Cellulóz- és papírgyártási folyamat

Gondolt már arra, hogy miként készül a mindennapi papír? A cellulóz- és papírgyártási folyamat a tudomány, a gépek és az évszázados ismeretek lenyűgöző keveréke, amely a fát és az újrahasznosított anyagokat mindentől a notebookoktól a csomagolásig.

Ebben a bejegyzésben megtudhatja, mi a culp és a papírgyártás valójában, miért számít a mai világban, és hogyan alakult az idő múlásával. Minden lépésben végigmegyünk - a nyersanyag -előkészítéstől és a pépetől a lemezek kialakulásáig és a befejezésig. Függetlenül attól, hogy kíváncsi hallgató vagy, vagy csak meg akarja érteni, mi történik a papírkészítésbe, ez az útmutató az Ön számára.

Mi az a pép? A nyersanyag megértése

A pép az összes papírtermék kiindulópontja. Ez egy nedves, rostos keverék, amely a növényi anyagok, például fa vagy újrahasznosított papír lebontásából készül. Az elválasztás után a szálak vékony lepedőkké alakíthatók - ez a papír. De nem minden pép ugyanúgy készül. Bontjuk le a használt szálak típusait, és miért a cellulóz az igazi hős ebben a folyamatban.

A papírgyártáshoz használt szálak típusai

Fa szálak: Softwood vs keményfa

• A lágyfa rostok (mint például a fenyő vagy a lucfenyő) hosszabbak és rugalmasabbak. Ez erősebbé és tartósabbá teszi a papírt.

• A keményfa rostok (például a nyír vagy az eukaliptusz) rövidebbek és simábbak. Segítenek egy finom, akár felületi - ideális nyomtatáshoz.

Típusú	rosthosszú	papír szilárdság	közös használat
Puhafa	Hosszú	Magas	Csomagolás, karton
Keményfa	Rövid	Alacsonyabb	Papír nyomtatása, szövetek

Nem fa rostok

• Ide tartoznak a bagasse (cukornádmaradvány), a len , pamut és a kender . Gyakran használják speciális papírokban, vagy ahol a fák nélküli forrásokat részesítik előnyben.

• A Bagasse könnyű és általában megtalálható az élelmiszer -csomagolásban. A pamut puha, kiváló minőségű papírt készít, például valutát vagy művészeti papírt.

Újrahasznosított szálak

• Az újrahasznosított papírt megtisztítják, újra elpusztítják és újra felhasználják. Bár rövidebb és gyengébb, mint a szűz rostok, ez még mindig hasznos.

• Gyakran összekeverednek erősebb szálakkal, hogy növeljék a papír tartósságát és textúráját.

Miért kulcsfontosságú a cellulóz a papírgyártáshoz?

A cellulóz szerepe

A cellulóz az összes növényi alapú szálban található alapanyag. Kemény, rugalmas és jól kötődik más szálakhoz. Ez az, ami tökéletessé teszi az együtt tartó lap kialakítását.

Lignin és hemicellulóz: Támogató szereplők

• A lignin úgy viselkedik, mint a fában ragasztó. Szorosan tartja a szálakat, de el kell távolítani, vagy a papír sárga és törékenyé válik.

• A hemicellulóz segít a szálak közötti kötésben. Bár lágyabb, mint a cellulóz, támogatja a rugalmasságot és a lemezképződést.

  
  

Lépésről lépésre a cellulóz- és papírgyártási folyamat áttekintése

A nyers naplókról a kész papírlapra való utazás több lépéssel jár. Minden fázis gondosan átalakítja a növényi rostokat erős, nyomtatható lapká. Ez a szakasz végigvezeti Önt az alapvető gyártási szakaszokon, kiemelve mind a cellulóz- és papírgyárakban alkalmazott hagyományos és modern technikákat.

1. Alapanyag -előkészítés

Elzárási és forgácsolási folyamat

A rönkök először áthaladnak a nagy dudor dobokon, amelyek vízzel és permetezéssel távolítják el a kéreget. A tiszta rönkök ezután nagysebességű koporsókra mozognak, amelyek kicsi, egységes chipekre vágják őket a következetes pépességi eredmények érdekében.

A faforgácsnak kicsinek és egyenletesnek kell lennie, hogy biztosítsák a hatékony főzést és a szálas elválasztást a pépzés során.

Fa beszerzése

• A rönköket általában a kezelt erdőkből gyűjtik, vagy fűrésztelepekből és fafeldolgozó üzemekből származó maradékként nyerik.

• Az erdő törmelékeket, mint például az ágakat vagy a díszítést, szintén meg van vágva és költséghatékony szálforrásként használják.

Anyagforrás	előnyei
Fűrésztelep maradványok	Megfizethető, csökkenti a fa hulladékot, már megsemmisült
Kezelt erdei rönkök	Erős, friss szálak, főleg a kraft papírhoz
Fakitermelési maradék	Alacsony minőségű fát használ és csökkenti az ártalmatlanítást

2.

Mechanikus pépés

• Kő Groundwood (SGW): A rönköket a hatalmas csiszolókerekek ellen tolják, hogy minimális kémiai felhasználású szálakat kinyerjenek.

• Finomító mechanikus pépessége (RMP): A faforgácsot a finomítókban aprítják forgó fémlemezek nagynyomás alatt.

• Hő-mechanikus pulzálás (TMP): Gőz előtti chips finomítás előtt, javítva a fényerőt és a rost rugalmasságát.

A mechanikus pép megtartja a fa szerkezetének nagy részét, de ez alacsonyabb szilárdsághoz és sötétebb papírhoz vezet, nehéz fehérítés nélkül.

Vegyi pépés

• Kraft eljárás: Erős lúgos oldatot használ a lignin feloldására, miközben tartja a cellulózrostokat érintetlen és erős.

• Szulfit eljárás: sav-alapú módszer, jobb a speciális papírokhoz, de gyengébb péphez vezet a Krafthoz képest.

Félig kémiai pépesség

• A chipeket enyhén főzzük vegyi anyagokban, majd mechanikusan finomítják-tökéletes a nagymértékű termékekhez, például a hullámosított dobozokhoz.

Mechanikus és kémiai összehasonlítás

jellegzetes	mechanikus pép	kémiai pép
Rost szilárdsága	Alacsony a visszatartott lignin miatt	Magas a teljes lignin eltávolítása miatt
Hozam	Magas (90–95%)	Közepes (45–55%)
Fényerő (fehérítő után)	Közepes	Magas
Tipikus felhasználások	Katalógusok, újságpapírok, szórólapok	Irodai papír, csomagolás

3. Péptisztítás és szűrés

• A pépzés után a törmelék, mint a csomók, a kéreg és a homokot el kell választani, hogy megakadályozzák a berendezések károsodását és a rossz papírminőséget.

• A centrifugális tisztítószerek nagy sebességgel forgatják a cellulóz -iszapot, hogy eltávolítsák a sűrű szennyező anyagokat, például a szemcsék és a fémfragmenseket.

A tiszta pép biztosítja az egyenletes lemezképződést, és elkerüli a maradék kemény részecskék vagy facsomók által okozott papírszakadásokat.

4. Fehérítés folyamat

A fehérítés fényesebbé teszi a cellulózat és javítja a végső papír megjelenését. A kémiai péphez mélyebb fehérítésre van szükség, mint a mechanikus cellulóz.

• Miért fehérítő? A fehérítetlen cellulóz sötét papírt hoz létre, amely könnyen elszíneződik, különösen fény vagy idő alatt.

• Általános szerek: A hidrogén -peroxid szelíd, a klór -dioxid nagyon hatékony, és az ózon gyorsan működik, de drága.

• Különböző megközelítések: A mechanikus cellulózat enyhén fehérítik a hozam megőrzése érdekében; A kémiai pép teljes mértékben fehérítve van a fehérség érdekében.

A fehérítő ügynök	hatékonysága	legjobb	a
Hidrogén -peroxid	Mérsékelt	Alacsony	Újrahasznosított vagy mechanikus pép
Klór -dioxid	Magas	Mérsékelt	Kraft és szulfit vegyi pép
Ózon	Nagyon magas	Magas	Magas fényességű speciális papírok

---

5. Finomítás és verés

A finomítás célja

A finomítás előkészíti a szálakat, hogy jobban kötődjenek a felületek durverelésével, és rugalmasabbá és reteszelőbbé teszik őket.

• A jól finomított szálak erősebb papírt hoznak létre azáltal, hogy szigorúbb, tartósabb kötéseket képeznek a lapok kialakulása során.

Finomító berendezések

• A lemez finomítói: Nagysebességű forgó lemezek csiszolása a rágcsált fémlemezek között, beállítva a rost alakját és hosszát.

• Kúpos finomítók: Használjon nyomást és kúp alakú kamrákat, hogy szeleteljék és tömörítsék a pép egységesebb szálakba.

Hatás a rostkötésre

• A túl finomítás túl rövid, a szálak túl rövidre, gyengítve a lemezt, míg az alulfinanszírozás rossz rostkötést és durva textúrát eredményez.

A megfelelő finomítás javítja a papír simaságát, szakítószilárdságát és nyomtathatóságát anélkül, hogy törékeny vagy egyenetlen lenne.

6. papírgyártási folyamat

A lap kialakítása

• A vizes pépkeverék egyenletesen eloszlik a fejdobozból egy mozgó dróthálóra, hogy elkezdje a papírlap kialakítását.

• A gravitáció és a szívás távolítsa el a legtöbb vizet, hagyva egy nedves rostos szőnyeget, amely készen áll a préselésre.

Sajtó

• A nedves szőnyeg áthalad a filcbe csomagolt nehéz görgőkön, hogy több vizet kinyomjon, és összegyűjtse a szálakat.

• Ez javítja a lemez szilárdságát, és előkészíti az internetet a gyorsabb szárításhoz a rostkötések károsodás nélkül.

Szárítás

• A fűtött hengerek sorozata elpárologtatja a maradék nedvességet, és a víztartalmat a végtermékben körülbelül 5% -ra csökkenti.

Színpadi	víztartalom (%)
A kialakítás után	~ 99%
Nyomás után	~ 50–60%
Szárítás után	~ 4–6%

7. befejezés és átalakítás

• Naptár: A papír áthalad a sima, fűtött görgők között, hogy lelapítsák a felületét és csökkentsék a vastagság változásait.

• Bevonat és méretezés: A felületeket keményítőkkel, agyagokkal vagy latexekkel lehet kezelni a nyomtatási minőség és a tinta ellenállás javítása érdekében.

• Vágás és csomagolás: A folyamatos papírtekercset kezelhető méretekre vagy lapokra szeleteljük, majd be kell csomagolni a kézbesítésre.

A végső befejezési lépések meghatározzák a papír textúráját, súlyát, ragyogását és teljesítményét a nyomtatási vagy összecsukható alkalmazásokban.

A papírgyártási folyamatban használt kulcsfontosságú gépek

A papírgyártás a gépek összehangolt rendszerétől függ. Mindegyik egy adott munkát végez a nyers fáról a kész papírra történő átalakítás során. A kéreg eltávolításától a végső lap simításáig ezek a gépek egymás után működnek annak biztosítása érdekében, hogy minden lap megfelel -e a minőségi előírásoknak. Fedezzük fel a folyamat során használt alapvető gépeket.

Bili

A Debarker eltávolítja a kéreg a fatörzsekből, mielőtt megcsípik őket. Ez a lépés azért fontos, mert a kéreg szennyeződést és károsíthatja a gépeket a lefelé. A Debarker belsejében a rönkök nagy dobokban forognak, míg a víz fúvókái meglazítják és sztrájkolják a kéreget. A megtisztítás után a naplók készen állnak a forgácsba való belépésre.

Roppant

A Chipper a rönkök rönköket kicsi, egyenletes faforgácská vágják, amelyeket könnyebben feldolgozhatunk. Éles, forgó pengéket használ a rönkök gyors és hatékony szeletelésére. A chipsnek következetes méretűnek kell lennie, így egyenletesen főznek az emésztőkben, vagy a mechanikai folyamatokban megfelelően finomítják. Az egyenetlen chipek rossz pépminőséghez vezethetnek.

Emésztő

Az emésztő központi szerepet játszik a kémiai pépességben. Főzi a faforgácsot hővel és vegyi anyagokkal, hogy lebontja a lignint, felszabadítva a cellulózrostokat. Az emésztők két formában kaphatók: kötegelt és folyamatos. Míg a kötegelt emésztők egyszerre egy terhelést kezelnek, addig a folyamatos emésztők non-stop, ideálisak az erős kraft pép előállításához nagy mennyiségben.

Puha

A pulper egy iszapot hoz létre, ha nyers rostokat vagy újrahasznosított papírt keverünk vízzel. A pengék vagy a forgórészek keverik a keveréket, és az anyagokat külön szálakba bontják. Ez egy kulcsgép mind a friss fapép, mind az újrahasznosítási műveletekhez. Az újrahasznosított papírhoz a pulper gyakran magában foglalja a lemorzsolódási lépéseket, amelyek segítenek a használt papír tisztításában a finomítás előtt.

Finomító

A finomító módosítja a rost alakját és a felületi textúrát, segítve őket szorosabban a papírkészítés során. Forgó lemezeket vagy kúpokat használ a szálak finoman vágására és fibrillálására. A finomítási szint közvetlenül befolyásolja a papírminőséget, attól kezdve, hogy mennyire erős a nyomtatványok. A túl finomítás károsíthatja a szálakat és gyengítheti a végterméket.

Fourdrinier gép

A Fourdrinier gép a papírlapot képezi a pép elterjedésével egy mozgó hálóhuzalon. A víz a hálón áthalad, amikor a szálas szőnyeg képződik. A háló alatti vákuumdobozok segítenek eltávolítani a több vizet. Ez a szakasz meghatározza a lemez egységességét és a rosteloszlást, amely kritikus fontosságú a sima, következetes papír tekercsek vagy lapok készítéséhez.

Szárítók és naptárok

Préselés után a nedves papír nagy gőzfűtésű szárítókon mozog. Ezek a hengerek fokozatosan eltávolítják a nedvességet, amíg a lemez el nem éri a célszárazságot. Ezután a lemez áthalad a napszámlókon keresztül - a hengerek, amelyek összenyomják és csiszolják. Ez a lépés beállítja a papír vastagságát, textúráját és befejezését attól függően, hogy a termék fényes, matt vagy bevonatú.

Gyakori típusú papír- és felhasználásuk

Papír írása és nyomtatása

• Könyvekhez, irodai dokumentumokhoz és szakmai papírokhoz használják.

• Sima felület az egyszerű tinta abszorpcióhoz.

• Általános típusok a Bond Paper és a másolópapír.

• Képes nyomtatókhoz, faxgépekhez és fénymásolókhoz.

Csomagolópapír

• Védi és bemutatja a termékeket a szállítás során.

• Tartalmazza a Kraft papírt, amely az erő és a könny ellenállásról ismert.

• Csomagoláshoz, párnázáshoz és töltőboxokhoz használják.

Szövet- és higiéniai termékek

• Lágy, abszorbens anyagokból készül.

• Tartalmaz WC -papírt, papírtörülközőket, szalvétákat és arcszöveteket.

• Úgy tervezték, hogy szelíd legyen a bőrön, miközben magas abszorpciós képességet kínál.

Különleges papírok (fényes, matt, bevont)

• Fényes: Ideális fotónyomtatáshoz, élénk színekkel és éles részletekkel.

• Matt: Nem reflektív felület, tökéletes művészeti nyomatokhoz és olvasható dokumentumokhoz.

• Bevonat: Kiváló minőségű magazinokhoz, brosúrákhoz és marketing anyagokhoz használják.

Minőségellenőrzés a papírgyártásban

A vizsgált mechanikai és fizikai tulajdonságok

Szakítószilárdság

A szakítószilárdsági tesztek megmérik, hogy mennyi erőpapír képes kezelni, mielőtt megszakad. Ez a tulajdonság fontos a termékekben használt papírok számára, amelyeknek ellenállniuk kell a nyújtásnak, például a csomagolásnak. A magasabb szakítószilárdság biztosítja, hogy a papír szakadás nélkül elviselje a stresszt.

Könny -ellenállás

A könny -ellenállási tesztek meghatározzák, hogy a papír mennyire tartja a nyomás alatt. Ez különösen fontos olyan termékek esetében, mint a táskák vagy borítékok, ahol a papír éles erőknek vethető alá. Az erős könny -ellenállás segíti a papírt a használat közbeni integritásának fenntartásában.

Opacitás és fényerő

Az átlátszási tesztek megmérik, hogy mekkora fény áthalad a papíron, míg a fényerő azt méri, hogy mekkora fényt tükröz. Ezek a tulajdonságok befolyásolják a papír megjelenését, különösen a nyomtatáshoz. A magasabb átlátszóság és fényerő javítja a nyomtatott anyagok vizuális vonzerejét és egyértelműségét.

Simaság és nyomtathatóság

A simaság a papír felszíni textúrájára utal, ami befolyásolja a tinta terjedését. A simább papír tiszta, élesebb nyomatokat tesz lehetővé, így ideális a kiváló minőségű nyomtatott termékekhez. A durvabb felületű papírok problémákat okozhatnak a tinta abszorpcióval és a nyomtatás tisztaságával.

A berendezések és a mérési módszerek tesztelése

• Szakító tesztelő : A papír szilárdságát és meghosszabbítását méri a törés előtt.

• Elmendorf könny -tesztelő : A papír könny -ellenállását ellenőrzött körülmények között értékeli.

• Opacitás és fényerő mérők : Mérje meg a fényátvitelt és a reflexiót a vizuális minőség érdekében.

• Felszíni profilozók : A papír simaságának mérésére szolgál, biztosítva a nyomtatás minőségét.

Kihívások a cellulóz- és papírgyártási

kihívás	leírásában
Rost variabilitása	A rostminőség és az összetétel változásai befolyásolják a papír erősségét és konzisztenciáját.
Nedvesség és szárítás szabályozása	A nedvességszint kezelése kritikus; A felesleges nedvesség gyengíti a papírt, míg a nem megfelelő nedvesség repedést okozhat.
Berendezések kopása és karbantartása	A gépek folyamatos használata kopáshoz vezet, rendszeres karbantartást és frissítést igényel a zavarok elkerülése érdekében.
Energia- és vízfogyasztás	A nagy energia- és vízfelhasználás a papírgyártásban rejlik, és kihívásokat jelent a költségkezelés és a fenntarthatóság terén.

A fejlesztési és innováció lehetőségei

Az újrahasznosított szálak használata növekvő lehetőség a papíriparban. Az újrahasznosított anyagok beépítésével a gyártók csökkenthetik a költségeket és minimalizálhatják a környezeti hatásokat. A technológiai fejlődés most lehetővé teszi a magasabb színvonalú újrahasznosított szálakat, így fenntarthatóbb lehetőséget kínálnak a papír előállításához anélkül, hogy veszélyeztetnék az erőt vagy a tartósságot.

A finomítás és a képződés technológiája tovább fejlődik, javítva a papírtermékek minőségét. Az új finomítási technikák javítják a rostkötést, ami erősebb papírhoz vezet. Eközben a jobb formációs módszerek segítenek a simább, következetesebb lapok létrehozásában, a hibák csökkentésével és a termék egységességének javításával.

Az automatizálás a folyamatvezérlésben átalakítja a papírgyártást. A valós idejű adatok felhasználásával az automatizált rendszerek lehetővé teszik a gyártók számára, hogy beállítsák a termelési paraméterek, például a nedvességszint és a hőmérsékletet. Ez jobb következetességet, kevesebb hibát és jobb általános hatékonyságot eredményez a termelési folyamat során.

Következtetés

A cellulóz- és papírgyártási folyamat számos kulcsfontosságú szakaszot foglal magában, beleértve a nyersanyag -előkészítést, a pulzást, a fehérítést, a finomítást és a papírgyártást. Minden szakasz elengedhetetlen a kiváló minőségű papír és a hatékonyság biztosítása érdekében. Ezen folyamatok elsajátítása elengedhetetlen a termékkonzisztencia fenntartásához és az ipari előírások betartásához.

Az olyan fejlődéssel, mint az újrahasznosított szálak és az automatizálás, a papírgyártás jövője ígéretesnek tűnik. Ezek az újítások javítják a fenntarthatóságot és a termelés hatékonyságát, környezetbarátabb és költséghatékonyabb megoldásokat kínálva a papíripar számára.

Gyakran feltett kérdések (GYIK)

Mi a különbség a pép és a papír között?

A cellulóz a papír előállításához használt rostos anyag. A papír a késztermék, amelyet a pép lapokra történő feldolgozásával készítenek.

Miért használják mind a puha, mind a keményfa papírkészítésben?

A Softwood hosszú rostokat biztosít az erőhöz, míg a keményfa rövidebb szálakat kínál a simasághoz és a jobb nyomtathatósághoz.

Hogyan lehet a pépfehérítést klór használata nélkül?

A pép fehéríthető oxigén, hidrogén-peroxid vagy ózon alkalmazásával, csökkentve a környezeti hatást és elkerülve a klór alapú vegyi anyagokat.

Referenciaforrások

[1] https://www.pulpandpaper-technology.com/articles/pulp-and-paper- Manufacturing-process-in-paper-industry

[2] https://extension.okstate.edu/fact-sheets/basics-of-paper-manufacturing.html

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

[4] https://www.deskera.com/blog/paper-manufacturing-process-paper-is-made/

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

[6] https://www.draeger.com/content/documents/content/pulp-paper-note-pdf-10780-en-us-2106-3.pdf

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

[8] https://www.youtube.com/watch?v=e4c3x26dxbm