Процесс производства мякоти и бумаги

Вы когда -нибудь задумывались о том, как сделана повседневная бумага? Процесс производства целлюлозы и бумаги представляет собой увлекательную смесь науки, машин и многовековых знаний, которые превращают древесину и переработанные материалы во все, от ноутбуков до упаковки.

В этом посте вы узнаете, что на самом деле является производством целлюлозы и бумаги, почему это важно в современном мире и как оно развивалось с течением времени. Мы проведем вас через каждый шаг - от подготовки сырья и шайки до формирования листа и отделки. Если вы любопытный студент или просто хотите понять, что входит в создание бумаги, это руководство для вас.

Что такое мякоть? Понимание сырья

Пульпа является отправной точкой всех бумажных продуктов. Это влажная, волокнистая смесь, изготовленная из разбивания растительных материалов, таких как дерево или переработанная бумага. После отделения волокна могут быть сформированы в тонкие листы - это бумага. Но не вся пульпа сделана одинаково. Давайте разберем типы используемых волокон и почему целлюлоза является настоящим героем в этом процессе.

Типы волокон, используемых в работе бумаги

Деревянные волокна: хвостовика против лиственных пород

• Волокна со сфере софта (например, сосна или ель) длиннее и более гибкие. Это делает бумагу более сильной и долговечной.

• Паркетные волокна (такие как береза ​​или эвкалипт) короче и более плавны. Они помогают создать прекрасную, ровную поверхность - хотя и для печати.

Тип	длины волокна	Прочность на бумагу	общее использование
Сфальная древесина	Длинный	Высокий	Упаковка, картон
Лиственные породы	Короткий	Ниже	Печатная бумага, ткани

Неволодочные волокна

• К ним относятся багасса (остатки сахарного тростника), льняной , хлопок и конопля . Они часто используются в специальных документах или где предпочтительны источники без деревьев.

• Багасса легкий и обычно встречается в упаковке продуктов питания. Хлопок делает мягкую, высококачественную бумагу, такую ​​как валюту или художественную бумагу.

Переработанные волокна

• Переработанная бумага очищается, повторно наполняется и используется повторно. Несмотря на то, что это короче и слабее, чем девственные волокна, это все еще полезно.

• Они часто смешиваются с более сильными волокнами, чтобы повысить долговечность и текстуру бумаги.

Почему целлюлоза является ключом к работе с бумагами

Роль целлюлозы

Целлюлоза является основным материалом, обнаруженным во всех растительных волокнах. Это тяжело, гибко и хорошо связано с другими волокнами. Это то, что делает его идеальным для формирования листа, который содержится вместе.

Лигнин и гемицеллюлоза: поддержка актерского состава

• Лигнин действует как клей в дереве. Он крепко держит волокна, но должна быть удалена, или бумага становится желтой и хрупкой.

• Гемицеллюлоза помогает в связи между волокнами. Хотя это мягче, чем целлюлоза, он поддерживает гибкость и формирование листа.

  
  

Пошаговый обзор процесса производства пульпы и бумаги

Путешествие от необработанных журналов к готовому листу бумаги включает в себя несколько шагов. Каждая фаза тщательно трансформирует растительные волокна в прочные, печатные листы. Этот раздел проходит через основные этапы производства, подчеркивая как традиционные, так и современные методы, используемые сегодня на целлюлозе и бумажных мельницах.

1. Подготовка сырья

Процесс дебаркинга и скопления

Сначала бревно проходят через большие дебаркирующие барабаны, которые удаляют кору путем разбивая и распыляя воду. Чистые бревна затем перемещаются к высокоскоростным щебням, которые разрезают их на небольшие однородные чипсы для последовательных результатов шаливания.

Деревянные чипсы должны быть маленькими и равномерными, чтобы обеспечить эффективное приготовление пищи и последовательное разделение волокна во время шайки.

Источники дерева

• Бревна обычно собирают из управляемых лесов или получают в виде остатков из лесопильных и деревянных заводов.

• Лесной мусор, такие как ветви или отделки, также используется и используется в качестве экономически эффективного источника волокна.

источника материала	Соответствующие преимущества
Остатки лесопилки	Доступный, уменьшает деревянные отходы, уже раскрыты
Управляемые лесные журналы	Сильные, свежие волокна, особенно для крафт -бумаги
Остатки регистрации	Использует низкоклассную древесину и уменьшает утилизацию

2. Процесс шайтинки

Механическая кипятка

• Каменная земля (SGW): бревна выдвигаются на массивные шлифовальные колеса для извлечения волокон с минимальным химическим использованием.

• МЕХАНИЧЕСКАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ ИКЛИПА (RMP): деревянные чипсы измельчаются на нефтеперерабатывателях с использованием вращающихся металлических дисков под высоким давлением.

• Термомеханическая киспка (TMP): Chips перед переработкой паров перед переработкой, повышение яркости и гибкости волокна.

Механическая мякоть сохраняет большую часть древесной структуры, но это приводит к более низкой прочности и более темной бумаге без тяжелого отбеливания.

Химическая шарика

• Процесс Kraft: использует сильный щелочный раствор для растворения лигнина при сохранении целлюлозных волокон нетронутыми и сильными.

• Процесс сульфита: кислотный метод, лучше для специальных работ, но приводит к более слабой пульпе по сравнению с Kraft.

Полухимическая шарика

• Чипсы слегка приготовлены в химических веществах, а затем механически утонченные-идеально для продуктов с высокой температурой, таких как гофрированные коробки.

Механическое и химическое сравнение

характерное для	механической целлюлозы	Химическая пульпа
Сила волокна	Низкий из -за оставшегося лигнина	Высокий из -за полного удаления лигнина
Урожай	Высокий (90–95%)	Средний (45–55%)
Яркость (после отбеливателя)	Середина	Высокий
Типичные использование	Каталоги, газета, листовка	Офисная бумага, упаковка

3. Очистка и скрининга пульпы

• После шайма, такие мусор, как узлы, кора и песок, должны быть разделены, чтобы предотвратить повреждение оборудования и плохое качество бумаги.

• Центробежные чистящие средства вращают пульпу на высоких скоростях, чтобы удалить плотные загрязняющие вещества, такие как зерновые и металлические фрагменты.

Чистая мякоть обеспечивает равномерное образование листа и избегает разрывов бумаги, вызванных оставшимися твердыми частицами или дровами.

4. Процесс отбеливания

Отбеливание делает целлюлозу ярче и улучшает внешний вид финальной бумаги. Химическая мякоть нуждается в более глубоком отбеливании, чем механическая пульпа.

• Почему отбеливатель? Небеленная пульпа производит темную бумагу, которая легко раскрывается, особенно под светом или с течением времени.

• Общие агенты: перекись водорода нежнее, диоксид хлора очень эффективен, а озон работает быстро, но дорого.

• Различные подходы: механическая пульпа слегка отбелена, чтобы сохранить урожайность; Химическая мякоть полностью отбелена для белизны.

агента	Эффективность	отбеливающего	​
Перекись водорода	Умеренный	Низкий	Переработанная или механическая мякоть
Хлор диоксид	Высокий	Умеренный	Крафт и сульфитовая химическая мякоть
Озон	Очень высоко	Высокий	Специальные газеты с высокой ямкой

---

5. Рафинирование и избиение

Цель совершенствования

Рафинирование готовит волокна, чтобы лучше связываться, шероховатые поверхности и делая их более гибкими и взаимодействующими.

• Хорошо оборудованные волокна создают более сильную бумагу, образуя более жесткие, более долговечные связи во время формирования листа.

Рафинирующее оборудование

• Разработчики диска: высокоскоростные вращающиеся диски отчистите пульпу между рисунными металлическими пластинами, регулируя форму и длину волокна.

• Конические нефтепрограммы: используйте давление и камеры в форме конуса, чтобы нарезать и сжимать пульпу в более однородные волокна.

Влияние на связывание волокна

• Чрезмерное повторное урегулирование сокращает волокна слишком короткие, ослабляя лист, в то время как недооценка приводит к плохой связке волокна и грубой текстуре.

Правильное переработку улучшает плавность, прочность на растяжение и печати, не делая ее хрупкой или неровной.

6. Процесс работы

Формируя лист

• Водянистая смесь мякоти равномерно распределена из головной коробки на движущуюся проволочную сетку, чтобы начать образование листа бумаги.

• Гравитация и всасывание Удалите большую часть воды, оставляя после себя мокрый коврик для нажатия.

Прессование

• Мокрый коврик проходит через тяжелые ролики, завернутые в войлоку, чтобы выжать больше воды и сплотить волокна вместе.

• Это улучшает прочность на листе и готовит Интернет для более высокой сушки без повреждения волоконных связей.

Сушка

• Серия нагретых цилиндров испаряет оставшуюся влагу, снижая содержание воды примерно до 5% в конечном продукте.

Содержание	воды (%)
После формирования	~ 99%
После нажатия	~ 50–60%
После сушки	~ 4–6%

7. Отделка и преобразование

• Календер: бумага проходит между гладкими, нагретыми роликами, чтобы сгладить ее поверхность и уменьшить изменения в толщине.

• Покрытие и размеры: поверхности могут обрабатывать крахмалы, глины или латекс для улучшения качества печати и сопротивления чернил.

• Резка и упаковка: непрерывный бумажный рулон нарезан на управляемые размеры или листы, а затем завершен для доставки.

Окончательные этапы отделки определяют текстуру, вес, сияние и производительность бумаги в приложениях для печати или складывания.

Ключевой механизм, используемый в процессе производства бумаги

Производство бумаги зависит от скоординированной системы машин. Каждый из них обрабатывает определенную работу в трансформации от сырой древесины в готовую бумагу. От удаления коры до сглаживания окончательного листа эти машины работают последовательно, чтобы каждый лист соответствовал стандартам качества. Давайте рассмотрим основные машины, используемые на протяжении всего процесса.

Дебаркер

Декальщик удаляет кору из бревен до того, как они разбиты. Этот шаг важен, потому что кора может вызвать машины загрязнения и повреждения вниз по течению. Внутри декабря бревна вращаются в больших барабанах, в то время как самолеты воды помогают ослабить и разбить кору. После очистки журналы готовы войти в Chipper.

Чиппер

Чиппер разрезает бревна в небольшие, равномерные деревянные щепы, которые легче обрабатывать. Он использует острые, вращающиеся лезвия, чтобы быстро и эффективно нарезать бревна. Чипсы должны быть согласованы по размеру, чтобы они равномерно готовились в раскопчиках или должным образом уточняют в механических процессах. Неровные чипы могут привести к плохому качеству целлюлозы.

Варочный

Варец имеет центральное место в химической шайтях. Он готовит деревянный чипс с теплом и химическими веществами, чтобы сломать лигнин, освобождая целлюлозные волокна. Раудестеры бывают двух форм: партия и непрерывная. В то время как партийные раскопки обрабатывают по одной нагрузке за раз, непрерывные раскопки работают безостановочно, идеально подходят для производства сильной крафт-мякоти в больших объемах.

Пульпер

Пульпер создает суспензию, смешивая сырые волокна или переработанную бумагу с водой. Лезвия или роторы размешают смесь, разбивая материалы в отдельные волокна. Это ключевая машина как для свежей деревянной целлюлозы, так и для переработки. Для переработанной бумаги пульпер часто включает в себя шаги позор, которые помогают очистить используемую бумагу перед переработкой.

Нефтеперерабатывающий завод

Реферайер изменяет форму волокна и текстуру поверхности, помогая им более тесно связаться во время работы. Он использует вращающиеся диски или конусы, чтобы аккуратно разрезать и фибрилляцию волокна. Уровень переработки напрямую влияет на качество бумаги, от того, насколько он сильный до того, насколько хорошо он печатается. Чрезмерное повреждение может повредить волокнам и ослабить конечный продукт.

Fourdrinier Machine

Машина Fourdrinier образует лист бумаги, раздвигая мякоть через движущуюся сетку. Вода осушает сетку, когда образуется коврик для волокна. Вакуумные коробки под сеткой помогают удалить больше воды. Этот раздел определяет однородность листа и распределение волокон, что имеет решающее значение для изготовления гладких, последовательных бумажных рулонов или листов.

Сушилки и календеры

После нажатия влажная бумага перемещается через большие пары, нагретые сушилки. Эти цилиндры постепенно удаляют влагу, пока лист не достигнет своей сухости цели. Далее, лист проходит через календеры - наканунные роликами, которые сжимают и полируют его. Этот шаг регулирует толщину, текстуру и отделку бумаги в зависимости от того, является ли продукт глянцевым, матовым или не покрытым.

Общие виды бумаги и их использование

Письменная и печатная бумага

• Используется для книг, офисных документов и профессиональных документов.

• Гладкая поверхность для легкого поглощения чернил.

• Общие типы включают бумагу для облигации и бумагу для копирования.

• Подходит для принтеров, факсов и копироваров.

Упаковочная бумага

• Защищает и представляет продукты во время доставки.

• Включает в себя Kraft Paper, известную своей силой и сопротивлением слезам.

• Используется для обертывания, амортизации и наполнения коробок.

Тканевые и гигиенические продукты

• Сделано из мягких, абсорбирующих материалов.

• Включает туалетную бумагу, бумажные полотенца, салфетки и ткани лица.

• Разработано, чтобы быть нежным на коже, предлагая высокую впитываемость.

Специальные документы (глянцевые, матовые, покрытые)

• Глянцевая: идеально подходит для фото печати, с яркими цветами и четкими деталями.

• Матовка: Неотражающая поверхность, идеально подходит для отпечатков художественных и читаемых документов.

• Покрытый: используется для высококачественных журналов, брошюр и маркетинговых материалов.

Контроль качества в производстве бумаги

Протестированные механические и физические свойства

Предел прочности

Испытания на прочность на растяжение измеряют, сколько силовой бумаги может обрабатывать, прежде чем она сломается. Это свойство важно для бумаги, используемой в продуктах, которые должны противостоять растяжению, например, упаковку. Более высокая прочность на растяжение гарантирует, что бумага может выдержать стресс без разрыва.

Сопротивление слезы

Испытания на сопротивление слезы определяют, насколько хорошо бумага удерживается под давлением. Это особенно важно для таких продуктов, как сумки или конверты, где бумага может подвергаться острым силам. Сильное сопротивление слез помогает статье сохранить свою целостность во время использования.

Непрозрачность и яркость

Испытания непрозрачности измеряют, сколько света проходит через бумагу, в то время как яркость измеряет, сколько света он отражает. Эти свойства влияют на то, как выглядит бумага, особенно для печати. Более высокая непрозрачность и яркости улучшают визуальную привлекательность и ясность печатных материалов.

Гладкость и печатаемость

Гладкость относится к текстуре поверхности бумаги, которая влияет на то, как распространяются чернила. Более плавная бумага позволяет более четким, более четким отпечаткам, что делает ее идеальным для высококачественных печатных продуктов. Документы с более грубой поверхностью могут вызвать проблемы с поглощением чернил и ясностью печати.

Тестирование оборудования и методы измерения

• Тестер растяжения : измеряет силу и удлинение бумаги перед нарушением.

• Эльмендорф Тестер разрывов : оценивает сопротивление слезы бумаги в контролируемых условиях.

• Опущность и измерители яркости : измерьте передачу света и отражение для качества зрения.

• Поверхностные профилировщики : используется для измерения гладкости бумаги, обеспечивая качество печати.

Проблемы в целлюлозной и бумажной продукции

задач .	описание
Изменчивость волокна	Варианты качества и состава волокна влияют на прочность и согласованность бумаги.
Управление влаги и сушки	Управление уровнями влаги имеет решающее значение; Избыток влаги ослабляет бумагу, в то время как недостаточная влага может вызвать растрескивание.
Износ оборудования и техническое обслуживание	Непрерывное использование механизма ведет к износу, требуя регулярного обслуживания и обновлений, чтобы избежать сбоев.
Потребление энергии и воды	Высокое использование энергии и воды присуще производству бумаги, что представляет проблемы в области управления затратами и устойчивости.

Возможности для улучшения и инноваций

Использование переработанных волокон является растущей возможностью в бумажной промышленности. Включая переработанные материалы, производители могут снизить затраты и минимизировать воздействие на окружающую среду. Достижения в области технологий в настоящее время обеспечивают более качественные переработанные волокна, что делает их более устойчивым вариантом для производства бумаги без ущерба для прочности или долговечности.

Технология переработки и формирования продолжает развиваться, улучшая качество бумажных продуктов. Новые методы рафинирования усиливают связующую среду, что приводит к более сильной бумаге. Между тем, лучшие методы формирования помогают создавать более плавные, более последовательные листы, уменьшить дефекты и улучшать однородность продукта.

Автоматизация в управлении процессами - это производство бумаги. Используя данные в реальном времени, автоматизированные системы позволяют производителям регулировать производственные параметры, такие как уровни влаги и температура. Это приводит к улучшению согласованности, меньшему количеству дефектов и лучшей общей эффективности в процессе производства.

Заключение

Процесс производства мякоти и бумаги включает в себя несколько ключевых этапов, включая подготовку сырья, шайпу, отбеливание, усовершенствование и изготовление бумаг. Каждый этап имеет решающее значение для обеспечения высококачественной бумаги и эффективности. Мастерство этих процессов имеет важное значение для поддержания согласованности продукта и соблюдения отраслевых стандартов.

С такими достижениями, как переработанные волокна и автоматизация, будущее производства бумаги выглядит многообещающе. Эти инновации повысят устойчивость и эффективность производства, предлагая более экологически чистые и экономически эффективные решения для продвижения бумажной отрасли.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В чем разница между пульпой и бумагой?

Пульпа - это волокнистый материал, используемый для изготовления бумаги. Бумага - это готовый продукт, изготовленный путем обработки целлюлозы в листы.

Почему мягкая древесина и лиственные породы используются в бумаге?

Softwood обеспечивает длинные волокна для прочности, в то время как лиственные породы предлагают более короткие волокна для гладкости и лучшую печати в бумаге.

Как пульпа обесцвечивается без использования хлора?

Пульпа может быть отбелена с использованием кислорода, перекиси водорода или озона, снижая воздействие на окружающую среду и избегая химических веществ на основе хлора.

Справочные источники

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

[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