Крафт- и сульфитная целлюлоза:основа качества бумаги

Если вы поговорите с людьми, которые провели время на бумажной фабрике, они расскажут вам кое-что интересное:настоящая сложность не в бумагоделательной машине. Это в процессе переработки.

Вот тут все и решено. Прочность, текстура, яркость, даже то, как бумага ведет себя при конвертировании. К тому времени, когда целлюлоза достигает бумагоделательной машины, большая часть ее «характера» уже заложена.

В промышленных условиях, особенно в больших масштабах, производство бумажной массы — это не просто шаг. Это основа всей операции.

А когда дело доходит до промышленных методов химической варки целлюлозы, используемых в бумажной промышленности, по-прежнему доминируют два процесса:крафт-целлюлоза и сульфитная целлюлоза.

Они оба существуют уже давно. Но они не остались прежними и, что более важно, решают немного другие задачи.

Быстрая проверка реальности производства бумажной массы.    

Получение бумажной массы на бумаге (без каламбура) просто:удалите лигнин, сохраните целлюлозу.

На самом деле, здесь никогда не бывает так чисто.

Способ удаления лигнина меняет поведение волокон. Если надавить слишком сильно, волокна ослабнут. Если вы станете слишком мягким, вы не получите тех свойств, которые вам нужны. Именно благодаря этому балансу методы получения химической целлюлозы по-прежнему требуют строгого контроля даже сегодня.

Да, механическое производство целлюлозы существует, но для всего, что требует долговечности и стабильности, заводы обращаются к химическим технологиям.

Именно здесь на помощь приходят крафт-целлюлоза и сульфитная варка.

Крафт-целлюлоза:рабочая лошадка, которую никто не заменит

Есть причина, по которой крафт-целлюлоза используется повсюду. Это не потому, что он идеален, а потому, что он надежен.

На него полагаются большинство крупных целлюлозных заводов, особенно тех, которые поставляют упаковочные материалы. Если вы имеете дело с коробками из гофрокартона, лайнером или чем-то еще, требующим прочности, скорее всего, они были получены в результате процесса крафт-целлюлозы.

Почему заводы придерживаются крафт-бумаги

Щелочность щелочная с помощью гидроксида натрия и сульфида натрия. Проще говоря, это разрушает лигнин, сохраняя при этом структуру целлюлозы относительно неповрежденной.

Эта «относительно неповрежденная» часть важна. Именно это придает крафт-целлюлозе прочность.

Пошаговый процесс производства крафт-целлюлозы в производстве бумаги

Теперь, если вы шаг за шагом посмотрите на процесс крафт-целлюлозы в производстве бумаги, он выглядит простым. Но внутри завода каждый этап имеет свои сложности.

Подготовка древесины — важнее, чем кажется

Рубка – это не просто распиловка древесины на куски. Однородность размеров влияет на все последующие процессы. Неровные чипсы? Позже вы увидите неравномерное приготовление.

Пищеварение:проблемы могут быстро пойти не так

Здесь готовят чипсы на белом щелоке. Температура, давление, время — все жестко контролируется. Даже небольшие отклонения могут изменить качество целлюлозы.

Стирка – не просто уборка

Промывка удаляет черный щелок, но неполная промывка впоследствии создает проблемы, особенно при отбеливании.

Проверка:исправление того, что пошло не так

Ни один варочный котел не идеален. Просеивание помогает удалить бракованный и необработанный материал.

Отбеливание — зависит от рынка

Не вся целлюлоза отбеливается. Упаковочные сорта обычно его пропускают. Писчая бумага — нет.

Восстановление — скрытое преимущество

Именно здесь процесс крафт-целлюлозы действительно выделяется. Черный щелок сжигается для восстановления химикатов и получения энергии. На многих заводах это не побочное преимущество, а центральное значение для контроля затрат.

Где Kraft явно выигрывает

С точки зрения бизнеса, крафт-целлюлоза проверяет множество флажков:

• Прочные волокна, устойчивые в упаковке 
• Гибкость с сырьем (лиственные, хвойные, смешанные) 
• Эффективные системы химической рекуперации 
• Лучше подходит для непрерывного крупномасштабного производства.

Неудивительно, что он доминирует во всем мире.

Производство сульфитной целлюлозы:совершенно другой подход

А вот сульфитная целлюлоза – это совсем другая история.

Он не пытается конкурировать с крафтом по прочности. Вместо этого компания фокусируется на производстве более чистой и очищенной целлюлозы.

Химия здесь кислая — на основе сернистой кислоты и бисульфит-ионов. Уже одно это меняет способ удаления лигнина и последующее поведение волокон.

Процесс производства сульфитной целлюлозы:в чем разница

Процесс сульфитной варки целлюлозы проходит аналогичные этапы, но результаты заметно отличаются.
Приготовление более избирательное. Удаление лигнина имеет тенденцию быть более равномерным. Волокна выходят более гладкими.

Операторы часто отмечают одну вещь:сульфитную целлюлозу легче отбеливать. Вам не нужно так много агрессивных действий, чтобы достичь высокой яркости.

На некоторых рынках это имеет значение.

Там, где сульфит все еще имеет смысл

Даже сегодня сульфитная варка целлюлозы не исчезла. Он просто перешел в более конкретные приложения:

• Высококачественная бумага для печати и письма
• Тканевые изделия 
• Растворяющая целлюлоза, используемая в текстиле 

В этих случаях однородность и яркость волокна имеют большее значение, чем исходная прочность.

Разница между процессом крафт-целлюлозы и сульфитной целлюлозой

Если разобраться, разница между процессом крафт-варки и сульфитной варкой сводится к приоритетам.

Крафт – это сила и гибкость. Сульфит — это чистота и завершенность.

• Kraft использует щелочную химию; сульфит использует кислоту 
• Крафт-волокна прочнее; сульфитные волокна более гладкие 
• Крафт обрабатывает больше пород древесины; сульфит более селективен 
• Системы рекуперации Kraft более эффективны 

В реальной жизни решение часто зависит от того, что вы пытаетесь произвести, а не от того, какой процесс «лучше».

Промышленные химические методы получения целлюлозы, используемые в бумажной промышленности

Сегодня заводы не мыслят универсальными методами. Они выбирают один из множества методов промышленного производства химической целлюлозы, используемых в бумажной промышленности, в зависимости от целей производства.

Kraft по умолчанию

Для массового производства, особенно упаковки, крафт-целлюлоза по-прежнему является основой.

Сульфит для нишевых нужд

Используется там, где характеристики продукта требуют более чистой и блестящей целлюлозы.

Модифицированные или гибридные системы

Некоторые операции сочетают методы, позволяющие сбалансировать доходность, стоимость и качество.

Фактор устойчивости (который сейчас никто не игнорирует)

Десять лет назад дискуссии о целлюлозе в основном касались эффективности. Ситуация изменилась.

Сегодня устойчивое развитие всегда является частью разговора.

У Kraft есть встроенное преимущество

Благодаря химическому восстановлению и производству энергии крафт-заводы могут быть частично энергетически самодостаточными.

Сульфит набирает обороты

Современные установки для производства сульфитной целлюлозы улучшают обращение с отходами и изучают способы повторного использования побочных продуктов.

Ни один из процессов не является «идеальным», но оба развиваются.

Выбор между двумя — не всегда просто

На бумаге выбор выглядит простым.

Нужна сила? Используйте крафт-целлюлозу.

Нужна яркость и чистота? Используйте сульфитную варку целлюлозы.

Но в реальных операциях редко бывает так чисто.

Все это зависит от наличия сырья, энергии, экологического законодательства и потребностей конечного использования.

Завод может предпочесть крафт-бумагу, но для конкретной линейки продукции перейдет на сульфит. Или наоборот.

Что меняется на местах

Несмотря на то, что это признанные методы получения химической целлюлозы, они не стоят на месте.

• Автоматизация повышает согласованность процесса производства целлюлозы.
• Датчики помогают обнаруживать проблемы на более ранних стадиях пищеварения и восстановления.
• Заводы извлекают большую выгоду из побочных продуктов 

В других странах целлюлозные заводы начинают больше напоминать интегрированное перерабатывающее предприятие, чем завод с единственной целью.

Заключительные мысли

Разговор о производстве крафт-целлюлозы и сульфитной целлюлозы больше не касается конкуренции. Речь идет о пригодности.

Kraft продолжает доминировать, поскольку обеспечивает надежность, масштабируемость и эффективность. Сульфит продолжает существовать, поскольку некоторым приложениям просто необходимо то, что он предлагает.

Для любого, кто занимается производством бумаги, понимание разницы между процессом крафт-целлюлозы и сульфитной целлюлозой связано не столько с теорией, сколько с принятием правильных оперативных решений.

Потому что в этой отрасли небольшие технологические решения не остаются маленькими — они позже сказываются на стоимости, качестве и производительности.