مقاله صنعت کاغذسازی

دانلود مقاله صنعت کاغذسازی

مقدمه ای بر کاغذ

مقدمه

کاغذ یک پاره اصلی تمدن بشر طی دو هزار سال گذشته بوده است و ارتباط بسیار نزدیک ما با این ماده سبب شده است تا آن را ماده ای با پیچیدگی خاص ندانیم . اما این تصور از حقیقت به دور است . کاغذ از منابع گیاهی تهیه می شود ، لذا هم از نظر مورفولوژی و هم از نظر فیزیکی و شیمیایی ماده‌ پیچیده ای است . خود فرآیند تولید کاغذ یعنی اساس فرآیند صاف سازی و تشکیل شبکه ضعیفی از نمود الیاف تا حد زیادی پیچیده است . این نمود شبیه کاغذ با وجود مقاومت کم آن ، بایستی به طور پیوسته از بخش های پرس و خشک کن ماشین کاغذ عبور کرده و با سرعتی که در حال حاضر حدود ۶۰ است . به صورت نوار ، پیچانده شود ؛ عملی که در جریان آن نمود کاغذ تحت کشش قرار می گیرد برای جلوگیری از پارگی های متوالی کاغذ و یکنواختی آن ، برخی از پیشرفته ترین فناوری های مهندسی کنترل مورد نیاز است . در این فصل بحثی کوتاه در زمینه کاغذ و انواع آن ، تاریخچه و کاربرد آن ارائه خواهد شد .

–

تاریخچه

لزوم ثبت و انتقال افکار و عقاید و ارتباط با همنوع از ابتدای تاریخ ، انسان را وا داشت تا راهی برای آن پیدا کند . انسانهای اولیه با الهام گیری از محیط پیرامون خود و با ابزار و وسایل موجود این امکان را هر چند بصورت ابتدایی فراهم آوردند که اولین نشانه های آن را می توان در غارهای لاسکو [۱] ولتامیر [۲] مشاهده نمود . بعدها لوحه های گلی ، فلز ، سنگ ، پوست درختان ، پست حیوانات،  استخوان و …. به عنوان موردی جهت نوشتن یا نقاشی کردن مورد استفاده قرار گرفت لوحه های گلی بدست آمده از تمدن بین النهرین ( میان رودان ) حاکی از رواج این ماده برای نوشتن در این تمدن می باشد . اولین کتابها در خاورمیانه و بی الواح گلی نوشته و در مجاورت آفتات خشک شد . مهترین الواح این دوره الواحی است که مربوط به حماسه « گلیگمش » است . این الواح براحتی می شکستند و تمام زحمت سازند گانش بر باد می رفت . مصریان باستان ۲۰۰۰ الی ۲۵۰۰ سال  قبل از میلاد ، نوشتن روی کاغذ پاپیروس را آغاز کردند . پاپیروس نام گونه ای از نی شبیه خیزان است که در کرانه رود نیل می روید . نی را بصورت تسمه می آوردند و با کمک نشاسته به یکدیگر می چسباندند . این روش Explicit.liber نامیده می شود . کمبود پاپیروس در آسیای صغیر شد . در حالیکه مردم هندوستان ، آسیای جنوب شرقی ، خاور دور به خاطر مسایل مذهبی از پوست استفاده نمی کردند . ۱۰۵ سال قبل از میلاد مسیح اولین کاغذ  را  Is’ai lum در چین ساخت . مود اولیه این کاغذ را ضایعات کنف ، بامبو و شاهدانه تشکیل داده بود . این کاغذ چون زیاد به هم مالیده و سفت نبود براحتی پاره می شد . کلمه کاغذ از نام چینی ها چندین سال نحوه ساخت کاغذ را در پرده نگه داشتند اما کم کم این روش از چین به هندوستان و اروپا رسید و از سمرقند و آسیای مرکزی گذشت .

در اروپا ، کاغذ جایگزین پوستها گردید . در سال ۱۴۵۰ با ابداع صنعت چاپ در آلمان ، تقاضا برای کاغذ و به دنبال آن نیاز به منابع جدید لیگنو سلولزی افزایش یافت ، در حدود ۱۰۵ سال بعد در بیشتر کشورهای اروپایی و نیز مکزیک کارخانه های کاغذسازی با وسایل دستی ایجاد گردید .

مردم اروپای جنوبی  این  فرایند را آموحتند و ساخت تکه های کاغذ ار نزدیک به پایان قرن چهاردهم آغار کردند . سازندگان انگلیسی در قرن هفدهم تولید را آغاز و یک قرن چهاردهم آغاز کردند . سازندگان انگلیسی در قرن هفدهم تولید را آغاز و یک کارخانه کاغذ سازی در ایالات متحده ۱۶۹۰ تأسیس کردند . در این زمان تمام کاغذ اروپا از پنبه و کتان ساخته می شود . چاپ کتاب با انجیل گوتنبرگ آغاز شد  به طور فزاینده ای تقاضا برای کاغذ را افزایش داد .

در حدود سال ۱۷۵۰ ، در هلند مخلوط کنی ابداع شد که آن را هولندر نامیدند در سال ۱۷۹۹ ، روبر فرانسوی فرایندی برای شکل دهی کاغذ ورقی روس صافی سیمی متحرک اختراع کرد . در مدت تکامل و بهبود آن . به ماشین فرد رینیز تبدیل شد . در سال ۱۸۰۹ دیکینسون ماشین استوانه ای را اختراع کرد و بدین ترتیب ماشین فوردرینیر کنار رفت ، ولی در سال ۱۸۰۳ برتری ماشین فورد رینیر برای ساخت کاغذهای خوب معلوم شد . در سال ۱۸۲۶ اولین بار استوانه های بخار را برای خشک کردن به کار گرفتند و اولین ماشین فورد رینیر در ایالات متحده در سال ۱۸۲۷  متداول شد . متناسب با پایین رفتن قیمتها و توسعه تحصیلات عمومی تقاضا برای کاغذ افزایش یافت ، بنابراین کمبود کاغذ آغاز شد . یکی از مردم ساکسوئی به نام کلر فرایندی مکانیکی برای ساخت خمیر کاغذ از چوب ابداع کرد ، ولی کیفیت کاغذ تولید شده پایین بود . فرایند قلیایی برای ساخت خمیر کاغذ از چوب را وات و بورگس در سال ۱۸۵۱ ابداع کردند . در سال ۱۸۵۷ ، به شیمیدان آمریکایی نایلمن ، گواهی ثبت اختراع اولیه برای فرایند سولفیت اهدا شد ، که خمیر کاغذی خوب با سهولت رنگبری تولید می کرد . فرایند کرافت ( از واژه آلمانی کرافت به معنی قوی ) در آزمایشهای اولیه که ذهن در دانزیگ انجام داد در سال ۱۸۸۴ به نتیجه رسید . این فرایند به طور متداول همچنین فرایند سولفات نامیده می شود  ، زیرا سدیم سولفات به عنوان ماده شیمیایی جبرانی برای محلول پخت استفاده می شود . عامل حل شده ، با وجود این ،  نیست . در سال ۱۹۰۹ فرایند سولفات به ایالات متحده معرف شد . در آن زمان تولید خمیر کاغذ به ۴۸ درصد مکانیکی ، ۴۰ درصد سولفیت ، ۱۲ درصد قلیایی تقسیم شده بود .

 فرایند سولفات به تدریج در صنعت تولید کاغذ جای خودش را باز می کرد ( جدول ۲ ) ، و در سال ۱۹۸۱ توزیع آن به ۵/۱۰ درصد مکانیکی و گرما مکانیکی ، ۵/۳ درصد سولفیت ، ۲/۷۸ درصد سولفات ، و ۷/۷ درصد نیم شیمیایی تقسیم شد ساخت خمیر کاغذ به تدریج به صنعتی مستقل تبدیل شد در حالیکه به خدمت صنایع دیگر علاوه بر ساخت کاغذ در آمد . ریون ، سلولوز استرها و اترها ، و سلولوز نیترات بار مصرف در پلاستیک و مواد منفجره از لحاظ تجارتی مهم شده است و بیشتر خمیر کاغذ با کیفیت بالا را مصرف می کند . کنترل و مصرف محصولات جنبی صنعت کاغذسازی به توجه بسیار زیادی نیار دارد . ایجاد محصولات مفید از لیگنین و مایعات زاید نشان دهنده افزایش درآمد  برای این صنعت و راه حلی برای مشکل آلودگی روخانه هاست ، ولی توسعه واقعاً تازه آغاز شده است و بیشتر محصولات جنبی هنوز به صورت ضایعات تلقی و سوخته می شود .

–

فهرست

چکیده ۱

مقدمه ای بر کاغذ. ۲

۱ ـ ۱ : مقدمه. ۲

۱ ـ ۲ . تاریخچه. ۳

۱ ـ ۳ : تاریخچه کاغذسازی در ایران. ۶

۱ ـ ۷ : کاغذهای جدید دیجیتال. ۱۹

سفید شفاف… ۲۲

شرکت زاندرس… ۲۳

۱ ـ ۹ : اصطلاحات کاغذ. ۲۵

صیقلکاری.. ۲۶

الیاف قابل استفاده در تولید کاغذ. ۲۷

فیبر میوه ها ۲۹

آینده منابع سلولزی غیر چوبی.. ۳۳

مرفولوژی ، ساختار و ترکیب شیمیایی سلول گیاهی.. ۳۵

ترکیب شیمیایی سلول گیاهی.. ۳۸

سلولز. ۳۸

همی سلولز. ۴۰

پنتوزان. ۴۳

لیگنین.. ۴۴

رزینها  و مواد استخراجی.. ۴۴

شبکه الیاف سلولزی.. ۴۵

مرغوبیت الیاف برای کاغذ سازی.. ۴۷

ساختار لیگنین.. ۴۹

تشکیل لیگنین در دیوارهای سلولی گیاهان. ۵۰

لیگنینی شدن. ۵۰

بیوسنتز. ۵۱

همبستگی لیگنین و کربوهیدراتها ۵۴

انحلال لیگنین در عملیات تهیه خمیر کاغذ. ۵۴

انواع فرآیندهای تولید خمیر کاغذ. ۵۶

۱ ـ تهیه چوب و یا الیاف دیگر و آماده کردن جهت پخت… ۵۷

پخت… ۵۹

فرآیندهای تهیه خمیر کاغذ. ۵۹

ب ـ فرآیندهای مکانیکی و شیمیایی.. ۶۲

پ ـ فرآیندهای شیمیایی.. ۶۳

اساس مکانیزم پخت شیمیایی.. ۶۳

تخریب کربوهیدراتها در خمیر سازی قلیایی.. ۶۹

۲ ـ پخت به  روش آهک…. ۷۱

تخریب کربوهیدراتها در خمیر سازی اسیدی.. ۷۱

۳ ـ پخت به روش سولفات یا کرافت… ۷۲

۴ ـ فرآیند پخت به روش سولفیت… ۸۰

۵ ـ فرآیند پخت به روش سولفیت خنثی.. ۹۰

تهیه چوب در این فرایند. ۹۰

شرایط پخت… ۹۱

مقایسه انواع فرآیندهای خمیر سازی.. ۹۳

ت ـ تولید خمیر کاغذ توسط حلالهای آلی.. ۹۵

انواع فرآیندهای تهیه خیمر کاغذ به روش حلال آلی.. ۹۶

فرایندهای با کاتالیزو اسیدی.. ۹۸

فرایند خمیر کاغذ از الیاف ثانویه. ۱۰۸

شستشو ، غربال کردن ، رنگبری و پالایش خمیر کاغذ. ۱۱۰

رنگبری و سفید کردن. ۱۱۲

به کار گیری اکسیژن و ئیدوژن پر اکسید. ۱۱۴

طرز تهیه اکسیژن. ۱۱۴

طرز تهیه ئیدروژن پراکسید. ۱۱۴

لیگنین زدایی با اکسیژن. ۱۱۵

پالایش خمیر کاغذ. ۱۲۹

تولید دوباره در ریفاینر مخلوطی.. ۱۳۷

ساخت کاغذ در ماشین کاغذ. ۱۴۲

پایانه مرطوب میزفوردرینر. ۱۴۵

پخش کننده و هد باکس…. ۱۴۷

ساز و کار آبگیری.. ۱۴۸

ورقه ساز های دو قلو. ۱۵۱

تولید خمیر کاغذ از ضایعات کشاورزی.. ۱۵۶

مقدمه. ۱۵۶

مناسب بودن الیاف منابع زراعی برای خمیر و کاغذ. ۱۵۹

ارزیابی گیاه شناختی.. ۱۶۰

تجزیه شیمیایی.. ۱۶۰

بازرسی کیفی.. ۱۶۱

نتیجه. ۱۶۲

منابع فیبر ، برداشت و انبارسازی.. ۱۶۴

منابع فیبری.. ۱۶۴

۱ ـ محصولات فیبری منابع کشاورزی.. ۱۶۴

گونه های محصول. ۱۶۴