Papier heeft een lange weg afgelegd voordat het in de vorm werd geproduceerd waarin we het nu kennen. Uitgevonden in China, was het vanaf het begin een belangrijk medium voor informatie, destijds werden zijde- en linnenvezels gebruikt bij de productie ervan.
Papierproductieproces
Het papierproductieproces bestaat uit verschillende fasen. In de eerste fase vinden de fragmentatie en zuivering van de pulp plaats, die van primaire oorsprong (hout) of secundaire oorsprong (oud papier) kan zijn. De belangrijkste bron van cellulosevezels is hout dat in zagerijen in verschillende vormen wordt verkregen, bijvoorbeeld als boomstammen, houtsnippers of zaagsel.
In de volgende fase ondergaat het vezelmateriaal verdere verwerking, waarbij het wordt omgezet in pulp, die vervolgens wordt verwerkt tot papier. De productie van pulp kan worden vastgehouden door mechanische of chemische methoden. In het chemische pulpproces wordt meestal alkali (bijvoorbeeld natriumhydroxide in de vorm van een loog of natronloog ) gebruikt om de lignine te verwijderen die de vezels bindt.
Het gebruik van antischuimmiddelen in elke fase van de papierproductie is ook cruciaal. Antischuimmiddelen worden gebruikt in het productieproces van alle soorten papierproducten. Schuim wordt gecreëerd door gassen te mengen met cellulosepulp en wordt daarin vastgehouden door de aanwezigheid van oppervlakteactieve stoffen. Producten uit het aanbod van de PCC Group kunnen met succes worden gebruikt voor het verwijderen van schuim dat in de volgende fasen van de papierproductie wordt geproduceerd. Deze omvatten EO / PO-blokcopolymeren ( ROKAmer ) en een reeks gealkoxyleerde vetalcoholen ( ROKAnol LP ). Hun hoge effectiviteit bij het verwijderen van schuim en bij het voorkomen van de vorming ervan, maakt een verbetering van de efficiëntie van daaropvolgende technologische stappen mogelijk.
Chemische methoden voor het verpulpen
Chemische pulpprocessen bestaan voornamelijk uit het gebruik van verschillende chemische reagentia en hitte om de lignine zacht te maken. Als gevolg hiervan wordt het opgelost en vervolgens mechanisch verfijnd om de vezels te scheiden. In de praktijk worden twee verschillende chemische pulpprocessen gebruikt.
De eerste hiervan is het kraftpulpingproces , ook bekend als een sulfaatproces. Momenteel is het de dominante technologie – ongeveer 80%van de wereldproductie van pulp wordt verwerkt met behulp van deze methode. Kraftpulping is de meest gebruikte methode geworden vanwege verschillende factoren. Met sulfaat verwerkte vezels hebben een betere duurzaamheid in vergelijking met die verkregen als gevolg van andere beschikbare technologieën. Bovendien kan het worden gebruikt voor alle soorten hout en het proces zelf maakt een effectieve terugwinning van de gebruikte chemische grondstoffen mogelijk.
Het kraftproces bestaat uit het combineren van houtsnippers met witte vloeistof (het is een waterige oplossing van natriumhydroxide en natriumsulfide). Onder omstandigheden van verhoogde druk en temperatuur lost deze oplossing lignine op, waardoor cellulosevezels vrijkomen. Na het voltooien van de verteringsreactie wordt een zwarte loog en cellulosepulp verkregen. De loog bevat opgeloste organische stoffen die worden teruggewonnen en opnieuw in het chemische proces kunnen worden gebruikt. Lignine wordt uit de massa verwijderd in het proces van zuurstofdelignificatie (in aanwezigheid van zuurstof en natriumhydroxide). Het op deze manier verkregen materiaal wordt gebleekt om de juiste prestaties te bereiken, zoals sterkte, helderheid en zuiverheid van het eindproduct.
Het tweede proces van chemische vertering is het sulfietproces . Het bestaat uit het gebruik van een waterige oplossing van zwaveldioxide in aanwezigheid van alkaliën (bijv. calcium, magnesium, natrium en ammonium). De producten die in dit proces worden verkregen, zijn lichter en gemakkelijker te bleken, maar ze hebben een veel lagere sterkte in vergelijking met de vaker gebruikte sulfaatpulping. Het sulfietproces vereist ook een zorgvuldige selectie van houtgrondstof – deze methode is intolerant, bijvoorbeeld voor grenenhout. Het sulfietproces is in vergelijking met kraftpulping efficiënter, produceert minder onaangename gassen en maakt het ook mogelijk om een zeer lichte pulp te verkrijgen, die gemakkelijk wordt uitgeloogd. Helaas is de sulfiettechnologie vervangen door het kraftproces vanwege de lagere vezelkwaliteit, het hogere energieverbruik en de lage terugwinbaarheid van de chemische grondstoffen die in het proces worden gebruikt.
Mechanische methoden voor het verpulpen
Mechanische pulping levert een zeer hoge opbrengst aan pulp uit hout. De belangrijkste processen die op industriële schaal worden gebruikt, zijn het proces van stone groundwood pulping (SGW), het thermomechanische pulping (TMP) en het chemo thermomechanische pulping (CTMP) proces.
Pulp van gemalen hout wordt verkregen door hout op steen te schuren bij atmosferische druk. Het hout (waarvan de bast eerder is verwijderd) wordt verpulverd met behulp van steen en vervolgens gewassen met water. De voorbereide massa wordt gedroogd in hydrocyclonen, vanwaar het naar de verdichtingsmachine wordt getransporteerd. In de volgende fase wordt de dichte houtmassa naar de kuip getransporteerd en wordt het circulerende water (filtraat) teruggevoerd naar de pulpfabriek. Tijdens de productie van pulp uit verwerkt hout komen harsachtige stoffen vrij, die gemakkelijk samenklonteren en sediment vormen op de molen of de binnenwanden van de pijpleidingen. Ze veroorzaken vaak vervuiling van het oppervlak van de steen, wat de schurende eigenschappen ervan verslechtert. Om deze zogenaamde "harsproblemen" te verwijderen, worden verschillende chemische middelen gebruikt. De meest gebruikte middelen voor dit doel zijn dispergeermiddelen, die zijn ontworpen om gevormde afzettingen te dispergeren, waardoor ze later gemakkelijker kunnen worden verwijderd. De producten van de ROKAcet en ROKAfenol -serie zijn uitstekende dispergeermiddelen die speciaal zijn bedoeld voor de pulp- en papierindustrie. Naast hun dispergerende eigenschappen kunnen deze producten ook dienen als reinigingsmiddelen, emulgatoren en anti-elektrostatische middelen. ROKAfenolen zijn perfect voor de emulsie- en vlekverwijderingsprocessen van papierpulp en cellulose. Terwijl ROKAcet R40W een product is met een verzachtende eigenschap dat kan worden gebruikt in de textiel-, leer- en papierindustrie.
De verbetering van de SGW-methode is de thermomechanische pulping (TMP). In het TMP-proces worden houtsnippers eerst gewassen om zand, stenen en andere harde onzuiverheden te verwijderen, vervolgens verhit door stoom onder verhoogde druk en verder verpulpt in een schijvenmolen. In de volgende fase wordt de massa naar de kuip getransporteerd, waar rechttrekken en eliminatie van vervorming van de vezels plaatsvindt. Ten slotte wordt het naar de opslagtank geleid. Om de hoeveelheid schadelijke harsen die in het TMP-proces worden gevormd te verminderen, worden vergelijkbare chemicaliën gebruikt als in het SGW-proces. De op deze manier gecreëerde massa wordt meestal gebruikt voor de productie van krantenpapier.
Het CTMP-proces combineert het TMP-proces met de chemische impregnatie van chips. In de eerste fase worden ze gewassen en gezeefd en vervolgens geïmpregneerd. Afhankelijk van het type hout worden geschikte chemische oplossingen gebruikt. Natriumsulfaat wordt meestal gebruikt voor zachthout, terwijl alkalische peroxiden meestal worden geselecteerd voor hardhout. Nadat het impregnatieproces is voltooid, worden de chips verhit en gemengd met water, waardoor de ligninebindingen loskomen en de vezels vrijkomen. Het CTMP-proces maakt het mogelijk om schone pulp te verkrijgen met voldoende sterkte en geschikte optische eigenschappen. CTMP wordt voornamelijk gebruikt voor de productie van vezelachtige componenten van papierpulp, die kunnen worden gebruikt voor de productie van druk- en hygiënepapier.
Flotatie en bleken
De volgende fase van pulpverwerking is ontinkten gecombineerd met mechanische verwijdering van onzuiverheden. Bij de productie van papier is de belangrijkste parameter de kleur (de witheid – in het geval van drukpapier). Om deze reden moet het gerecyclede papier grondig worden gereinigd van de drukinkt. De basisvoorwaarde voor het verwijderen ervan is het vrijkomen van verfdeeltjes uit de vezels en het in een verspreide toestand houden ervan. De fijn verdeelde inktdeeltjes worden vervolgens gescheiden van de vezelsuspensie. Dit gebeurt meestal op basis van verschillen in fysieke eigenschappen van materialen, zoals het soortelijk gewicht van ongewenste stoffen in vergelijking met vezels en water. Omdat grotere onzuiverheden, zoals metalen onderdelen (nietjes), stenen en zand, al in de ontvezelingsfase worden verwijderd, worden flotatieprocessen zeer vaak gebruikt met betrekking tot fijne onzuiverheden.
Een veelvoorkomend extra proces is bleken en wordt gebruikt in producten die een hoge zuiverheid vereisen, waarbij vergeling niet gewenst is (bijv. papier om te schrijven en te drukken). Natriumhypochloriet is een zeer populaire stof die wordt gebruikt voor bleken. Het kan ook worden gebruikt voor de productie van carboxymethylcellulose (CMC) uit zaagsel. Natriumhydroxide- oplossing enchloorazijnzuur (MCAA) worden ook gebruikt in dit proces. Bleken omvat het gebruik van geschikte chemicaliën die rechtstreeks aan het dispergeermiddel worden toegevoegd om de witheid van de massa te vergroten. Het type gebruikte vezels en de gewenste uiteindelijke eigenschappen van het product hebben een grote invloed op de mate van pulpbleking. De massa’s die materialen met een hoge dichtheid bevatten, zijn moeilijk te bleken en vereisen hoge doses chemicaliën. Rioolwater van bleekinstallaties vereist vóór recycling een aantal chemische middelen die bedoeld zijn om hun schuimvorming, corrosiviteit of het vermogen om kalkaanslag te vormen te verminderen. De producten van de PCC Group, zoals ROKAmers , zijn perfect voor gebruik in processen waarbij schuimvorming van rioolwater en technologisch water optreedt. ROKAmer -producten zijn blokcopolymeren van ethyleenoxide en propyleen. Deze producten verminderen de oppervlaktespanning tussen vloeistof en lucht, en verbeteren tegelijkertijd de "drainage" van schuim, wat in feite de reductie ervan veroorzaakt.
Eindverwerking van papierpulp
Na de oplos-, flotatie- en bleekprocessen wordt de afgewerkte cellulosepulp verwerkt tot papierpulp, die vervolgens wordt gebruikt voor de productie van papier. Dit proces omvat verschillende fasen:
- mengen van de cellulosepulp,
- vorming van pulpdispersie in water,
- verfijnen,
- introductie van de nodige aanvullingen.
Additieven worden gebruikt om papierproducten met speciale eigenschappen te produceren (zogenaamde speciale papieren) of om het papierproces te verbeteren. De meest populaire toevoegingen zijn:
- harsen en wassen voor hydrofobering,
- vulstoffen, zoals bijvoorbeeld klei, talk en silica,
- anorganische en organische kleurstoffen,
- anorganische verbindingen die de structuur, dichtheid, helderheid en kwaliteit van het drukwerk verbeteren (bijv. titaandioxide, calciumsulfaat en zinksulfide),
- e) emulgatoren en reinigingsmiddelen. De PCC Group biedt ROKAcet -productseries die beide functies kunnen vervullen. Dankzij hun structuur kunnen ze ook in de papierindustrie worden gebruikt als laagschuimende en verzachtende middelen.
Tijdens de laatste fase wordt de massa met speciale machines verwerkt tot een papierproduct. Nadat het proces is voltooid, wordt het papier opgerold om het te beschermen tegen beschadiging en vuil. Het PE-papierlaminaat wordt het meest gebruikt voor het verpakken van het papier. Dergelijke verpakkingen bieden een goede bescherming tegen mechanische beschadigingen, stof en vocht. Het grote voordeel van dit type verpakking is ook dat het volledig recyclebaar is.
