemikaaleja.

Viitilähteet

.

.

[3] https://www.princeton.edu/~ota/disk1/1989/8931/893104.pdf

.

[5] https://www.vectorsolutions.com/resources/blogs/papermingeen-process/

.

[7] https://www.slideshare.net/slideshow/paper-manufacturing-process/79334000

[8] https://www.youtube.com/watch?v=E4C3X26DXBM