Views: 0 Autors: vietnes redaktors Publicējiet laiku: 2025-02-24 Izcelsme: Izvietot
Vai esat kādreiz domājuši par to, kā tiek izgatavots ikdienas papīrs? Celulozes un papīra ražošanas process ir aizraujošs zinātnes, mašīnu un gadsimtiem vecu zināšanu sajaukums, kas koka un pārstrādātus materiālus pārvērš par visu, sākot no piezīmjdatoriem līdz iepakojumam.
Šajā amatā jūs uzzināsit, kas patiesībā ir celulozes un papīra ražošana, kāpēc tas ir svarīgi mūsdienu pasaulē un kā laika gaitā tā ir attīstījusies. Mēs jūs iziet cauri katram solim - no izejvielu sagatavošanas un celulozes līdz lokšņu veidošanai un apdarei. Neatkarīgi no tā, vai esat ziņkārīgs students vai vienkārši vēlaties saprast, kas notiek papīra veidošanā, šī rokasgrāmata ir paredzēta jums.
Pulp ir visu papīra produktu sākumpunkts. Tas ir mitrs, šķiedru maisījums, kas izgatavots no augu materiālu sadalīšanas, piemēram, koka vai pārstrādāta papīra. Pēc atdalīšanas šķiedras var veidot plānās loksnēs - tas ir papīrs. Bet ne visu celulozi tiek izgatavota vienādi. Sadalīsim izmantoto šķiedru veidus un kāpēc celuloze ir īstais varonis šajā procesā.
Skudrkoka šķiedras (piemēram, priede vai egle) ir garākas un elastīgākas. Tas padara papīru stiprāku un izturīgāku.
Cietkoksnes šķiedras (piemēram, bērzs vai eikalipts) ir īsākas un vienmērīgākas. Tie palīdz radīt smalku, vienmērīgu virsmu - drukāšanai.
| Tipa | šķiedru garuma | papīra stiprums | Kopīga lietošana |
|---|---|---|---|
| Skujkoks | Ilgs | Augsts | Iepakojums, kartons |
| Cietkoks | Īss | Apakšējais | Drukāšanas papīrs, audi |
Tajos ietilpst bagasse (cukurniedru atlikums), linu , kokvilna un kaņepes . Tie bieži tiek izmantoti speciālos dokumentos vai kur dod priekšroku avotiem, kas nesatur koku.
Bagasse ir viegla un parasti atrodama pārtikas iepakojumā. Kokvilna izgatavo mīkstu, augstas kvalitātes papīru, piemēram, valūtu vai mākslas papīru.
Pārstrādāts papīrs tiek notīrīts, atkārtoti izolēts un atkārtoti izmantots. Lai arī tas ir īsāks un vājāks par neapstrādātām šķiedrām, tas joprojām ir noderīgs.
Viņi bieži tiek sajaukti ar stiprākām šķiedrām, lai palielinātu papīra izturību un tekstūru.
Celuloze ir galvenais materiāls, kas atrodams visās augu šķiedrās. Tas ir grūts, elastīgs un labi saista ar citām šķiedrām. Tas padara to perfektu lapas veidošanai, kas tur kopā.
Lignīns darbojas kā līme koksnē. Tajā ir cieši šķiedras, bet tās ir jānoņem, vai arī papīrs kļūst dzeltens un trausls.
Hemiceluloze palīdz savienot starp šķiedrām. Lai arī tas ir mīkstāks par celulozi, tas atbalsta elastību un lokšņu veidošanos.
Ceļojums no neapstrādātiem baļķiem līdz gatavai papīra lapai ir saistīta ar vairākiem soļiem. Katra fāze rūpīgi pārveido augu šķiedras par spēcīgām, izdrukājamām lapām. Šajā sadaļā tiek apskatīti galvenie ražošanas posmi, izceļot gan tradicionālās, gan modernās metodes, kuras šodien izmanto celulozes un papīra rūpnīcās.
Žurnāli vispirms iziet cauri lielām bungām, kas noņem mizu, metot un izsmidzinot ūdeni. Pēc tam tīrie žurnāli pārvietojas uz ātrgaitas šķeldām, kas tos sagriež mazās, vienveidīgās mikroshēmās, lai iegūtu konsekventus celulozes rezultātus.
Koka skaidiņām jābūt mazām un vienveidīgām, lai nodrošinātu efektīvu vārīšanu un konsekventu šķiedru atdalīšanu celulozes laikā.
Žurnālus parasti novāc no pārvaldītiem mežiem vai iegūst kā kokzāģētavu un koka pārstrādes iekārtas atlikumus.
Arī meža atliekas, piemēram, zari vai atgriezumi, tiek šķelti un tiek izmantoti kā rentabls šķiedru avots.
| Materiālu avota | priekšrocības |
|---|---|
| Kokzāģētavu pārpalikumi | Pieejams, samazina koksnes atkritumus, kas jau ir izkrāpti |
| Pārvaldīti meža žurnāli | Spēcīgas, svaigas šķiedras, īpaši Krafta papīram |
| Mežizstrādes atlikums | Izmanto zemas pakāpes koksni un samazina iznīcināšanu |
Akmens groundwood (SGW): baļķi tiek stumti pret masīviem slīpēšanas riteņiem, lai iegūtu šķiedras ar minimālu ķīmisku izmantošanu.
Rafinēšanas mehāniskā celulēšana (RMP): Koka mikroshēmas tiek sasmalcinātas rafinētājos, izmantojot rotējošus metāla diskus zem augsta spiediena.
Termomehāniskā celulēšana (TMP): tvaika pirms apstrādes mikroshēmas pirms rafinēšanas, spilgtuma un šķiedras elastības uzlabošana.
Mehāniskās celulozes saglabā lielāko daļu koka struktūras, bet tas noved pie zemākas izturības un tumšāka papīra bez smagas balināšanas.
Krafta process: izmanto spēcīgu sārmainu šķīdumu, lai izšķīdinātu lignīnu, vienlaikus saglabājot neskartas un spēcīgas celulozes šķiedras.
Sulfīta process: uz skābi balstīta metode, labāka specialitāšu dokumentiem, bet rada vājāku celulozi, salīdzinot ar Kraft.
Čipsi ir viegli pagatavoti ķīmiskajās vielās, pēc tam mehāniski rafinētas-ideāli piemērotas augstas stīvuma produktiem, piemēram, gofrētām kastēm.
| raksturīgais | mehāniskais celulozes | ķīmiskā mīkstums |
|---|---|---|
| Šķiedru izturība | Zems saglabātā lignīna dēļ | Augsts pilnīgas lignīna noņemšanas dēļ |
| Ienest | Augsts (90–95%) | Barotne (45–55%) |
| Spilgtums (pēc balinātāja) | Vidējs | Augsts |
| Tipiski lietojumi | Katalogi, avīžu papīrs, skrejlapas | Biroja papīrs, iepakojums |
Pēc celulozes, lai novērstu aprīkojuma bojājumus un sliktu papīra kvalitāti, ir jānodala gruži, piemēram, mezgli, miza un smiltis.
Centrbēdzes tīrīšanas līdzekļi griežas celulozes vircu ar lielu ātrumu, lai noņemtu blīvus piesārņotājus, piemēram, smiltis un metāla fragmentus.
Tīra mīkstums nodrošina vienmērīgu lokšņu veidošanos un izvairās no papīra pārtraukumiem, ko izraisa atlikušās cietās daļiņas vai koka salipumi.
Balināšana padara celulozi gaišāku un uzlabo gala papīra izskatu. Ķīmiskā celulozei ir nepieciešama dziļāka balināšana nekā mehāniskā mīkstums.
Kāpēc balināt? Balināta mīkstums ražo tumšu papīru, kas viegli mainās, it īpaši gaismā vai laika gaitā.
Parastie līdzekļi: ūdeņraža peroksīds ir maigs, hlora dioksīds ir ļoti efektīvs, un ozons darbojas ātri, bet ir dārgs.
Dažādas pieejas: mehāniskā mīkstums ir viegli balināts, lai saglabātu ražu; Ķīmiskā mīkstums ir pilnībā balināts baltuma dēļ.
| Balināšanas aģenta | efektivitātes | izmaksas | vislabāk |
|---|---|---|---|
| Ūdeņraža peroksīds | Mērens | Zems | Pārstrādāta vai mehāniska mīkstums |
| Hlora dioksīds | Augsts | Mērens | Krafta un sulfīta ķīmiskās celulozes |
| Ozons | Ļoti augsts | Augsts | Specialty Papers augstas spilgtuma dokumenti |
Rafinēšana sagatavo šķiedras, lai labāk sasaistītos, raupjot virsmas un padarot tās elastīgākas un savstarpēji saistītas.
Labi izstrādātas šķiedras rada spēcīgāku papīru, veidojot ciešākas, izturīgākas saites.
Disku rafinētāji: ātrgaitas rotējoši diski Sasmalciniet mīkstumu starp saliektajām metāla plāksnēm, pielāgojot šķiedras formu un garumu.
Koniskie rafinētāji: izmantojiet spiedienu un konusa formas kameras, lai sagrieztu un saspiestu celulozi vienveidīgākās šķiedrās.
Pārmērīgi pārmērīgi samazina šķiedras pārāk īsas, vājinot lapu, vienlaikus nepietiekami rinējot, rodas slikta šķiedru savienošana un rupja tekstūra.
Pareiza rafinēšana uzlabo papīra gludumu, stiepes izturību un izdrukājamību, nepadarot to trauslu vai nevienmērīgu.
Ūdeņainais celulozes maisījums ir vienmērīgi izkliedēts no galvas kastes uz kustīgu stiepļu sietu, lai sāktu veidot papīra lapu.
Smagums un sūkšana noņem lielāko daļu ūdens, atstājot aiz slapja šķiedras paklāja, kas gatavs nospiešanai.
Mitrais paklājs iziet cauri smagajiem veltņiem, kas iesaiņoti filcā, lai izspiestu vairāk ūdens un kompaktētu šķiedras kopā.
Tas uzlabo lokšņu stiprumu un sagatavo tīmekli ātrākai žāvēšanai, nesabojājot šķiedru saites.
Sildītu cilindru virkne iztvaiko mitrumu, samazinot ūdens saturu līdz aptuveni 5% galaproduktā.
| Skatuves | ūdens saturs (%) |
|---|---|
| Pēc veidošanās | ~ 99% |
| Pēc nospiešanas | ~ 50–60% |
| Pēc žāvēšanas | ~ 4–6% |
Kalendēšana: papīrs šķērso gludus, apsildāmus veltņus, lai saplacinātu tā virsmu un samazinātu biezuma variācijas.
Pārklājums un lielums: Virsmas var apstrādāt ar cietes, māliem vai lateksu, lai uzlabotu drukas kvalitāti un pretestību tintēm.
Griešana un iesaiņošana: Nepārtrauktais papīra rullītis tiek sagriezts pārvaldāmā izmērā vai loksnēs, pēc tam iesaiņots piegādei.
Galīgās apdares darbības nosaka papīra tekstūru, svaru, spīdumu un veiktspēju drukāšanas vai salocīšanas lietojumprogrammās.
Papīra ražošana ir atkarīga no koordinētas mašīnu sistēmas. Katrs veic konkrētu darbu, pārveidojoties no neapstrādāta koka uz gatavu papīru. Sākot no mizas noņemšanas līdz galīgās lapas izlīdzināšanai, šīs mašīnas darbojas pēc kārtas, lai nodrošinātu, ka katra lapa atbilst kvalitātes standartiem. Izpētīsim būtiskās mašīnas, kuras tiek izmantotas visā procesā.
Debarker noņem mizu no baļķiem, pirms tie ir šķeldoti. Šis solis ir svarīgs, jo miza var izraisīt piesārņojuma un bojājumu mašīnas lejup pa straumi. Debarker iekšpusē apaļkoki tiek pagriezti lielās bungās, kamēr ūdens strūklas palīdz atslābināt un noņemt mizu. Pēc tīrīšanas žurnāli ir gatavi iekļūt šķeldā.
Šķērējs sagriež izkrautos baļķus mazās, vienveidīgās koksnes mikroshēmās, kuras ir vieglāk apstrādāt. Tas izmanto asus, rotējošus asmeņus, lai ātri un efektīvi sagrieztu baļķus. Čipām jābūt konsekventām izmēriem, lai tās vienmērīgi gatavotu gremošanas līdzekļus vai pareizi pilnveidotos mehāniskos procesos. Nevienmērīgas mikroshēmas var izraisīt sliktu celulozes kvalitāti.
Digester ir galvenā ķīmiskā celulozes. Tas gatavo koka skaidas ar siltumu un ķīmiskām vielām, lai sadalītu lignīnu, atbrīvojot celulozes šķiedras. Sagremošanas līdzekļi ir divās formās: partija un nepārtraukta. Kamēr partijas sagremotāji apstrādā vienu slodzi vienlaikus, nepārtraukti sagremotie darbojas nepārtraukti, kas ir ideāli piemēroti spēcīgas kraftas mīkstuma ražošanai lielos apjomos.
Pulpers rada vircu, sajaucot neapstrādātas šķiedras vai pārstrādātu papīru ar ūdeni. Lāpstiņas vai rotori maisa maisījumu, sadalot materiālus atsevišķās šķiedrās. Tā ir galvenā mašīna gan svaiga koka celulozei, gan pārstrādes operācijām. Pārstrādātā papīra gadījumā spuldzis bieži ietver soļus, kas palīdz iztīrīt lietoto papīru pirms rafinēšanas.
Rafinētājs modificē šķiedru formu un virsmas tekstūru, palīdzot tām rūpīgāk sasaistīties papīra izgatavošanas laikā. Tas izmanto rotējošus diskus vai konusi, lai viegli sagrieztu un fibrilētu šķiedras. Rafinēšanas līmenis tieši ietekmē papīra kvalitāti, sākot no tā, cik spēcīgi tas ir, līdz tas, cik labi tas izdrukā. Pārlieku pārmērīga rādīšana var sabojāt šķiedras un vājināt galaproduktu.
Fourdrinier mašīna veido papīra lapu, izkliedējot mīkstumu pāri kustīgai acs stieplei. Ūdens izplūst caur acu, kad veidojas šķiedras paklājs. Vakuuma kastes zem acs palīdz noņemt vairāk ūdens. Šī sadaļa nosaka lokšņu vienveidību un šķiedru sadalījumu, kas ir kritiski svarīgs, lai veiktu vienmērīgus, konsekventus papīra ruļļus vai lapas.
Pēc nospiešanas mitrs papīrs pārvietojas pa lieliem tvaika apsildāmiem žāvētājiem. Šie cilindri pakāpeniski noņem mitrumu, līdz loksne sasniedz mērķa sausumu. Tālāk lapa iziet cauri kalendāriem - soļa veltņiem, kas to saspiež un pulē. Šis solis pielāgo papīra biezumu, tekstūru un apdari atkarībā no tā, vai produkts ir spīdīgs, matēts vai nepārklāts.
Izmanto grāmatām, biroja dokumentiem un profesionāliem dokumentiem.
Gluda virsma, lai viegli absorbētu tintes.
Parastie tipi ir obligāciju papīrs un kopētāja papīrs.
Piemērots printeriem, faksa mašīnām un kopētājiem.
Aizsargā un pasniedz produktus nosūtīšanas laikā.
Ietver Kraft Paper, kas pazīstams ar izturību un pretestību.
Izmanto iesaiņošanai, polsterēšanai un aizpildīšanas kastēm.
Izgatavots no mīkstiem, absorbējošiem materiāliem.
Ietver tualetes papīru, papīra dvieļus, salvetes un sejas audus.
Paredzēts, lai būtu maigi uz ādu, vienlaikus piedāvājot augstu absorbciju.
Glancēts: ideāli piemērots foto drukāšanai, ar spilgtām krāsām un asām detaļām.
Matte: neatstarojoša virsma, kas lieliski piemērota mākslas izdrukām un lasāmiem dokumentiem.
Pārklāts: izmanto augstas kvalitātes žurnālos, brošūrās un mārketinga materiālos.
Stiepes izturības testi mēra, cik daudz spēka papīra var apstrādāt, pirms tas sabojājas. Šis īpašums ir svarīgs papīram, ko izmanto produktos, kuriem ir jāizturas stiepšanās, piemēram, iepakojums. Augstāka stiepes izturība nodrošina, ka papīrs var izturēt stresu, nesaraujot.
Asaru pretestības testi nosaka, cik labi papīrs saglabājas zem spiediena. Tas ir īpaši svarīgi tādiem produktiem kā somas vai aploksnes, kur papīrs varētu būt pakļauts asiem spēkiem. Spēcīga asaru izturība palīdz papīram saglabāt tā integritāti lietošanas laikā.
Necaurlaidības testi mēra, cik daudz gaismas iet caur papīru, savukārt spilgtums mēra, cik daudz gaismas tas atspoguļojas. Šīs īpašības ietekmē papīra izskatu, it īpaši drukāšanai. Augstāka necaurredzamība un spilgtums uzlabo drukātu materiālu vizuālo pievilcību un skaidrību.
Gludums attiecas uz papīra virsmas tekstūru, kas ietekmē tintes izplatību. Gludāks papīrs ļauj skaidrākas, asākas izdrukas, padarot to ideālu augstas kvalitātes drukātiem produktiem. Raksti ar rupjāku virsmu var izraisīt problēmas ar tintes absorbciju un drukas skaidrību.
Stiepes testeris : mēra papīra izturību un pagarinājumu pirms pārrāvuma.
Elmendorfa asaru testeris : novērtē papīra asaru pretestību kontrolētos apstākļos.
Necaurlaidības un spilgtuma mērītāji : izmēriet gaismas pārraidi un pārdomas vizuālai kvalitātei.
Virsmas profilētāji : izmanto, lai izmērītu papīra gludumu, nodrošinot drukāšanas kvalitāti.
| izaicinājumu | aprakstā |
|---|---|
| Šķiedru mainība | Šķiedru kvalitātes un sastāva variācijas ietekmē papīra stiprumu un konsistenci. |
| Mitruma un žāvēšanas kontrole | Mitruma līmeņa pārvaldība ir kritiska; Pārmērīgs mitrums vājina papīru, savukārt nepietiekams mitrums var izraisīt plaisāšanu. |
| Iekārtas nodilums un apkope | Nepārtraukta mašīnu lietošana noved pie nodiluma, nepieciešama regulāra apkope un jaunināšana, lai izvairītos no traucējumiem. |
| Enerģija un ūdens patēriņš | Augsta enerģijas un ūdens izmantošana ir raksturīga papīra ražošanai, kas rada izaicinājumus izmaksu pārvaldībā un ilgtspējībā. |
Pārstrādātu šķiedru izmantošana ir pieaugoša iespēja papīra rūpniecībā. Iekļaujot pārstrādātus materiālus, ražotāji var samazināt izmaksas un samazināt ietekmi uz vidi. Tehnoloģiju attīstība tagad ļauj pārstrādāt ar augstākas kvalitātes šķiedrām, padarot tās par ilgtspējīgāku iespēju papīra ražošanai, neapdraudot izturību vai izturību.
Rafinēšanas un veidošanās tehnoloģija turpina attīstīties, uzlabojot papīra produktu kvalitāti. Jaunas rafinēšanas metodes uzlabo šķiedru sasaistīšanu, kas noved pie spēcīgāka papīra. Tikmēr labākas veidošanās metodes palīdz radīt vienmērīgākas, konsekventākas lapas, samazinot defektus un uzlabojot produktu vienveidību.
Automatizācija procesa kontrolē ir papīra ražošana. Izmantojot reālā laika datus, automatizētas sistēmas ļauj ražotājiem pielāgot ražošanas parametrus, piemēram, mitruma līmeni un temperatūru. Tā rezultātā uzlabojas konsekvence, mazāk defektu un labāka vispārējā efektivitāte visā ražošanas procesā.
Celulozes un papīra ražošanas process ietver vairākus galvenos posmus, ieskaitot izejvielu sagatavošanu, celulozi, balināšanu, rafinēšanu un papīra veidošanu. Katram posmam ir izšķiroša nozīme, lai nodrošinātu augstas kvalitātes papīru un efektivitāti. Šo procesu apgūšana ir būtiska, lai saglabātu produktu konsekvenci un ievērotu nozares standartus.
Ar tādiem sasniegumiem kā pārstrādātas šķiedras un automatizācija papīra ražošanas nākotne izskatās daudzsološa. Šie jauninājumi uzlabos ilgtspējību un ražošanas efektivitāti, piedāvājot videi draudzīgākus un rentablus risinājumus papīra rūpniecībai, virzoties uz priekšu.
Pulp ir šķiedru materiāls, ko izmanto papīra pagatavošanai. Papīrs ir gatavais produkts, kas izgatavots, apstrādājot celulozi loksnēs.
Skibs koks nodrošina garas šķiedras spēkam, savukārt cietkoksne piedāvā īsākas šķiedras gludumam un labākai izdrukājamībai papīrā.
Celulozi var balināt, izmantojot skābekli, ūdeņraža peroksīdu vai ozonu, samazinot ietekmi uz vidi un izvairoties no hlora bāzes ķīmiskām vielām.
[1] https://www.pulpandpaper-technology.com/articles/pulp-and-paper-manufacturing-process-in-the-paper-industry
[2] https://extension.okstate.edu/fact-sheets/basics-ofpaper-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/paperMake-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
