Pogledi: 0 Avtor: Urejevalnik spletnega mesta Objava čas: 2025-02-24 Izvor: Mesto
Ste že kdaj pomislili na to, kako je vsakdanji papir izdelan? Postopek proizvodnje celuloze in papirja je očarljiva mešanica znanosti, strojev in stoletja starega znanja, ki v vse, od prenosnikov do embalaže spremeni les in reciklirano materiale.
V tej objavi boste izvedeli, kaj v resnici je proizvodnja celuloze in papirja, zakaj je to pomembno v današnjem svetu in kako se je sčasoma razvijalo. Sprehodili vas bomo skozi vsak korak - od priprave surovin in celuloze do tvorbe listov in zaključka. Ne glede na to, ali ste radoveden študent ali želite samo razumeti, kaj gre za izdelavo papirja, je ta vodnik za vas.
Celuloza je izhodišče vseh papirnatih izdelkov. To je mokra, vlaknasta mešanica, narejena iz razgradnje rastlinskih materialov, kot so les ali recikliran papir. Ko se ločijo, se vlakna lahko oblikujejo v tanke liste - ta papir. Vendar ni vsa kaša narejena na enak način. Razčlenimo vrste uporabljenih vlaken in zakaj je celuloza pravi junak v tem procesu.
Vlakna iz mehkega lesa (kot bo boro ali smreka) so daljša in bolj prožna. To je papir močnejši in trpežnejši.
Vlakna iz trdega lesa (na primer breza ali evkaliptus) so krajša in bolj gladka. Pomagajo ustvariti fino, celo površino - idejo za tiskanje.
| Vtipkajte | dolžino vlaken | papir trdnost | pogoste uporabe |
|---|---|---|---|
| Softwood | Dolgo | Visok | Embalaža, karton |
| Trdi les | Kratek | Nižje | Tiskarski papir, tkiva |
Sem spadajo Bagasse (ostanki sladkornega trsa), bombaž , laneni in konoplja . Pogosto se uporabljajo v posebnih dokumentih ali kjer so prednostni viri brez dreves.
Bagasse je lahka in pogosto najdena v embalaži s hrano. Bombaž naredi mehak, kakovosten papir, kot je valuta ali umetniški papir.
Reciklirani papir se očisti, ponovno izliva in ponovno uporablja. Čeprav so krajši in šibkejši od deviških vlaken, je še vedno koristno.
Pogosto se mešajo z močnejšimi vlakni, da povečajo trajnost in teksturo papirja.
Celuloza je osrednji material, ki ga najdemo v vseh rastlinskih vlaknih. To je žilava, prilagodljiva in dobro veže z drugimi vlakni. To je tisto, zaradi česar je popoln za oblikovanje lista, ki drži skupaj.
Lignin deluje kot lepilo v lesu. Vlakna je tesna, vendar jih je treba odstraniti ali papir postane rumen in krhek.
Hemiceluloza pomaga pri vezavi med vlakni. Čeprav je mehkejši od celuloze, podpira prožnost in oblikovanje listov.
Potovanje od surovih dnevnikov do končnega lista papirja vključuje več korakov. Vsaka faza previdno pretvori rastlinska vlakna v močne, tiskanje listov. Ta razdelek vas vodi skozi osnovne faze proizvodnje, ki poudarja tako tradicionalne kot sodobne tehnike, ki se danes uporabljajo v celulozi in papirnih mlinih.
Dnevniki najprej prehajajo skozi velike debarkirne bobne, ki odstranjujejo lubje s prelivanjem in brizganjem vode. Čisti dnevniki se nato premaknejo na hitre čiplje, ki jih razrežejo na majhne, enotne čipe za konsistentne rezultate celuloze.
Lesni čips mora biti majhen in enoten, da se zagotovi učinkovito kuhanje in dosledno ločevanje vlaken med celulozo.
Dnevniki se običajno pobirajo iz upravljanih gozdov ali jih dobimo kot ostanki žag in obrat za predelavo lesa.
Gozdni odpadki, kot so veje ali obrezovanja, se tudi razrežejo in uporabljajo kot stroškovno učinkovit vir vlaken.
| materialnega vira | Prednosti |
|---|---|
| Ostani za žage | Cenovno ugodno, zmanjšuje lesene odpadke, ki so že odvzeti |
| Upravljani gozdni hlodi | Močna, sveža vlakna, zlasti za kraft papir |
| Ostanek beleženja | Uporablja nizkocenovni les in zmanjšuje odstranjevanje |
Kamni zemeljski les (SGW): hlodi se potisnejo proti masivnim brusilnim kolesom, da izvlečejo vlakna z minimalno kemično uporabo.
Mehanska celulorica rafinerja (RMP): Lesni čips se znižajo v rafinerih z vrtečimi se kovinskimi diski pod visokim tlakom.
Termo-mehanska celuloza (TMP): PARK predhodno zdravi čips pred rafiniranjem, izboljša svetlost in gibljivost vlaken.
Mehanske celuloze ohranjajo večino strukture lesa, vendar to vodi do nižje trdnosti in temnejšega papirja brez težkega beljenja.
Kraft postopek: uporablja močno alkalno raztopino za raztapljanje lignina, hkrati pa ohranja celulozna vlakna nedotaknjena in močna.
Proces sulfita: kislina metoda, boljša za posebne dokumente, vendar ima za posledico šibkejšo celulozo v primerjavi s kraftom.
Čipi so rahlo kuhani v kemikalijah, nato mehansko rafinirani-popolni za izdelke z visoko vsebnostjo, kot so valovitih škatel.
| Značilna | mehanska celuloza | Kemična kaša |
|---|---|---|
| Moč vlaken | Nizka zaradi zadržanega lignina | Visoko zaradi popolne odstranitve lignina |
| Donos | Visoko (90–95%) | Srednje (45–55%) |
| Svetlost (po belilu) | Srednje | Visok |
| Tipične uporabe | Katalogi, časopis, letaki | Pisarniški papir, embalaža |
Po celulobi je treba odpadke, kot so vozli, lubje in pesek, ločiti, da se prepreči poškodbe opreme in slabo kakovost papirja.
Centrifugalna čistila zavrtijo kašo z veliko hitrostjo, da odstranijo goste onesnaževalce, kot so drobtini in kovinski drobci.
Čista celuloza zagotavlja enakomerno nastanek listov in se izogne prelomu papirja, ki jih povzročajo ostanki trdih delcev ali lesenih grudic.
Beljenje naredi celulozo svetlejšo in izboljša videz končnega papirja. Kemična kaša potrebuje globlje beljenje kot mehanska kaša.
Zakaj beliti? Nebečena kaša proizvaja temen papir, ki se zlahka razbarva, zlasti pod svetlobo ali sčasoma.
Skupna sredstva: vodikov peroksid je nežen, klor dioksid je zelo učinkovit, ozon pa hitro, vendar je drag.
Različni pristopi: Mehanska kaša je rahlo beljena, da se ohrani donos; Kemična kaša je v celoti beljena za belino.
| belilnega agenta | Učinkovitost | Stroški | najbolje |
|---|---|---|---|
| Vodikov peroksid | Zmerno | Nizka | Reciklirana ali mehanska kaša |
| Klorin dioksid | Visok | Zmerno | Kraft in sulfitne kemične celuloze |
| Ozon | Zelo visoko | Visok | Posebni dokumenti z visoko svetlostjo |
Rafiniranje pripravlja vlakna, da se bolje povežejo z grobo površino in jih naredijo bolj prilagodljive in zaklepne.
Dobro definirana vlakna ustvarjajo močnejši papir z oblikovanjem tesnejših, trajnejših vezi med oblikovanjem listov.
Rafinerje diska: Hitro vrteči se diski brusijo celulozo med kovinskimi ploščami, ki nastavijo obliko vlaken in dolžino.
Stožčasti rafineri: uporabite tlačne in stožčaste komore, da narezate in stisnete celulozo v bolj enakomerna vlakna.
Prekomerna rezanje vlaken prekratka, oslabi list, medtem ko premajhna referenca povzroči slabo vezanje vlaken in grobo teksturo.
Pravilna rafiniranje izboljša gladkost papirja, natezno trdnost in tiskanje, ne da bi bila krhka ali neenakomerna.
Vodena celulozna mešanica se enakomerno razširi iz nabiralnika na premikajočo se žično mrežo, da začne oblikovati list papirja.
Gravitacija in sesanje odstranita večino vode, za seboj pa pustita mokro vlakno, pripravljeno za stiskanje.
Mokra preproga preide skozi težke valje, zavite v klobuk, da iztisnejo več vode in skupaj stisnejo vlakna.
To izboljša trdnost lista in pripravi splet za hitrejše sušenje, ne da bi poškodoval vlakna.
Niz ogrevanih jeklenk izhlapi vlago, kar zmanjšuje vsebnost vode na približno 5% v končnem izdelku.
| Stage | vsebnost vode (%) |
|---|---|
| Po oblikovanju | ~ 99% |
| Po pritisku | ~ 50–60% |
| Po sušenju | ~ 4–6% |
Klepenacija: Papir prehaja med gladkimi, ogrevanimi valji, da sploščimo njegovo površino in zmanjšate razlike v debelini.
Premaz in velikost: površine se lahko zdravimo z škrobi, glinami ali lateks, da se izboljša kakovost tiska in odpornost na črnilo.
Rezanje in embalaža: neprekinjen zvitek papirja je narezan na obvladljive velikosti ali liste, nato pa zavit za dostavo.
Končni koraki zaključka določajo teksturo, teža, sijaj in zmogljivost papirja pri aplikacijah za tiskanje ali zlaganje.
Proizvodnja papirja je odvisna od usklajenega sistema strojev. Vsaka opravi določeno delo pri preobrazbi iz surovega lesa v končni papir. Od odstranitve lubja do glajenja končnega lista ti stroji delujejo v zaporedju, da se zagotovi, da vsak list ustreza standardom kakovosti. Raziščite bistvene stroje, ki se uporabljajo v celotnem postopku.
Detarker odstrani lubje iz hlodov, preden jih odrežejo. Ta korak je pomemben, ker lahko lubje povzroči kontaminacijo in poškoduje stroje navzdol. Znotraj debarkerja se hlodi zasukajo v velikih bobnih, medtem ko curki vode pomagajo zrahljati in odstraniti lubje. Ko so očiščeni, so dnevniki pripravljeni za vstop v Chipper.
Chipper razreže razbremenjene hlode v majhne, enakomerne lesene čips, ki jih je lažje obdelati. Za hitro in učinkovito rezanje hlodov uporablja ostre, vrtljive rezila. Čipi morajo biti dosledni, zato se enakomerno kuhajo v digesterjih ali pravilno rafinirajo v mehanskih procesih. Neenakomerni čipi lahko privedejo do slabe kakovosti celuloze.
Digester je osrednji za kemično celulozo. Kuha lesene čips s toploto in kemikalijami, da razgradi lignin, sprošča celulozna vlakna. Digesters so v dveh oblikah: serija in neprekinjeni. Medtem ko serijski digesterji naenkrat obdelujejo eno obremenitev, neprekinjeni digesterji delujejo neprekinjeno, idealni za proizvodnjo močne kraftne kaše v velikih količinah.
Pulper ustvarja gnoj z mešanjem surovih vlaken ali recikliranega papirja z vodo. Rezila ali rotorji mešamo zmes in razbijejo materiale v ločena vlakna. To je ključni stroj tako za celotno leseno celulozo kot za recikliranje. Za reciklirani papir Pulper pogosto vključuje korake razkopanja, ki pomagajo očistiti rabljeni papir pred rafiniranjem.
Rafinerka spreminja obliko vlaken in teksturo površine, kar jim pomaga, da se med izdelavo papirjev tesneje vežejo. Uporablja vrteče se diske ali stožce za nežno rezanje in fibrilacijo vlaken. Raven rafiniranja neposredno vpliva na kakovost papirja, od tega, kako močna je do tega, kako dobro odtisne. Prekomerna referenca lahko poškoduje vlakna in oslabi končni izdelek.
Stroj Fourdrinier tvori list papirja s širjenjem celuloze po žici gibljive mreže. Voda se odcedi skozi mrežo, ko se tvori preproga. Vakuumske škatle pod mrežico pomagajo odstraniti več vode. Ta razdelek določa enakomernost lista in porazdelitev vlaken, kar je ključnega pomena za izdelavo gladkih, doslednih zvitkov papirja ali listov.
Po stiskanju se vlažni papir premika skozi velike sušilnike, ogrevane s paro. Ti jeklenki postopoma odstranjujejo vlago, dokler pločevina ne doseže ciljne suhe. Nato list prehaja skozi koledarje - gladke valje, ki ga stisnejo in polirajo. Ta korak prilagodi debelino, teksturo in zaključek papirja, odvisno od tega, ali je izdelek sijajen, mat ali neobdelan.
Uporablja se za knjige, pisarniške dokumente in profesionalne dokumente.
Gladka površina za enostavno absorpcijo črnila.
Pogoste vrste vključujejo papir za obveznice in papir za kopiranje.
Primerno za tiskalnike, faksa in kopije.
Med dostavo ščiti in predstavlja izdelke.
Vključuje kraft papir, znan po moči in solzni odpornosti.
Uporablja se za ovoj, blazine in polnjenja.
Izdelana iz mehkih, vpojnih materialov.
Vključuje toaletni papir, papirnate brisače, prtičke in tkiva obraza.
Zasnovan je tako, da je nežna na koži, hkrati pa nudi visoko vpojnost.
Sijajna: idealna za tiskanje fotografij, s svetlimi barvami in ostrimi podrobnostmi.
Matte: Nereflektivna površina, kot nalašč za umetniške odtise in berljive dokumente.
Prevlečen: Uporablja se za kakovostne revije, brošure in marketinška gradiva.
Natezni testi trdnosti merijo, koliko sile lahko prenese, preden se zlomi. Ta lastnost je pomembna za papir, ki se uporablja v izdelkih, ki se morajo upreti raztezanju, kot je embalaža. Večja natezna trdnost zagotavlja, da lahko papir zdrži stres, ne da bi se raztrgal.
Preskusi odpornosti solze določajo, kako dobro papir drži pod pritiskom. To je še posebej pomembno za izdelke, kot so torbe ali ovojnice, kjer so lahko papir podvrženi ostrim silam. Močna odpornost na solzo pomaga papirju ohraniti celovitost med uporabo.
Preskusi motnosti merijo, koliko svetlobe prehaja skozi papir, medtem ko svetlost meri, koliko svetlobe odseva. Te lastnosti vplivajo na to, kako izgleda papir, zlasti za tiskanje. Večja motnost in svetlost izboljšata vizualno privlačnost in jasnost tiskanih materialov.
Gladkost se nanaša na površinsko teksturo papirja, ki vpliva na širjenje črnila. Mladnejši papir omogoča jasnejše, ostrejše odtise, zaradi česar je idealen za kakovostne tiskane izdelke. Dokumenti z bolj grobo površino lahko povzročijo težave z absorpcijo črnila in jasnostjo tiskanja.
Natezni tester : meri trdnost in raztezanje papirja pred prekinitvijo.
Elmendorf tester za solzo : oceni papirjevo solzno odpornost v nadzorovanih pogojih.
Merilnici motnosti in svetlosti : izmerite prenos svetlobe in odsev za vizualno kakovost.
Površinski profili : Uporabljajo se za merjenje gladkosti papirja in zagotavljajo kakovost tiskanja.
| Izzivi pri | izzivu |
|---|---|
| Spremenljivost vlaken | Razlike v kakovosti vlaken in sestave vplivajo na moč in doslednost papirja. |
| Nadzor vlage in sušenja | Upravljanje ravni vlage je ključnega pomena; Prekomerna vlaga oslabi papir, medtem ko premalo vlage lahko povzroči razpokanje. |
| Obraba in vzdrževanje opreme | Nenehna uporaba strojev vodi k obrabi, kar zahteva redno vzdrževanje in nadgradnje, da se prepreči motnja. |
| Poraba energije in vode | Visoka poraba energije in vode je povezana s proizvodnjo papirja, ki predstavlja izzive pri upravljanju stroškov in trajnosti. |
Uporaba recikliranih vlaken je vse večja priložnost v papirni industriji. Z vključitvijo recikliranih materialov lahko proizvajalci zmanjšajo stroške in zmanjšajo vpliv na okolje. Napredek tehnologije zdaj omogoča reciklirana vlakna kakovostnejše reciklirana, zaradi česar so bolj trajnostna možnost za izdelavo papirja, ne da bi pri tem ogrozila moč ali trajnost.
Tehnologija rafiniranja in oblikovanja se še naprej razvija, kar izboljšuje kakovost papirnatih izdelkov. Nove tehnike rafiniranja povečujejo vezanje vlaken, kar vodi do močnejšega papirja. Medtem boljše metode oblikovanja pomagajo ustvariti gladkejše, bolj dosledne liste, zmanjšati pomanjkljivosti in izboljšati enakomernost izdelka.
Avtomatizacija pri nadzoru procesa je preoblikovanje izdelave papirja. Z uporabo podatkov v realnem času avtomatizirani sistemi omogočajo proizvajalcem, da prilagodijo proizvodne parametre, kot so raven vlage in temperatura. Posledica tega je izboljšana doslednost, manj napak in boljša splošna učinkovitost v proizvodnem procesu.
Proces proizvodnje celuloze in papirja vključuje več ključnih stopenj, vključno s pripravo surovin, celulozo, beljenjem, rafiniranjem in izdelavo papirja. Vsaka stopnja je ključnega pomena za zagotavljanje visokokakovostnega papirja in učinkovitosti. Obvladovanje teh procesov je bistvenega pomena za ohranjanje doslednosti izdelkov in izpolnjevanje industrijskih standardov.
Z napredkom, kot so reciklirana vlakna in avtomatizacija, je prihodnost proizvodnje papirja videti obetavna. Te inovacije bodo izboljšale trajnost in učinkovitost proizvodnje, saj bodo ponudile bolj okolju prijazne in stroškovno učinkovite rešitve za papirno industrijo.
Celuloza je vlaknasti material, ki se uporablja za izdelavo papirja. Papir je končni izdelek, narejen s predelavo kaše v liste.
Softwood ponuja dolga vlakna za moč, medtem ko trdega lesa ponuja krajša vlakna za gladkost in boljšo tiskanje v papirju.
Celulozo lahko belimo s kisikom, vodikovim peroksidom ali ozonom, kar zmanjšuje vpliv na okolje in se izogiba kemikalijam na osnovi klora.
[1] https://www.pulpandpaper-technology.com/articles/pulp-and-paper-manufacturing-process-in-the-paper-industry
[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
