Proses pembuatan pulpa dan kertas

Pernahkah anda memikirkan bagaimana kertas sehari -hari dibuat? Proses pembuatan pulpa dan kertas adalah gabungan sains, jentera, dan pengetahuan yang menarik yang mengubah bahan kayu dan kitar semula ke dalam segala-galanya dari buku nota ke pembungkusan.

Dalam jawatan ini, anda akan mengetahui apa yang benar -benar pulpa dan kertas pembuatan, mengapa ia penting di dunia hari ini, dan bagaimana ia telah berkembang dari masa ke masa. Kami akan membimbing anda melalui setiap langkah -dari penyediaan bahan mentah dan pulping ke pembentukan lembaran dan penamat. Sama ada anda seorang pelajar yang ingin tahu atau hanya ingin memahami apa yang berlaku dalam membuat kertas, panduan ini adalah untuk anda.

Apa itu Pulpa? Memahami bahan mentah

Pulpa adalah titik permulaan semua produk kertas. Ia adalah campuran basah dan berserabut yang dibuat daripada memecahkan bahan tumbuhan seperti kayu atau kertas kitar semula. Sebaik sahaja dipisahkan, serat boleh dibentuk menjadi lembaran nipis -itu kertas itu. Tetapi tidak semua pulpa dibuat dengan cara yang sama. Mari kita memecahkan jenis serat yang digunakan dan mengapa selulosa adalah wira sebenar dalam proses ini.

Jenis gentian yang digunakan dalam pembuatan kertas

Serat kayu: kayu lembut vs kayu keras

• Serat kayu lembut (seperti pain atau rempah) lebih panjang dan lebih fleksibel. Ini menjadikan kertas lebih kuat dan lebih tahan lama.

• Serat kayu keras (seperti birch atau eucalyptus) adalah lebih pendek dan licin. Mereka membantu mewujudkan permukaan yang baik, malah untuk mencetak.

Taipkan	panjang gentian	kekuatan kertas	penggunaan biasa
Kayu lembut	Panjang	Tinggi	Pembungkusan, kadbod
Kayu keras	Pendek	Lebih rendah	Kertas percetakan, tisu

Serat bukan kayu

• Ini termasuk bagasse (sisa tebu), flax , kapas , dan rami . Mereka sering digunakan dalam kertas khusus atau di mana sumber bebas pokok lebih disukai.

• Bagasse ringan dan biasanya terdapat dalam pembungkusan makanan. Kapas membuat kertas lembut, berkualiti tinggi, seperti mata wang atau kertas seni.

Serat kitar semula

• Kertas kitar semula dibersihkan, ditarik balik, dan digunakan semula. Walaupun lebih pendek dan lemah daripada gentian dara, ia masih berguna.

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

Mengapa selulosa adalah kunci untuk membuat pembuatan

Peranan selulosa

Selulosa adalah bahan teras yang terdapat di semua gentian berasaskan tumbuhan. Ia sukar, fleksibel, dan ikatan dengan baik dengan serat lain. Itulah yang menjadikannya sempurna untuk membentuk lembaran yang memegang bersama.

Lignin dan Hemicellulose: Menyokong Pelakon

• Lignin bertindak seperti gam di dalam kayu. Ia memegang serat ketat tetapi mesti dikeluarkan, atau kertas itu menjadi kuning dan rapuh.

• Hemicellulose membantu dengan ikatan antara serat. Walaupun lebih lembut daripada selulosa, ia menyokong fleksibiliti dan pembentukan lembaran.

  
  

Gambaran keseluruhan langkah demi langkah proses pembuatan pulpa dan kertas

Perjalanan dari balak mentah ke lembaran kertas siap melibatkan beberapa langkah. Setiap fasa berhati -hati mengubah serat tumbuhan ke dalam lembaran yang kuat dan boleh dicetak. Bahagian ini membimbing anda melalui peringkat pembuatan teras, menonjolkan teknik tradisional dan moden yang digunakan dalam kilang pulpa dan kertas hari ini.

1. Penyediaan bahan mentah

Proses debark dan kerepek

Log pertama melewati drum debark besar, yang mengeluarkan kulit dengan jatuh dan menyembur air. Log yang bersih kemudian bergerak ke chippers berkelajuan tinggi yang memotongnya menjadi cip kecil dan seragam untuk hasil pulping yang konsisten.

Cip kayu mestilah kecil dan seragam untuk memastikan pemisahan serat yang cekap dan konsisten semasa pulping.

Sourcing Wood

• Log biasanya dituai dari hutan yang diuruskan atau diperolehi sebagai sisa dari kilang papan dan loji pemprosesan kayu.

• Serpihan hutan seperti cawangan atau hiasan juga terkelupas dan digunakan sebagai sumber serat kos efektif.

sumber bahan	Kelebihan
Sisa sisa sawmill	Berpatutan, mengurangkan sisa kayu, sudah dibebaskan
Log hutan yang diuruskan	Serat yang kuat, segar, terutamanya untuk Kertas Kraft
Residu pembalakan	Menggunakan kayu kelas rendah dan mengurangkan pelupusan

2. Proses pulping

Pulping mekanikal

• Batu Groundwood (SGW): Log ditolak terhadap roda pengisaran besar -besaran untuk mengekstrak serat dengan penggunaan kimia yang minimum.

• Pulping mekanikal penapis (RMP): Cip kayu dicincang dalam penapis menggunakan cakera logam berputar di bawah tekanan tinggi.

• Thermo-Mechanical Pulping (TMP): Steam Pre-Treats Chips sebelum menyempurnakan, meningkatkan kecerahan dan fleksibiliti serat.

Pulpa mekanikal mengekalkan sebahagian besar struktur kayu, tetapi ini membawa kepada kekuatan yang lebih rendah dan kertas yang lebih gelap tanpa pemutihan berat.

Pulping kimia

• Proses Kraft: Menggunakan penyelesaian alkali yang kuat untuk membubarkan lignin sambil mengekalkan serat selulosa utuh dan kuat.

• Proses sulfit: kaedah berasaskan asid, lebih baik untuk kertas khusus tetapi menyebabkan pulpa yang lebih lemah berbanding Kraft.

Pulping semi-kimia

• Cip dimasak dengan ringan dalam bahan kimia, kemudian secara mekanikal halus-sempurna untuk produk kepelbagaian tinggi seperti kotak beralun.

Mekanikal vs perbandingan kimia

ciri	pulpa mekanikal	pulpa
Kekuatan serat	Rendah disebabkan oleh lignin yang disimpan	Tinggi kerana penyingkiran lignin penuh
Hasil	Tinggi (90-95%)	Sederhana (45-55%)
Kecerahan (selepas peluntur)	Medium	Tinggi
Kegunaan biasa	Katalog, surat khabar, risalah	Kertas pejabat, pembungkusan

3. Pembersihan dan pemeriksaan pulpa

• Selepas pulping, serpihan seperti knot, kulit, dan pasir mesti dipisahkan untuk mengelakkan kerosakan peralatan dan kualiti kertas yang lemah.

• Pembersih centrifugal berputar buburan pulpa pada kelajuan tinggi untuk menghilangkan bahan cemar padat seperti serpihan grit dan logam.

Pulpa bersih memastikan pembentukan lembaran dan mengelakkan rehat kertas yang disebabkan oleh zarah keras yang sisa atau rumpun kayu.

4. Proses Pemutihan

Pemutihan menjadikan pulpa lebih cerah dan meningkatkan penampilan kertas akhir. Pulpa kimia memerlukan pemutihan yang lebih dalam daripada pulpa mekanikal.

• Mengapa peluntur? Pulpa yang tidak dicabut menghasilkan kertas gelap yang mudah dipecahkan, terutamanya di bawah cahaya atau dari masa ke masa.

• Ejen umum: Hidrogen peroksida adalah lembut, klorin dioksida sangat berkesan, dan ozon berfungsi dengan cepat tetapi mahal.

• Pendekatan yang berbeza: Pulpa mekanikal ringan diluntur untuk mengekalkan hasil; Pulpa kimia sepenuhnya diluntur untuk keputihan.

ejen pemutihan	Keberkesanan	kos	terbaik untuk
Hidrogen peroksida	Sederhana	Rendah	Pulpa kitar semula atau mekanikal
Klorin dioksida	Tinggi	Sederhana	Pulpa kimia Kraft dan Sulfite
Ozon	Sangat tinggi	Tinggi	Kertas khusus kecerahan tinggi

---

5. Penapisan dan pemukul

Tujuan penapisan

Penapisan menyediakan serat untuk mengikat lebih baik dengan permukaan kasar dan menjadikannya lebih fleksibel dan saling berkaitan.

• Serat yang dipersiapkan dengan baik mencipta kertas yang lebih kuat dengan membentuk ikatan yang lebih ketat, lebih tahan lama semasa pembentukan lembaran.

Peralatan penapisan

• Penapis cakera: cakera berputar berkelajuan tinggi mengisar pulpa antara plat logam yang dipenuhi, menyesuaikan bentuk serat dan panjang.

• Penapis Conical: Gunakan tekanan dan ruang berbentuk kerucut untuk mengiris dan memampatkan pulpa ke dalam serat yang lebih seragam.

Kesan terhadap ikatan serat

• Serat pemotongan terlalu pendek terlalu pendek, melemahkan lembaran, sementara hasil yang kurang menghilangkan dalam ikatan serat yang lemah dan tekstur kasar.

Penapisan yang betul meningkatkan kelancaran kertas, kekuatan tegangan, dan cetakan tanpa membuatnya rapuh atau tidak sekata.

6. Proses Papermaking

Membentuk lembaran

• Campuran pulpa berair merata dari kotak kepala ke mesh wayar bergerak untuk mula membentuk lembaran kertas.

• Graviti dan sedutan mengeluarkan kebanyakan air, meninggalkan tikar serat basah yang sedia untuk menekan.

Menekan

• Mat basah melalui penggelek berat yang dibalut untuk memerah lebih banyak air dan padat serat bersama -sama.

• Ini meningkatkan kekuatan lembaran dan menyediakan web untuk pengeringan lebih cepat tanpa merosakkan ikatan serat.

Pengeringan

• Satu siri silinder yang dipanaskan menguap kelembapan sisa, mengurangkan kandungan air kepada sekitar 5% dalam produk akhir. Kandungan Air

Peringkat	(%)
Selepas membentuk	~ 99%
Selepas menekan	~ 50-60%
Selepas pengeringan	~ 4-6%

7. Penamat dan Penukaran

• Calendering: Kertas berlalu antara penggelek yang licin, dipanaskan untuk meratakan permukaannya dan mengurangkan variasi ketebalan.

• Salutan & Sizing: Permukaan boleh dirawat dengan kanji, tanah liat, atau lateks untuk meningkatkan kualiti cetak dan rintangan dakwat.

• Pemotongan & Pembungkusan: Gulungan kertas berterusan dihiris ke dalam saiz atau lembaran yang boleh diurus, kemudian dibalut untuk penghantaran.

Langkah -langkah penamat akhir menentukan tekstur, berat, bersinar, dan prestasi kertas dalam aplikasi percetakan atau lipat.

Jentera utama yang digunakan dalam proses pembuatan kertas

Pengeluaran kertas bergantung kepada sistem mesin yang diselaraskan. Setiap orang mengendalikan pekerjaan tertentu dalam transformasi dari kayu mentah ke kertas siap. Dari mengeluarkan kulit untuk melicinkan lembaran akhir, mesin -mesin ini berfungsi mengikut urutan untuk memastikan setiap lembaran memenuhi piawaian kualiti. Mari kita meneroka mesin penting yang digunakan sepanjang proses.

Debarker

Debarker menghilangkan kulit dari kayu balak sebelum mereka terkelupas. Langkah ini penting kerana kulit boleh menyebabkan pencemaran dan mesin kerosakan di hilir. Di dalam debarker, balak diputar dalam gendang besar manakala jet air membantu melonggarkan dan melepaskan kulit. Setelah dibersihkan, balak sudah bersedia untuk memasuki chipper.

Chipper

Pemotongan chipper dibongkar log ke dalam cip kayu kecil yang seragam yang lebih mudah diproses. Ia menggunakan bilah yang tajam, berputar untuk mengiris kayu balak dengan cepat dan cekap. Cip perlu konsisten dalam saiz supaya mereka memasak secara merata dalam pencerna atau menyempurnakan dengan betul dalam proses mekanikal. Cip tidak sekata boleh menyebabkan kualiti pulpa yang lemah.

Digester

Penggali adalah pusat pulping kimia. Ia memasak cip kayu dengan haba dan bahan kimia untuk memecahkan lignin, membebaskan serat selulosa. Digesters datang dalam dua bentuk: batch dan berterusan. Walaupun penggabungan batch mengendalikan satu beban pada satu masa, pencerna berterusan beroperasi tanpa henti, sesuai untuk menghasilkan pulpa Kraft yang kuat pada jumlah yang besar.

Pulper

Pulper mencipta buburan dengan mencampurkan serat mentah atau kertas kitar semula dengan air. Bilah atau rotor menggerakkan campuran, memecahkan bahan ke dalam serat berasingan. Ia adalah mesin utama untuk kedua -dua pulpa kayu segar dan operasi kitar semula. Untuk kertas kitar semula, pulper sering termasuk langkah -langkah deinking yang membantu membersihkan kertas yang digunakan sebelum penapisan.

Penapis

Penapis mengubah bentuk serat dan tekstur permukaan, membantu mereka mengikat lebih ketat semasa pembuatan kertas. Ia menggunakan cakera berputar atau kerucut untuk memotong dan menggabungkan serat dengan lembut. Tahap penapisan secara langsung mempengaruhi kualiti kertas, dari betapa kuatnya seberapa baik ia mencetak. Penutupan boleh merosakkan serat dan melemahkan produk akhir.

Mesin Fourdrinier

Mesin Fourdrinier membentuk lembaran kertas dengan menyebarkan pulpa merentasi wayar mesh bergerak. Air mengalir melalui mesh sebagai bentuk tikar serat. Kotak vakum di bawah mesh membantu mengeluarkan lebih banyak air. Bahagian ini menentukan keseragaman lembaran dan pengagihan serat, yang penting untuk membuat gulungan kertas atau lembaran yang lancar dan konsisten.

Pengering dan kalender

Selepas menekan, kertas lembap bergerak melalui pengering stim yang besar. Silinder ini secara beransur -ansur mengeluarkan kelembapan sehingga lembaran mencapai kekeringan sasarannya. Seterusnya, lembaran melepasi kalender -penggelek -lobak yang memampatkan dan menggilapnya. Langkah ini menyesuaikan ketebalan, tekstur, dan selesai kertas bergantung kepada sama ada produk itu berkilat, matte, atau tidak bersalut.

Jenis kertas biasa dan kegunaan mereka

Kertas menulis dan percetakan

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

• Permukaan licin untuk penyerapan dakwat mudah.

• Jenis biasa termasuk kertas bon dan kertas copier.

• Sesuai untuk pencetak, mesin faks, dan copier.

Kertas pembungkusan

• Melindungi dan membentangkan produk semasa penghantaran.

• Termasuk kertas Kraft, yang terkenal dengan kekuatan dan rintangan air mata.

• Digunakan untuk membungkus, kusyen, dan kotak pengisian.

Produk tisu dan kebersihan

• Dibuat dari bahan yang lembut dan menyerap.

• Termasuk kertas tandas, tuala kertas, tuala, dan tisu muka.

• Direka untuk menjadi lembut pada kulit sambil menawarkan penyerapan yang tinggi.

Kertas Khas (Glossy, Matte, Disalut)

• Glossy: Sesuai untuk percetakan foto, dengan warna -warna cerah dan butiran tajam.

• Matte: Permukaan yang tidak reflektif, sesuai untuk cetakan seni dan dokumen yang boleh dibaca.

• Bersalut: Digunakan untuk majalah berkualiti tinggi, risalah, dan bahan pemasaran.

Kawalan Kualiti dalam Pembuatan Kertas

Sifat mekanikal dan fizikal yang diuji

Kekuatan tegangan

Ujian kekuatan tegangan mengukur berapa banyak kertas daya dapat mengendalikan sebelum ia pecah. Harta ini penting untuk kertas yang digunakan dalam produk yang perlu ditentang, seperti pembungkusan. Kekuatan tegangan yang lebih tinggi memastikan kertas itu dapat menahan tekanan tanpa merobek.

Rintangan air mata

Ujian rintangan air mata menentukan seberapa baik kertas yang dipegang di bawah tekanan. Ini amat penting untuk produk seperti beg atau sampul surat, di mana kertas mungkin tertakluk kepada daya tajam. Rintangan air mata yang kuat membantu kertas mengekalkan integriti semasa penggunaan.

Kelegapan dan kecerahan

Ujian opacity mengukur berapa banyak cahaya melalui kertas, sementara kecerahan mengukur berapa banyak cahaya yang dicerminkan. Ciri -ciri ini mempengaruhi bagaimana kertas kelihatan, terutamanya untuk percetakan. Kelegapan dan kecerahan yang lebih tinggi meningkatkan daya tarikan visual dan kejelasan bahan bercetak.

Kelancaran dan kebolehcampihan

Kelancaran merujuk kepada tekstur permukaan kertas, yang mempengaruhi bagaimana penyebaran dakwat. Kertas yang lebih lancar membolehkan cetakan yang lebih jelas, lebih tajam, menjadikannya sesuai untuk produk bercetak berkualiti tinggi. Kertas dengan permukaan yang lebih kasar boleh menyebabkan masalah dengan penyerapan dakwat dan kejelasan cetak.

Kaedah ujian dan kaedah pengukuran

• Penguji tegangan : mengukur kekuatan kertas dan pemanjangan sebelum pecah.

• Elmendorf Tear Tester : Menilai rintangan air mata kertas di bawah keadaan terkawal.

• Meter Opacity and Brutness : Ukur penghantaran cahaya dan refleksi untuk kualiti visual.

• Profiler permukaan : Digunakan untuk mengukur kelancaran kertas, memastikan kualiti percetakan.

Cabaran dalam Penerangan Pulpa dan Kertas

Cabaran	Penerangan
Variabiliti serat	Variasi kualiti serat dan komposisi mempengaruhi kekuatan dan konsistensi kertas.
Kelembapan dan kawalan pengeringan	Menguruskan tahap kelembapan adalah kritikal; Kelembapan berlebihan melemahkan kertas, sementara kelembapan yang tidak mencukupi boleh menyebabkan retak.
Memakai peralatan dan penyelenggaraan	Penggunaan berterusan jentera membawa kepada dipakai, memerlukan penyelenggaraan dan peningkatan yang tetap untuk mengelakkan gangguan.
Penggunaan tenaga dan air	Penggunaan tenaga dan air yang tinggi adalah wujud dalam pengeluaran kertas, menyampaikan cabaran dalam pengurusan kos dan kemampanan.

Peluang untuk penambahbaikan dan inovasi

Penggunaan serat kitar semula adalah peluang yang semakin meningkat dalam industri kertas. Dengan menggabungkan bahan kitar semula, pengeluar dapat mengurangkan kos dan meminimumkan kesan alam sekitar. Kemajuan dalam teknologi kini membolehkan gentian kitar semula berkualiti tinggi, menjadikan mereka pilihan yang lebih mampan untuk menghasilkan kertas tanpa menjejaskan kekuatan atau ketahanan.

Teknologi penapisan dan pembentukan terus berkembang, meningkatkan kualiti produk kertas. Teknik penapisan baru meningkatkan ikatan serat, yang membawa kepada kertas yang lebih kuat. Sementara itu, kaedah pembentukan yang lebih baik membantu mewujudkan lembaran yang lebih lancar, lebih konsisten, mengurangkan kecacatan dan meningkatkan keseragaman produk.

Automasi dalam kawalan proses adalah membentuk semula pembuatan kertas. Dengan menggunakan data masa nyata, sistem automatik membolehkan pengeluar menyesuaikan parameter pengeluaran seperti tahap kelembapan dan suhu. Ini mengakibatkan konsistensi yang lebih baik, kecacatan yang lebih sedikit, dan kecekapan keseluruhan yang lebih baik merentasi proses pengeluaran.

Kesimpulan

Proses pembuatan pulpa dan kertas melibatkan beberapa peringkat utama, termasuk penyediaan bahan mentah, pulping, pemutihan, penapisan, dan pembuatan kertas. Setiap peringkat adalah penting untuk memastikan kertas dan kecekapan berkualiti tinggi. Penguasaan proses ini adalah penting untuk mengekalkan konsistensi produk dan memenuhi piawaian industri.

Dengan kemajuan seperti serat dan automasi kitar semula, masa depan pembuatan kertas kelihatan menjanjikan. Inovasi ini akan meningkatkan kecekapan dan kecekapan pengeluaran, yang menawarkan penyelesaian yang lebih mesra alam dan kos efektif untuk industri kertas bergerak ke hadapan.

Soalan Lazim (Soalan Lazim)

Apakah perbezaan antara pulpa dan kertas?

Pulpa adalah bahan berserabut yang digunakan untuk membuat kertas. Kertas adalah produk siap yang dibuat dengan memproses pulpa ke dalam helaian.

Kenapa kayu lembut dan kayu keras digunakan dalam pembuatan kertas?

Softwood menyediakan serat panjang untuk kekuatan, manakala kayu keras menawarkan serat yang lebih pendek untuk kelancaran dan kebolehpercayaan yang lebih baik di dalam kertas.

Bagaimana pulpa diluntur tanpa menggunakan klorin?

Pulpa boleh diluntur menggunakan oksigen, hidrogen peroksida, atau ozon, mengurangkan kesan alam sekitar dan mengelakkan bahan kimia berasaskan klorin.

Sumber rujukan

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

[2] https://extension.okstate.edu/fact-seets/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