펄프 및 제지 산업

제지 공정

종이 생산 공정은 여러 단계로 구성됩니다. 첫 번째 단계에서는 펄프의 파편화 및 정제가 이루어지는데, 이는 1차 출처(목재) 또는 2차 출처(폐지)일 수 있습니다. 셀룰로스 섬유의 주요 공급원은 제재소에서 통나무, 나무 조각 또는 톱밥과 같은 여러 형태로 얻은 목재입니다.

다음 단계에서 섬유질 재료는 추가 가공을 거쳐 펄프로 전환되고, 그 다음 종이로 가공됩니다. 펄프 생산은 기계적 또는 화학적 방법으로 수행할 수 있습니다. 화학적 펄핑 공정에서는 일반적으로 알칼리(예: 알칼리 또는 가성소다 형태의 수산화나트륨 )를 사용하여 섬유를 결합하는 리그닌을 제거합니다.

종이 생산의 모든 단계에서 소포제를 사용하는 것도 중요합니다. 소포제는 모든 유형의 종이 제품 제조 공정에 사용됩니다. 거품은 셀룰로스 펄프와 가스를 혼합하여 생성되며 계면 활성제가 존재하기 때문에 거품이 유지됩니다. PCC 그룹에서 제공하는 제품은 종이 생산의 다음 단계에서 발생하는 거품을 제거하는 데 성공적으로 사용할 수 있습니다. 여기에는 EO/PO 블록 공중합체( ROKAmer ) 와 일련의 알콕실화 지방 알코올 ( ROKAnol LP )이 포함됩니다. 거품 제거 및 거품 형성 방지에 대한 높은 효과로 후속 기술 단계의 효율성을 개선할 수 있습니다.

펄핑의 화학적 방법

화학 펄핑 공정은 주로 리그닌을 부드럽게 하기 위해 다양한 화학 시약과 열을 사용하는 것으로 구성됩니다. 결과적으로 용해된 다음 기계적으로 정제하여 섬유를 분리합니다. 실제로 두 가지 다른 화학 펄핑 공정이 사용됩니다.

첫 번째는 황산염 공정이라고도 하는 크라프트 펄핑 공정 입니다.현재 이 기술은 지배적인 기술로, 세계 펄프 생산량의 약 80%가 이 방법을 사용하여 처리됩니다.크라프트 펄핑은 여러 가지 요인으로 인해 가장 일반적으로 사용되는 방법이 되었습니다.황산염 처리된 섬유는 다른 사용 가능한 기술로 얻은 섬유에 비해 내구성이 더 좋습니다.또한 모든 유형의 목재에 사용할 수 있으며 공정 자체에서 사용된 화학 원료를 효과적으로 회수할 수 있습니다.

크라프트 공정은 목재 칩과 백액( 수산화나트륨 과 황화나트륨의 수용액)을 결합하는 것으로 구성됩니다.높은 압력과 온도 조건에서 이 용액은 리그닌을 용해하여 셀룰로오스 섬유를 방출합니다. 소화 반응을 완료한 후, 흑액과 셀룰로스 펄프가 얻어진다. 이 액에는 용해된 유기 물질이 포함되어 있으며, 이는 회수되어 화학 공정에서 다시 사용할 수 있다. 리그닌은 산소 탈리그닌화 공정(산소와 수산화나트륨 존재 하)에서 덩어리에서 제거된다. 이런 식으로 얻은 재료는 최종 제품의 강도, 밝기, 순도와 같은 적절한 성능을 달성하기 위해 표백된다.

화학 소화의 두 번째 공정은 아황산염 공정 이다. 이는 알칼리(예: 칼슘, 마그네슘, 나트륨 및 암모늄)가 존재하는 이산화황 수용액을 사용하는 것으로 구성된다. 이 공정에서 얻은 제품은 더 가볍고 표백하기 쉽지만, 더 자주 사용되는 황산염 펄핑에 비해 강도가 훨씬 낮다. 아황산염 공정은 또한 목재 원료를 신중하게 선택해야 한다. 이 방법은 예를 들어 소나무에 적합하지 않다. 크래프트 펄핑에 비해 아황산염 공정은 더 효율적이고, 불쾌한 가스를 덜 생성하며, 쉽게 침출되는 매우 가벼운 펄프를 얻을 수 있다. 불행히도 섬유 품질이 낮고, 에너지 소비가 높고, 공정에 사용되는 화학 원료의 회수율이 낮아 아황산염 기술은 크라프트 공정으로 대체되었습니다.

펄핑의 기계적 방법

기계적 펄핑은 목재로부터 매우 높은 수율의 펄프를 제공합니다. 산업적 규모로 사용되는 주요 공정은 석재 분쇄 목재 펄핑(SGW), 열기계적 펄핑(TMP) 및 화학 열기계적 펄핑(CTMP) 공정입니다.

펄프는 대기압에서 돌에 목재를 연마하는 과정에서 얻습니다. 나무(껍질이 제거된)는 돌을 사용하여 펄프화한 다음 물로 세척합니다. 준비된 덩어리는 하이드로사이클론에서 건조된 후 압축기로 운반됩니다. 다음 단계에서는 밀도가 높은 목재 덩어리를 통으로 운반하고 순환수(여과액)를 펄프 공장으로 다시 재활용합니다. 가공된 목재에서 펄프를 생산하는 동안 수지성 물질이 방출되어 쉽게 응집되어 분쇄기나 파이프라인의 내부 벽에 침전물을 생성합니다. 이는 종종 돌 표면에 오염을 일으켜 연마 특성을 악화시킵니다. 이러한 소위 "수지 문제"를 제거하기 위해 다양한 화학 물질을 사용합니다. 이 목적에 가장 일반적으로 사용되는 물질은 분산제로, 형성된 침전물을 분산시켜 이후 제거를 용이하게 하도록 설계되었습니다. ROKAcet 및 ROKAfenol 시리즈 제품은 펄프 및 제지 산업에 전념하는 탁월한 분산제입니다. 이러한 제품은 분산 기능 외에도 세척제, 유화제 및 정전기 방지제로 작용할 수 있습니다.ROKA 페놀은 종이 펄프 및 셀룰로스의 유화 및 얼룩 제거 공정에 적합합니다.ROKAcet R40W ROKAcet 섬유, 가죽 및 제지 산업에서 사용할 수 있는 연화 특성이 있는 제품입니다.

SGW 방법의 개선 사항은 열기계 펄핑(TMP)입니다.TMP 공정에서 목재 칩은 처음에 세척되어 모래, 돌 및 기타 단단한 불순물을 제거한 다음 증가된 압력에서 증기로 가열하고 디스크 밀에서 추가로 펄핑합니다.다음 단계에서는 덩어리가 통으로 운반되어 섬유의 변형을 곧게 펴고 제거합니다.마지막으로 저장 탱크로 이동합니다.TMP 공정에서 형성되는 유해 수지의 양을 줄이기 위해 SGW 공정과 유사한 화학 물질이 사용됩니다. 이런 방식으로 생성된 덩어리는 신문지 생산에 가장 많이 사용됩니다.

CTMP 공정은 TMP 공정과 칩의 화학적 함침을 결합합니다. 첫 번째 단계에서는 세척하고 체질한 다음 함침합니다. 목재의 종류에 따라 적절한 화학 용액을 사용합니다. 일반적으로 연목에는 황산나트륨을 사용하고 경목에는 일반적으로 알칼리 과산화물을 선택합니다. 함침 공정이 완료되면 칩을 가열하여 물과 혼합하면 리그닌 결합이 풀리고 섬유가 방출됩니다. CTMP 공정을 통해 충분한 강도와 적절한 광학적 특성을 가진 깨끗한 펄프를 얻을 수 있습니다. CTMP는 주로 인쇄 및 위생 용지 생산에 사용할 수 있는 종이 펄프의 섬유질 구성 요소를 생산하는 데 사용됩니다.

부유 및 표백

펄프 가공의 다음 단계는 불순물의 기계적 제거와 결합된 탈묵입니다. 종이 생산에서 가장 중요한 매개변수는 색상(인쇄지의 경우 백색도)입니다. 이러한 이유로 재활용 종이는 인쇄 잉크를 철저히 세척해야 합니다. 이를 제거하기 위한 기본 조건은 섬유에서 페인트 입자를 방출하고 분산된 상태로 유지하는 것입니다. 그런 다음 미세하게 나뉜 잉크 입자를 섬유 현탁액에서 분리합니다. 이는 일반적으로 섬유 및 물에 비해 바람직하지 않은 물질의 비중과 같은 재료의 물리적 특성의 차이에 따라 수행됩니다. 금속 부품(스테이플), 돌 및 모래와 같은 더 큰 불순물은 이미 섬유 제거 단계에서 제거되므로 미세 불순물과 관련하여 부유 공정이 매우 자주 사용됩니다.

흔한 추가 공정은 표백이며 황변이 바람직하지 않은 고순도가 요구되는 제품(예: 필기 및 인쇄용 종이)에 사용됩니다. 차아염소산나트륨은 표백에 사용되는 매우 인기 있는 물질입니다. 톱밥에서 카르복시메틸 셀룰로스(CMC)를 생산하는 데에도 사용할 수 있습니다. 이 공정에는 수산화나트륨 용액과클로로아세트산(MCAA) 도 사용됩니다. 표백에는 적절한 화학 물질을 분산제에 직접 첨가하여 덩어리의 백색도를 높이는 것이 포함됩니다. 사용된 섬유의 종류와 제품의 원하는 최종 특성은 펄프 표백 정도에 큰 영향을 미칩니다. 고밀도 물질이 포함된 덩어리는 표백하기 어렵고 고용량의 화학 물질이 필요합니다. 재활용하기 전 표백 시설의 하수에는 거품, 부식성을 줄이거나 스케일 형성 능력을 줄이기 위한 여러 가지 화학 물질이 필요합니다. ROKAmers 와 같은 PCC 그룹의 제품은 하수 및 기술 수역의 거품이 발생하는 공정에 사용하기에 완벽합니다. ROKAmer 제품은 에틸렌 옥사이드와 프로필렌의 블록 공중합체입니다. 이 제품은 액체와 공기 사이의 표면 장력을 줄이는 동시에 거품의 "배수"를 개선하여 실제로 감소시킵니다.

종이펄프의 최종 가공

용해, 부유 및 표백 공정을 거친 후, 완성된 셀룰로스 펄프는 종이 펄프로 가공되어 종이 생산에 사용됩니다. 이 공정에는 여러 단계가 포함됩니다.

1. 셀룰로오스 펄프의 혼합,
2. 물 속의 펄프 분산 형성,
3. 정제,
4. 필요한 추가 사항의 소개.

첨가제는 특수한 특성을 가진 종이 제품(소위 특수 종이)을 생산하거나 종이 공정을 개선하는 데 사용됩니다. 가장 인기 있는 첨가물은 다음과 같습니다.

1. 소수성을 위한 수지 및 왁스,
2. 예를 들어 점토, 활석 및 실리카와 같은 충전제
3. 무기 및 유기 염료,
4. 구조, 밀도, 밝기 및 인쇄 품질을 개선하는 무기 화합물(예: 이산화티타늄, 황산칼슘 및 황화아연)
5. e) 유화제 및 세척제. PCC 그룹은 두 가지 기능을 모두 수행할 수 있는 ROKAcet 제품 시리즈를 제공합니다. 구조 덕분에 종이 산업에서 저발포 및 연화제로도 사용할 수 있습니다.

최종 단계에서는 특수 기계를 사용하여 매스를 종이 제품으로 가공합니다. 공정이 완료된 후 종이를 말아서 손상과 먼지로부터 보호합니다. PE-종이 라미네이트는 종이 포장에 가장 일반적으로 사용됩니다. 이러한 포장은 기계적 손상, 먼지 및 습기로부터 우수한 보호 기능을 제공합니다. 이러한 유형의 포장의 가장 큰 장점은 완전히 재활용할 수 있다는 것입니다.