Massa- och papperstillverkningsprocess

Har du någonsin tänkt på hur vardagligt papper görs? Mass- och papperstillverkningsprocessen är en fascinerande blandning av vetenskap, maskiner och hundra år gammal kunskap som förvandlar trä och återvunnet material till allt från anteckningsböcker till förpackningar.

I det här inlägget lär du dig vad massa och pappersstillverkning egentligen är, varför det betyder något i dagens värld och hur det har utvecklats över tid. Vi leder dig genom varje steg - från råvaruberedning och massa till arkbildning och efterbehandling. Oavsett om du är en nyfiken student eller bara vill förstå vad som går till papper, är den här guiden för dig.

Vad är massa? Förstå råmaterialet

Pulp är utgångspunkten för alla pappersprodukter. Det är en våt, fibrös blandning gjord av nedbrytning av växtmaterial som trä eller återvunnet papper. När de har separerats kan fibrerna bildas till tunna ark - det är papper. Men inte all massa görs på samma sätt. Låt oss bryta ner de typer av fibrer som används och varför cellulosa är den verkliga hjälten i denna process.

Typer av fibrer som används vid papperstillverkning

Träfibrer: mjukved kontra lövträ

• Sjukvedfibrer (som tall eller gran) är längre och mer flexibla. Detta gör papper starkare och mer hållbart.

• Hårdvedfibrer (som björk eller eukalyptus) är kortare och jämnare. De hjälper till att skapa en fin, jämn yta - idealisk för utskrift.

Skriv	fiberlängd	Pappersstyrka	Vanlig användning
Barrved	Lång	Hög	Förpackning, kartong
Hårt träslag	Kort	Lägre	Tryckpapper, vävnader

Icke-träfibrer

• inkluderar bagasse (sockerrörstöd), linbomull , Dessa och hampa . De används ofta i specialpapper eller där trädfria källor föredras.

• Bagasse är lätt och finns vanligtvis i livsmedelsförpackningar. Bomull gör mjukt, högkvalitativt papper, som valuta eller konstpapper.

Återvunna fibrer

• Återvunnet papper rengörs, återspuls och återanvänds. Även om det är kortare och svagare än jungfrufibrer, är det fortfarande användbart.

• De blandas ofta med starkare fibrer för att öka pappersens hållbarhet och struktur.

Varför cellulosa är nyckeln till papperstillverkning

Cellulosas roll

Cellulosa är kärnmaterialet som finns i alla växtbaserade fibrer. Det är tufft, flexibelt och binds väl med andra fibrer. Det är det som gör det perfekt för att bilda ett ark som håller ihop.

Lignin och Hemicellulosa: Supporting Cast

• Lignin fungerar som lim i trä. Det håller fibrer tätt men måste tas bort, eller papperet blir gult och sprött.

• Hemicellulosa hjälper till med bindning mellan fibrer. Även om det är mjukare än cellulosa, stöder det flexibilitet och arkbildning.

  
  

Steg-för-steg-översikt över massa- och papperstillverkningsprocessen

Resan från råa stockar till ett färdigt pappersark innebär flera steg. Varje fas förvandlar noggrant växtfibrer till starka, utskrivbara ark. Det här avsnittet leder dig genom kärntillverkningsstegen och belyser både traditionella och moderna tekniker som används i massa och pappersbruk idag.

1. Råmaterialberedning

Debarkering och flisningsprocess

Loggar passerar först genom stora debarkeringstrummor, som tar bort barken genom att tumla och spraya vatten. De rena stockarna rör sig sedan till höghastighetsflisar som skär dem i små, enhetliga chips för konsekventa massa resultat.

Träflis måste vara små och enhetliga för att säkerställa effektiv tillagning och konsekvent fiberseparation under massa.

Trä sourcing

• Loggar skördas vanligtvis från hanterade skogar eller erhålls som rester från sågverk och träbearbetningsanläggningar.

• Skogskräp som grenar eller beslag är också flisade och används som en kostnadseffektiv fiberkälla.

Materialkällfördelar	​
Sågverk rester	Prisvärd, minskar träavfallet, redan debarkerade
Hanterade skogsloggar	Starka, färska fibrer, särskilt för Kraft -papper
Loggningsrest	Använder sig av lågkvalitet och minskar bortskaffande

2. Pulningsprocess

Mekanisk massa

• Stenbanan (SGW): stockar skjuts mot massiva sliphjul för att extrahera fibrer med minimal kemisk användning.

• Raffinadera mekanisk massa (RMP): trächips strimlas i raffinaderier med hjälp av roterande metallskivor under högt tryck.

• Thermo-Mechanical Pulping (TMP): Steam Pre-behandlar chips innan du raffinerar, förbättrar ljusstyrkan och fiberflexibilitet.

Mekaniska massor behåller det mesta av trästrukturen, men detta leder till lägre styrka och mörkare papper utan tung blekning.

Kemisk massa

• Kraftprocess: använder en stark alkalisk lösning för att lösa upp lignin samtidigt som cellulosafibrer håller intakta och starka.

• Sulfitprocess: En syrabaserad metod, bättre för specialpapper men resulterar i svagare massa jämfört med kraft.

Semi-kemisk massa

• Chips kokas lätt i kemikalier, sedan mekaniskt förfinas-perfekt för produkter med hög styvhet som korrugerade lådor.

Mekanisk kontra kemisk jämförelse

karakteristisk	mekanisk massa	kemisk massa
Fiberstyrka	Låg på grund av behållen lignin	Hög på grund av full ligninborttagning
Avkastning	Hög (90–95%)	Medium (45–55%)
Ljusstyrka (efter blekmedel)	Medium	Hög
Typiska användningar	Kataloger, tidningspapper, flygblad	Kontorspapper, förpackning

3. Pulprengöring och screening

• Efter massa måste skräp som knutar, bark och sand separeras för att förhindra skador på utrustning och dålig papperskvalitet.

• Centrifugal rengöringsmedel snurrar massauppslamningen i höga hastigheter för att ta bort täta föroreningar som korn och metallfragment.

Rengör massa säkerställer till och med arkbildning och undviker pappersbrott orsakade av rester av hårda partiklar eller träklumpar.

4. Blekprocess

Blekning gör massan ljusare och förbättrar utseendet på slutpapper. Kemisk massa behöver djupare blekning än mekanisk massa.

• Varför blekmedel? Oblekt massa producerar mörkt papper som lätt missfärgas, särskilt under ljus eller över tid.

• Vanliga medel: Väteperoxid är mild, klordioxid är mycket effektiv och ozon fungerar snabbt men är dyrt.

• Olika tillvägagångssätt: Mekanisk massa blekas lätt för att bevara utbytet; Kemisk massa är helt blekt för vithet.

Blekning av agentens	effektivitet	kostar	bäst för
Väteperoxid	Måttlig	Låg	Återvunnet eller mekanisk massa
Klordioxid	Hög	Måttlig	Kraft och sulfit kemiska massor
Ozon	Mycket hög	Hög	Specialpapper med hög ljushet

---

5. raffinering och slag

Syftet med förfina

Raffinering förbereder fibrer att binda bättre genom att grovare ytor och göra dem mer flexibla och sammanlåsande.

• Väl rafinerade fibrer skapar starkare papper genom att bilda stramare, mer hållbara bindningar under arkbildning.

Raffineringsutrustning

• Skivreffinaderier: Höghastighets roterande skivor slipar massa mellan ridgade metallplattor, justering av fiberform och längd.

• Koniska raffinaderier: Använd tryck och konformade kamrar för att skiva och komprimera massa i mer enhetliga fibrer.

Påverkan på fiberbindning

• Överrefinerande skär fibrer för korta, försvagar arket, medan underrefinering resulterar i dålig fiberbindning och grov struktur.

Korrekt raffinering förbättrar pappersens jämnhet, draghållfasthet och utskriftsbarhet utan att göra det sprött eller ojämnt.

6. pappersprocess

Bildar arket

• Den vattniga massablandningen är jämnt spridd från huvudlådan till ett rörligt trådnät för att börja bilda pappersarket.

• Tyngdkraften och sugen tar bort det mesta vatten och lämnar en våt fibermatta redo för att trycka.

Brådskande

• Den våta mattan passerar genom tunga rullar inslagna i filt för att pressa ut mer vatten och kompaktera fibrerna tillsammans.

• Detta förbättrar arkstyrkan och förbereder nätet för snabbare torkning utan att skada fiberbindningar.

Torkning

• En serie uppvärmda cylindrar avdunstar kvarvarande fukt, vilket reducerar vatteninnehållet till cirka 5% i slutprodukten.

Scenvatteninnehåll	(%)
Efter bildandet	~ 99%
Efter pressen	~ 50–60%
Efter torkning	~ 4–6%

7. Efterbehandling och konvertering

• Kalender: Papper passerar mellan släta, uppvärmda rullar för att platta ytan och minska variationer i tjocklek.

• Beläggning och storlek: Ytor kan behandlas med stärkelse, leror eller latex för att förbättra tryckkvaliteten och bläckmotståndet.

• Skärning och förpackning: Den kontinuerliga pappersrullen skivas i hanterbara storlekar eller ark och lindas sedan för leverans.

Slutliga efterbehandlingssteg Bestäm pappers struktur, vikt, glans och prestanda vid utskrift eller vikta applikationer.

Nyckelmaskiner som används i papperstillverkningsprocessen

Pappersproduktion beror på ett koordinerat system med maskiner. Var och en hanterar ett specifikt jobb i omvandlingen från rå trä till färdig papper. Från att ta bort bark till att jämna ut det sista arket fungerar dessa maskiner i sekvens för att säkerställa att varje ark uppfyller kvalitetsstandarder. Låt oss utforska de väsentliga maskiner som används under hela processen.

Debarkör

En debarker tar bort barken från stockar innan de flisade. Detta steg är viktigt eftersom bark kan orsaka föroreningar och skada maskiner nedströms. Inuti debarkören roteras stockar i stora trummor medan vattenstrålar hjälper till att lossa och ta bort barken. När de har rengjorts är loggarna redo att komma in i flisharen.

Flischippare

Chipper skär av debarkerade stockar i små, enhetliga träflis som är lättare att bearbeta. Den använder skarpa, roterande blad för att skiva stockarna snabbt och effektivt. Chips måste vara konsekvent i storlek så att de lagar jämnt i matsmältare eller förfina ordentligt i mekaniska processer. Ojämna chips kan leda till dålig massa kvalitet.

Domare

Dekaren är central för kemisk massa. Den lagar träflisen med värme och kemikalier för att bryta ner lignin, frigör cellulosafibrerna. Matsmältare finns i två former: parti och kontinuerligt. Medan satsmältare hanterar en last i taget, driver kontinuerliga matsmältare utan stopp, idealisk för att producera stark kraftmassa vid stora volymer.

Pulp

Pulperen skapar en uppslamning genom att blanda råa fibrer eller återvunnet papper med vatten. Blad eller rotorer rör om blandningen och bryter material i separata fibrer. Det är en nyckelmaskin för både färsk trämassa och återvinningsoperationer. För återvunnet papper inkluderar pulper ofta debink -steg som hjälper till att rengöra det använda papperet innan du raffinerar.

Raffinerare

En raffinaderi modifierar fiberform och ytstruktur, vilket hjälper dem att binda tätare under papperstillverkning. Den använder roterande skivor eller kottar för att försiktigt klippa och fibrillera fibrerna. Raffineringsnivån påverkar direkt papperskvaliteten, från hur stark den är till hur bra det skrivs ut. Överrefinering kan skada fibrer och försvaga slutprodukten.

Fourdrinier

Fourdrinier -maskinen bildar pappersarket genom att sprida massa över en rörlig nättråd. Vatten dränerar genom nätet när fibermattan bildas. Vakuumlådor under nätet hjälper till att ta bort mer vatten. Det här avsnittet bestämmer ark enhetlighet och fiberfördelning, vilket är avgörande för att göra smidiga, konsekventa pappersrullar eller ark.

Torktumlare och kalendrar

Efter pressning rör sig det fuktiga papperet genom stora ångvärmda torktumlare. Dessa cylindrar avlägsnar gradvis fukt tills arket når sin måltork. Därefter passerar arket genom kalendrar - smidiga rullar som komprimerar och polerar det. Detta steg justerar pappersens tjocklek, struktur och finish beroende på om produkten är glansig, matt eller obelagd.

Vanliga typer av papper och deras användning

Skrivande och tryckpapper

• Används för böcker, kontorsdokument och professionella papper.

• Slät yta för enkel bläckabsorption.

• Vanliga typer inkluderar Bond Paper och Copier Paper.

• Lämplig för skrivare, faxmaskiner och kopiatorer.

Förpackningspapper

• Skyddar och presenterar produkter under frakt.

• Inkluderar Kraft -papper, känt för styrka och tårmotstånd.

• Används för förpackning, dämpning och fyllningsboxar.

Vävnads- och hygienprodukter

• Tillverkade av mjuka, absorberande material.

• Inkluderar toalettpapper, pappershanddukar, servetter och ansiktsvävnader.

• Designad för att vara mild mot huden medan du erbjuder hög absorptionsförmåga.

Specialpapper (glansig, matt, belagd)

• Glossy: Idealisk för fototryck, med ljusa färger och skarpa detaljer.

• Matt: Icke-reflekterande yta, perfekt för konsttryck och läsbara dokument.

• Belagd: Används för högkvalitativa tidskrifter, broschyrer och marknadsföringsmaterial.

Kvalitetskontroll i papperstillverkning

Mekaniska och fysiska egenskaper testade

Dragstyrka

Draghållfasthetstester mäter hur mycket kraftpapper som kan hantera innan det går sönder. Den här egenskapen är viktig för papper som används i produkter som måste motstå stretching, till exempel förpackning. Högre draghållfasthet säkerställer att papperet kan tåla stress utan att riva.

Tårmotstånd

Tårmotståndstester avgör hur väl papper håller upp under tryck. Detta är särskilt viktigt för produkter som väskor eller kuvert, där papperet kan vara föremål för skarpa krafter. Stark tårmotstånd hjälper papperet att behålla sin integritet under användning.

Opacitet och ljusstyrka

Opacitetstester mäter hur mycket ljus som passerar genom papperet, medan ljusstyrkan mäter hur mycket ljus det återspeglar. Dessa egenskaper påverkar hur papperet ser ut, särskilt för utskrift. Högre opacitet och ljusstyrka förbättrar det visuella tilltalet och tydligheten i tryckta material.

Jämnhet och utskriftbarhet

Smidighet hänvisar till pappersens ytstruktur, vilket påverkar hur bläck sprids. Ett jämnare papper möjliggör tydligare, skarpare utskrifter, vilket gör det idealiskt för högkvalitativa tryckta produkter. Papper med en grovare yta kan orsaka problem med bläckabsorption och utskriftsklarhet.

Testningsutrustning och mätmetoder

• Dragtestare : mäter pappersstyrka och förlängning innan de bryter.

• Elmendorf tårtestare : Utvärderar pappers tårmotstånd under kontrollerade förhållanden.

• Opacitet och ljusstyrka : Mät lätt överföring och reflektion för visuell kvalitet.

• Ytprofiler : Används för att mäta papperssläthet och säkerställa kvalitet för utskrift.

Utmaningar i Pulp och Paper Production

Challenge	Beskrivning
Fibervariabilitet	Variationer i fiberkvalitet och sammansättning påverkar pappersstyrkan och konsistensen.
Fukt och torkningskontroll	Att hantera fuktnivåer är kritiskt; Överskott av fukt försvagar papperet, medan otillräcklig fukt kan orsaka sprickor.
Utrustningslitage och underhåll	Kontinuerlig användning av maskiner leder till slitage, vilket kräver regelbundet underhåll och uppgraderingar för att undvika störningar.
Energi och vattenförbrukning	Hög energi- och vattenanvändning är inneboende i pappersproduktion, vilket ger utmaningar inom kostnadshantering och hållbarhet.

Möjligheter till förbättring och innovation

Användningen av återvunna fibrer är en växande möjlighet inom pappersindustrin. Genom att integrera återvunnet material kan tillverkare minska kostnaderna och minimera miljöpåverkan. Framsteg inom teknik möjliggör nu återvunnet fibrer av högre kvalitet, vilket gör dem till ett mer hållbart alternativ för att producera papper utan att kompromissa med styrka eller hållbarhet.

Raffinering och formationsteknologi fortsätter att utvecklas och förbättrar kvaliteten på pappersprodukter. Nya raffineringstekniker förbättrar fiberbindning, vilket leder till starkare papper. Samtidigt hjälper bättre formationsmetoder att skapa jämnare, mer konsekventa ark, minska defekter och förbättra produktens enhetlighet.

Automation i processkontroll omformar tillverkning av papperspapper. Genom att använda realtidsdata tillåter automatiserade system tillverkare att justera produktionsparametrar som fuktnivåer och temperatur. Detta resulterar i förbättrad konsistens, färre defekter och bättre total effektivitet i produktionsprocessen.

Slutsats

Processen för massa och papper involverar flera nyckelstadier, inklusive råvaruberedning, massa, blekning, raffinering och papperstillverkning. Varje steg är avgörande för att säkerställa papper och effektivitet av hög kvalitet. Behärskning av dessa processer är avgörande för att upprätthålla produktkonsistens och uppfylla branschstandarder.

Med framsteg som återvunna fibrer och automatisering ser framtiden för pappersstillverkning lovande ut. Dessa innovationer kommer att förbättra hållbarhet och produktionseffektivitet och erbjuder mer miljövänliga och kostnadseffektiva lösningar för pappersindustrin som går framåt.

Vanliga frågor (FAQ)

Vad är skillnaden mellan massa och papper?

Pulp är det fibrösa materialet som används för att göra papper. Papper är den färdiga produkten som tillverkas genom att bearbeta massa i ark.

Varför används mjukved och lövved i papperstillverkning?

Softwood tillhandahåller långa fibrer för styrka, medan lövved erbjuder kortare fibrer för jämnhet och bättre tryckbarhet i papper.

Hur bleks massa utan att använda klor?

Massan kan blekas med hjälp av syre, väteperoxid eller ozon, vilket minskar miljöpåverkan och undviker klorbaserade kemikalier.

Referenskällor

]

]

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

[4] https://www.deskera.com/blog/paper-facturing-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

[7] https://www.slideshare.net/slideshow/paper-facturing-process/79334000

[8] https://www.youtube.com/watch?v=e4c3x26dxbm