에너지와 화학적 사용을 점검하면서 고 펄프 수율과 강한 섬유질을 어떻게 달성 할 수 있습니까? 반 크리스마스 펄프는 기계적 펄프 펄링과 화학 물질 펄프 핑 사이의 완벽한 균형을 제공하여 제지 산업에서 필수적인 과정이됩니다.
이 방법은 가벼운 화학적 처리를 포함하여 리그닌을 부드럽게 한 다음 기계적 정제를 포함하여 섬유를 효율적으로 분리합니다. 그것은 매체 및 포장재를 골판기에 널리 사용되며, 기계적 펄프 핑보다 화학 물질 펄프 및 더 강한 섬유보다 높은 수율을 제공합니다.
이 기사에서는 프로세스, 장점, 방법 및 산업 비교를 탐구하여 비용이 효과적이고 지속 가능한 선택으로 남아있는 이유를 밝힙니다.
반 크리스마스 펄프는 화학적 및 기계적 펄프 핑의 측면을 결합한 하이브리드 펄프 방법입니다. 이 과정은 온화한 화학적 처리를 사용하여 목재 칩에서 리그닌을 부분적으로 분해 한 다음, 기계적 정제하여 섬유를 분리하는 것이 포함됩니다. 이 접근법은 섬유질 품질을 향상시키면서 완전 화학적 펄프 핑 방법에 비해 상대적으로 높은 수율을 유지합니다.
반 화학적 펄프 핑의 수율은 일반적으로 65%에서 85% 사이이며 크래프트 펄프 핑 (40%–55%)보다 상당히 높지만 순수한 기계적 펄프 핑 (90%–95%)보다 낮습니다. 정확한 수율은 다음과 같은 요인에 따라 다릅니다.
화학 농도 및 유형 : 화학적 사용이 낮아지면 수율이 높지만 펄프 품질에 영향을 줄 수 있습니다.
요리 시간과 온도 : 이러한 매개 변수를 최적화하면 과도한 섬유질 분해없이 효과적인 리그닌 연화를 보장합니다.
목재 종 : 소프트 우드와 나무는 다르게 행동하여 전반적인 수율과 섬유 특성에 영향을 미칩니다.
반 크리스마스 펄프 핑은 섬유 강도, 생산 효율성 및 환경 영향 사이의 균형을 제공함으로써 제지 산업에서 중요한 역할을합니다. 높은 강도와 강성이 필수적 인 골판지 포장을위한 주름진 매체를 제조하는 데 널리 사용됩니다.
기계적 펄프 핑과 비교할 때 더 강한 섬유를 생성하고 화학 펄프 핑과 비교하여 수율이 높아서 비용 효율적입니다. 또한 화학 물질이 적고 에너지가 줄어들어 운영 비용과 환경 오염이 줄어 듭니다. 그것의 적응성을 사용하면 Mills가 맞춤형 종이 특성을 위해 다른 펄프와 혼합 할 수 있으므로 다양한 응용 분야에서 다양한 선택이됩니다.
반 메시칼 펄프는 온화한 화학적 처리와 기계적 정제를 결합하여 섬유 강도가 향상된 고수익 펄프를 생성하는 2 단계 공정입니다. 이 공정에는 신중한 원료 선택, 리그닌을 연화시키기위한 화학적 전처리, 분리 된 섬유에 대한 기계적 정제, 후속 세척 및 스크리닝을 포함하여 깨끗하고 균일 한 펄프를 얻는 것이 포함됩니다.
원료의 선택은 반 화학 펄프 펄링의 효율과 품질에 큰 영향을 미칩니다. 이 과정은 다재다능하여 목재 및 비 나무 재료를 모두 사용할 수 있습니다.
경재 (예 : 오크, 자작 나무, 유칼립투스) : 짧은 섬유로 인해 반 화학 펄프 핑에 일반적으로 선호되며, 이는 최종 용지 제품의 강성 및 표면 특성을 향상시킵니다.
소프트 우드 (예 : 소나무, 가문비 나무, 전나무) : 특히 중간 적용을 주름진 곳에서 강도 및 내구성을 향상시키기 위해 더 긴 섬유가 필요한 경우에 사용됩니다.
전통적인 목재 공급원 외에도 반 화학 펄프는 비 나무 섬유를 사용하여 지속 가능성과 비용 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
Bagasse (사탕 수수 잔류 물) : 종이 판 생산을위한 강력한 섬유를 제공하는 실행 가능한 대안.
농업 잔류 물 (예 : 밀짚, 옥수수 줄기, 대나무) : 실리카 함량이 높기 때문에 추가 전처리가 필요하지만 친환경 옵션을 제공합니다.
화학적 전처리는 기계적 정제를 용이하게하기 위해 리그닌과 헤미 셀룰로오스를 부분적으로 제거하기 때문에 반 화학 펄프 핑의 중요한 단계입니다.
특정 공정 및 원하는 펄프 특성에 따라 여러 화학 물질이 사전 조리 단계에 사용될 수 있습니다.
나트륨 설파이트 (NafSOA) : 가장 흔한 선택으로, 높은 섬유 수율을 유지하면서 효과적인 리그닌 연화를 제공합니다.
알칼리성 설파이트 : 더 나은 강도 특성을 제공하는 변형 된 버전.
암모늄 설파이트 : 때때로 화학 회수를 개선하고 환경 영향을 줄이는 데 사용됩니다.
녹색 주류 : 비용 효율적이고 지속 가능한 화학 대안으로 사용되는 크래프트 펄프 슈즈의 부산물.
온도 : 일반적으로 140 ° C ~ 180 ° C 입니다.원료 및 화학 조성에 따라
시간 : 적당한 요리 시간 (10-30 분)은 섬유 손상을 최소화하면서 충분한 리그닌 연화를 보장하기 위해 사용됩니다.
pH 제어 : 프로세스는 7-10 ) 하에서 유지됩니다.섬유질 품질을 최적화하기 위해 알칼리성 또는 중성 조건 (pH
압력 : 화학적 침투 및 균일 성을 향상시키기 위해 제어 압력 조건 (4-8 bar)에서 요리를 수행합니다.
리그닌이 거의 완전히 제거되는 화학적 펄프 핑과 달리, 반 키믹 펄프는 부분적 결실 (일반적으로 20%–40%)을 달성합니다. 섬유 강도를 유지하기 위해 헤미 셀룰로스는 또한 부분적으로 제거되어 수율을 보존하면서 섬유 결합 및 유연성을 향상시킨다.
화학적 처리에 의해 목재 칩이 부드러워지면, 그들은 기계적 정제를 통해 섬유를 분리합니다.
디스크 리파이너 : 가장 일반적으로 사용되는 장비로, 섬유를 효율적으로 분쇄하고 분리하는 회전 디스크로 구성됩니다.
원추형 및 원통형 정제기 : 펄프 특성 및 밀 설정에 따라 사용되는 대체 정제 방법.
에너지 소비 : 기계적 정제에는 중간 정도의 에너지 입력 (펄프 톤당 200-500kWh)이 필요하며, 순수한 기계적 펄프 핑보다 상당히 낮지 만 화학적 펄프 핑보다 높습니다.
섬유 분리 : 연화 칩이 전단 및 섬유화되어 최소한의 손상으로 길고 온전한 섬유를 생성하여 종이 강도를 향상시킵니다.
정제 후, 펄프는 원치 않는 재료를 제거하고 품질을 향상시키기 위해 세척 및 스크리닝을 겪습니다.
세척 단계 : 과도한 화학 물질, 용해 된 리그닌 및 헤미 셀룰로스 단편은 물 또는 약한 주류를 사용하여 제거됩니다. 이 단계는 더 깨끗한 펄프를 보장하고 다운 스트림 처리를 개선하기 위해 필수적입니다.
여과 및 퇴적 : 펄프 스크리닝 전에 미세 입자 및 화학 잔기를 분리하는 데 사용됩니다.
진동 스크린 및 원심 분리 청정기 : 대형 또는 저개발 섬유를 제거하여 일관성을 보장하는 데 도움이됩니다.
최종 펄프 정제 : 일부 프로세스에는 섬유 균일 성 및 결합 특성을 더욱 향상시키기위한 보조 정제 단계가 포함됩니다.
반 크리스마스 펄프 방법은 전처리에 사용되는 화학 물질의 유형에 따라 다릅니다. 모든 방법에는 부분적으로 결실과 기계 정제가 포함되지만 다른 화학 시스템은 펄프 특성, 에너지 소비 및 환경 영향에 영향을 미칩니다. 가장 널리 사용되는 과정은 중성 설파이트 반 메시체 (NSSC) 펄프이지만 와 같은 대체 방법 알칼리 설파이트, 바이 설 파이, 암모늄 기반 및 녹색 주류 반 메시체 펄프 도 특정 응용 분야에서 사용됩니다.
NSSC 펄프 핑은 가장 일반적인 반 화학적 펄프 핑 방법 이며 , 특히 골판지 및 포장재에 사용되는 골판지 매체를 생산하는 데 유리합니다. 펄프 강도, 비용 효율 및 수율 사이의 최적 균형을 제공합니다.
NSSC 펄프 핑은 주로 나트륨 설파이트 (Na₂SOA)를 사용하며, 이는 섬유 무결성을 보존하면서 리그닌 및 헤미 셀룰로스를 부분적으로 용해시킨다. 활성 화학 제로
NAISOA 및 NAHCO태 완충 시스템은 거의 중립적 pH ( pH 7-9 )를 유지하는 데 사용되어 과도한 섬유질 분해를 방지하고 종이 강도를 향상시킵니다.요리 과정에서
반응은 주로 리그닌 설 폰화를 표적으로하여 과도한 섬유 파괴없이 물에 리그닌을 더욱 용해합니다.
몇 가지 매개 변수는 NSSC 펄프 핑의 효과에 영향을 미칩니다.
화학적 조성 : 황산나트륨 및 중탄산 나트륨의 농도는 리그닌 제거 및 섬유 유연성의 정도에 영향을 미칩니다.
온도 : 요리는 일반적으로 에서 발생하여 160-180 ° C 과도한 섬유질이 약화되지 않고 충분한 리그닌 연화를 보장합니다.
요리 기간 : 과정은 목재 종과 원하는 펄프 특성에 따라 10-30 분 지속됩니다 .
NSSC 펄프는 매체를 주름진 배지에 매우 적합합니다 . 고강도, 강성 및 유연성의 조합으로 인해
이 공정은 hemicellulose의 상당 부분을 보존하여 섬유 결합을 향상시켜 최종 생성물의 압축 강도를 향상시킵니다.
NSSC는 완전 화학 물질 펄프 핑과 비교하여 더 높은 수율 (65%–85%)을 제공하여 포장 응용 프로그램에 더 비용 효율적입니다.
NSSC 펄프 핑 외에도, 각각의 다른 특성과 응용 프로그램을 갖는 몇 가지 대안적인 반 화학적 펄프 핑 방법이 존재합니다.
사용하여 황산나트륨 (Na₂SOA)과 수산화 나트륨 (NAOH)을 알칼리 환경을 만듭니다.
NSSC 펄프 핑보다 생성하므로 강력하고 유연한 섬유를 종이 강도가 향상된 응용 분야에 적합합니다.
알칼리성 조건은 더 나은 리그닌 제거를 용이하게하여 헤미 셀룰로스를 보존하면서 섬유 분리를 향상시킨다.
사용합니다 . 나트륨 바이 설파이트 (NAHSOA) 또는 칼슘 바이 설파이트 (CA (HSOA) ₂)를 산성 또는 거의 중립적 인 pH 조건에서
일반적으로 제어 된 리그닌 제거가 섬유 특성을 향상시키는 에 적용됩니다 소프트우드 펄프 핑 .
으로 펄프를 생산하여 더 나은 밝기와 표면 특성 특수 포장 및 인쇄 응용 프로그램에 적합합니다.
사용합니다 . 암모늄 황산염 (NH₄) ₂SOA 또는 암모늄 바이 설파이트 (NHASSOA)를 화학 물질로
황 배출량을 낮추고 화학 물질 회복이 쉬워져 환경 영향을 줄입니다.
제공합니다 . 적당한 섬유 강도를 환경 문제가 우선 순위 인 틈새 애플리케이션에 종종 사용되는
사용합니다 . 녹색 주류를 으로 구성된 크래프트 펄프 (Kraft Pulping)의 부산물 인 탄산나트륨 (na₂co₃)과 황화물 (Na₂s) .
제공합니다 . 비용 효율적이고 지속 가능한 대안을 크래프트 밀 (Kraft Mills)의 폐기물 화학 물질을 용도화하여
펄프를 생산합니다 . 강도 특성이 우수한 프로세스 통합 문제로 인해 채택이 제한되지만
각각의 반 메스형 펄프 핑 방법은 뚜렷한 장점을 제공하여 다른 최종 사용 응용 프로그램에 적합합니다. NSSC 펄프는 효율성과 비용 효율성으로 인해 가장 널리 사용되는 반면, 대체 방법은 강화 된 섬유 강도, 환경 지속 가능성 또는 개선 된 화학 회수와 같은 특정 산업 요구를 충족시킵니다.
화학 펄프보다 높은 리그닌 함량.
높은 벌크가있는 강력하고 뻣뻣한 섬유.
응용 프로그램 :
골판지 및 포장재.
신문 및 특수 논문 (투명한 종이, 기름에 오프 루프 종이).
식품 포장 및 판지.
반 크리스마스 펄프는 기계적 및 화학적 펄프 핑의 이점을 균형을 잡는 널리 사용되는 펄프 방법입니다. 높은 섬유 수율, 중간 정도의 화학적 소비 및 강한 펄프 특성을 제공하여 포장 및 골판지 생산에 이상적입니다. 그러나 특히 리그닌 보유, 화학 회수 및 환경 영향 측면에서도 몇 가지 한계가 있습니다.
반 크리스마스 펄프 핑은 원료의 65% –85%를 유지하는 반면 크래프트와 설 파이트 펄프는 수율이 훨씬 낮습니다 ( 40% –55% ).
헤미 셀룰로오스의 부분 보유는 더 높은 섬유 결합 강도 및 벌크 에 기여하여 종이 특성을 개선시킨다.
높은 수율은 원료 비용을 줄이고 지속 가능한 임업 관행을 지원합니다. 섬유 활용을 극대화하여
기계적 펄프 핑은 상당한 양의 에너지 (펄프 톤당 800-1,200kWh)를 소비하는 반면, 반 메시 컬 펄프는 상당히 적게 필요합니다 (톤당 200-500kWh).
화학적 전처리는 섬유를 부드럽게하여 정제 에너지 요구 사항을 줄입니다.
낮은 에너지 소비는 비용 절감 및 탄소 발자국 감소 에 기여합니다. 펄프 및 종이 생산에서
리그닌의 부분 제거는 섬유 유연성 및 결합 강도를 향상시켜 순수한 기계적 펄프 핑에 비해 펄프가 더 강해집니다.
높은 섬유질 강성은 반 크리스마스 펄프가 매체 및 기타 포장 응용 프로그램 에 이상적입니다. 강도가 중요한
사이의 균형은 리그닌 보유와 섬유 무결성 반 화학 펄프가 비용 효율적인 상태로 내구성을 유지하도록 보장합니다.
주로 주로 주로 사용되지만 의 응용 프로그램도 있습니다. 다층 용지, 복합 보드 및 일부 인쇄 용지 .
같은 특정 특성을 향상시키기 위해 다른 펄프 (예 : 크래프트 펄프)와 혼합 될 수 있습니다. 인쇄 성 및 내구성과 .
가공하기에 충분히 다재다능하고 Bagasse 및 Agriculture Redgue 나무와 소프트 우드를 와 같은 대체 섬유.
반 크리스마스 펄프는 크래프트 또는 황산염 펄프 핑보다 더 많은 리그닌을 유지하기 때문에 , 결과적인 펄프는 더 어둡고 필요합니다 . 추가 표백이 높은 밝기를 요구하는 응용 분야에 대한
리그닌 함량이 증가하면 인쇄성에 영향을 미치므로 고급 인쇄 용지에 적합하지 않습니다.
잘 확립 된 화학 물질 회수 시스템이 있는 크래프트 공정과 달리 반 메시 컬 펄프는 회복에 어려움을 나타냅니다. 황산나트륨 또는 기타 화학 제제 .
화학 회복의 경제적 실행 가능성은 제 분소 통합 및 프로세스 최적화 에 달려 있으며 , 이는 소규모 운영에서는 불가능할 수 있습니다.
반 크리스마스 펄프는 중간 공정 으로 사이의 화학적 펄프 핑 과 기계적 펄프 핑 , 섬유 강도, 수율 및 생산 효율 사이의 균형을 달성하기 위해 둘 다의 측면을 결합합니다. 화학적 처리의 정도는 화학적 펄프 핑보다 낮지 만 기계적 정제는 기계적 펄프 핑보다 온화합니다.
| 기능 | 화학적 펄프 핑 (예 : Kraft, Sulfite) | 반기적 인 펄프 핑 (예 : NSSC) | 기계적 펄프 핑 (예 : G, TMP, RMP) 의 균형 |
|---|---|---|---|
| 화학적 사용 | 높은 (광범위한 리그닌 제거) | 보통 (부분 리그닌 제거) | 낮음 (최소 화학 처리) |
| 에너지 소비 | 낮은 (화학적 결실은 정제 에너지를 줄입니다) | 보통 (화학적 및 기계적 에너지가 모두 필요합니다) | 높은 (집중 기계 정제) |
| 생산하다 | 낮음 (40%–55%) | 중간 (65%–85%) | 높은 (85%–95%) |
| 섬유 강도 | 높은 (강하고 긴 섬유) | 보통 (단단하고 내구성있는 섬유) | 낮거나 중간 정도 (약한 섬유) |
| 명도 | 높음 (표백 후) | 중간 (리그닌 보유로 인한 어두운) | 낮은 (높은 리그닌 함량) |
| 화학 회수 | 효율적이고 잘 발달 된 | 도전적이고 덜 효율적입니다 | 적용 할 수 없습니다 |
| 일반적인 응용 프로그램 | 미세한 종이, 조직, 고강도 포장 | 주름진 중간, 다층 보드 | 신문, 잡지 종이, 저렴한 인쇄 용지 |
화학적 펄프 핑과 비교할 때 반 메스형 펄프는 수율이 높지만 더 많이 유지하여 리그닌을 덜 밝고 약간 약합니다. 그러나 화학적 처리가 적고 제공합니다 . 포장재에 대한 비용 효율적인 대안을 .
기계적 펄프 핑과 비교하여 반 메시 컬 펄프는 더 강력하고 내구성이 뛰어난 섬유를 생성합니다. 더 낮은 수율로 또한 에너지가 적어 응용 분야에서보다 균형 잡힌 선택입니다 . 강도와 효율성이 핵심 요소 인
이 균형은 반 크리스마스 펄프 펄프가 특히 중간 및 포장에 유용 합니다 . 여기서 강도는 필수적이지만 완전한 화학적 펄프 핑은 불필요합니다.
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