آشنایی با فرآیند تولیدکاغذ
مراحل تولید کاغذ
مرحله اول
کارتن هاي مصرف شده و غير قابل استفاده توسط عوامل شهرداری از سطح شهر و مغازه ها جمع اوري ميشود.
به کارگاههاي پرس ضايعات انتقال داده ميشود.
مرحله دوم
پس از جمع اوري ضايعات کارتن در کارگاههاي پرس کارتن با مقداري آب مرطوب شده وداخل دستگاه پرس فشرده و به شکل مکعب مستطيل درمي ايند .
حتما شما نيز کارتن هاي پرس شده را که معمولا توسط تريلرهاي کفي در حال حمل هستند را مشاهده کرده ايد که به سمت کارخانه هاي بازيافت کاغذ سازي برده ميشوند.
در این کارگاهها ابتدا مقداري مرطوب به کارتن می زنند و بعد پرس مينمايند تا ضمن حالت گيري بهتر بهم فشرده شوند تا فضاي کمتري اشغال نمايند و از نظر هزينه هاي حمل مقرون به صرفه باشد .
مرحله سوم
ضایعات پرس شده را به کارخانه های ورق سازی انتقال می دهند.
در این کارخانه ها ضایعات کارتن و کاغذ توسط دستگاه هایی و با افزودن برخی مواد تبدیل به خمیر کاغذ می شوند.
مرحله چهارم ( پایانی ورق کاغذ )
خمیر کاغذحاصل شده را به ابتدای خط تولید ورق انتقال می دهند و بعد از عبور از دستگاه هایی و در یک پروسه طولانی تری تبدیل یه ورق کاغذ می شود.
این 4 مرحله خلاصه ای از مراحل تولید ورق رول شده از ضایعات کارتن و ضایعات کاغذ می باشد.
در واقع کاغذ سازي ها 2 نوع هستند
تولید کاغذ از چوب
کارخانه هاي کاغذ سازي که داراي امکاناتي هستند که ميتوانند مواد اوليه و خمير کاغذ را مستقيما از چوب تهيه نمايند.
کاغذ توليدي آنها داراي استحکام و کيفيت بسيار خوبي است . به این ورق کرافت می گویند.
(البته در تولید کاغذ کرافت مقدار کمی هم ضایعات کاغذ و مواد افزودنی دیگر هم استفاده میشود.)
ورق کرافت بدليل استفاده از چوب در مواد اوليه به اين اسم ناميده ميشود و نيز کاغذهاي فلوتينگ توليد شده در اين کارخانه ها بسيار مستحکم و قوي ميباشد.
کارخانه هاي باز يافت کارتن و توليد کاغذ از ضايعات کارتن:
که داراي 2 بخش کلي هستند :
واحد توليد خمير از ضايعات کارتن
واحد تبدیل خمیر کاغذ به ورق ( با گراماژ های مختلف )
واحد توليد خمير از ضايعات کارتن
در واحد توليد خمير ابتدا آخال يا ضايعات کارتن بوسيله نوار نقاله وارد مخزن هيدروپالپر ميگردد و روي اين نوارنقاله نيز مقداري از ناخالصي هاي کار جدا شده واز ورود انها به هيدروپالپرها جلوگيري ميشود. و بعد آب به ان اضافه ميگردد. در اين قسمت کارتن بوسيله ميکس شدن در اب حل شده وتا حدودي صافي اوليه نيز انجام ميشود تا ديگر ناخالصي ها در اين مرحله نيز مقداري از خمير جدا شود .
محصول به عمل آمده درهيدروپالپرها وارد مرحله جديدي بنام توربوسپراتور ميشود.
توربوسپراتور
اين ماشين که با دور بالايي ميچرخد تا الياف کارتن که در مرحله قبلي هنوز بهم پيوسته اند از هم جدا شده است .با استفاده از نيروي گريز از مرکز اجسام سنگينتر و ديگر ناخالصي ها مجددا در اين قسمت نيز فيلتر شوند .
در واحد توليد خمير بعضي مواد شيميايي مانند سولفات آلون و رزين جهت بوجود آمدن استحکام و قدرت بيشتر کاغذ همچنين حالت water proof تقريبي کاغذها نيز اضافه ميشود يا نشاسته جهت استحکام و بهتر چسبيدن الياف کاغذ اضافه و با هم میکس می شود.
سرند ها
فاز بعدي واحد خمير سازي سرند ها هستند که بوسيله ارتعاشات ناخالصي هاي سبک مانند يونوليتها که در مراحل قبلي جدا نشده ودر خمير باقي مانده اند.
محصول بدست امده پس از طي مراحل ذکر شده وارد مخزنهاي بتني بنام چست ميگردد.
مخازن چست
در اين مخازن بتني خمير توسط همزنهايي بنام اجيکتيتور عمليات نهايي يکسان سازي ويکنواختي خمير کاغذ انجام ميگيرد .
(لازم به توضيح است کيفيت خمير حاصله در واحد خمير سازي تا حد زيادي مر بوط به کيفيت ضايعات مورد استفاده ميباشد.
هر چه کيفيت و جنس ضايعات استفاده شده خوب باشد خمير و کاغذ بدست امده نيز داراي کيفيت خواهد شد)
در واقع در مراحل ذکر شده هرچه از ورود ناخالصی ها به داخل خمیر بیشتر و بهتر جلوگیری شود کارتن بصورت يکنواخت و درست در اب حل میشود .
در این صورت محصول نهايي بدست امده که همان کاغذ ميباشد بسيار بهتر خواهد بود .
واحد تبدیل خمیر کاغذ به ورق
ضايعات کارتن پس از گذراندن مراحل توليد خمير بوسيله پمپها و لوله هاي انتقال خمير به داخل سالن تو ليد کاغذ پمپ ميشوند ودر ابتدا وارد هدباکس در ماشين کاغذ سازي ميشوند .
يعني در لحظه خروج خمير از تمام نقاط هر باکس خمير با يک فشار يکنواخت و يکسان خارج ميشود تا ضخامت يا همان گراماژ کاغذ در تمام سطح کاغذ يکنواخت باشد .هر گونه اشکال و خلل در اين خصوصيت هرباکس باعث بوجود آمدن عدم يکنواختي در گراماژ و ضخامت کاغذ خواهد شد.
تنظیمات ضخامت کاغذ
کار ديگر هدباکس تنظيم جهت ميزان ضخامت يا گراماژ کاغذ ميباشد .يعني هر چقدر دريچه ها و تيغه هاي خروجي خمير ازهد باکس باز تر باشند.ضخامت بيشتر از خمير روي ميز فوردينيير يا توري هاي آب گيري ميريزد.. ومتعاقب آن کاغذ ضخيم تري با گراماژ بالاتر توليد خواهد شد. در اين ماشين کنترل ولوها کار يکنواختي خمير را در تمام سطوح کاغذ رااتمام ميدهند .
سرعت خط تولید ورق کاغذ
عامل ديگر که ميتواند در ميزان ضخامت کاغذهاي توليد شده موثر باشد سرعت ماشين ميباشد که هر چه سرعت خط توليد بالاتر بوده وهدباکس با ميزان قبلي خود کار تزريق خمير را انجام دهد. ضخامت کاغذ کمتر خواهد شد و کاغذ بدست آمده گراماژ پايين تري خواهد داشت و بالعکس اگر سرعت خطي ماشين کاغذ پايينتر بيايد در حالي که تغييري در نحوه ي تغذيه خمير توسط هدباکس صورت گيرد .
کاغذ با ضخامت بيشتر و گراماژ بالاتر(گرم در هر متر مربع کاغذ) خواهد شد.
اصول گراماژ کاغذ
در مجموع هدباکس تعيين کننده گراماژ کاغذهاست و بسيار اهميت دارد چون اشکال در اين يونيت و عدم انجام وظيفه درست اين ماشين ميتواند يکي از اصولي ترين ايرادها را در کاغذ بوجود اورد و عدم يکنواختي در گراماژکاغذهاست .در ميز فوردينير يا همان توري هاي اوليه کار اب گيري خمير کاغذ صورت ميگيرد به نحوي که خمير ريخته شده توسط هدباکس روي توري ها که در حال حرکت به سمت جلو هستند. از زير توسط ساکشن باکسها و قدرت ساکشن فن ها با قدرت زيادي مکيده شده و اب داخل خمير را تا مقدار بسيار زيادي از ان ميگيرد و باعث ميشود خمير شکل اوليه کاغذ را به خود بگيرد.
فن های مکش
مکش هوا توسط ساکشن فن ها نيز در اين يونيت ميبايستي يکنواخت باشد. تا در صد اب گر فته شده در تمام سطوح خمير و در نهايت کاغذ يکسان باشد تا در نهايت کاغذ بدست امده داراي رطوبت يکنواخت و يکساني در تمام سطوح خود باشد.
ماشین های پرس آبگیری کاغذ
در ماشينهاي پرس اب گيري اب کاغذ شکل گرفته در ميز فوردينير توسط فشار غلطکهاي پرس انجام ميگيرد .بدين صورت که خمير کاغذ که در توري هاي ابگيري ميزان زيادي از اب خود را از دست داده و تقريبا فرم اوليه کاغذ را به خود گرفته است .بوسيله پتو و غلطکهاي راهنما از طوري جدا شده ودر ميان غلطکهاي پرس آبگيري قرار ميگيرد .
حساس ترین مرحله ماشین کاغذ سازی
اين مرحله از حساس ترين مراحل در ماشين کاغذ سازي است و با ظرافت خاصي صورت ميگيرد و تناسب سرعت در اين قسمت بسيار اهميت دارد و نيز سلامت غلطکها و يکنواخت وارد اوردن فشار به کاغذ شکل گرفته نيز در يکنواختي ميزان رطوبت کاغذ بسيار اهميت دارد و هر گونه تغيير ضخامت در اين غلطکها و عدم دقت در ان مي تواند منجر به عدم تعادل رطوبت در سطوح مختلف کاغذ در عرض کاغذ باشد .محصول بدست امده پس از عبور از مراحل قبل وارد خشک کن ها مي گردد.
مرحله هدایت و چسباندن کاغذ
شامل تعداد زيادي سيلندر پري هيتر و همچنين پتو يا فلت جهت هدايت و چسباندن کاغذ به سيلندر ها وگرفتن بخار حاصل از تماس کاغذ مرطوب با سيلندر هاي حرارت ميباشد. در اين قسمت نيز سلامت و ريگلاژ درست پتو و يکنواخت بودن فشار پتو در تمام سطوح کاغذ عبور کننده از خود ميتواند به يکنواختي در رطوبت کاغذ در تمام سطوح آن کمک نمايد و بايد بدانيم هر چقدر سرعت خط توليد بالاتر برود کاغذ مرطوب تري خواهيم داشت .چون خمير کاغذ در عبور از مسير حرارت سيلندرها فرصت کمتري براي از دست دادن رطوبت خود دارد و بالعکس هر چقدر سرعت ماشين پايين تر بيايد کاغذ رطوبت بيشتري از دست ميدهد به لحاظ اينکه فرصت بيشتري جهت تماس با سيلندر هاي حرارت پيدا ميکند.
شکل نهایی کاغذ سازی
پس از عبور از مراحل قبل کاغذ شکل نهايي خود را با در صد رطوبت لازم به خود گرفته است .بر روي اسپولها ي مخصوص در ابتدا در وايندر کلاف بندي مي شود .
مرحله آخر تولید ورق کاغذ
بعد وارد مرحله نهايي جهت پيچيده شدن نهايي و گرفتن لبه هاي اضافي پس از يکنواخت شدن لبه ها وبرش انها توسط تيغه هاي برش مجددا رول به رول شده است. از يک سمت رول باز شده واز سمت د يگر بصورت نهايي پيچيده مي شود .
لوله هاي کاغذ ي فشرده شده ( لوله کر يا ته رول ) که کاغذ را بدور آن مي پيچند . ته رول يا لوله کر مينا مند .
پیچیدن نهایی کاغذ
از ديگر کارهايي که در پيچيدن نهايي کاغذ در ريوايندر انجام ميگيرد .چسباندن پارگي هاي احتمالي موجود در کاغذ ميباشد که اگر اين کار با دقت ودرست انجام نشود درکار خانه هاي توليد ورق کارتن که رول کاغذ مصرف مي شود باعث توقف خط توليد و بروز ضايعات ميگردد .
ونيز اين پارگي ها بعد از چسبانيده شدن توسط چسبهاي کاغذي در قطر رول علامت گذاري مي شوند تا اپراتورهاي خطوط توليد ورق کارتن از ان مطلع باشند و در مصرف کاغذ دچار مشکل نشوند.
عوامل مهم در کاغذ سازی و ورق سازی
در مجموع يکنواختي عامل بسيار مهم و موثر در توليد کاغذ مي باشد چه اين يکنواختي در رطوبت و يا در گراماژ ويا ….. باشد .اگر کاغذ داراي يکنواختي در رطوبت و گراماژ در تمام سطوح خود نباشد داراي کيفيت لازم نيست و مي تواند باعث بروز اشکالاتي در خطوط ورق کارتن گردد.
نگهداری از ورق های تولید شده
نحوه نگهداري از کاغذ هاي بازيافت در انبارهاي رول و حين حمل ونقل بسيار مهم ميبا شد چون اين گونه از کاغذ ها به اندازه کرافتها و کاغذ هاي فلوتينگ ساخته شده با خمير چوب از قدرت و استحکام بر خوردار نيستند. بوجود آمدن پارگي در آنها که حاصل بي احتياطي و عدم دقت راننده ليفتراکها و …. مي تواند باشد .
ضایعات در کاغذ سازی و تولید کارتن
ضایعات در کاغذ سازی و تولید کارتن باعث ايجاد ضايعات زيادي خواهد شد و نيز اگر چيدمان انها به مدت طولاني و نادرست در انبارها صورت گيرد باعث لنگ شدن رول و در نهايت باعث پاره شدن مکرر آنها در زمان توليد خواهد شد .لازم به توضيح ميباشد روش درست و صحيح چيدمان رولهاي کاغذ در انبارها بصورت ايستاده ميباشد .
تا فرم اصلي خود را از دست ندهند و لنگ نشود و توسط ليف تراک ها ي بغل کن نيز نمي بايستي بسيار با فشار زياد گرفته شوند
منابع تهیه سلولز:
-چوب
-گیاهان غیر چوبی(باگاس/ساقه نیشکر/پنبه/…)
-بازیافتی
-الیاف چوب به دو دسته زیر تقسیم می شود:
SOFT WOOD
HARD WOOD
SOFT WOOD :
الیاف بلند دارند و از درختانی که خزان ندارند(سوزنی برگها) بدست می آیند.این دسته برای کاغذ سازی مناسب هستند و مقاومت خوبی دارند.
HARD WOOD :
مغز درخت سفت و محکم است و الیاف آن برای کاغذ سازی مناسب نیست.
جزئیاتی درباره انواع کاغذ
کاغذهای مورد استفاده در ورق سازی به چند شکل دسته بندی می شوند
به عنوان نمونه می توان آنها را به این صورت دسته بندی کرد:
1-کاغذهای کرافت که برای روی ورق کارتن به کار می‌رود.
2-کاغذهای فلوتینگ که برای لایه میانی بکار می‌رود.
3- کاغذهای لاینر که برای لایه داخلی بکار می‌رود.
کاغذ کرافت (کاغذ رویی کارتن)
کاغذ رویی کارتن از اجزای مهم کارتن است، وزن پایه کاغذ رویه از350-125 متغیر است، اگر چه وزن‌های پایه کمتر از 100، به منظور تولید جعبه‌های کوچک کافی است. کاغذ رویه معمولا یک فرآورده دولایه است که شامل لایه رویی و لایه پایه است.
این کاغذ با استفاده از انواع مختلف لایه‌های رویی و بکارگیری انواع مختلف مواد اولیه تولید میشود (عمدتا به روش کرافت و یا شبه کرافت ). هم الیاف دست اول (عمدتا سوزنی برگان و یا خمیر حاصل از خاک اره) و هم الیاف باز یافتی در تولید این کاغذ استفاده میشود.
کاغذ تولید شده از الیاف دست اول را معمولا کرافت لاینر و کاغذ حاوی الیاف بازیافتی را تست لاینر می‌نامند.
به منظور ایجاد مقاومت در برابر رطوبت، این کاغذ آهاردهی رزینی میشود. اگر از الیاف بازیافتی با کیفیت پایین به عنوان ماده خام استفاده شود، اعمال یک پرس آهاردهی سطحی برای ایجاد مقاومت‌های کافی، لازم می‌باشد. مشخصات دیگری که این کاغذ باید داشته باشد، سفتی و مقاومت زیاد در برابر ترک‌خوری همراه با ظاهر خوب و چاپ‌پذیری یک روی آن است . برای ایجاد سفتی لازم در کاغذ می‌توان از نشاسته (مخلوط با خمیر) استفاده کرد. بسته به طراحی ماشین تولید کاغذ، وزن پایه کل، بین لایه‌های رویی و پایه معمولا با نسبت 30 به 70 تقسیم میشود. از آنجایی که کاغذ روکش قهوه‌ای، ویژگی‌های چاپ بالایی ندارد، ساده‌ترین نوع کاغذ رویه محسوب می‌گردد.
برای تولید کاغذ با نقوش لکه‌دار، به گونه‌ای که دارای ظاهری نا یکنواخت و بی نظم و همراه با لکه‌های براق و مات باشد، از خمیر رنگبری شده استفاده میشود. گراماژ لایه رویی gr/m 240 می‌باشد.
این وزن پایه کم به کاغذ ظاهری کرک‌دار و نقوش سایه روشن و لکه‌دار می‌دهد. برای تشدید نقوش ظاهری، در سرجعبه ماشین سازنده لای رویی از خمیری با درصد خشکی بالاتر (در مقایسه با فرایند تولید سایر کاغذها) استفاده می‌گردد و به این ترتیب شکل‌گیری لایه رویی نا یکنواخت‌تر می‌گردد.
همچنین افزایش اختلاف سرعت بین سرعت فوران با سرعت توری این آشفتگی را تشدید می‌کند. این کاغذهای منقوش و لکه‌دار، سطح رویی کارتن‌ها را از یکنواختی رنگ خارج کرده و موجب جلب توجه مشتری می‌گردد.
لایه رویی با روکش سفید نیز وجود دارد که بیشتر برای مصارفی که با چاپ سرو کار دارند، استفاده میشود و بنابراین ظاهر و صافی سطح این کاغذ بسیار مهم است.
این کاغذ نیز مانند کاغذ کرافت لاینر دو لایه است و گراماژ لایه رویی 80-70 است و از خمیرشیمیایی رنگبری شده تولید میشود. اگر شکل‌گیری عالی مورد نیاز باشد، خمیر پهن‌برگان باید جزء اصلی لایه رویی باشد.
غالبا در لایه رویی از مواد پر کننده استفاده میشود تا ماتی را بهبود بخشیده و ظاهر لایه رویی را بهتر کند. شکل‌گیری لایه رویی تا حد امکان باید خوب باشد تا ظاهر قابل رویت مقوا، مطلوب جلوه نماید.
نوع دیگر کاغذ سفید پوشش‌دار است که بیشترین مصرف را دارد. لایه رویی از خمیر رنگبری شده تولید میشود و وزن پایه آن همانند کاغذ لاینر سفید است. این کاغذ را می‌توان به صورت درون ماشینی و یا برون ماشینی پوشش داد. این کاغذ سفید پوشش‌دار برای جعبه‌هایی که در ویترین مغازه‌ها استفاده می‌شوند، متقاضی زیادی دارد.
یکی دیگر از کاغذهای مورد استفاده در رویه کارتن تست لاینر است که در اروپا و آسیا به مقدار زیاد تولید میشود. اساس این کاغذ نیز دو لایه است ولی از آنجا که خمیرهای متعدد در ساخت آن استفاده میشود و عمده این خمیرها از الیاف بازیافتی تهیه می‌شوند، به دو دلیل یک ساختار چهار لایه‌ای ترجیح داده میشود: اول اینکه با استفاده از چهار لایه، کاغذ ویژگی‌های بهتری نسبت به ساختار دو لایه خواهد داشت و دوم، از آنجا که مقاومت به آبگیری در ضایعات مخلوط بسیار زیاد است، در نتیجه آابگیری از یک لایه پایه سنگین و ضخیم در بخش توری، دشوار است.
بنابراین با تقسیم لایه پایه به دو و یا سه لایه مجزا، آبگیری در بخش ورقه‌سازی به میزان زیادی آسان‌تر می‌گردد.
ضریب اصطکاک لایه رویی برای تمام کاغذهای رویه کارتن بسیار مهم است، زیرا جعبه‌های کنگره‌دار انباشته شده روی یکدیگر نباید روی هم بلغزند.
کاغذ فلوتینگ
لایة کنگره‌ای در مقوای کنگره‌دار، به صورت یک لایه موج‌دار بین دو لایه کاغذ مورد استفاده قرار می‌گیرد. وزن پایه لایه میانی کنگره‌ای بین 180-112 گرم بر متر مربع است. خمیر مخلوط شامل سولفیت خنثی نیمه شیمیایی پهن‌برگان و الیاف بازیافتی به عنوان ماده خام برای تولید کاغذ کنگره استفاده میشود. اگر فقط از خمیر نیمه شیمیایی استفاده شود، کاغذ حاصل را فلوتینگ می‌نامند.
اما معمولا 65% از خمیر نیمه شیمیایی پهن‌برگان و 35% خمیر بازیافتی برای ساخت این فرآوردها استفاده میشود. بعضی از کاغذهای کنگره‌ای از 100% الیاف بازیافتی ساخته می‌شوند که می‌توان از آهار سطحی به منظور بهبود ویژگی‌های مقاومتی استفاده کرد.
لایه کنگره‌ای مقاومت مورد نیاز را به کارتن می‌دهد. مهمترین خواص این نوع کاغذها باید سفتی و مقاومت در برابر له شدن و شکستگی باشد. خواص مربوط به استحکام مکانیکی از قبیل مقاومت کششی، ترک‌خوری و پارگی، با اهمیت شمرده نمی‌شوند. در بسیاری از موارد از شکل ظاهری کاغذ نیز می‌توان گذشت. عموما خمیرهای نیمه شیمیایی برای تهیه لایه میانی کنگره‌ای، بهترین خمیرها هستند چون سفتی خوبی داشته و در مقابل له شدن مقاومند، اگر چه از نظر مشخصات مقاومتی ضعف‌های قابل توجهی دارند.
یک خصوصیت ویژه در مورد کاغذ کنگره‌ای قابلیت عبور آن در ماشین تبدیل است. قابلیت عبوردر اینجا به معنی توان ورقه در تحمل تنش‌ها و کشش‌ها در عملیات کنگره‌دار کردن بدون ترک و شکست است. دو عامل افزاینده قابلیت‌گذر ورقه، کشش‌پذیری زیاد و عاری بودن از ریزه چوب‌ها و الیاف به هم چسبیده است. این مشخصات با پالایش خوب خمیر و کشش کمتر در جریان خشک کردن ورقه برای بهینه کردن کشش‌پذیری در کاغذ کنگره‌ای ایجاد میشود.
کاغذ لاینر
این کاغذ در پاره‌ای از خصوصیات مانند مقاومت در برابر رطوبت و یا مقاومت‌های ذاتی الیاف با کاغذ رویه مشترکند ولی نیاز به صافی مناسب برای چاپ و یا اندود شدن با الیاف رنگبری شده جهت سفید کردن برای چاپ و غیره را ندارند.
این کاغذها می‌توانند از 100% الیاف بازیافتی ساخته شوند ولی از نظر بهداشتی باید در رتبه قابل قبولی باشند چرا که ممکن است در بعضی از موارد، در تماس با محصولات خوراکی موجب ایجاد بوی بد شده و عطر نامطبوعی در این مواد شوند.
کاغذهای مورد استفاده در لایه‌های میانی کارتن‌های پنج لایه و هفت لایه نیز از همین نوعند که در این موارد فقط نقش اتصال دهنده و حجیم کننده را دارند. عمده کارخانه‌های کاغذ داخل این کاغذ را برای مصارف کارتن‌سازی و چاپ و بسته بندی تولید می‌کنند.
کاغذ سفید یا وایت تاپ
رنگ این کاغذ همانگونه که از نام آن مشخص است سفید رنگ است و این کاغذ اکثرا در ترکیبات متفاوت جهت بسته بندی محصولاتی از قبیل پودر لباسشویی، کیک و کلوچه، تخم مرغ و … به دلیل استحکام بالا مورد استفاده قرار می گیرد.