چگونگی ساخت و تولید کاغذ:
ساخت و تولید کاغذ در دو مرحله انجام می گیرد:
- ابتدا الیاف سلولزی را از منابع مختلف استخراج می کنند و سپس آنها را به خمیر تبدیل می کنند.
- خمیر حاصل را با آب ترکیب کرده و آن را روی دستگاه کاغذ سازی قرار می دهند. در این مرحله خمیر پهن شده و خشک می شود. خمیر خشک شده نیز بر حسب نیاز به صورت ورقه و یا رول برش زده می شود.
خمیر کاغذ از کجا می آید؟
در اکثر موارد کاغذها را از محصولات جنگلی و درختان می سازند. رایج ترین درختانی که برای ساخت کاغذ استفاده می شود عبارتند از:
- - صنوبر
- - کاج
- - کاج اروپایی
- - شوکران
- - اکالیپتوس
- - آسپن
- - توس
غالبا قسمت های مرغوب این درختان را برای ساخت و ساز و تولید لوازم چوبی به کار می برند. سایر قسمت ها که کاربرد کمتری دارند و برای ساخت و ساز مناسب نیستند؛ برای تهیه خمیر کاغذ مورد استفاده قرار می گیرند.
پنبه و سایر الیاف طبیعی:
الیاف پنبه بسیار قوی و مرغوب هستند. به همین دلیل برای تولید کاغذهای مرغوب و اسنادی که نیاز به بایگانی دارند به کار برده می شوند. کاغذهای سربرگ و سایر محصولات ثابت شرکتی نیز معمولا از پنبه تهیه می شوند. زیرا همان طور که گفته شد؛ پنبه قوی و منحصر به فرد است.
استفاده از الیاف بازیافتی برای تولید کاغذ:
از ضایعات و مواد بازیافتی نیز برای تولید کاغذ استفاده می شود. این مواد شامل موارد زیر می باشند:
- ضایعاتی که هنوز به دست مصرف کننده نرسیده مانند: ضایعات کاغذی حاصل از فرآیندهای تولید کاغذ و چاپ
- ضایعات بعد از رسیدن به دست مصرف کننده مانند: روزنامه بازیافتی
- خاک اره
خمیر کاغذ چگونه ساخته می شود؟
هرچند الیاف زیادی برای تولید کاغذ مورد استفاده قرار می گیرد؛ با این حال محصولات جنگلی و الوارهای درختان منبع عمده برای تولید خمیر کاغذ هستند. برای تهیه خمیر کاغذ باید سه جزء اصلی را از هم جدا کرد:
- پوست درخت
- فیبر
- لیگنین
الیاف چوب به وسیله لیگنین در کنار هم نگه داشته شده اند و پوست درخت وظیفه محافظت از آنها را بر عهده دارد.
پالپ مکانیکی چیست؟
با توجه به اینکه تولید کاغذ معمولا از کُنده شروع می شود؛ مقدار قابل توجهی پوست درخت به همراه دارد. پوست درختان برای تولید کاغذ اصلا مناسب نیست. بنابراین در اولین قدم برای تولید خمیر کاغذ به صورت مکانیکی؛ باید آنها را حذف کرد. پوست درختان نیز مفید هستند و به عنوان یک منبع انرژی زیست توده برای تامین انرژی کارخانه کاغذسازی استفاده می شوند.
کنده ها را با کمک ماشین های غول پیکر که یک دیسک چرخان و یک صفحه فولادی ثابت دارند؛ آسیاب می کنند. از گرما و مواد شیمیایی برای تسریع این مرحله استفاده می شود.
با توجه به اینکه فرایند خمیرسازی مکانیکی خشن است و به نیروی زیادی احتیاج دارد؛ الیاف هم به صورت کامل و هم جزئی تولید می شوند. در ضمن لیگنین نیز از کاغذ حذف نمی شود. وجود لیگنین به کاغذ یک رنگ خاکستری مایل به زرد می دهد. کاغذهایی که از خمیر مکانیکی تولید می شوند، به عنوان کاغذهای چوبی (کاهی) نیز شناخته می شوند.
به علاوه؛ انرژی مصرفی در روش خمیرسازی مکانیکی خیلی بیشتر از انرژی زیست توده می باشد. به این معنی که پوست درختان برای تامین انرژی مورد نیاز کافی نیست. با این وجود این روش ضایعات کمتری دارد و تقریباً 95٪ از مواد خام می توانند به خمیر تبدیل شوند. این ویژگی به عنوان مزیت این روش به شمار می رود.
کاغذهای تولید شده از خمیرهای مکانیکی به عنوان “کاغذهای باطله” نیز شناخته می شوند و اغلب بسیار مقرون به صرفه هستند. کاغذ روزنامه؛ نمونه ای از این نوع کاغذ است.
پالپ شیمیایی چیست؟
مانند روش تولید خمیر کاغذ مکانیکی، این فرآیند نیز با قطعه هایی از درخت آغاز می شود. این کُنده ها به تکه چوب های کوچک به طول 1.2 تا 1 اینچ و ضخامت 1.4 اینچ تا 1.2 اینچ بریده می شوند. این کار با استفاده از خرد کن های چوبی بزرگ انجام می شود.
قطعات چوبی در یک ماشین غول پیکر قرار می گیرند و آنها را با آب بسیار داغ و مواد شیمیایی ترکیب می کنند. این کار به حذف حفره های هوا کمک می کند و تجزیه و تبدیل قطعات چوبی به الیاف را راحت تر می کند.
در مرحله بعد؛
تراشه های چوب و مخلوط شیمیایی به یک زودپز منتقل می شوند. این مخلوط را در حدود دو ساعت و در دمای نزدیک به 350 درجه فارنهایت قرار می دهند. قرار گرفتن در معرض بخار، مواد شیمیایی و فشار باعث تجزیه تراشه‌ها می شود. در این مرحله؛ الیاف چوب و مایعی به نام “عصاره سیاه” به دست می آید.
سپس، این عصاره سیاه حذف می شود.
فیبر باقی مانده نیز با روش های مختلف تمیز می شود و گاهی اوقات برای اطمینان از بالا بودن خلوص، آن را سفید می کنند.آن را سفید می کنند.
بیشترین بخش ضایعات در این فرآیند؛ عصاره سیاه است. اما این تأسیسات و دستگاه ها؛ معمولاً در یک سیستم “سیکل بسته” کار می کنند. مواد معدنی و مواد شیمیایی مصرفی؛ بازیابی شده و مجدداً برای تولید خمیر کاغذ مورد استفاده قرار می گیرند. در حالی که باقیمانده مایع به عنوان زیست توده طبیعی به منبع انرژی برای راه اندازی کارخانه تبدیل می شود. در بیشتر موارد، این انرژی مازاد بر مصرف است و به عنوان یک منبع انرژی سازگار با محیط زیست برای جوامع محلی تبدیل می شود.
کاغذهایی که از روش خمیر شیمیایی ساخته می شوند؛ معمولاً درخشان تر، صاف تر و با کیفیت تر از نمونه های تولید شده با خمیری مکانیکی هستند.
دستگاه کاغذ سازی چگونه کار می کند؟
دستگاه های مورد استفاده در صنعت کاغذسازی از چهار بخش اصلی تشکیل شده اند. این بخش ها عبارتند از:
- پایانه مرطوب
- بخش پرس مرطوب
- بخش خشک کن
- بخش غلطک و نورد
هدف اصلی در این دستگاه ها، گرفتن رطوبت الیاف مرطوب، فشار دادن آنها به هم، خشک کردن و سپس صاف کردن آنها است.
در ادامه جزئیات بیشتری در مورد هر یک از این مراحل آورده شده است:
پایانه مرطوب در تولید کاغذ:
پالپ به همراه آب و همچنین پرکننده ها و مواد افزودنی اضافی مخلوط می شود و سپس بر روی یک تسمه پمپ می شود. این تسمه معمولاً به صورت شبکه ای ساخته می شود و باعث می شود همه الیاف در یک جهت حرکت کنند. کاغذ نیز مانند چوب دارای جهت دانه بندی است. جهت الیاف روی این تسمه موجب تعیین “جهت دانه بندی” کاغذ می شود.
در این بخش از دستگاه تولید کاغذ؛ یک غلطک تعبیه شده و برای فشار دادن الیاف بر روی تسمه به کار برده می شود. در ضمن می توان اطمینان حاصل کرد که دانه کاغذ در جهت درست پیش می رود.
بخش پرس مرطوب:
در ادامه فرایند تولید کاغذ؛ “بخش پرس مرطوب” است که خمیر از روی تسمه مشبک بر روی یک تسمه نمدی منتقل می شود. هرچند نمد قبلاً از پشم ساخته می شد، اما این روزها از مواد مصنوعی ساخته می شوند. خمیر با کمک یک سری غلطک های فشار قوی حرکت می کند و از این طریق مایع با فشار به نمد منتقل می شود. نمد نیز چرخیده و به بخش خشک کن می رود و رطوبت خود را از دست می دهد.
بخش خشک کن:
هنگامی که خمیر کاغذ وارد “بخش خشک کن” می شود، کاغذ شکل می گیرد. در این قسمت از دستگاه تار کاغذ با کمک یک سری غلطک گرم بافته می شود. از تسمه های نمدی نیز برای کاهش رطوبت کاغذ استفاده می شود.
بخش نورد و غلطک:
آخرین قسمت دستگاه تولید کاغذ؛ “بخش نورد” نامیده می شود. در این بخش؛ از غلطک هایی استفاده می شود که در مقابل یکدیگر نصب شده اند. وظیفه این غلطک ها فشار دادن کاغذ و تولید یک روکش صاف می باشد. هر چه تعداد این غلطک ها بیشتر باشد، کاغذ حاصل نیز صاف تر خواهد بود.
کارخانه های کاغذسازی چگونه کاغذ را براق می کنند؟
برای براق کردن کاغذ از روش های مختلفی استفاده می شود. سوپر کلندرینگ و پوشش، نمونه ای از این ورش ها هستند.
- روش سوپر کلندرینگ برای کاغذهای تولید شده از خمیر مکانیکی که ارزان قیمت تر هستند به کار برده می شود.
- از روش پوشش دهی نیز برای تولید کاغذهای با کیفیت و گرانقیمت استفاده می شود.
روش تولید کاغذ به روشش کوتینگ
موادی مانند خاک رس چینی و همچنین مواد مصنوعی برای براق شدن کاغذ به ترکیب اضافه می شوند. این مواد بین بخش “پرس مرطوب” و “خشک کردن” تولید کاغذ؛ افزوده می شوند.
البته ناگفته نماند که؛ همه پوشش ها صرفا برای براق شدن کاغذ به کار نمی روند. در واقع پوشش‌ها؛ مقاومت در برابر رطوبت و بسیاری از ویژگی های دیگر را به کاغذها می افزایند.
تولید کاغذ سوپر کلندرینگ:
بخش آخر در دستگاه تولید کاغذ «بخش نورد» است. در این مرحله کاغذ از یک سری غلطک عبور می کند که موجب فشرده شدن کاغذ می شوند و آن را کاملا صاف می کنند. چیزی که یک کاغذ را «کاملا صاف و صیقلی» می کند، یک سری غلطک از جنس کروم است که با سرعت بیشتری نسبت به کاغذ در حال چرخش هستند. چنانچه این غلطک‌ها را به‌عنوان لاستیک‌های خودرو و کاغذ را به‌عنوان جاده در نظر بگیرید، در این صورت می توان گفت که غلطک‌ها روی کاغذ «فرسوده و ساییده» می شوند.
امیدواریم از یادگیری روش ساخت کاغذ لذت برده باشید. اگر از این مقاله لذت بردید، می توانید سایر مقالات آموزنده ما را نیز مطالعه کنید:
