Қарау саны: 0 Автор: Сайт редакторы Жариялау уақыты: 24.02.2025 Шығу орны: Сайт
Күнделікті қағаздың қалай жасалатынын ойлап көрдіңіз бе? Целлюлоза -қағаз өндірісі - бұл ағаш пен қайта өңделген материалдарды жазу кітапшаларынан бастап қаптамаға дейін барлық нәрсеге айналдыратын ғылымның, техниканың және ғасырлық білімнің керемет үйлесімі.
Бұл постта сіз целлюлоза-қағаз өндірісінің шын мәнінде не екенін, бүгінгі әлемде неліктен маңызды екенін және уақыт өте келе оның қалай дамығанын білесіз. Біз сізге шикізатты дайындау мен целлюлозадан бастап қаңылтырды қалыптастыру мен өңдеуге дейінгі әрбір қадам арқылы таныстырамыз. Сіз білуге құмар студент болсаңыз да, қағаз жасаудың не екенін түсінгіңіз келсе де, бұл нұсқаулық сізге арналған.
Целлюлоза барлық қағаз өнімдерінің бастапқы нүктесі болып табылады. Бұл ағаш немесе қайта өңделген қағаз сияқты өсімдік материалдарын ыдыратудан жасалған дымқыл, талшықты қоспа. Бөлінгеннен кейін талшықтарды жұқа парақтарға айналдыруға болады - бұл қағаз. Бірақ барлық целлюлоза бірдей дайындалмайды. Қолданылатын талшықтардың түрлерін және неліктен целлюлоза бұл процестің нағыз қаһарманы екенін бөліп көрейік.
Жұмсақ ағаш талшықтары (қарағай немесе шырша сияқты) ұзағырақ және икемді. Бұл қағазды берік және берік етеді.
Қатты ағаш талшықтары (қайың немесе эвкалипт сияқты) қысқа және тегіс. Олар жұқа, тегіс бетті жасауға көмектеседі — басып шығару үшін өте қолайлы.
| Түрі | Талшық ұзындығы | Қағаз күші | Жалпы пайдалану |
|---|---|---|---|
| Жұмсақ ағаш | Ұзақ | Жоғары | Қаптама, картон |
| Қатты ағаш | Қысқа | Төмен | Баспа қағазы, майлықтар |
Оларға бағас (қант қамысының қалдығы), зығыр , мақта және кендір жатады . Олар көбінесе арнайы қағаздарда немесе ағашсыз дереккөздерге артықшылық беретін жерлерде қолданылады.
Багасса жеңіл және әдетте азық-түлік қаптамасында кездеседі. Мақта валюта немесе көркем қағаз сияқты жұмсақ, жоғары сапалы қағаз жасайды.
Қайта өңделген қағаз тазартылады, қайта массаланады және қайта пайдаланылады. Тың талшықтарға қарағанда қысқа және әлсіз болса да, ол әлі де пайдалы.
Олар қағаздың беріктігі мен құрылымын арттыру үшін жиі күшті талшықтармен араласады.
Целлюлоза - барлық өсімдік талшықтарында кездесетін негізгі материал. Ол қатты, икемді және басқа талшықтармен жақсы байланысады. Бұл оны біріктіретін парақты қалыптастыру үшін тамаша етеді.
Лигнин ағаштағы желім сияқты әрекет етеді. Ол талшықтарды қатты ұстайды, бірақ оны алып тастау керек, әйтпесе қағаз сарғайып, сынғыш болады.
Гемицеллюлоза талшықтар арасындағы байланысқа көмектеседі. Целлюлозадан жұмсақ болғанымен, ол икемділік пен парақтың түзілуін қолдайды.
Шикі бөренелерден дайын қағаз парағына дейінгі жол бірнеше қадамдарды қамтиды. Әрбір фаза өсімдік талшықтарын күшті, басып шығаруға болатын парақтарға мұқият түрлендіреді. Бұл бөлім бүгінгі күні целлюлоза-қағаз фабрикаларында қолданылатын дәстүрлі және заманауи әдістерді бөлектей отырып, негізгі өндіріс кезеңдерімен таныстырады.
Бөренелер алдымен қабығын тазартатын үлкен барабандар арқылы өтеді, олар суды шайқау және бүрку арқылы қабықты кетіреді. Содан кейін таза бөренелер тұрақты целлюлоза нәтижелері үшін оларды шағын, біркелкі чиптерге кесетін жоғары жылдамдықты ұсақтағыштарға ауысады.
Ағаш жоңқалары тиімді пісіруді және пульпинг кезінде талшықтың тұрақты бөлінуін қамтамасыз ету үшін шағын және біркелкі болуы керек.
Бөренелер әдетте басқарылатын ормандардан жиналады немесе ағаш кесетін және ағаш өңдеу зауыттарынан қалдық ретінде алынады.
Бұтақтар немесе кесінділер сияқты орман қалдықтары да ұсақталып, үнемді талшық көзі ретінде пайдаланылады.
| Материалдық көздің | артықшылықтары |
|---|---|
| Аралау диірменінің қалдықтары | Қолжетімді, ағаш қалдықтарын азайтады, қазірдің өзінде қабығы жойылған |
| Басқарылатын орман журналдары | Күшті, балғын талшықтар, әсіресе крафт қағазы үшін |
| Тіркеу қалдықтары | Төмен сортты ағашты пайдаланады және қоқысқа тастауды азайтады |
Тас жерүсті ағашы (SGW): Бөренелер ең аз химиялық қолданумен талшықтарды алу үшін массивті тегістеу дөңгелектеріне қарсы итеріледі.
Тазартқыштың механикалық целлюлозасы (RMP): Ағаш жоңқалары жоғары қысыммен айналмалы металл дискілерді пайдаланып тазартқыштарда ұсақталады.
Термомеханикалық целлюлоза (TMP): бу тазарту алдында чиптерді алдын ала өңдейді, жарықтылық пен талшық икемділігін жақсартады.
Механикалық целлюлоза ағаш құрылымының көп бөлігін сақтайды, бірақ бұл күшті ағартусыз төменірек беріктікке және қараңғы қағазға әкеледі.
Kraft процесі: целлюлоза талшықтарын тұтас және күшті сақтай отырып, лигнинді еріту үшін күшті сілтілі ерітіндіні пайдаланады.
Сульфит процесі: Қышқылға негізделген әдіс, арнайы қағаздар үшін жақсы, бірақ крафтпен салыстырғанда әлсіз целлюлозаға әкеледі.
Чиптер химиялық заттарда аздап пісіріледі, содан кейін механикалық тазартылады — гофрленген қораптар сияқты қаттылығы жоғары өнімдерге өте ыңғайлы.
| сипаттамасы | Механикалық целлюлоза | Химиялық целлюлоза |
|---|---|---|
| Талшық күші | Сақталған лигнинге байланысты төмен | Лигниннің толық жойылуына байланысты жоғары |
| Өткізіп жібер | Жоғары (90–95%) | Орташа (45–55%) |
| Жарықтық (ағартқыштан кейін) | Орташа | Жоғары |
| Әдеттегі қолданулар | Каталогтар, газет қағаздары, парақшалар | Кеңсе қағазы, қаптама |
Целлюлозадан кейін жабдықтың зақымдалуын және қағаз сапасының нашарлауын болдырмау үшін түйіндер, қабық және құм сияқты қоқыстарды бөлу керек.
Ортадан тепкіш тазартқыштар құм және металл сынықтары сияқты тығыз ластаушы заттарды кетіру үшін целлюлоза суспензиясын жоғары жылдамдықпен айналдырады.
Таза целлюлоза парақтың біркелкі түзілуін қамтамасыз етеді және қатты бөлшектердің немесе ағаш түйірлерінің қалдықтарынан туындаған қағаз үзілуін болдырмайды.
Ағарту целлюлозаны жарқын етеді және соңғы қағаздың көрінісін жақсартады. Химиялық целлюлоза механикалық целлюлозаға қарағанда тереңірек ағартуды қажет етеді.
Неліктен ағартқыш? Ағартылмаған целлюлоза әсіресе жарықта немесе уақыт өте оңай түссізденетін қара түсті қағаз шығарады.
Жалпы агенттер: сутегі асқын тотығы жұмсақ, хлор диоксиді өте тиімді және озон тез жұмыс істейді, бірақ қымбат.
Әртүрлі тәсілдер: Өнімді сақтау үшін механикалық целлюлоза аздап ағартылады; химиялық целлюлоза ақ болу үшін толығымен ағартылған.
| агенттің | тиімділік | құны | Ағартқыш |
|---|---|---|---|
| Сутегі асқын тотығы | Орташа | Төмен | Қайта өңделген немесе механикалық целлюлоза |
| Хлор диоксиді | Жоғары | Орташа | Крафт және сульфитті химиялық целлюлозалар |
| Озон | Өте жоғары | Жоғары | Жарықтығы жоғары арнайы қағаздар |
Тазарту беттерді кедір-бұдырлау және оларды икемді және бір-бірімен байланыстыру арқылы талшықтарды жақсырақ байланысуға дайындайды.
Жақсы тазартылған талшықтар парақ қалыптастыру кезінде тығызырақ, берік байланыстар түзу арқылы күшті қағаз жасайды.
Дискіні тазартқыштар: жоғары жылдамдықты айналмалы дискілер талшықтың пішіні мен ұзындығын реттей отырып, жоталы металл пластиналар арасында ұнтақтайды.
Конустық тазартқыштар: целлюлозаны біркелкі талшықтарға кесу және қысу үшін қысымды және конус тәрізді камераларды пайдаланыңыз.
Шамадан тыс тазарту талшықтарды тым қысқа етіп кесіп, парақты әлсіретеді, ал аз тазарту талшықты нашар байланыстырады және өрескел құрылымды тудырады.
Дұрыс өңдеу қағаздың тегістігін, созылу беріктігін және оны сынғыш немесе біркелкі етпестен басып шығару мүмкіндігін жақсартады.
Сулы целлюлоза қоспасы таралады . бас қораптан біркелкі қозғалатын сым торға қағаз парағын қалыптастыруды бастау үшін
Гравитация және сору судың көп бөлігін алып тастап, дымқыл талшықты төсенішті престеуге дайын қалдырады.
Ылғал төсеніш көбірек суды сығып, талшықтарды тығыздау үшін киізге оралған ауыр роликтерден өтеді.
Бұл парақтың беріктігін жақсартады және талшық байланыстарына зақым келтірместен торды тезірек кептіруге дайындайды.
Бірқатар қыздырылған цилиндрлер қалдық ылғалды буландырып, соңғы өнімдегі судың мөлшерін шамамен 5%-ға дейін төмендетеді.
| Кезеңдік | судың мөлшері (%) |
|---|---|
| Қалыптастырудан кейін | ~99% |
| Басқаннан кейін | ~50–60% |
| Кептіруден кейін | ~4–6% |
Каландрлау: бетін тегістеу және қалыңдығындағы ауытқуларды азайту үшін қағаз тегіс, қыздырылған роликтер арасында өтеді.
Қаптау және өлшемдер: басып шығару сапасын және сияға төзімділікті жақсарту үшін беттерді крахмалмен, сазбен немесе латекспен өңдеуге болады.
Кесу және орау: Үздіксіз қағаз орамы басқарылатын өлшемдерге немесе парақтарға кесіледі, содан кейін жеткізу үшін оралады.
Соңғы өңдеу қадамдары қағаздың құрылымын, салмағын, жылтырлығын және басып шығару немесе бүктеу қолданбаларындағы өнімділігін анықтайды.
Қағаз өндірісі машиналардың үйлесімді жүйесіне байланысты. Әрқайсысы шикі ағаштан дайын қағазға айналдыруда белгілі бір жұмысты орындайды. Бұл машиналар қабығын алудан бастап соңғы парақты тегістеуге дейін әрбір парақтың сапа стандарттарына сай болуын қамтамасыз ету үшін ретімен жұмыс істейді. Процесс барысында қолданылатын негізгі машиналарды зерттейік.
Қабығын кесетін адам бөренелердің қабығын кесіп алмас бұрын алып тастайды. Бұл қадам маңызды, өйткені қабық ластануды тудыруы және төменгі ағындағы машиналарды зақымдауы мүмкін. Дебаркердің ішінде бөренелер үлкен барабандарда айналады, ал су ағындары қабықты босатуға және жұлуға көмектеседі. Тазаланғаннан кейін бөренелер ұсақтағышқа кіруге дайын.
Үстіргіш қабығы жойылған бөренелерді өңдеуге оңай, ұсақ, біркелкі ағаш жоңқаларына кеседі. Ол бөренелерді тез және тиімді кесу үшін өткір, айналмалы пышақтарды пайдаланады. Чиптердің өлшемдері біркелкі болуы керек, сондықтан олар ас қорыту құралдарында біркелкі пісіріледі немесе механикалық процестерде дұрыс тазартылады. Біркелкі емес чиптер целлюлоза сапасының нашарлауына әкелуі мүмкін.
Асқорыту құрылғысы химиялық целлюлозаның негізгі бөлігі болып табылады. Ол целлюлоза талшықтарын босатып, лигнинді ыдырату үшін ағаш жоңқаларын жылумен және химиялық заттармен пісіреді. Дигестерлер екі түрде болады: сериялы және үздіксіз. Пакеттік еріткіштер бір уақытта бір жүктемені көтерсе, үздіксіз еріткіштер тоқтаусыз жұмыс істейді, бұл үлкен көлемде күшті крафт целлюлозасын өндіруге өте ыңғайлы.
Шикі талшықтарды немесе қайта өңделген қағазды сумен араластыру арқылы пульпер суспензия жасайды. Пышақтар немесе роторлар материалдарды бөлек талшықтарға бөле отырып, қоспаны араластырады. Бұл жаңа піскен ағаш массасы мен қайта өңдеу операциялары үшін негізгі машина. Қайта өңделген қағаз үшін ұнтақтауыш жиі тазарту алдында пайдаланылған қағазды тазалауға көмектесетін бояудан тазарту қадамдарын қамтиды.
Тазартқыш талшықтың пішіні мен бетінің құрылымын өзгертіп, қағаз жасау кезінде олардың тығыз байланысуына көмектеседі. Ол талшықтарды ақырын кесу және фибрилляциялау үшін айналмалы дискілерді немесе конустарды пайдаланады. Тазалау деңгейі қағаз сапасына, оның қаншалықты беріктігінен бастап, басып шығарудың жақсылығына дейін тікелей әсер етеді. Шамадан тыс тазарту талшықтарды зақымдауы және соңғы өнімді әлсіретуі мүмкін.
Fourdrinier машинасы қозғалатын тор сым арқылы целлюлозаны тарату арқылы қағаз парағын жасайды. Талшықты төсеніш пайда болған кезде су тор арқылы ағып кетеді. Тордың астындағы вакуумдық қораптар көбірек суды кетіруге көмектеседі. Бұл бөлім тегіс, дәйекті қағаз орамдарын немесе парақтарды жасау үшін маңызды болып табылатын парақтың біркелкілігі мен талшықтың таралуын анықтайды.
Басқаннан кейін дымқыл қағаз бумен қыздырылған үлкен кептіргіштерден өтеді. Бұл цилиндрлер парақ белгіленген құрғақтық деңгейіне жеткенше ылғалды бірте-бірте жояды. Содан кейін парақ каландрлардан өтеді - оны қысып, жылтырататын тегіс роликтер. Бұл қадам өнімнің жылтыр, күңгірт немесе қапталмаған болуына байланысты қағаздың қалыңдығын, құрылымын және аяқталуын реттейді.
Кітаптар, кеңсе құжаттары және кәсіби қағаздар үшін қолданылады.
Сияны оңай сіңіру үшін тегіс бет.
Кең таралған түрлерге желімделген қағаз және көшірме қағазы жатады.
Принтерлерге, факс машиналарына және көшіргіштерге қолайлы.
Тасымалдау кезінде өнімдерді қорғайды және ұсынады.
Құрамында беріктігі мен жыртылуға төзімділігімен танымал крафт қағазы бар.
Қораптарды орау, жастықтау және толтыру үшін қолданылады.
Жұмсақ, сіңіргіш материалдардан жасалған.
Дәретхана қағазы, қағаз сүлгілер, майлықтар және бет майлықтары кіреді.
Жоғары сіңіру қабілетін ұсына отырып, теріге жұмсақ болу үшін жасалған.
Жылтыр: ашық түстермен және айқын бөлшектермен фотосуреттерді басып шығару үшін өте қолайлы.
Күңгірт: шағылыстырмайтын бет, көркем басып шығарулар мен оқылатын құжаттар үшін өте қолайлы.
Қапталған: жоғары сапалы журналдар, брошюралар және маркетингтік материалдар үшін қолданылады.
Созылу беріктігі сынақтары қағаз сынғанға дейін қаншалықты күшті көтере алатынын өлшейді. Бұл қасиет орау сияқты созуға қарсы тұруы қажет өнімдерде қолданылатын қағаз үшін маңызды. Созылу беріктігі жоғарырақ қағаздың жыртылмай күйзеліске төтеп беруіне кепілдік береді.
Жыртылуға төзімділік сынақтары қағаздың қысымды қаншалықты жақсы ұстайтынын анықтайды. Бұл, әсіресе, қағазға қатты күш түсуі мүмкін сөмкелер немесе конверттер сияқты өнімдер үшін өте маңызды. Күшті жыртылуға төзімділік қағазды пайдалану кезінде оның тұтастығын сақтауға көмектеседі.
Мөлдірлік сынақтары қағаз арқылы қанша жарық өтетінін өлшейді, ал жарықтық оның қаншалықты жарық көрсететінін өлшейді. Бұл сипаттар қағаздың сыртқы түріне әсер етеді, әсіресе басып шығару үшін. Жоғары мөлдірлік пен жарықтық баспа материалдарының көрнекі тартымдылығын және анықтығын жақсартады.
Тегістік қағаз бетінің құрылымын білдіреді, ол сияның таралуына әсер етеді. Тегіс қағаз айқынырақ, айқынырақ басып шығаруға мүмкіндік береді, бұл оны жоғары сапалы басып шығарылатын өнімдер үшін тамаша етеді. Кедір-бұдырлы беті бар қағаздар сияны сіңіру және басып шығару анықтығына қатысты мәселелерді тудыруы мүмкін.
Созылу сынағы : сыну алдында қағаздың беріктігі мен ұзаруын өлшейді.
Elmendorf жыртылу сынағы : бақыланатын жағдайларда қағаздың жыртылуға төзімділігін бағалайды.
Мөлдірлік пен жарықтық өлшегіштері : Көру сапасы үшін жарықтың өтуін және шағылысуын өлшеңіз.
Беттік профильдер : басып шығару сапасын қамтамасыз ететін қағаз тегістігін өлшеу үшін қолданылады.
| Қиындық | сипаттамасы |
|---|---|
| Талшықтардың өзгергіштігі | Талшық сапасы мен құрамының өзгеруі қағаздың беріктігі мен консистенциясына әсер етеді. |
| Ылғалдылық пен кептіруді бақылау | Ылғалдылық деңгейін басқару өте маңызды; артық ылғал қағазды әлсіретеді, ал жеткіліксіз ылғал жарықшақтарды тудыруы мүмкін. |
| Жабдықтың тозуы және техникалық қызмет көрсету | Техниканы үздіксіз пайдалану тозуға әкеледі, үзілістерді болдырмау үшін тұрақты техникалық қызмет көрсетуді және жаңартуды қажет етеді. |
| Энергия және суды тұтыну | Жоғары энергия мен суды пайдалану қағаз өндірісіне тән, бұл шығындарды басқаруда және тұрақтылықта қиындықтар тудырады. |
Қайта өңделген талшықтарды пайдалану қағаз өнеркәсібінде өсіп келе жатқан мүмкіндік болып табылады. Қайта өңделген материалдарды қосу арқылы өндірушілер шығындарды азайтып, қоршаған ортаға тигізетін әсерін барынша азайта алады. Технологияның жетістіктері енді жоғары сапалы қайта өңделген талшықтарды алуға мүмкіндік береді, бұл оларды беріктік пен беріктікке нұқсан келтірместен қағаз өндірудің неғұрлым тұрақты нұсқасына айналдырады.
Өңдеу және қалыптастыру технологиясы қағаз өнімдерінің сапасын жақсартуды жалғастыруда. Жаңа тазарту әдістері талшықты байланыстыруды жақсартады, бұл қағаздың күшті болуына әкеледі. Сонымен қатар, жақсырақ қалыптастыру әдістері тегіс, дәйекті парақтарды жасауға, ақауларды азайтуға және өнімнің біркелкілігін жақсартуға көмектеседі.
Процесті басқарудағы автоматтандыру қағаз өндірісін қайта құруда. Нақты уақыттағы деректерді пайдалану арқылы автоматтандырылған жүйелер өндірушілерге ылғал деңгейлері мен температура сияқты өндіріс параметрлерін реттеуге мүмкіндік береді. Бұл өндіріс процесінде тұрақтылықты жақсартады, ақауларды азайтады және жалпы тиімділікті арттырады.
Целлюлоза-қағаз өндірісі шикізатты дайындауды, целлюлозаны дайындауды, ағартуды, тазартуды және қағаз жасауды қамтитын бірнеше негізгі кезеңдерді қамтиды. Әрбір кезең жоғары сапалы қағазды және тиімділікті қамтамасыз ету үшін өте маңызды. Бұл процестерді меңгеру өнімнің тұрақтылығын сақтау және салалық стандарттарға сәйкес болу үшін өте маңызды.
Қайта өңделген талшықтар мен автоматтандыру сияқты жетістіктермен қағаз өндірісінің болашағы перспективалы болып көрінеді. Бұл инновациялар қағаз өнеркәсібінің алға жылжуы үшін экологиялық таза және үнемді шешімдер ұсына отырып, тұрақтылық пен өндіріс тиімділігін арттырады.
Целлюлоза - қағаз жасау үшін қолданылатын талшықты материал. Қағаз - бұл целлюлозаны парақтарға өңдеу арқылы жасалған дайын өнім.
Жұмсақ ағаш беріктік үшін ұзын талшықтарды қамтамасыз етеді, ал қатты ағаш тегістік пен қағазда жақсы басып шығару үшін қысқа талшықтарды ұсынады.
Целлюлозаны оттегі, сутегі асқын тотығы немесе озон арқылы ағартуға болады, бұл қоршаған ортаға әсерді азайтады және хлор негізіндегі химиялық заттарды болдырмайды.
[1] https://www.pulpandpaper-technology.com/articles/pulp-and-paper-manufacturing-process-in-the-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-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
