Hogyan készül a papír?
A papír két lépésben készül:
- A cellulózszálakat különböző forrásokból nyerik ki, és cellulózpéppé alakítják.
- A pépet vízzel összekeverik, és papírgyártó gépre helyezik, ahol ellapítják, megszárítják, majd lapokra és tekercsekre vágják.
Honnan származik a papírpép?
Erdészeti termékek
A legtöbb papír erdészeti termékekből, általában fákból készül. A leggyakoribb fák, amelyekből a papír készül, a következők:
- lucfenyő
- Fenyő
- vörösfenyő
- Hemlock
- Eukaliptusz
- Aspen
- Nyír
A legtöbb esetben ezeknek a fáknak a legjobb részeit használják fel az építőiparban, a kevésbé kívánatos részeket pedig a cellulózgyártásban.
Pamut és más természetes szálak
Bizonyos esetekben természetes szálakat, például pamutot használnak, mivel rostjai nagyon erősek. Ezáltal kiváló választás olyan dokumentumokhoz, amelyeket esetleg archiválni kell. Ez az erősség, valamint az egyedi tapintása az oka annak, hogy a pamutpapírt szívesen használják levélpapír és más vállalati írószertermékek készítéséhez.
Újrahasznosított szálak
Számos papír tartalmaz különböző típusú újrahasznosított tartalmakat. Ezek közé tartoznak:
- Pre Consumer Waste (a papírgyártási és nyomtatási folyamatokból származó papírhulladék).
- Post Consumer Waste (olyan papírhulladék, amely már érintette a fogyasztót, például egy újrahasznosított újság).
- Fűrészpor
Hogyan készül a papírpép?
Bár a fentiekben számos rostanyagot említettünk, a legtöbb rostanyag forrása a papírpépben az erdészeti termékek (a fák rönkjei). Három fő összetevője van, amelyeket a cellulóz előállításához szét kell választani.
- Kéreg
- Rost
- Lignin
A kéreg védi a rönk rostjait, amelyeket a lignin tart össze. A cél a rostok kivonása, ami kémiai vagy mechanikai eljárással történik.
A papírgyárak mindegyike egy kicsit másképp működik, ezért kérjük, tartsa szem előtt, hogy ezek általánosítások.
Mi a mechanikus cellulóz?
Mivel a legtöbb papír rönkből indul, jelentős mennyiségű kéreg található benne. A kéreg nem alkalmas a papírgyártásra, ezért a mechanikai cellulózolási folyamat első lépése a rönkök kérgének eltávolítása. Ez a felesleges anyag biomassza energiaforrássá válik, amely segít a papírgyár energiaellátásában.
A legtöbb eljárás során a rönköket egy óriási gép segítségével őrlik fel, amely egy forgó tárcsát és egy rögzített acéllemezt tartalmaz. A folyamatot általában hő és vegyi anyagok segítik.
A mechanikus pépesítés „nyers erő” jellege miatt egész és részleges szálak egyaránt keletkeznek. Ezenkívül a lignint nem távolítják el a papírból. Ez adja a papír szürkéssárga színét.
A mechanikus cellulózból készült papírokat „őrölt fából készült” papíroknak is nevezik.
A mechanikai cellulózolási folyamat lényegesen több energiát használ fel, mint amennyit a kéregből előállított biomassza energiája termel. Előnye azonban, hogy nagyon kevés hulladék keletkezik, mivel a nyersanyag közel 95%-a képes cellulózzá alakulni.
A mechanikus cellulózból készült papírokat „őrölt fából készült rostpapíroknak” is nevezik, és jellemzően nagyon költséghatékonyak. Az ilyen típusú papírra példa az újságpapír.
Mi az a kémiai pép?
A mechanikai cellulózhoz hasonlóan a folyamat egész rönkökkel kezdődik. Ezeket a rönköket apró, kb. 1/2″ és 1″ közötti hosszúságú, 1/4″ és 1/2″ közötti vastagságú fadarabokra vágják. Ezt a tereprendezési vállalatok által használt faaprító gépek nagyméretű változatával végzik.
A faforgácsot egy hatalmas gépbe helyezik, amely nagyon forró vízzel és vegyszerekkel keveri össze. Ez segít eltávolítani a légzsákokat, így a forgács könnyebben szálakra bomlik.
Ezután a faforgács és a vegyszerek keveréke egy nyomástartó edénybe kerül. A faforgács körülbelül két órát tölt közel 350 fokos hőmérsékleten. A gőz, a vegyi anyagok és a nyomás kombinációja a forgács szétesését okozza. Így maradnak meg a farostok és egy folyadék, az úgynevezett „fekete szesz”.
A következő lépésben a fekete folyadékot eltávolítják. A megmaradt rostot különböző módon tisztítják, és néha fehérítik a tisztaság biztosítása érdekében.
A folyamat során keletkező hulladék nagy része fekete lúg – de ezek a létesítmények jellemzően „zárt körfolyamatú” rendszerben működnek. A szervetlen anyagokat (vegyi anyagokat) visszanyerik és újra felhasználják a következő tétel papírhoz, míg a fennmaradó folyadékot (természetes biomassza) energiává alakítják az üzem működtetéséhez. A legtöbb esetben több energiát termelnek, mint amennyire szükség van, így ez környezetbarát energiaforrást teremt a helyi közösségek számára.
A kémiai cellulózból készült papírok általában fényesebbek, simábbak és jobb minőségűek, mint mechanikusan cellulózolt társaik.
Hogyan működik egy papírgyártó gép?
A papírgyártó gépek 4 fő részből állnak. Ezek a következők:
- Nedves vég
- Nedves présszakasz
- Szárító szakasz
- Kalander szekció
Az elsődleges cél a nedves szálak felvétele, összepréselése, szárítása, majd simává tétele.
Az alábbiakban részletesebben ismertetjük az egyes lépéseket:
Nedves vég
A cellulózt vízzel, valamint további töltőanyagokkal és adalékanyagokkal keverik össze, majd egy szalagra pumpálják. Ez a szalag jellemzően egy olyan hálóból készül, amely az összes rostot egy irányba tereli. A fához hasonlóan a papírnak is van szemcseiránya. A szálak iránya ezen a szalagon diktálja a papír „szemcseirányát”.
A papírgyártó gépnek ebben a részében legalább egy henger van, amely a szálakat a szalagra nyomja, hogy biztosítsa, hogy a papír szemcséi a megfelelő irányba haladjanak.
Nedves présszakasz
A „nedves présszakaszban” a pép a hálós szalagról egy nemezszalagra kerül. Míg régebben a filc gyapjúból készült, manapság inkább a szintetikus anyagok a szokásosak. A pép egy sor nagynyomású hengeren halad keresztül, amelyek célja, hogy a folyadékot a filcbe nyomják.
Ahogy a filc forog, a nedvesség eltávolítása érdekében saját szárítóállomáson megy keresztül.
Szárító részleg
Amint a cellulóz a „szárító részlegbe” kerül, elkezdte felvenni a papír formáját. A gépnek ez a része egy sor fűtött hengeren szövi át a papírszövetet. A gépnek ebben a részében filcszalagokat is használnak, hogy a papírban lévő nedvességnek legyen hová távoznia.
Kalander szakasz
A gép utolsó részét „kalendáriumszekciónak” nevezik. Ez egymással szemben elhelyezett hengereket használ, amelyek nyomást gyakorolnak a papírra, és sima felületet hoznak létre. Minél több ilyen henger van, annál simább lesz a papír.
Hogyan teszik a papírgyárak a papírt fényessé?
A papír fényessé tételének több módja is van. Ezek közé tartozik a szuperkalanderezés és a bevonatok. A szuperkalenderezést arra használják, hogy fényessé tegyék a mechanikus cellulózból készült olcsóbb papírokat, míg a bevonatokat arra használják, hogy fényessé és csillogóvá tegyék a jobb minőségű papírokat.
Hogyan történik a bevonatos papír bevonása?
A papírokhoz gyakran adnak kínai agyagot, valamint szintetikus anyagokat, hogy fényessé tegyék őket. Ez a „nedves préselés” és a „szárítás” szakasza között történik.
Nem minden bevonat növeli a fényességet. A bevonatok lehetővé teszik azt is, hogy a papírokat különböző gyártási folyamatokban használják, ellenálljanak a nedvességnek és sok más esetben is.
Mi az a szuperkalanderezett papír?
A papírgép utolsó szakasza a „kalander szakasz”. Ez az a rész, ahol a papír egy sor hengeren megy keresztül, amelyek összenyomják a papírt, hogy az valóban lapos legyen. A „szuperkalenderezett” papírt egy sor krómozott henger teszi, amelyek gyorsabban forognak, mint ahogy a papír mozog. Ha ezeket a görgőket úgy képzeljük el, mint egy autó gumiabroncsait, a papírt pedig mint az utat, akkor a görgők „kiégetik” a papírt.
