Proces produkcji miazgi i papieru

Czy kiedykolwiek myślałeś o tym, jak powstaje codzienny papier? Proces produkcji miazgi i papieru jest fascynującą mieszanką nauki, maszyn i wielowiekowej wiedzy, która zamienia materiały z drewna i recyklingu we wszystko, od notebooków po opakowanie.

W tym poście dowiesz się, czym naprawdę jest produkcja miazgi i papieru, dlaczego ma to znaczenie w dzisiejszym świecie i jak ewoluowało z czasem. Przejdziemy cię przez każdy krok - od przygotowania surowca i rozdzielania po tworzenie i wykończenie prześcieradła. Niezależnie od tego, czy jesteś ciekawym uczniem, czy po prostu chcesz zrozumieć, co zajmuje się zrobieniem papieru, ten przewodnik jest dla Ciebie.

Co to jest miazga? Zrozumienie surowca

Pulp jest punktem wyjścia wszystkich produktów papierowych. Jest to mokra, włóknista mieszanka wykonana z rozkładania materiałów roślinnych, takich jak drewno lub papier z recyklingu. Po rozdzieleniu włókien można uformować w cienkie arkusze - na papierze. Ale nie cała miazga jest wykonana w ten sam sposób. Rozbijmy rodzaje używanych włókien i dlaczego celuloza jest prawdziwym bohaterem w tym procesie.

Rodzaje włókien stosowanych w papieru papierowym

Włókna drewniane: drewno iglaste vs. drewno liściaste

• Włókna z drewna iglastego (takie jak sosna lub świerk) są dłuższe i bardziej elastyczne. To sprawia, że ​​papier jest silniejszy i trwały.

• Włókna z twardego drewna (takie jak brzoza lub eukaliptus) są krótsze i gładsze. Pomagają stworzyć drobną, równomierną powierzchnię - idealną do drukowania.

Typ	długości światłowodowej	wytrzymałości papieru	powszechne
Drewno iglaste	Długi	Wysoki	Opakowanie, karton
Drewno liściaste	Krótki	Niżej	Papier drukarski, tkanki

Włókna bez drewna

• Należą do nich Bagasse (pozostałość trzciny cukrowej), lnianą , bawełnę i konopie . Często są używane w papierach specjalistycznych lub gdzie preferowane są źródła wolne od drzewa.

• Bagasse jest lekki i powszechnie spotykany w opakowaniu żywności. Bawełna produkuje miękki, wysokiej jakości papier, taki jak papier artystyczny.

Włókna z recyklingu

• Papier z recyklingu jest czyszczony, ponownie wypuszczony i ponownie wykorzystany. Choć krótsze i słabsze niż Virgin Fibers, nadal jest to przydatne.

• Często mieszają się z mocniejszymi włókienami, aby zwiększyć trwałość i teksturę papieru.

Dlaczego celuloza ma kluczowe znaczenie do tworzenia papieru

Rola celulozy

Celuloza to materiał podstawowy występujący we wszystkich włókienach roślinnych. Jest twardy, elastyczny i dobrze łączy się z innymi włóknami. To sprawia, że ​​idealnie nadaje się do tworzenia arkusza, który trzyma się razem.

Lignina i hemiceluloza: obsada wspierająca

• Lignin działa jak klej w drewnie. Trzyma włókna mocno, ale należy je usunąć lub papier staje się żółty i kruchy.

• Hemiceluloza pomaga w wiązaniu między włóknami. Choć bardziej miękkie niż celuloza, obsługuje elastyczność i tworzenie blachy.

  
  

Krok po kroku przegląd procesu produkcji miazgi i papieru

Podróż z surowych kłód do gotowego kartki papieru obejmuje wiele kroków. Każda faza ostrożnie przekształca włókna roślin w mocne, do druku arkusze. W tej sekcji przechodzi Cię przez podstawowe etapy produkcyjne, podkreślając zarówno tradycyjne, jak i nowoczesne techniki stosowane obecnie w pulpach i papierach.

1. Przygotowanie surowców

Proces pokonania i odprysków

Kłody najpierw przechodzą przez duże perkusje na debary, które usuwają kora poprzez upadki i rozpylając wodę. Czyste kłody przenoszą się następnie do szybkich chippers, które przecinają je na małe, jednolite witki, aby uzyskać spójne wyniki.

Chipsy drewniane muszą być małe i jednolite, aby zapewnić wydajne gotowanie i spójny rozdział światłowodowy podczas podłogi.

Pozyskiwanie drewna

• Kłody są zwykle zbierane z zarządzanych lasów lub uzyskiwane jako resztki z tartaków i roślin przetwarzających drewno.

• Rządki leśne, takie jak gałęzie lub ozdoby, są również rozdrobnione i wykorzystywane jako opłacalne źródło włókien.

źródła materiału	Zalety
Resztki tartaków	Niedrogie, zmniejsza odpady z drewna, już podbudowane
Zarządzane kłody leśne	Mocne, świeże włókna, szczególnie na papierze Kraft
Resztki rejestrowania	Używa drewna niskiego stopnia i zmniejsza usuwanie

2. Proces rozdzielania

Pulpowanie mechaniczne

• Stone Groundwood (SGW): kłody są pchane na masywne kółka do szlifowania w celu wydobywania włókien przy minimalnym użyciu chemicznym.

• Rafiner mechaniczny (RMP): wiórki drewniane są rozdarte w rafinerach za pomocą obrotowych dysków metalowych pod wysokim ciśnieniem.

• Pulpowanie termo-mechaniczne (TMP): Pary wstępne traktowane jest wiórki przed udoskonaleniem, poprawę jasności i elastyczności błonnika.

Mechaniczne pulpy zachowują większość struktury drewna, ale prowadzi to do niższej wytrzymałości i ciemniejszego papieru bez ciężkiego bielenia.

Pulpowanie chemiczne

• Proces Kraft: wykorzystuje silny roztwór alkaliczny do rozpuszczenia ligniny przy jednoczesnym utrzymaniu nienaruszonych i silnych włókien celulozowych.

• Proces siarczku: metoda oparta na kwasie, lepsza dla papierów specjalistycznych, ale powoduje słabszą miazgę w porównaniu do Kraft.

Pół-chemiczne

• Chipy są lekko gotowane w chemikaliach, a następnie mechanicznie dopracowane-idealne dla produktów o wysokiej sztyfcie, takich jak pudełka falisty.

Porównanie mechaniczne i chemiczne,

charakterystyka	miazgi mechanicznej	miazgi chemicznej
Siła światłowodowa	Niski z powodu zatrzymanej ligniny	Wysoki z powodu pełnego usuwania ligniny
Dawać	Wysoki (90–95%)	Średni (45–55%)
Jasność (po wybielacie)	Średni	Wysoki
Typowe zastosowania	Katalogi, papier gazetowy, ulotki	Papier biurowy, opakowanie

3. Czyszczenie i badanie przesiewowe miazgi

• Po rozluźnieniu resztki, takie jak węzły, kora i piasek, należy oddzielić, aby zapobiec uszkodzeniu sprzętu i złej jakości papieru.

• Środkowe środki czyszczące obracają zawiesinę miazgi przy dużych prędkościach, aby usunąć gęste zanieczyszczenia, takie jak fragmenty piasku i metalu.

Czysta miazga zapewnia równomierne tworzenie arkuszy i pozwala uniknąć pęknięć papieru spowodowanych resztkami twardych cząstek lub drewnianych kępek.

4. Proces wybielania

Bielenie sprawia, że ​​miazga jest jaśniejsza i poprawia wygląd ostatniego papieru. Pulpa chemiczna wymaga głębszego wybielania niż miazga mechaniczna.

• Dlaczego wybielają? Niezablezowana miazga wytwarza ciemny papier, który łatwo się odbywa, szczególnie w świetle lub w czasie.

• Wspólne środki: nadtlenek wodoru jest delikatny, dwutlenek chloru jest bardzo skuteczny, a ozon działa szybko, ale jest drogi.

• Różne podejścia: Mechaniczna miazga jest lekko bielona w celu zachowania wydajności; Pulpa chemiczna jest w pełni wybielona pod kątem bieli.

agenta	skuteczności	Koszt	wybielacza
Nadtlenek wodoru	Umiarkowany	Niski	Miazga z recyklingu lub mechaniczną
Dwutlenek chloru	Wysoki	Umiarkowany	Chemiczne miazgi kraft i siarcze
Ozon	Bardzo wysoko	Wysoki	Dokumenty specjalistyczne o dużej jasności

---

5. Rafinacja i bicie

Cel udoskonalenia

Rafinacja przygotowuje włókna do lepszego wiązania poprzez szorstkie powierzchnie i czyniąc je bardziej elastycznymi i blokującymi.

• Dobrze powtórzone włókna tworzą silniejszy papier, tworząc mocniejsze, bardziej trwałe wiązania podczas tworzenia arkuszy.

Wyposażenie rafinacyjne

• Rafinery dyskowe: szybkie obracające się dyski mielą miazgę między płytami metalowymi, regulując kształt i długość włókna.

• Rafinery stożkowe: Użyj komory w kształcie ciśnienia i stożka, aby pokroić i ściskać miazgę na bardziej jednolite włókna.

Wpływ na wiązanie włókien

• Nadmierne rezygnacje tnie włókna zbyt krótkie, osłabiając arkusz, podczas gdy niedostateczne rezygnacja powoduje słabe wiązanie włókien i szorstką konsystencję.

Właściwa rafinacja poprawia gładkość papieru, wytrzymałość na rozciąganie i możliwość wydrukowania bez kruchego lub nierównomiernego.

6. Proces w tworzeniu papieru

Tworzenie arkusza

• Wodna mieszanka miazgi jest równomiernie rozłożona z skrzynki na głowę na ruchomą siatkę drucianą, aby rozpocząć tworzenie arkusza papieru.

• Grawitacja i ssanie usuwają większość wody, pozostawiając mokrą matę z włókna gotową do naciśnięcia.

Pilny

• Mokra mata przechodzi przez ciężkie wałki owinięte filcem, aby wycisnąć więcej wody i zagęścić włókna.

• Poprawia to siłę arkusza i przygotowuje sieć do szybszego suszenia bez uszkodzenia wiązań światłowodowych.

Wysuszenie

• Seria podgrzewanych cylindrów odparowuje resztki wilgoci, zmniejszając zawartość wody do około 5% w produkcie końcowym.

Zawartość	wody (%)
Po utworzeniu	~ 99%
Po naciskowaniu	~ 50–60%
Po wysuszeniu	~ 4–6%

7. Wykończenie i konwersja

• Kalendacja: papier przechodzi między gładkimi, podgrzewanymi wałkami, aby spłaszczyć jej powierzchnię i zmniejszyć różnice grubości.

• Powłoka i rozmiary: powierzchnie można traktować skrobią, gliną lub lateksem, aby poprawić jakość druku i odporność na atrament.

• Krojenie i opakowanie: Ciągła rolka papieru jest pokrojona na możliwe do opanowania rozmiary lub arkusze, a następnie owinięte do dostawy.

Końcowe kroki wykończenia określają teksturę, wagę, wagę i wydajność papieru w aplikacjach drukowania lub składania.

Kluczowe maszyny używane w procesie produkcji papieru

Produkcja papieru zależy od skoordynowanego systemu maszyn. Każdy z nich obsługuje określoną pracę w transformacji od surowego drewna do gotowego papieru. Od usuwania kory po wygładzanie końcowego arkusza, maszyny te działają sekwencją, aby zapewnić, że każdy arkusz spełnia standardy jakości. Zbadajmy podstawowe maszyny używane w trakcie procesu.

Debarker

Debarker usuwa kora z dzienników, zanim zostaną rozdrobnione. Ten krok jest ważny, ponieważ kora może powodować maszyny do zanieczyszczenia i uszkodzenia poniżej. Wewnątrz zabrudzenia kłody są obracane w dużych bębnach, podczas gdy strumienie wody pomagają rozluźnić i rozebrać kora. Po oczyszczeniu kłody są gotowe do wejścia do Chipper.

Chipper

Chipper przecina kłody na małe, jednolite chipsy z drewna, które są łatwiejsze do przetworzenia. Używa ostrych, obrotowych ostrzy do szybkiego i wydajnego pokrojonego kłód. Chipy muszą być spójne pod względem wielkości, aby gotować równomiernie w trawieniach lub prawidłowo udoskonalały procesy mechaniczne. Nierówne układy mogą prowadzić do niskiej jakości miazgi.

Permiec

Hermaster ma kluczowe znaczenie dla chemicznego rozławiania. Gotuje drewniane chipsy z ciepłem i chemikaliami, aby rozbić ligninę, uwalniając włókna celulozowe. Trawniki są w dwóch formach: partii i ciągłych. Podczas gdy trawienie wsadowe obsługują jedno obciążenie na raz, ciągłe trawienie działają non-stop, idealnie nadaje się do wytwarzania mocnej miazgi Kraft przy dużych objętościach.

Pulper

Pulper tworzy zawiesinę, mieszając surowe włókna lub papier z recyklingu z wodą. Ostrza lub wirniki mieszają mieszaninę, przerywając materiały na osobne włókna. Jest to kluczowa maszyna zarówno do świeżej operacji drewnianej, jak i recyklingu. W przypadku papieru z recyklingu pulper często zawiera stopnie deitowania, które pomagają wyczyścić zużyty papier przed udoskonaleniem.

Rafiner

Rafiner modyfikuje kształt światłowodowy i teksturę powierzchni, pomagając im mocniej związać się podczas produkcji papieru. Używa obrotowych dysków lub stożków do delikatnego cięcia i fibilowania włókien. Poziom rafinacji bezpośrednio wpływa na jakość papieru, od tego, jak silny jest, po to, jak dobrze drukuje. Nadmierne refining może uszkodzić włókna i osłabić produkt końcowy.

Maszyna Fourdrinier

Maszyna Fourdrinier tworzy arkusz papieru, rozłożając miazgę na poruszającym się drucie siatki. Woda spływa przez siatkę w miarę tworzenia się maty błonnika. Pudełka próżniowe poniżej siatki pomagają usunąć więcej wody. W tej sekcji określa jednorodność arkusza i rozkład światłowodowy, co ma kluczowe znaczenie dla wykonywania gładkich, spójnych bułek papierowych lub arkuszów.

Suszarki i kalendarze

Po naciskaniu wilgotny papier przesuwa się przez duże suszarki ogrzewane parą. Te cylindry stopniowo usuwają wilgoć, aż arkusz osiągnie docelową suchość. Następnie arkusz przechodzi przez kalendarzy - rolek, które go kompresują i polerują. Ten krok dostosowuje grubość, teksturę i wykończenie papieru w zależności od tego, czy produkt jest błyszczący, matowy, czy niepowlekany.

Wspólne rodzaje papieru i ich zastosowania

Pisanie i drukowanie papieru

• Używany do książek, dokumentów biurowych i dokumentów zawodowych.

• Gładka powierzchnia dla łatwej wchłaniania atramentu.

• Wspólne typy obejmują papier wiązania i papier kopiowy.

• Odpowiedni dla drukarek, faksów i kopiarów.

Papier pakujący

• Chroni i prezentuje produkty podczas wysyłki.

• Obejmuje papier Kraft, znany z odporności na siłę i łzę.

• Używany do owijania, amortyzacji i napełniania skrzynek.

Produkty tkankowe i higieny

• Wykonane z miękkich, chłonnych materiałów.

• Obejmuje papier toaletowy, ręczniki papierowe, serwetki i tkanki twarzy.

• Zaprojektowany tak, aby był delikatny na skórze, oferując jednocześnie wysoką chłonność.

Papiery specjalne (błyszczący, matowy, powlekany)

• Błyszczący: Idealny do drukowania zdjęć, z jasnymi kolorami i ostrymi detalami.

• Mat: nierefleksyjna powierzchnia, idealna do wydruków artystycznych i czytelnych dokumentów.

• Powlekane: używane do wysokiej jakości czasopism, broszur i materiałów marketingowych.

Kontrola jakości w produkcji papieru

Testowane właściwości mechaniczne i fizyczne

Wytrzymałość na rozciąganie

Testy wytrzymałości na rozciąganie mierzą, ile papieru siłowego może poradzić sobie przed pęknięciem. Ta właściwość jest ważna dla papieru używanego w produktach, które muszą oprzeć się rozciąganiu, takie jak opakowanie. Wyższa wytrzymałość na rozciąganie zapewnia, że ​​papier może wytrzymać stres bez rozrywania.

Odporność na łzę

Testy oporności na łzy określają, jak dobrze papier utrzymuje się pod ciśnieniem. Jest to szczególnie ważne w przypadku produktów takich jak torby lub koperty, w których papier może podlegać ostrym siłom. Silna odporność na łzę pomaga papierowi utrzymać integralność podczas użytkowania.

Krycie i jasność

Testy krycia mierzą, ile światła przechodzi przez papier, a jasność mierzy, ile światła odbija. Właściwości te wpływają na to, jak wygląda papier, szczególnie w przypadku drukowania. Wyższa krycie i jasność poprawiają atrakcyjność wizualną i jasność materiałów drukowanych.

Gładkość i możliwość wydrukowania

Gładkość odnosi się do tekstury powierzchni papieru, która wpływa na sposób rozprzestrzeniania się atramentu. Gładszy papier pozwala na wyraźniejsze, ostrzejsze wydruki, dzięki czemu jest idealny do produktów drukowanych wysokiej jakości. Papiery o szorstszej powierzchni mogą powodować problemy z wchłanianiem atramentu i przejrzystością drukowania.

Testowanie sprzętu i metod pomiaru

• Tester rozciągania : mierzy siłę papieru i wydłużenie przed złamaniem.

• Elmendorf Tear Tester : Ocena odporność na łzę papieru w kontrolowanych warunkach.

• Mierniki nieprzezroczystości i jasności : mierz transmisję światła i odbicie dla jakości wizualnej.

• Profilki powierzchniowe : Służy do pomiaru gładkości papieru, zapewniając jakość drukowania.

związane z produkcją pulpy i

Wyzwania	papieru
Zmienność włókien	Różnice w jakości i składu światłowodów wpływają na wytrzymałość i spójność papieru.
Kontrola wilgoci i suszenia	Zarządzanie poziomem wilgoci ma kluczowe znaczenie; Nadmiar wilgoci osłabia papier, a niewystarczająca wilgoć może powodować pękanie.
Zużycie i konserwacja sprzętu	Ciągłe korzystanie z maszyn prowadzi do noszenia, wymagając regularnej konserwacji i aktualizacji, aby uniknąć zakłóceń.
Zużycie energii i wody	Wysokie zużycie energii i wody są nieodłącznie związane z produkcją papieru, co stanowi wyzwania związane z zarządzaniem kosztami i zrównoważonym rozwojem.

Możliwości poprawy i innowacji

Zastosowanie włókien z recyklingu jest rosnącą szansą w branży papierowej. Uwzględniając materiały z recyklingu, producenci mogą obniżyć koszty i zminimalizować wpływ na środowisko. Postępy w technologii pozwalają teraz na włókna z recyklingu wyższej jakości, co czyni je bardziej zrównoważoną opcją do produkcji papieru bez uszczerbku dla siły lub trwałości.

Technologia rafinacji i formacji wciąż się rozwija, poprawia jakość produktów papierowych. Nowe techniki rafinacji zwiększają wiązanie włókien, co prowadzi do silniejszego papieru. Tymczasem lepsze metody formacji pomagają tworzyć gładsze, bardziej spójne arkusze, zmniejszając wady i poprawę jednolitości produktu.

Automatyzacja kontroli procesu przekształca produkcję papieru. Korzystając z danych w czasie rzeczywistym, zautomatyzowane systemy pozwalają producentom dostosować parametry produkcyjne, takie jak poziomy wilgoci i temperatura. Powoduje to lepszą spójność, mniej wad i lepszą ogólną wydajność w całym procesie produkcyjnym.

Wniosek

Proces produkcji miazgi i papieru obejmuje kilka kluczowych etapów, w tym przygotowanie surowców, rozluźnienie, wybielanie, rafinację i produkcję papieru. Każdy etap ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia wysokiej jakości papieru i wydajności. Opanowanie tych procesów jest niezbędne do utrzymania spójności produktu i spełnienia standardów branżowych.

Dzięki postępom, takim jak włókna z recyklingu i automatyzacja, przyszłość produkcji papieru wygląda obiecująco. Te innowacje zwiększą zrównoważony rozwój i wydajność produkcji, oferując bardziej ekologiczne i opłacalne rozwiązania dla branży papierowej.

Często zadawane pytania (FAQ)

Jaka jest różnica między miazgiem a papierem?

Pulpa to włóknisty materiał używany do produkcji papieru. Papier to gotowy produkt wykonany przez przetwarzanie miazgi w arkusze.

Dlaczego dwa drewno i twardo są wykorzystywane w produkcji papieru?

Drewno iglaste zapewnia długie włókna dla siły, podczas gdy drewno liściaste oferuje krótsze włókna dla gładkości i lepszą wydrukowanie w papierze.

W jaki sposób pulp jest bielony bez użycia chloru?

Pulp można bielić za pomocą tlenu, nadtlenku wodoru lub ozonu, zmniejszając wpływ na środowisko i unikanie chemikaliów na bazie chloru.

Źródła referencyjne

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

[2] https://extension.okstate.edu/fact-sheets/basics-of-paper-manufuring.html

[3] https://www.princeton.edu/~ota/disk1/1989/8931/893104.pdf

[4] https://www.deskera.com/blog/paper-manufuring-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-manufluding-process/79334000

[8] https://www.youtube.com/watch?v=E4C3X26DXBM