Yarı kimyasal kağıt hamuru işlemi: kağıt üretimine dengeli bir yaklaşım

Enerji ve kimyasal kullanımı kontrol altında tutarken hem yüksek hamur verimi hem de güçlü lif kalitesine nasıl ulaşabiliriz? Yarı kimyasal kağıt hamuru, mekanik ve kimyasal darbe arasında mükemmel bir denge sunar ve bu da onu kağıt endüstrisinde önemli bir süreç haline getirir.

Bu yöntem, lignini yumuşatmak için hafif kimyasal işlemeyi ve ardından lifleri verimli bir şekilde ayırmak için mekanik rafinasyon içerir. Orta ve ambalaj malzemelerini oluklu hale getirmek için yaygın olarak kullanılır, kimyasal kağıt darbesinden daha yüksek verim ve mekanik darbeden daha güçlü lifler sunar.

Bu makalede, sürecini, avantajlarını, yöntemlerini ve endüstri karşılaştırmalarını araştırıyoruz ve neden uygun maliyetli ve sürdürülebilir bir seçim olduğunu ortaya koyuyoruz.

Yarı kimyasal hamur nedir?

Tanım ve Sürece Genel Bakış

Yarı kimyasal kağıt hamuru, hem kimyasal hem de mekanik darbenin yönlerini birleştiren hibrit bir darbe yöntemidir. İşlem, hafif bir kimyasal arıtma kullanarak ahşap yongalarda kısmen ligninin parçalanmasını ve ardından lifleri ayırmak için mekanik rafinajı içerir. Bu yaklaşım, tam kimyasal darbe yöntemlerine kıyasla nispeten yüksek bir verim korurken lif kalitesini arttırır.

Tipik verim aralığı (%65 -%85)

Yarı kimyasal hamurun verimi tipik olarak %65 ila%85 arasında değişir , Kraft hamurundan (%40-55) önemli ölçüde daha yüksektir, ancak tamamen mekanik darbeden (%90-95) daha düşüktür. Kesin verim aşağıdakiler gibi faktörlere bağlıdır:

• Kimyasal konsantrasyon ve tip: Daha düşük kimyasal kullanım, daha yüksek verimle sonuçlanır, ancak hamur kalitesini etkileyebilir.

• Pişirme süresi ve sıcaklık: Bu parametrelerin optimize edilmesi, aşırı lif bozulması olmadan etkili lignin yumuşatma sağlar.

• Ahşap türleri: Yumuşak ağaçlar ve sert ağaçlar farklı davranır, genel verimi ve lif özelliklerini etkiler.

Kağıt endüstrisinde yarı kimyasal hamurun önemi

Yarı kimyasal kağıt hamuru, lif gücü, üretim verimliliği ve çevresel etki arasında bir denge sunarak kağıt endüstrisinde hayati bir rol oynar. Yüksek mukavemet ve sertliğin gerekli olduğu karton ambalaj için oluklu ortam üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Mekanik darbeye kıyasla, daha güçlü lifler üretir ve kimyasal pullama ile karşılaştırıldığında, daha yüksek bir verime (%65-85) sahiptir, bu da onu uygun maliyetli hale getirir. Ayrıca, operasyonel maliyetleri ve çevre kirliliğini azaltarak daha az kimyasal ve daha az enerji tüketir. Uyarlanabilirliği, değirmenlerin özelleştirilmiş kağıt özellikleri için diğer hamurlarla harmanlamasını sağlar, bu da onu çeşitli uygulamalarda çok yönlü bir seçim haline getirir.

Yarı kimyasal hamur işlemi işlemi

Yarı kimyasal hamur, hafif kimyasal tedaviyi, yüksek verimli pulayı geliştirilmiş lif mukavemetiyle üretmek için mekanik rafine ile birleştiren iki aşamalı bir işlemdir. İşlem, hammaddelerin dikkatli bir şekilde seçilmesini, lignini yumuşatmak için kimyasal ön tedavi, ayrılmak için mekanik rafine etme ve daha sonra temiz, muntazam bir hamur elde etmek için yıkama ve taramayı içerir.

a) Hammadde seçimi

Hammadde seçimi, yarı kimyasal hamurun verimliliğini ve kalitesini önemli ölçüde etkiler. Süreç çok yönlüdür, hem ahşap hem de ahşap olmayan malzemelerin kullanılmasına izin verir.

Tercih edilen ahşap türler (parke ve yumuşak ağaç)

• Sertağaçlar (örneğin, meşe, huş, okaliptüs): Genel olarak, son kağıt ürününün sertliğini ve yüzey özelliklerini arttıran kısa lifleri nedeniyle yarı kimyasal kağıt hamuru için tercih edilir.

• Yumuşak ağaçlar (örneğin, çam, ladin, köknar): Özellikle oluklu orta uygulamalarda mukavemeti ve dayanıklılığı artırmak için daha uzun liflerin gerekli olduğu bazı durumlarda kullanılır.

Alternatif Hammaddeler

Geleneksel ahşap kaynaklara ek olarak, yarı kimyasal kağıt hamuru kullanabilir : odun dışı lifleri , sürdürülebilirliği ve maliyet verimliliğini artırmak için

• Bagasse (şeker kamışı kalıntısı): karton üretimi için güçlü lifler sağlayan uygulanabilir bir alternatif.

• Tarımsal kalıntılar (örn. Buğday samanı, mısır sapları, bambu): Daha yüksek silika içeriği nedeniyle ek ön işlem gerektirse de çevre dostu bir seçenek sunar.

b) Kimyasal tedavi (pişirme öncesi aşama)

Kimyasal ön tedavi, mekanik rafinasyonu kolaylaştırmak için lignin ve hemiselülozu kısmen çıkardığı için yarı kimyasal pullamada kritik bir adımdır.

Kullanılan kimyasal türleri

Spesifik sürece ve istenen hamur özelliklerine bağlı olarak pişirme öncesi aşamada birkaç kimyasal kullanılabilir:

• Sodyum sülfit (Na₂so₃): Yüksek lif verimini korurken etkili lignin yumuşatma sunan en yaygın seçim.

• Alkalin Sülfit: Daha iyi mukavemet özellikleri sağlayan modifiye edilmiş bir versiyon.

• Amonyum sülfit: Bazen kimyasal iyileşmeyi iyileştirmek ve çevresel etkiyi azaltmak için kullanılır.

• Yeşil likör: Uygun maliyetli ve sürdürülebilir bir kimyasal alternatif olarak kullanılan bir kraft hamurunun bir yan ürünü.

Pişirme işlemi ve koşulları

• Sıcaklık: değişir . 140 ° C ila 180 ° C arasında Hammadde ve kimyasal bileşime bağlı olarak tipik olarak

• Zaman: Lif hasarı en aza indirirken yeterli lignin yumuşatmayı sağlamak için orta derecede pişirme süreleri (10-30 dakika) kullanılır.

• PH kontrolü: İşlem altında tutulur . 7-10 ) , lif kalitesini optimize etmek için alkalin veya nötr koşullar (pH

• Basınç: Kimyasal penetrasyonu ve homojenliği arttırmak için kontrollü basınç koşulları (4-8 bar) altında pişirme yapılır.

Kısmi Delignifikasyon ve Hemiselüloz Çıkarma

Ligninin neredeyse tamamen çıkarıldığı kimyasal darbelerin aksine, yarı kimyasal pullama, lif mukavemetini korumak için kısmi delignifikasyona (tipik olarak%20-%40) ulaşır. Hemikelüloz da kısmen çıkarılır, verimi korurken fiber bağlanma ve esnekliği iyileştirir.

c) Mekanik rafinasyon

Ahşap yongalar kimyasal işleme ile yumuşatıldıktan sonra, lifleri ayırmak için mekanik rafinasyona tabi tutulurlar.

Rafinerlerin Rolü

• Disk Refinerleri: Lifleri verimli bir şekilde öğüten ve ayıran dönen disklerden oluşan en yaygın kullanılan ekipman.

• Konik ve silindirik rafineriler: kağıt hamuru özelliklerine ve değirmen kurulumuna bağlı olarak kullanılan alternatif rafinasyon yöntemleri.

Enerji gereksinimleri ve lif ayırma işlemi

• Enerji Tüketimi: Mekanik rafine etme, orta derecede enerji girişi (ton hamuru başına 200-500 kWh) gerektirir, tamamen mekanik darbeden önemli ölçüde daha düşüktür, ancak kimyasal hamurdan daha yüksektir.

• Elyaf ayrımı: Yumuşatılmış yongalar kesilir ve fibrillenir, uzun, sağlam lifler üretir. kağıt mukavemetini arttıran minimum hasarla

d) Yıkama ve tarama

Rafine edildikten sonra, hamuru istenmeyen malzemeleri çıkarmak ve kaliteyi artırmak için yıkama ve tarama geçirir.

Artık kimyasalların ve istenmeyen parçacıkların çıkarılması

• Yıkama aşaması: Fazla kimyasallar, çözünmüş lignin ve hemiselüloz fragmanları su veya zayıf likör kullanılarak çıkarılır. Bu adım, daha temiz bir hamur sağlamak ve akış aşağı işlemeyi iyileştirmek için gereklidir.

• Filtrasyon ve sedimantasyon: Posa taramasından önce ince parçacıkları ve kimyasal kalıntıları ayırmak için kullanılır.

Tekdüzelik için fiber tarama

• Titreşimli ekranlar ve santrifüj temizleyiciler: Tutarlılık sağlayarak büyük boy veya az gelişmiş lifleri çıkarmaya yardımcı olun.

• Son hamur rafinasyonu: Bazı işlemler, fiber homojenliğini ve bağlanma özelliklerini daha da arttırmak için ikincil bir rafinasyon aşaması içerir.

Yarı kimyasal hamurlama yöntemleri türleri

Yarı kimyasal darbe yöntemleri, ön tedavi için kullanılan kimyasalların türüne göre değişir. Tüm yöntemler kısmi delignifikasyonu ve ardından mekanik rafinasyon içermekle birlikte, farklı kimyasal sistemler hamur özelliklerini, enerji tüketimini ve çevresel etkiyi etkiler. En yaygın kullanılan işlem nötr sülfit yarı kimyasal (NSSC) darbesidir , ancak gibi alternatif yöntemler alkalin sülfit, bisülfit, amonyum bazlı ve yeşil likör yarı kimyasal pullama de belirli uygulamalarda kullanılır.

a) Nötr sülfit yarı kimyasal (NSSC) darbesi

NSSC noulping, en yaygın yarı kimyasal darbe yöntemidir . özellikle karton ve ambalaj malzemelerinde kullanılan oluklu ortam üretmek için tercih edilen Hamur gücü, maliyet verimliliği ve verim arasında optimum bir denge sağlar.

Kimyasal reaksiyonlar ve pH kontrolü

• NSSC darbesi, sodyum sülfit (Na₂so₃) kullanır. fiber bütünlüğünü korurken lignin ve hemiselülozu kısmen çözen aktif kimyasal ajan olarak

• Bir Na₂so₃ ve NAHCO₃ tampon sistemi, nötr bir pH'ı ( pH 7-9 ) korumak için kullanılır, bu da aşırı lif bozulmasını önler ve kağıt gücünü iyileştirir.pişirme işlemi sırasında

• Reaksiyon öncelikle lignin sülfonasyonunu hedefler, lignini aşırı lif bozulması olmadan suda daha çözünür hale getirir.

Anahtar etkileyen faktörler

Birkaç parametre NSSC darbesinin etkinliğini etkiler:

• Kimyasal bileşim: Sodyum sülfit ve sodyum bikarbonat konsantrasyonu, lignin çıkarma derecesini ve lif esnekliğini etkiler.

• Sıcaklık: Pişirme tipik olarak 160-180 ° C'de meydana gelir ve aşırı lif zayıflaması olmadan yeterli lignin yumuşatma sağlar.

• Pişirme Süresi: İşlem 10-30 dakika sürer., ahşap türlerine ve istenen hamur özelliklerine bağlı olarak

Oluklu tahta üretimi için uygunluk

• NSSC hamuru, oluklu ortam için oldukça uygundur . yüksek mukavemet, sertlik ve esneklik kombinasyonu nedeniyle

• İşlem, fiber bağlamayı arttıran ve nihai ürünün sıkıştırma mukavemetini artıran hemiselülozun önemli bir kısmını korur.

• Tamamen kimyasal darbeye kıyasla, NSSC daha yüksek bir verim (%65-85) sunar ve bu da ambalaj uygulamaları için daha uygun maliyetli hale getirir.

b) Diğer yarı kimyasal darbe yöntemleri

NSSC pullamasının yanı sıra, her biri farklı özelliklere ve uygulamalara sahip birkaç alternatif yarı kimyasal darbe yöntemi vardır.

1. Alkalin Sülfit Yarı Kimya Hamuru (AS-SCP)

• kullanır . sodyum sülfit (Na₂so₃) ve sodyum hidroksit (NaOH) Bir alkalin ortamı oluşturmak için

• üretir , bu da kağıt mukavemet gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. daha güçlü ve daha esnek lifler NSSC darbesinden

• Alkalin koşulları, daha iyi lignin çıkarılmasını kolaylaştırır ve hemiselülozu korurken lif ayrılmasını arttırır.

2. Bisülfit yarı kimyasal pullama

• kullanır . sodyum bisülfit (nahso₃) veya kalsiyum bisülfit (Ca (HSO₃) ₂) Asidik veya nötr yakın pH koşullarında

• Tipik olarak uygulanır . yumuşak ağaç kağıt hamuruna kontrollü lignin çıkarmanın fiber özelliklerini arttırdığı

• sahip hamur üretir Daha iyi parlaklık ve yüzey özelliklerine , bu da özel ambalaj ve baskı uygulamaları için uygun hale getirir.

3. Amonyum bazlı yarı kimyasal pullama

• kullanır . amonyum sülfit (NH₄) ₂so₃ veya amonyum bisülfit (NH₄HSO₃) Kimyasal ajan olarak

• Kükürt emisyonlarını düşürerek ve daha kolay kimyasal geri kazanımı kolaylaştırarak çevresel etkiyi azaltır.

• sağlar . ılımlı lif mukavemeti Çevresel kaygıların bir öncelik olduğu niş uygulamalarda sıklıkla kullanılan

4. Yeşil likör yarı-kimyasal hamuru

• kullanır . yeşil likör oluşan bir kraft hamurunun bir yan ürünü olan Sodyum karbonat (na₂co₃) ve sodyum sülfürden (na₂s) .

• bir alternatif sunar . uygun maliyetli ve sürdürülebilir Kraft Mills'ten atık kimyasalları yeniden düzenleyerek

• sahip hamur üretir . iyi mukavemetli özelliklere Süreç entegrasyon zorlukları nedeniyle benimsenmesi sınırlı olmasına rağmen,

Her yarı kimyasal hamurlama yöntemi farklı avantajlar sağlar, bu da onları farklı son kullanım uygulamaları için uygun hale getirir. NSSC darbesi, verimliliği ve maliyet etkinliği nedeniyle en yaygın olarak kullanılan olmaya devam ederken, alternatif yöntemler gelişmiş lif mukavemeti, çevresel sürdürülebilirlik veya gelişmiş kimyasal iyileşme gibi belirli endüstri ihtiyaçlarına hitap etmektedir.

Yarı kimyasal hamurun özellikleri ve uygulamaları

• Kimyasal hamurdan daha yüksek lignin içeriği.

• Yüksek yığınlı güçlü, sert lifler.

• Uygulamalar:

• Oluklu karton ve ambalaj malzemeleri.

• Gazete izi ve özel kağıtlar (şeffaf kağıt, yağlı kağıt).

• Gıda ambalajı ve karton.

Yarı kimyasal hamurun avantajları ve dezavantajları

Yarı kimyasal darbe, mekanik ve kimyasal darbenin faydalarını dengeleyen yaygın olarak kullanılan bir hamur yöntemidir. Yüksek fiber verim, orta derecede kimyasal tüketim ve güçlü hamur özellikleri sunar, bu da onu ambalaj ve oluklu tahta üretimi için ideal hale getirir. Bununla birlikte, özellikle lignin tutma, kimyasal iyileşme ve çevresel etki açısından bazı sınırlamaları da vardır.

Yarı kimyasal hamurun avantajları

1. Kimyasal pullamaya kıyasla daha yüksek verim

• Yarı kimyasal pullama hammaddenin% 65-85'ini korurken , kraft ve sülfit hamurunun çok daha düşük verimi vardır ( % 40-55 ).

• Hemiselülozun kısmi tutulması, daha yüksek lif bağlama mukavemetine ve dökme katkıda bulunarak kağıt özelliklerini iyileştirir.

• Yüksek verim, hammadde maliyetlerini azaltır ve sürdürülebilir ormancılık uygulamalarını destekler. elyaf kullanımını en üst düzeye çıkararak

2. Mekanik darbeden daha az enerji gerektirir

• Mekanik kağıt hamuru önemli miktarda enerji tüketir (ton hamur başına 800-1.200 kWh), yarı kimyasal hamurlama önemli ölçüde daha az gerektirir (ton başına 200-500 kWh).

• Kimyasal ön tedavi, lifleri yumuşatır ve rafinaj enerji gereksinimlerini azaltır.

• Düşük enerji tüketimi katkıda bulunur . maliyet tasarrufu ve karbon ayak izinin azalmasına , hamur ve kağıt üretiminde

3. Güçlü ve sert lifler üretir

• Ligninin kısmi olarak çıkarılması, lif esnekliğini ve bağlanma mukavemetini iyileştirir , bu da tamamen mekanik hamurlara kıyasla daha güçlü hamura yol açar.

• Yüksek lifli sertlik, yarı kimyasal hamuru, ortam ve diğer ambalaj uygulamalarını oluklu hale getirmek için ideal hale getirir. gücün kritik olduğu

• arasındaki denge, Lignin tutma ve fiber bütünlüğü yarı kimyasal hamurun maliyet etkin kalırken dayanıklılığı korumasını sağlar.

4. Çeşitli kağıt ürünler için uygun

• Öncelikle Ortam için kullanılır, ancak uygulamalar da bulur çok katmanlı kağıtlarda, kompozit tahtalarda ve bazı baskı kağıtlarında .

• gibi belirli özellikleri geliştirmek için diğer hamurlarla (örneğin Kraft Pulp) harmanlanabilir Yazdırılabilirlik ve dayanıklılık .

• işleyecek kadar çok yönlü Hem sert ağaçları hem de yumuşak ağaçları ve bagasse ve tarımsal kalıntılar gibi alternatif lifleri .

Yarı kimyasal hamurun dezavantajları

1. Daha yüksek lignin içeriği, daha düşük parlaklığa yol açar

• Yarı kimyasal kağıt hamuru kraft veya sülfit hamurundan daha fazla lignini koruduğundan , ortaya çıkan hamur daha koyudur ve gerektirir . ek ağartma yüksek parlaklık gerektiren uygulamalar için

• Artan lignin içeriği de yazdırılabilirliği etkiler , bu da ince baskı kağıtları için daha az uygun hale getirir.

2. Kraft hamuruna kıyasla kimyasalların karmaşık iyileşmesi

• İyi kurulmuş bir kimyasal geri kazanım sistemine sahip Kraft işleminin aksine , yarı kimyasal hamur, sodyum sülfit veya diğer kimyasal ajanların geri kazanılmasında zorluklar sunar..

• Kimyasal iyileşmenin ekonomik uygulanabilirliği, değirmen entegrasyonuna ve süreç optimizasyonuna bağlıdır.daha küçük operasyonlar için mümkün olmayan

Kimyasal darbe ve mekanik darbe ile karşılaştırma

Yarı kimyasal hamurlama, ara işlemdir arasında bir kimyasal darbe ve mekanik darbe , her ikisinin de yönlerini birleştirir, fiber mukavemet, verim ve üretim verimliliği arasında bir denge elde eder. Kimyasal işlemin derecesi kimyasal darbeden daha düşükken, mekanik rafinasyon mekanik darbeden daha hafiftir.

Kimyasal ve mekanik tedavi arasındaki denge,

özelliklerine sahiptir .	kimyasal darbe (örneğin, kraft, sülfit)	yarı kimyasal pullama (örneğin, NSSC)	mekanik darbe (örn., TMP, RMP)
Kimyasal kullanım	Yüksek (geniş lignin çıkarma)	Orta (kısmi lignin çıkarma)	Düşük (minimal kimyasal arıtma)
Enerji tüketimi	Düşük (Kimyasal Delignifikasyon Rafinaj Enerjisini azaltır)	Orta (hem kimyasal hem de mekanik enerji gerektirir)	Yüksek (yoğun mekanik rafinasyon)
Teslim olmak	Düşük (%40 -%55)	Orta (%65-85)	Yüksek (%85–%95)
Fiber mukavemet	Yüksek (güçlü, uzun lifler)	Orta (sert ve dayanıklı lifler)	Düşük ila orta derecede (zayıf lifler)
Parlaklık	Yüksek (ağartıldıktan sonra)	Orta (lignin retansiyonu nedeniyle daha koyu)	Düşük (yüksek lignin içeriği)
Kimyasal kurtarma	Verimli ve iyi gelişmiş	Zorlu, daha az verimli	Uygulanamaz
Tipik uygulamalar	İnce kağıt, doku, yüksek mukavemetli ambalaj	Oluklu orta, çok katmanlı tahtalar	Gazete kağıdı, dergi kağıdı, düşük maliyetli baskı kağıdı

Anahtar çıkarımlar:

• Kimyasal darbeye kıyasla , yarı kimyasal pullama daha yüksek verime sahiptir, ancak daha fazla tutar lignini , bu da onu daha az parlak ve biraz daha zayıf hale getirir. Bununla birlikte, daha az gerektirir kimyasal işleme ve ambalaj malzemeleri için uygun maliyetli bir alternatif sağlar.

• Mekanik kağıt hamuru ile karşılaştırıldığında , yarı kimyasal pullama daha düşük bir verimle olsa daha güçlü ve daha dayanıklı lifler üretir . Ayrıca gerektirir , bu da daha az enerji uygulamalar için daha dengeli bir seçimdir . güç ve verimliliğin temel faktörler olduğu

Bu denge yarı kimyasal hamurları özellikle olumsuz hale getirir., mukavemetin gerekli olduğu ancak tam kimyasal hamurun gereksiz olduğu

Kağıt prodüksiyonunuzu Sunrise Paper ile dönüştürün!

bir darbe çözeltisi Maliyet-etkin, yüksek verimli ve sürdürülebilir ? yarı kimyasal hamurlu, enerji ve kimyasal kullanımını optimize ederken daha güçlü, daha dayanıklı kağıt ürünlerin anahtarıdır. kağıt Sunrise Paper'da sunmaya kararlıyız . yenilikçi ve çevre dostu çözümler hamuru ve kağıt endüstrisi için

devrim yaratma konusunda bize katılın . ambalaj, oluklu tahta ve özel kağıt üretiminde Gelişmiş yarı kimyasal nabızlama teknikleriyle Verimliliği artırın, maliyetleri azaltın ve piyasada ilerleyin.

ile iletişime geçin . Sunrise Paper Uzmanlığımızı ve çözümlerimizi keşfetmek için bugün Kağıt endüstrisi için daha akıllı, daha yeşil bir gelecek inşa edelim - TOGOLET! #