Proses pembuatan bubur dan kertas

Pernahkah Anda memikirkan bagaimana kertas sehari -hari dibuat? Proses pembuatan bubur kertas dan kertas adalah perpaduan yang menarik antara sains, mesin, dan pengetahuan berabad-abad yang mengubah kayu dan bahan daur ulang menjadi segala sesuatu mulai dari buku catatan hingga kemasan.

Dalam posting ini, Anda akan mempelajari apa sebenarnya pembuatan kertas dan kertas, mengapa itu penting di dunia saat ini, dan bagaimana ia berkembang dari waktu ke waktu. Kami akan memandu Anda melalui setiap langkah - dari persiapan bahan baku dan pulping hingga pembentukan dan finishing lembaran. Apakah Anda seorang siswa yang penasaran atau hanya ingin memahami apa yang masuk ke dalam membuat kertas, panduan ini untuk Anda.

Apa itu bubur kertas? Memahami bahan baku

Bubur adalah titik awal dari semua produk kertas. Ini adalah campuran basah dan berserat yang terbuat dari memecah bahan tanaman seperti kayu atau kertas daur ulang. Setelah dipisahkan, serat dapat dibentuk menjadi lembaran tipis - kertas itu. Tetapi tidak semua bubur dilakukan dengan cara yang sama. Mari kita uraikan jenis serat yang digunakan dan mengapa selulosa adalah pahlawan nyata dalam proses ini.

Jenis serat yang digunakan dalam pembuatan kertas

Serat kayu: kayu lunak vs. kayu keras

• Serat kayu lunak (seperti pinus atau cemara) lebih panjang dan lebih fleksibel. Ini membuat kertas lebih kuat dan lebih tahan lama.

• Serat kayu keras (seperti birch atau kayu putih) lebih pendek dan lebih halus. Mereka membantu menciptakan permukaan yang bagus, bahkan bahkan untuk dicetak.

Jenis	Panjang Serat	Kekuatan Kertas	Penggunaan Umum
Kayu lunak	Panjang	Tinggi	Kemasan, kardus
Kayu keras	Pendek	Lebih rendah	Kertas cetak, tisu

Serat non-kayu

• Ini termasuk bakase (residu tebu), rami , kapas , dan rami . Mereka sering digunakan dalam kertas khusus atau di mana sumber bebas pohon lebih disukai.

• Bagasse ringan dan umumnya ditemukan dalam kemasan makanan. Kapas membuat kertas lembut, berkualitas tinggi, seperti mata uang atau kertas seni.

Serat daur ulang

• Kertas daur ulang dibersihkan, ditularkan kembali, dan digunakan kembali. Meskipun lebih pendek dan lebih lemah dari serat perawan, masih berguna.

• Mereka sering dicampur dengan serat yang lebih kuat untuk meningkatkan daya tahan dan tekstur kertas.

Mengapa selulosa adalah kunci pembuatan kertas

Peran selulosa

Selulosa adalah bahan inti yang ditemukan di semua serat nabati. Ini sulit, fleksibel, dan terikat dengan serat lain. Itulah yang membuatnya sempurna untuk membentuk lembar yang disatukan.

Lignin dan hemiselulosa: pemeran pendukung

• Lignin bertindak seperti lem di kayu. Ini memegang serat rapat tetapi harus dilepas, atau kertas berubah kuning dan rapuh.

• Hemicellulose membantu ikatan antar serat. Meskipun lebih lembut dari selulosa, ini mendukung fleksibilitas dan pembentukan lembar.

  
  

Tinjauan langkah demi langkah dari proses pembuatan pulp dan kertas

Perjalanan dari log mentah ke selembar kertas jadi melibatkan beberapa langkah. Setiap fase dengan hati -hati mengubah serat tanaman menjadi lembaran yang kuat dan dapat dicetak. Bagian ini menuntun Anda melalui tahap manufaktur inti, menyoroti teknik tradisional dan modern yang digunakan dalam pabrik pulp dan kertas saat ini.

1. Persiapan bahan baku

Debarking dan proses chipping

Log pertama -tama melewati drum debarking besar, yang menghilangkan kulit kayu dengan jatuh dan menyemprotkan air. Log bersih kemudian pindah ke chipper berkecepatan tinggi yang memotongnya menjadi chip kecil dan seragam untuk hasil pulp yang konsisten.

Keripik kayu harus kecil dan seragam untuk memastikan memasak yang efisien dan pemisahan serat yang konsisten selama pulp.

Sumber kayu

• Log biasanya dipanen dari hutan yang dikelola atau diperoleh sebagai residu dari penggergajian gergaji dan pabrik pemrosesan kayu.

• Puing-puing hutan seperti cabang atau hiasan juga terkelupas dan digunakan sebagai sumber serat yang hemat biaya.

Sumber Material	Keuntungan
Sisa penggergajian	Terjangkau, mengurangi limbah kayu, sudah debarked
Log hutan yang dikelola	Serat yang kuat dan segar, terutama untuk kertas kraft
Residu logging	Memanfaatkan kayu bermutu rendah dan mengurangi pembuangan

2. Proses pulp

Pulp Mekanik

• Stone Groundwood (SGW): Log didorong terhadap roda penggilingan besar untuk mengekstrak serat dengan penggunaan kimia minimal.

• Refiner Mechanical Pulp (RMP): Keripik kayu dirobek pada penyuling menggunakan disk logam berputar di bawah tekanan tinggi.

• Thermo-Mechanical Pulp (TMP): Chip pra-perawatan uap sebelum memperbaiki, meningkatkan kecerahan dan fleksibilitas serat.

Pulp mekanik mempertahankan sebagian besar struktur kayu, tetapi ini mengarah pada kekuatan yang lebih rendah dan kertas yang lebih gelap tanpa pemutihan berat.

Pulp Kimia

• Proses Kraft: Menggunakan larutan alkali yang kuat untuk melarutkan lignin sambil menjaga serat selulosa tetap utuh dan kuat.

• Proses sulfit: Metode berbasis asam, lebih baik untuk makalah khusus tetapi menghasilkan pulpa yang lebih lemah dibandingkan dengan kraft.

Pulp semi-kimia

• Keripik dimasak dengan ringan dalam bahan kimia, kemudian disempurnakan secara mekanis-sempurna untuk produk-produk yang kokoh seperti kotak bergelombang.

Mekanik vs perbandingan kimia

karakteristik	pulp mekanik	pulp kimia
Kekuatan serat	Rendah karena lignin yang ditahan	Tinggi karena penghapusan lignin penuh
Menghasilkan	Tinggi (90-95%)	Medium (45–55%)
Kecerahan (setelah pemutih)	Sedang	Tinggi
Penggunaan Khas	Katalog, koran, selebaran	Kertas kantor, kemasan

3. Pembersihan dan penyaringan pulp

• Setelah pulp, puing -puing seperti simpul, kulit kayu, dan pasir harus dipisahkan untuk mencegah kerusakan peralatan dan kualitas kertas yang buruk.

• Pembersih sentrifugal memutar bubur bubur dengan kecepatan tinggi untuk menghilangkan kontaminan padat seperti grit dan fragmen logam.

Bubur bersih memastikan pembentukan lembaran bahkan dan menghindari kerusakan kertas yang disebabkan oleh sisa partikel keras atau gumpalan kayu.

4. Proses pemutih

Bleaching membuat bubur lebih cerah dan meningkatkan tampilan kertas akhir. Bubur kimia membutuhkan pemutihan yang lebih dalam daripada pulp mekanis.

• Mengapa Bleach? Bubur yang tidak dikelantang menghasilkan kertas gelap yang mudah berubah, terutama di bawah cahaya atau seiring waktu.

• Agen Umum: Hidrogen peroksida lembut, klorin dioksida sangat efektif, dan ozon bekerja dengan cepat tetapi mahal.

• Pendekatan yang berbeda: pulp mekanis diputihkan ringan untuk mempertahankan hasil; Bubur kimia sepenuhnya diputihkan untuk putih.

agen pemutih	efektivitas	Biaya	terbaik untuk
Hidrogen peroksida	Sedang	Rendah	Bubur daur ulang atau mekanis
Klorin dioksida	Tinggi	Sedang	Kraft dan pulp kimia sulfit
Ozon	Sangat tinggi	Tinggi	Kertas Khusus Kecerangan Tinggi

---

5. Memperbaiki dan mengalahkan

Tujuan pemurnian

Penyempurnaan mempersiapkan serat untuk mengikat lebih baik dengan permukaan yang lebih kasar dan membuatnya lebih fleksibel dan saling terkait.

• Serat yang ditentukan dengan baik membuat kertas yang lebih kuat dengan membentuk ikatan yang lebih ketat dan lebih tahan lama selama pembentukan lembar.

Peralatan pemurnian

• Disc Refiners: Disk rotasi berkecepatan tinggi menggiling pulpa di antara pelat logam bergerigi, menyesuaikan bentuk dan panjang serat.

• Penyuling kerucut: Gunakan tekanan dan ruang berbentuk kerucut untuk mengiris dan mengompres bubur menjadi serat yang lebih seragam.

Dampak pada ikatan serat

• Refining yang berlebihan memotong serat terlalu pendek, melemahkan lembaran, sementara di bawah pemindahan menghasilkan ikatan serat yang buruk dan tekstur kasar.

Pemurnian yang tepat meningkatkan kelancaran kertas, kekuatan tarik, dan kemampuan cetakan tanpa membuatnya rapuh atau tidak rata.

6. Proses pembuatan kertas

Membentuk lembar

• Campuran pulpa berair disebarkan secara merata dari headbox ke mesh kawat yang bergerak untuk mulai membentuk lembaran kertas.

• Gravitasi dan hisap menghilangkan sebagian besar air, meninggalkan tikar serat basah yang siap untuk ditekan.

Mendesak

• Matras basah melewati rol -rol tebal yang dibungkus dengan nuansa untuk memeras lebih banyak air dan memadatkan serat bersama -sama.

• Ini meningkatkan kekuatan lembaran dan menyiapkan jaring untuk pengeringan lebih cepat tanpa merusak ikatan serat.

Pengeringan

• Serangkaian silinder yang dipanaskan menguap kelembaban sisa, mengurangi kadar air menjadi sekitar 5% dalam produk akhir.

panggung (%)	Kadar air
Setelah terbentuk	~ 99%
Setelah menekan	~ 50–60%
Setelah pengeringan	~ 4–6%

7. Finishing dan Konversi

• Kalender: Kertas melewati antara rol halus yang dipanaskan untuk meratakan permukaannya dan mengurangi variasi ketebalan.

• Coating & Sizing: Permukaan dapat diperlakukan dengan pati, lempung, atau lateks untuk meningkatkan kualitas cetak dan resistensi tinta.

• Cutting & Packaging: Gulungan kertas kontinu diiris menjadi ukuran atau lembaran yang dapat dikelola, kemudian dibungkus untuk pengiriman.

Langkah -langkah finishing akhir menentukan tekstur kertas, berat, kilau, dan kinerja dalam aplikasi pencetakan atau lipat.

Mesin kunci yang digunakan dalam proses pembuatan kertas

Produksi kertas tergantung pada sistem mesin yang terkoordinasi. Masing -masing menangani pekerjaan tertentu dalam transformasi dari kayu mentah ke kertas yang sudah jadi. Dari menghilangkan kulit kayu hingga menghaluskan lembar terakhir, mesin -mesin ini bekerja secara berurutan untuk memastikan setiap lembar memenuhi standar kualitas. Mari kita jelajahi mesin -mesin penting yang digunakan selama proses ini.

Debarker

Debarker menghilangkan kulit kayu dari kayu sebelum mereka terkelupas. Langkah ini penting karena kulit kayu dapat menyebabkan mesin kontaminasi dan kerusakan di hilir. Di dalam debarker, log diputar dalam drum besar sementara jet air membantu melonggarkan dan melepas kulitnya. Setelah dibersihkan, log siap memasuki chipper.

Gembira

Chipper memotong batang kayu menjadi chip kayu kecil yang seragam yang lebih mudah diproses. Ini menggunakan bilah yang tajam dan berputar untuk mengiris log dengan cepat dan efisien. Keripik harus konsisten dalam ukuran sehingga mereka memasak secara merata di pencator atau memperbaiki dengan benar dalam proses mekanis. Chip yang tidak merata dapat menyebabkan kualitas bubur kertas yang buruk.

Digester

Digester adalah pusat pulp kimia. Ini memasak keripik kayu dengan panas dan bahan kimia untuk memecah lignin, membebaskan serat selulosa. Pigester datang dalam dua bentuk: batch dan kontinu. Sementara pencernaan batch menangani satu beban sekaligus, pencator terus menerus beroperasi tanpa henti, ideal untuk memproduksi pulpa kraft yang kuat pada volume besar.

PULPER

Padper menciptakan bubur dengan mencampur serat mentah atau kertas daur ulang dengan air. Pisau atau rotor aduk campuran, memecah bahan menjadi serat terpisah. Ini adalah mesin utama untuk bubur kayu segar dan operasi daur ulang. Untuk kertas daur ulang, pulper sering kali mencakup langkah -langkah deinking yang membantu membersihkan kertas bekas sebelum memperbaiki.

Refiner

Penyuling memodifikasi bentuk serat dan tekstur permukaan, membantu mereka mengikat lebih erat selama pembuatan kertas. Ini menggunakan disk atau kerucut berputar untuk memotong dan fibrillate serat dengan lembut. Tingkat pemurnian secara langsung mempengaruhi kualitas kertas, dari seberapa kuat itu hingga seberapa baik dicetak. Refining yang berlebihan dapat merusak serat dan melemahkan produk akhir.

Mesin Fourdrinier

Mesin Fourdrinier membentuk selembar kertas dengan menyebarkan bubur kertas melintasi kawat mesh yang bergerak. Air mengalir melalui jala saat tikar serat terbentuk. Kotak vakum di bawah mesh membantu menghilangkan lebih banyak air. Bagian ini menentukan keseragaman lembaran dan distribusi serat, yang sangat penting untuk membuat gulungan atau lembaran kertas yang halus dan konsisten.

Pengering dan Kalender

Setelah menekan, kertas basah bergerak melalui pengering yang dipanaskan dengan uap besar. Silinder ini secara bertahap menghilangkan kelembaban sampai lembaran mencapai kekeringan targetnya. Selanjutnya, lembaran melewati calender - rol -rol yang memompres dan memolesnya. Langkah ini menyesuaikan ketebalan kertas, tekstur, dan selesai tergantung pada apakah produknya mengkilap, matte, atau tidak dilapisi.

Jenis kertas umum dan kegunaannya

Kertas menulis dan cetak

• Digunakan untuk buku, dokumen kantor, dan kertas profesional.

• Permukaan halus untuk penyerapan tinta yang mudah.

• Jenis umum termasuk kertas obligasi dan kertas mesin fotokopi.

• Cocok untuk printer, mesin faks, dan mesin fotokopi.

Kertas pengemasan

• Melindungi dan menyajikan produk selama pengiriman.

• Termasuk kertas kraft, dikenal karena ketahanan kekuatan dan air mata.

• Digunakan untuk membungkus, bantalan, dan kotak pengisian.

Produk jaringan dan kebersihan

• Terbuat dari bahan yang lembut dan penyerap.

• Termasuk kertas toilet, handuk kertas, serbet, dan tisu wajah.

• Dirancang agar lembut pada kulit sambil menawarkan penyerapan tinggi.

Makalah Khusus (Glossy, Matte, Dilapisi)

• Glossy: Ideal untuk pencetakan foto, dengan warna -warna cerah dan detail tajam.

• Matte: Permukaan non-reflektif, sempurna untuk cetakan seni dan dokumen yang dapat dibaca.

• Dilapisi: Digunakan untuk majalah berkualitas tinggi, brosur, dan materi pemasaran.

Kontrol kualitas dalam pembuatan kertas

Sifat mekanik dan fisik diuji

Kekuatan tarik

Tes kekuatan tarik mengukur berapa banyak kertas gaya yang dapat ditangani sebelum pecah. Properti ini penting untuk kertas yang digunakan dalam produk yang perlu menahan peregangan, seperti pengemasan. Kekuatan tarik yang lebih tinggi memastikan kertas dapat menanggung stres tanpa robek.

Perlawanan air mata

Tes resistensi air mata menentukan seberapa baik kertas tertahan di bawah tekanan. Ini sangat penting untuk produk seperti tas atau amplop, di mana kertas mungkin tunduk pada kekuatan tajam. Resistensi air mata yang kuat membantu kertas mempertahankan integritasnya selama penggunaan.

Opacity dan kecerahan

Tes opacity mengukur berapa banyak cahaya yang melewati kertas, sementara kecerahan mengukur berapa banyak cahaya yang dipantulkannya. Properti ini memengaruhi penampilan kertas, terutama untuk pencetakan. Opacity dan kecerahan yang lebih tinggi meningkatkan daya tarik visual dan kejelasan bahan cetak.

Kelancaran dan kemampuan cetakan

Kelancaran mengacu pada tekstur permukaan kertas, yang mempengaruhi bagaimana tinta menyebar. Sebuah kertas yang lebih halus memungkinkan cetakan yang lebih jelas dan lebih tajam, membuatnya ideal untuk produk cetak berkualitas tinggi. Makalah dengan permukaan yang lebih kasar dapat menyebabkan masalah dengan penyerapan tinta dan kejernihan cetak.

Pengujian peralatan dan metode pengukuran

• Penguji tarik : Mengukur kekuatan kertas dan perpanjangan sebelum pecah.

• Elmendorf Tear Tester : Menilai resistensi air mata kertas di bawah kondisi terkontrol.

• Opacity and Brightness Meter : Ukur transmisi cahaya dan refleksi untuk kualitas visual.

• Profiler Permukaan : Digunakan untuk mengukur kehalusan kertas, memastikan kualitas untuk pencetakan.

Tantangan dalam Produksi Pulp dan Kertas

Tantangan	Deskripsi
Variabilitas serat	Variasi dalam kualitas dan komposisi serat mempengaruhi kekuatan dan konsistensi kertas.
Kontrol kelembaban dan pengeringan	Mengelola tingkat kelembaban sangat penting; Kelebihan kelembaban melemahkan kertas, sedangkan kelembaban yang tidak mencukupi dapat menyebabkan retak.
Pakaian dan pemeliharaan peralatan	Penggunaan mesin yang terus menerus menyebabkan keausan, membutuhkan pemeliharaan dan peningkatan rutin untuk menghindari gangguan.
Konsumsi Energi dan Air	Penggunaan energi dan air yang tinggi melekat dalam produksi kertas, menghadirkan tantangan dalam manajemen biaya dan keberlanjutan.

Peluang untuk perbaikan dan inovasi

Penggunaan serat daur ulang adalah peluang yang berkembang di industri kertas. Dengan menggabungkan bahan daur ulang, produsen dapat mengurangi biaya dan meminimalkan dampak lingkungan. Kemajuan teknologi sekarang memungkinkan serat daur ulang berkualitas lebih tinggi, menjadikannya pilihan yang lebih berkelanjutan untuk memproduksi kertas tanpa mengurangi kekuatan atau daya tahan.

Teknologi pemurnian dan pembentukan terus berkembang, meningkatkan kualitas produk kertas. Teknik pemurnian baru meningkatkan ikatan serat, yang mengarah ke kertas yang lebih kuat. Sementara itu, metode pembentukan yang lebih baik membantu menciptakan lembaran yang lebih halus, lebih konsisten, mengurangi cacat dan meningkatkan keseragaman produk.

Otomasi dalam kontrol proses adalah pembuatan kertas kembali. Dengan menggunakan data real-time, sistem otomatis memungkinkan produsen untuk menyesuaikan parameter produksi seperti tingkat kelembaban dan suhu. Ini menghasilkan peningkatan konsistensi, cacat lebih sedikit, dan efisiensi keseluruhan yang lebih baik di seluruh proses produksi.

Kesimpulan

Proses pembuatan pulp dan kertas melibatkan beberapa tahap utama, termasuk persiapan bahan baku, pulp, pemutihan, pemurnian, dan pembuatan kertas. Setiap tahap sangat penting untuk memastikan kertas dan efisiensi berkualitas tinggi. Penguasaan proses ini sangat penting untuk mempertahankan konsistensi produk dan memenuhi standar industri.

Dengan kemajuan seperti serat dan otomatisasi daur ulang, masa depan manufaktur kertas terlihat menjanjikan. Inovasi-inovasi ini akan meningkatkan efisiensi keberlanjutan dan produksi, menawarkan solusi yang lebih ramah lingkungan dan hemat biaya untuk industri kertas yang bergerak maju.

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

Apa perbedaan antara pulp dan kertas?

Bubur adalah bahan berserat yang digunakan untuk membuat kertas. Kertas adalah produk jadi yang dibuat dengan memproses pulp menjadi lembaran.

Mengapa kayu lunak dan kayu keras keduanya digunakan dalam pembuatan kertas?

Softwood menyediakan serat panjang untuk kekuatan, sementara kayu keras menawarkan serat yang lebih pendek untuk kehalusan dan kemampuan pencetakan yang lebih baik di dalam kertas.

Bagaimana bubur diputihkan tanpa menggunakan klorin?

Bubur dapat diputihkan menggunakan oksigen, hidrogen peroksida, atau ozon, mengurangi dampak lingkungan dan menghindari bahan kimia berbasis klorin.

Sumber referensi

[1] https://www.pulpandpaper-technology.com/articles/pulp-and-paper-manufacturing-process-in-the-paper-indostry

[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-how-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