Целюлозно-паперова промисловість

Процес виготовлення паперу

Процес виготовлення паперу складається з кількох етапів. На першому етапі відбувається дроблення та очищення целюлози, яка може бути первинного походження (деревина) або вторинного походження (макулатура). Основним джерелом целюлозних волокон є деревина, отримана на лісопільних заводах у різних формах, наприклад, у вигляді колод, деревної тріски або тирси. На наступному етапі волокнистий матеріал проходить подальшу обробку, де він перетворюється на целюлозу, яка потім переробляється на папір. Виробництво целюлози може проводитися механічним або хімічним методами. У технологічному виробництві целюлози традиційно використовується луг (наприклад, гідроксид натрію у вигляді лугу або каустичної натрію ) для видалення лігніну, який зв’язує волокна. Використання піногасників на кожному етапі виробництва паперу також має вирішальне значення. Піногасники працюють у процесі виробництва всіх видів паперової продукції. Піна утворюється шляхом змішування газів з целюлозною масою і збільшується в ній завдяки наявності поверхнево-активних речовин. Продукти з пропозиції PCC Group можна успішно використовувати для видалення піни, що утворюється на наступних етапах виробництва паперу. До них належать блок-сополімери EO/PO ( ROKAmer ) і серія алкоксильованих жирних спиртів ( ROKAnol LP ). Їх висока ефективність у видаленні піни та запобіганні її утворенню дозволяє підвищити ефективність наступних технологічних етапів.

Хімічні способи виробництва целюлози

Процеси хімічного виробництва целюлози в основному складаються з використанням різних хімічних реагентів, а також тепла для розм’якшення лігніну. В результаті він розчиняється, а потім механічно очищається для відділення волокон. На практиці використовують два різні процеси хімічного виробництва целюлози. Перший з них — це крафт-целюлозний процес , також відомий як сульфатний процес. В даний час це домінуюча технологія – близько 80%світового виробництва целюлози переробляється цим методом. Крафт-целюлоза стала найпоширенішим методом завдяки кільком факторам. Волокна, оброблені сульфатом, мають кращу міцність у порівнянні з тими, які отримані в результатах інших доступних технологій. Крім того, його можна використовувати для всіх видів деревини, а сам процес дозволяє ефективно відновлювати використану хімічну сировину. Крафт-процес відбувається в поєднанні деревної стружки з білим розчином (це водний розчин гідроксиду натрію та сульфіду натрію). В умовах підвищеного тиску і температури цей розчин розчиняє лігнін, звільняючи целюлозні волокна. Після завершення реакції зброджування підтримують чорний луг і целюлозну пульпу. Лікер містить розчинені органічні речовини, які відновлюються та можуть бути знову використані в хімічному процесі. Лігнін видаляється з маси в процесі кисневої делігніфікації (у присутності кисню і гідроксиду натрію). Отриманий таким чином матеріал відбілюють для досягнення відповідних характеристик, таких як міцність, яскравість і чистота кінцевого продукту. Другим процесом хімічного розщеплення є сульфітний процес . Він виникає у використанні водного розчину діоксиду сірки в присутності лугів (наприклад, кальцію, магнію, натрію та амонію). Продукти, отримані в цьому процесі, легші та легші для відбілювання, однак вони мають дуже низьку міцність порівняно з більш часто використовуваними сульфатними варіннями целюлози. Сульфітний процес також вимагає відбору деревної сировини – цей метод нестерпний, наприклад, для деревини сосни. Сульфітний процес у порівнянні з крафт-целюлозою є більш ефективним, утворює менше неприємних газів, а також дозволяє отримати дуже легку целюлозу, яка легко вилуговується. На жаль, через нижчу якість волокна, високе споживання енергії та низьку відновлюваність хімічної сировини, яка використовується в процесі, сульфітну технологію замінили крафт-процесом.

Механічні способи варіння целюлози

Механічне варіння целюлози забезпечує дуже високий вихід целюлози з деревини. Основними процесами, які утворюються в промислових масштабах, є процес виробництва целюлози з деревної целюлози (SGW), процес термомеханічного виробництва целюлози (TMP) і хіміо-термомеханічного виробництва целюлози (CTMP).

Целюлозу підтримує в процесі шліфування деревини на камені при атмосферному тиску. Деревину (з цієї попередньої зняли кору) подрібнюють за допомогою каменю, а потім промивають водою. Підготовлена ​​​​маса сушиться в гідроциклонах, звідки транспортується в компактор. На наступному етапі щільна деревна маса транспортується в чан, а циркулююча вода (фільтрат) повертається назад на целюлозний завод. При виробництві целюлози з обробленої деревини виділяються смолисті речовини, які легко злежуються і приватний осад на подрібнювачах або внутрішніх стінках трубопроводів. Вони часто викликають обростання поверхні каменю, що впливає на його абразивні властивості. Щоб усунути ці так звані «проблеми зі смолою», використано різні хімічні засоби. Найбільш часто використовуваним засобом для цієї мети є диспергатори, які призначені для диспергування утворених відкладень, полегшуючи їх подальше видалення. Продукти серії ROKAcet і ROKAfenol є чудовими диспергаторами, призначеними для целюлозно-паперової промисловості. У додатку до своїх диспергуючих властивостей ці продукти можуть діяти як миючі засоби, емульгатори та антиелектростатичні засоби. ROKAfenol ідеально підходить для процесів емульгування та видалення плям з паперової маси та целюлози. Тоді як ROKAcet R40W — це продукт із властивістю пом’якшення, який можна використовувати в текстильній, шкіряній тавовій промисловості. Удосконаленням методу SGW є термомеханічне варіння целюлози (ТМП). У процесі ТМП деревна стружка спочатку промивається для видалення піски, каменів та інших твердих домішок, потім нагрівається парою під підвищеним тиском і далі зменшується в дисковому млині. На наступному етапі маса транспортується в чан, де відбувається розправлення і усунення деформації волокон. Нарешті, він направляється в накопичувальний резервуар. Щоб зменшити кількість шкідливих смол, що засмучуються в процесі ТМП, утворюються подібні хімікати, як і в процесі SGW. Створену таким чином маса отримує користь для виробництва газетного паперу. Процес CTMP разом із процесом TMP разом із хімічним просоченням мікросхем. На першому етапі їх промивають і просують, а потім просочують. Залежно від породи деревини виконуються відповідні хімічні розчини. Сульфат натрію обов’язково вибирають для деревини хвойних порід, тоді як для листяної деревини зазвичай вибирають лужні пероксиди. Після завершення процесу просочення струнку нагрівають і змішують з водою, що послаблює зв’язки лігніну та звільняє волокна. Процес CTMP дозволяє отримати чисту целюлозу з достатньою міцністю та відповідними оптичними властивостями. CTMP в основному використовується для виробництва волокнистих компонентів паперової маси, які можна використовувати для виробництва друкарського та гігієнічного паперу.

Флотація та відбілювання

Наступним етапом переробки целюлози є знебарвлення в поєднанні з механічним видаленням домішок. У паперовому виробництві наявним параметром є колір (білина – у випадку паперу для друку). З цієї причини перероблений папір необхідно остаточно очистити від друкарської фарби. Основною умовою її видалення є звільнення частин фарби від волокон і їх у дисперсному стані збереження. Потім дрібно подрібнені частинки чорнила відокремлюються від суспензії волокон. Зазвичай це робиться на основі відмінностей у фізичних властивостях матеріалів, таких як питома вага небажаних речовин у порівнянні з волокнами та водою. У зв’язку з тим, що більші домішки, такі як металеві деталі (скоби), каміння і пісок, видаляються вже на стадії дефібрування, для дрібних домішків дуже часто виникають процеси флотації.

Частиною додаткового процесу є відбілювання, яке використовується в продуктах, які споживають високу чистоту, де пожовтіння небажане (наприклад, папір для письма та друку). Гіпохлорит натрію – дуже популярна речовина, яка використовується для відбілювання. Його також можна використовувати для виробництва карбоксиметилцелюлози (КМЦ) з тирси. У цьому процесі також виробляється розчин гідроксиду натрію тахлоротової кислоти (MCAA) . Відбілювання шляхом використання відповідних хімічних речовин, які додають одну в диспергатор для підвищення білизни маси. Типи використаних великих волокон і бажані кінцеві властивості продукту мають вплив на ступінь відбілювання целюлози. Маси, що утворюють матеріали високої щільності, важко відбілювати і вимагають великі дози хімікатів. Стичні води з відбілюючих установок перед переробкою вимагають ряд хімічних агентів, які мають на меті зменшити їх піноутворення, корозійну активність або зменшити здатність утворювати накип. Такі продукти PCC Group, як ROKAmers , ідеально підходять для використання в процесах, де відбувається розширення стічних і технологічних вод. Продукція ROKAmer є блок-сополімерами етиленоксиду та пропілену. Ці продукти зменшують поверхневий натяг між рідиною та повітрям, одночасно покращуючи «дренаж» піни, що фактично спричиняє її зменшення.

Остаточна обробка паперової маси

Після процесів розчинення, флотації та відбілювання готова целюлозна маса переробляється в паперову масу, яка потім використовується для виробництва паперу. Цей процес включає в себе кілька етапів:

1. змішування целюлозної маси,
2. утворення дисперсії целюлози у воді,
3. рафінування,
4. внесення деяких доповнень.

Добавки використовують для виробництва паперової продукції з особливими властивостями (так званий спеціальний папір) або для вдосконалення паперового процесу. Найпопулярніші доповнення:

1. смоли та віск для гідрофобізації,
2. наповнювачі, такі як, наприклад, глини, тальк і кремнезем,
3. неорганічні та органічні барвники,
4. неорганічні сполуки, що покращують структуру, щільність, яскравість і якість друку (наприклад, діоксид титану, сульфат кальцію і сульфід цинку),
5. д) емульгатори та миючі засоби. PCC Group пропонує серію препаратів ROKAcet , які можуть виконувати негативні функції. Завдяки своїй структурі вони також можуть використовуватися в паперовій промисловості як малопіноутворюючі та пом’якшувальні агенти.

На завершальному етапі маса переробляється на паперовий виріб за допомогою спеціальної машини. Після завершення процесу папір скручується, щоб захистити його від пошкоджень і пошкоджень. Для упаковки паперу використовують ламінат з ПЕ-паперу. Така упаковка забезпечує хороший захист від механічних уражень, пилу та вологи. Великою перевагою цього типу упаковки є також те, що вона повністю підлягає переробці.