Produkcja pulpy - czym jest proces Krafta?

Przemysł celulozowo-papierniczy to jedna z największych światowych branż o bardzo wysokich nakładach kapitałowych. Obecnie proces wytwarzania papieru, tektury i chusteczek higienicznych jest bardzo wrażliwy na koszty. Konieczność zwiększenia wydajności i jakości, w połączeniu z presją w zakresie ochrony środowiska, spowodowała wzrost zapotrzebowania na dodatki chemiczne do masy papierniczej i papieru. Rynek chemikaliów celulozowo - papierniczych ciągle się rozwija. Napędzany jest rosnącym popytem, który obserwuje się w szczególności na terenie Azji, jak i zwiększającym się wykorzystaniem specjalistycznych chemikaliów. Największym rynkiem regionalnym pozostaje region Azji i Pacyfiku, a następnie Stanów Zjednoczonych.

Trendy w przemyśle papierniczym

Obserwując rynek zakupowy odnotowuje się zwiększone zapotrzebowanie na spoiwa i materiały powłokowe do produkcji papieru oraz tektury. Wzrost dodatków wzmacniających wynika z konieczności wspomagania trendów redukcji gramatury i wzrostu poziomu wypełniaczy mineralnych.  Są one wykorzystywane głównie do produkcji papierów drukowych oraz papierów do pisania. Dzięki zastosowaniu wypełniaczy papier posiada lepsze właściwości optyczne oraz wzrasta jego podatność na drukowanie. Ponadto środki te po części zastępują wykorzystywanie drogich włókien celulozowych, co pozwala na redukcję kosztów produkcji papieru. 

Produkcja papieru w pigułce

Większość zakładów produkcyjnych w przemyśle papierniczym jest bardzo zintegrowana. Proces produkcji papieru składa się z kilku etapów:

• przygotowanie surowców;
• produkcja pulpy;
• mycie i przesiewanie pulpy;
• odzyskiwanie chemiczne;
• bielenie;
• produkcja papieru.

Kłody drewna dostarczane są do tartaku, gdzie są rozdrabniane i wysyłane do roztwarzania, w celu otrzymania pulpy. Proces roztwarzania jest używany do rozbijania włókien celulozy przez rozkład mechaniczny i chemiczny. Pozwala to na oddzielenie włókien i optymalizacji uzyskanej wytrzymałości papieru. Do wytwarzania produktów z masy włóknistej i papieru stosuje się trzy główne rodzaje włókien: drewno, włókna wtórne (włókna z recyklingu), włókna niedrzewne (np. bawełna, len, konopie).

Jak otrzymywana jest pulpa drzewna?

Większość produktów celulozowo - papierniczych jest wytwarzana z drewna, które pochodzi z tartaków, gdzie wykorzystuje się proces roztwarzania siarczanowego. Celem tego procesu jest rozpuszczenie ligniny i pozostawienie większości włókien celulozowych w stanie nienaruszonym. Główne operacje wykonywane w procesie roztwarzania siarczanowego to:

• trawienie drewna do masy celulozowej;
• przetwarzanie pulpy w celu odzyskania zużytej chemii podczas trawienia oraz usunięcie zanieczyszczeń;
• zatężanie zużytego płynu do roztwarzania, w celu odzysku chemicznego.

Roztwarzanie siarczanowe, czyli tzw. Proces Krafta, obejmuje gotowanie lub fermentację zrębków drzewnych w podwyższonej temperaturze i ciśnieniu w alkalicznym płynie, który zawiera siarczek sodu i wodorotlenek sodu – kliknij i sprawdź ofertę. Płyn do roztwarzania oraz podwyższona temperatura i ciśnienie sprzyjają rozpadowi wiązań w związkach lignin. W zależności od warunków roztwarzania, aż 90-95% ligniny można usunąć z drewna w roztwarzaniu siarczanowym. Młyny siarczanowe usuwają również zanieczyszczenia z surowej masy włóknistej przed bieleniem lub wytwarzaniem papieru.

Oprócz roztwarzania siarczanowego, można również zastosować proces roztwarzania sodowego. Stosuje się w nim alkaliczny ług z wodorotlenkiem sodu jako jedyną aktywną substancją chemiczną. Z wyjątkiem różnicy w stosowanych chemikaliach, proces ten jest taki sam jak dla młyna siarczanowego.

Roztwarzanie mechaniczne – środki chemiczne

Oprócz wyżej omówionego procesu roztwarzania chemicznego włókien wyróżnia się również roztwarzanie mechaniczne. Dzięki tej metodzie możliwe jest otrzymanie mas włóknistych przy bardzo dużej wydajności. Na skalę przemysłową najbardziej popularnymi procesami jest:

• proces wytwarzania ścieru klasycznego (SGW);
• proces wytwarzania masy termomechanicznej (TMP);
• proces wytwarzania masy chemotermomechanicznej (CTMP).

Podczas mechanicznego roztwarzania włókien uwalniane są substancje żywiczne. Cząstki te aglomerują, co powoduje powstawanie osadów na ścieraku, który służy do otrzymywania ścieru drzewnego. Przemysł celulozowo-papierniczy zmuszony jest do walki z tym problem. Skutecznym rozwiązaniem okazało się zastosowanie dyspergatorów, które mają zdolność do rozpraszania powstałych osadów, tym samym ułatwiając ich usunięcie. Grupa PCC oferuje środki chemiczne, które świetnie sprawdzą się w tym procesie. Są to produkty z serii ROKAcet i ROKAfenol. Wśród ROKAcetów w szczególności można wyróżnić ROKAcet R250 i ROKAcet R70 o bardzo dobrych właściwościach dyspergujących, jak i emulgujących. Natomiast ROKAcet 40W pełni funkcję zmiękczającą, co również wykorzystywane jest w przemyśle tekstylnym.

Podsumowując

W ciągu ostatnich 150 lat od wprowadzenia roztwarzania siarczanowego  charakter papieru i jego wytwarzania niewiele się zmienił. Natomiast techniki i sprzęt niezbędny do produkcji papieru uległy znacznemu rozwojowi i udoskonaleniu. Dzięki temu mamy dostęp do stałych dostaw wysokiej jakości papierów sortowanych, które znajdują wiele użytkowych zastosowań.