Бумажная масса – это мягкое волокнистое материал, изготовленный из древесины, изделий из бумаги или других натуральных волокон, которые разбиваются на мелкие кусочки и обрабатываются для удаления примесей. Это сырье, используемое для производства различных бумажных изделий, таких как газеты, картон, папиросная бумага и бумага для печати. Процесс производства целлюлозы включает в себя несколько этапов, включая подготовку, варку, рафинирование и отбеливание.
Бумажная масса необходима для производства бумаги, поскольку она обеспечивает необходимое сырье для производства высококачественной бумажной продукции. Процесс производства бумажной массы включает в себя использование различных методов и оборудования для преобразования сырья в форму, которую можно легко переработать в бумагу.
В этой статье мы представим обзор бумажной массы. процесс производства, включая методы, оборудование и этапы производства бумажной массы.
Сырье для производства бумажной массы
Бумажная масса может быть изготовлена из различных сырьевых материалов, включая древесина, переработанная бумага, сельскохозяйственные отходы и недревесные волокна, такие как бамбук, багасса и кенаф. Выбор сырья зависит от таких факторов, как доступность, стоимость и желаемые свойства конечного продукта.
Типы сырья, используемого для производства бумажной массы
Древесина: Древесина основное сырье, используемое для производства бумажной массы. Обычно используется древесина хвойных и лиственных пород, при этом хвойная древесина предпочтительнее из-за ее более длинных волокон и более высокой производительности.
Вторичная бумага: Вторичная бумага становится все более популярным сырьем из-за ее экологических преимуществ. Его собирают, сортируют и перерабатывают в целлюлозу, которая затем используется для изготовления новых бумажных изделий.
Сельскохозяйственные отходы: Сельскохозяйственные отходы, такие как солома, багасса и стебли хлопка, также могут использоваться в качестве сырья для производство бумажной массы.
Недревесные волокна: Недревесные волокна, такие как бамбук, кенаф и лен, также могут использоваться для производства целлюлозы.
Свойства идеального сырья
The ideal raw material for paper pulp making should have the following properties:
- Высокое содержание целлюлозы: целлюлоза является основным компонентом бумаги, а высокое содержание целлюлозы приводит к более высокому выходу целлюлозы. .
- Длинные и гибкие волокна: из более длинных волокон получается более прочная бумага, а гибкие волокна легче обрабатывать и очищать.
- Низкое содержание лигнина: лигнин является компонентом древесины, который может мешать качества бумаги и производства, поэтому предпочтительнее более низкое содержание лигнина.
- Высокий выход целлюлозы: Высокий выход целлюлозы из сырья снижает затраты и воздействие производства целлюлозы на окружающую среду.
Источники сырья
К источникам сырья для производства бумажной массы относятся:
- Леса: Деревья являются основным источником древесного волокна для производства целлюлозы.
- Центры переработки: переработанная бумага собирается из домов, офисов и других источников и перерабатывается в целлюлозу.
- Сельскохозяйственные фермы: Сельскохозяйственные отходы, такие как солома и багасса, могут собираться на фермах и перерабатываться в целлюлозу.
- Фермы, производящие недревесное волокно: Недревесные волокна, такие как бамбук и кенаф, можно выращивать специально для производства целлюлозы.
Предварительная обработка сырья
Потребность в сырье должны быть предварительно обработаны, прежде чем их можно будет использовать для производства бумажной массы. Это включает в себя удаление примесей, таких как грязь, камни и кора, и разделение сырья на более мелкие кусочки или волокна.
Преимущества и недостатки каждого типа сырья
Древесина:
- Преимущества: большое количество, высокий выход, длинные волокна, простота обработки и очистки.
- Недостатки: может оказывать негативное воздействие на окружающую среду, особенно если источник не является устойчивым.
Переработанная бумага:
- Преимущества: сокращение отходов, сохранение ресурсов и меньшее воздействие на окружающую среду, чем при использовании девственной древесины.
- Недостатки: более низкий выход, более низкое качество и может содержать загрязнители, такие как чернила.
Сельскохозяйственные остатки:
- Преимущества: сокращение количества отходов и использование побочного продукта сельского хозяйства.
- Недостатки: более низкая урожайность, может содержать примеси, такие как грязь и камни, и может потребовать дополнительной обработки.
Нет -древесные волокна:
- Преимущества: можно быстро выращивать, использовать землю, не подходящую для других культур, и оказывать меньшее воздействие на окружающую среду, чем при использовании девственной древесины.
- Недостатки: более низкая урожайность, более короткая волокна и может потребовать дополнительной обработки.
Технологии производства бумажной массы
Существует несколько технологий производства бумажной массы, включая механическую, химическую, полухимическую и недревесную целлюлозу. техники изготовления. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, и выбор метода зависит от таких факторов, как тип сырья, желаемые свойства конечного продукта и воздействие процесса на окружающую среду.
Механическая масса Техника изготовления
Механическое производство целлюлозы – это процесс измельчения, очистки и разделения древесных волокон для производства целлюлозы. Процесс включает подачу древесной щепы в измельчитель, который разбивает ее на более мелкие кусочки. Затем куски древесины подаются в рафинер, который дополнительно измельчает и очищает древесные волокна, отделяя их друг от друга. Полученная целлюлоза имеет высокий выход и высокое содержание лигнина.
Преимущества механического производства целлюлозы:
- Высокий выход целлюлозы из сырья
- Низкое потребление энергии и стоимость
- Высокая непрозрачность и пригодность для печати на полученной бумаге
Недостатки механического производства целлюлозы:
- Высокое содержание лигнина может привести к пожелтению и порче бумаги с течением времени
- Lower strength and durability of paper compared to other techniques
- Может иметь негативное воздействие на окружающую среду из-за большого использования химикатов и воды в процессе.
Химический Технология производства целлюлозы
Производство целлюлозы – это процесс разложения сырья с использованием химикатов и тепла для производства целлюлозы. Процесс включает варку древесной щепы или другого сырья в химическом растворе для удаления лигнина и других примесей, оставляя после себя чистые волокна целлюлозы. Полученная целлюлоза обладает высокой прочностью и долговечностью.
Преимущества производства химической целлюлозы:
- Высокая прочность и долговечность получаемой бумаги
- Меньшее содержание лигнина, что приводит к белее и ярче бумага
- Можно использовать различное сырье, включая недревесные волокна
Недостатки производства целлюлозы:
- Высокое энергопотребление и стоимость
- High use of chemicals and water, leading to environmental concerns
- Меньший выход целлюлозы по сравнению с механическим производством целлюлозы
Полухимический метод производства целлюлозы
Полухимическое производство целлюлозы — это процесс, который сочетает в себе механические и химические процессы для производства целлюлозы. Процесс включает в себя механическое разрушение сырья, а затем приготовление его в химическом растворе. Полученная целлюлоза имеет более высокую прочность, чем механическая масса, и более высокий выход, чем химическая масса.
Преимущества полухимического производства целлюлозы:
- Более высокая прочность и выход, чем механическая масса
- Меньшее потребление энергии и стоимость по сравнению с целлюлозой
- Можно использовать различное сырье
Недостатки производства полухимической целлюлозы:
- Меньшая прочность и долговечнее, чем целлюлоза
- Высокое использование химикатов и воды, приводящее к экологическим проблемам
Технология производства недревесной целлюлозы
Производство недревесной целлюлозы – это процесс разрушения недревесных волокон, таких как бамбук, багасса и кенаф, с получением целлюлозы. Этот процесс аналогичен производству целлюлозы и включает варку сырья в химическом растворе для удаления примесей и разделения волокон целлюлозы.
Преимущества производства недревесной целлюлозы:
- Использует возобновляемый и устойчивый источник сырья
- Меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с производством целлюлозы на основе древесины
- Может производить высококачественную целлюлозу с желаемыми свойствами
Недостатки производства недревесной массы:
- Более высокая стоимость сырья по сравнению с производством древесной массы
- Меньший выход целлюлозы по сравнению с производством древесной массы
- May require additional processing to remove impurities and improve quality.
Оборудование для производства бумажной массы
Оборудование, используемое для производства бумажной массы, различается в зависимости от используемого типа технологии производства бумажной массы. Некоторое из наиболее распространенного оборудования, используемого в процессе, включает машины для производства целлюлозы, оборудование для отбеливания, оборудование для очистки и оборудование для просеивания.
Машины для производства целлюлозы
Машины для производства целлюлозы используются для измельчения сырья в целлюлозу путем измельчения, очистки и разделения волокон. Существует несколько типов варочных машин, в том числе:
- Механические варочные машины: Эти машины используют механическую силу для разделения волокон, такие как измельчители и рафинеры.
- Химические варочные машины: Эти машины используют химикаты и тепло для разложения сырья, такие как варочные котлы и варочные котлы периодического действия.
- Гибридные варочные машины: Эти машины используют комбинацию механических и химических процессов, таких как термомеханические варочные машины и химико-термомеханические варочные машины.
Преимущества варочных машин:
- Высокая эффективность измельчения сырья
- Может производить высокий выход целлюлозы
- Можно использовать с различным сырьем
Недостатки варочных машин:
- Высокое энергопотребление и стоимость
- Может потребоваться большое количество химикатов и воды
- Может нанести ущерб окружающей среде
Оборудование для отбеливания
Оборудование для отбеливания используется для удаления примесей и улучшения белизны целлюлозы. Существует несколько типов отбеливающего оборудования, в том числе:
- Хлорное отбеливающее оборудование: в этих системах для отбеливания целлюлозы используется газообразный хлор или гипохлорит натрия.
- Кислородное отбеливающее оборудование: системы используют перекись водорода или перекись натрия для отбеливания целлюлозы.
- Оборудование для отбеливания на основе озона: В этих системах для отбеливания целлюлозы используется газообразный озон.
Преимущества оборудования для отбеливания:
- Может улучшить белизну и качество целлюлозы
- Можно использовать с различным сырьем
- Можно уменьшить экологические проблемы за счет использования альтернативных методов отбеливания
Недостатки отбеливающего оборудования:
- Высокое энергопотребление и стоимость
- Может оказывать негативное воздействие на окружающую среду, особенно при использовании методов отбеливания на основе хлора
Refining Equipment
Оборудование для рафинирования используется для дальнейшей очистки целлюлозы и повышения ее прочности и долговечности. Существует несколько типов оборудования для рафинирования, в том числе:
- Двухдисковые рафинеры: в этих машинах используются два вращающихся диска для измельчения целлюлозы и разделения волокон.
- Конические рафинеры: в этих машинах используется конический ротор и статор для измельчения и рафинирования целлюлозы.
- Рафинеры Jordan: Эти машины используют ряд конических пластин для измельчения и рафинирования целлюлозы.
Преимущества оборудования для рафинирования:
- Can improve the strength and durability of the pulp
- Можно использовать с различными видами сырья
- Может улучшить качество конечного продукта
Disadvantages of refining equipment:
- Высокое энергопотребление и высокая стоимость
- Может привести к повышенному износу оборудования
Сортировочное оборудование
Screening equipment is used to separate the pulp into different grades and sizes. There are several types of screening equipment, including:
- Ситы под давлением: Эти грохоты используют давление для разделения целлюлозы на разные сорта.
- Вибрационные грохоты: Эти грохоты используют вибрацию для разделения целлюлозы. на разные размеры.
- Центробежные грохоты: Эти грохоты используют центробежную силу для разделения пульпы на разные сорта.
Преимущества просеивающего оборудования:
- Могут производить различные сортов и размеров целлюлозы
- Может улучшить качество конечного продукта
- Можно использовать с различным сырьем
Недостатки сортировочного оборудования:
- May require multiple stages of screening to achieve the desired results
- Может быть дорогостоящим в обслуживании и эксплуатации.
Процесс производства бумажной массы
Процесс производства бумажной массы включает несколько этапов, включая подготовку сырья, варку, сортировку, очистку, отбеливание, рафинирование и изготовление бумаги.
Подготовка сырья: Первый Этап производства бумажной массы заключается в подготовке сырья. Сырьем может быть древесина, переработанная бумага или недревесные волокна. Сырье сортируется и очищается от любых нежелательных материалов, таких как грязь, камни или металл.
Замачивание: Отсортированное и очищенное сырье затем замачивается в воде, чтобы сделать его мягкий и податливый. Этот процесс называется замачиванием, и он помогает разрушить волокна и облегчить их измельчение.
Изготовление целлюлозы:После замачивания сырье пропускают через машину для производства целлюлозы, который измельчает и разрушает волокна. Существует несколько типов процессов варки целлюлозы, включая механическую, химическую, полухимическую и недревесную варку. Выбор процесса варки зависит от типа используемого сырья и желаемого качества целлюлозы.
Просеивание и очистка:После того, как сырье превращено в целлюлозу, полученная целлюлоза просеивается для удаления любых примесей и разделения волокон по размеру. Затем целлюлоза очищается от любых оставшихся примесей.
Отбеливание: Затем целлюлоза отбеливается для удаления любого остаточного цвета или примесей. Существует несколько типов процессов отбеливания, включая процессы без элементарного хлора (ECF), без хлора (CF) и полностью без хлора (TCF). Выбор процесса отбеливания зависит от желаемого качества целлюлозы и экологических соображений.
Очистка:Затем целлюлоза очищается для улучшения ее прочности и однородности. Очищение может быть механическим или химическим, в зависимости от типа целлюлозы и желаемого качества.
Бумажное производство:Очищенная целлюлоза затем используется для изготовления бумаги. Существует несколько типов процессов изготовления бумаги, в том числе процессы Фурдринье, цилиндрические и двухсеточные процессы. Выбор процесса производства бумаги зависит от типа производимой бумаги и желаемого качества.
Факторы, влияющие на процесс производства бумажной массы, включают тип используемого сырья, используемый процесс варки, используемый процесс рафинирования, и используемый процесс изготовления бумаги. Другие факторы, которые могут повлиять на процесс, включают pH целлюлозы, температуру процесса и тип химических веществ, используемых в процессе.
Меры безопасности при производстве бумажной массы
Производство бумажной массы может быть сопряжено с несколькими опасностями, включая воздействие химикатов, горячих поверхностей и движущихся механизмов. Поэтому важно принять меры безопасности для предотвращения несчастных случаев. Некоторые меры безопасности, которые могут быть предприняты, включают:
• Надлежащее обучение рабочих безопасному обращению с машинами и химическими веществами.
• Регулярное техническое обслуживание и осмотр оборудования для предотвращения неисправностей.
• Proper ventilation and exhaust systems to remove harmful gases and dust.
• Использование средств индивидуальной защиты (СИЗ), включая защитные очки, перчатки, маски и фартуки.
• Строгое соблюдение протоколов безопасности, включая процедуры блокировки/маркировки и планы действий в чрезвычайных ситуациях.
• Регулярный мониторинг качества воздуха и уровня шума для обеспечения соблюдения правил техники безопасности.
• First aid kits and trained personnel should be available on-site in case of emergencies.
Экологические проблемы при производстве бумажной массы
Производство бумажной массы может оказывать значительное воздействие на окружающую среду, включая обезлесение, загрязнение воды и выбросы парниковых газов. Поэтому важно следовать передовым методам и правилам, чтобы свести к минимуму воздействие на окружающую среду. Некоторые экологические проблемы при производстве бумажной массы включают:
• Вырубка лесов: древесина является основным источником сырья для производства бумажной массы. Поэтому важно использовать устойчивые методы ведения лесного хозяйства и поощрять лесовосстановление, чтобы уменьшить воздействие обезлесения.
• Загрязнение воды: В процессе производства бумажной массы могут образовываться сточные воды, содержащие вредные химические вещества. Поэтому очень важно использовать эффективные методы очистки для удаления загрязняющих веществ перед сбросом сточных вод в окружающую среду.
• Выбросы парниковых газов: Процесс производства бумажной массы может генерировать значительные выбросы парниковых газов. Поэтому важно сократить потребление энергии и использовать возобновляемые источники энергии для минимизации выбросов.
Правила и законы, регулирующие производство бумажной массы, различаются в зависимости от страны, но в большинстве стран действуют строгие правила по защите окружающей среды. К передовым методам снижения воздействия на окружающую среду относятся:
• Использование устойчивых методов ведения лесного хозяйства для сведения к минимуму воздействия обезлесения.
• Использование возобновляемых источников энергии для сокращения выбросов парниковых газов.
• Using closed-loop systems to recycle and reuse water and chemicals.
• Сокращение отходов за счет переработки и минимизации использования вредных химикатов.
Переработка и повторное использование бумажной массы также может помогают уменьшить воздействие на окружающую среду. Переработанную бумагу можно использовать для производства новых бумажных изделий, уменьшая потребность в первичной целлюлозе и минимизируя количество отходов.
Вывод:
В заключение: производство бумажной массы – это сложный процесс, который включает в себя несколько процессов. этапы, включая подготовку сырья, варку целлюлозы, рафинирование и изготовление бумаги. Выбор сырья, процесса производства целлюлозы, процесса рафинирования и процесса производства бумаги может повлиять на качество и воздействие на окружающую среду конечного продукта. Меры безопасности и заботы об окружающей среде следует учитывать на каждом этапе процесса, чтобы предотвратить несчастные случаи и свести к минимуму воздействие на окружающую среду. Будущее производства бумажной массы заключается в использовании устойчивых методов, поощрении вторичной переработки и использовании возобновляемых источников энергии для снижения воздействия на окружающую среду.
