PaperFil‎ > ‎

Pulp production - Παραγωγή χαρτόμαζας

3. ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΠΟΛΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΧΑΡΤΟΜΑΖΑΣ

3.1. ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΤΗΣ ΦΥΤΙΚΗΣ ΥΛΗΣ

Ως πρώτη ύλη για την παραγωγή χαρτόμαζας χρησιμοποιείται συνήθως ξύλο σε μορφή στρογγυλής ξυλείας, τεμαχιδίων (chips), εξακριδίων και άλλων υπολειμμάτων της μηχανικής κατεργασίας του. Χρησιμοποιείται κυρίως ξύλο κωνοφόρων δένδρων (σε ποσοστό μεγαλύτερο από 80%) [18 σ.268]. Στις χώρες με εκτεταμένα δάση και μεγάλη παραγωγή χαρτόμαζας (Σκανδιναβικές, Καναδά και εν μέρει στις ΗΠΑ) οι υλοτομημένοι κορμοί μεταφέρονται στις χαρτοβιομηχανίες μέσω των ποταμών (με διάφορα μεταφορικά μέσα, όπως σχεδίες, βάρκες, πλοία κ.ά.) ή μέσω υδάτινων ρευμάτων. Στις ευρωπαϊκές χώρες και εν μέρει στις ΗΠΑ η μεταφορά των (συχνά ήδη αποφλοιωμένων στην περιοχή υλοτόμησης) κορμών γίνεται με χερσαία μέσα μεταφοράς. Οι κορμοί παραδίδονται στο χώρο προετοιμασίας (woodyard) της χαρτοβιομηχανίας, όπου προετοιμάζονται για να πολτοποιηθούν και αποθηκεύονται. Η αποθήκευση των ξύλων δεν πρέπει να είναι παρατεταμένη, γιατί παρατηρείται μείωση της απόδοσης και υποβάθμιση των οπτικών ιδιοτήτων της παραγόμενης χαρτόμαζας [39 σ.301-303, 14 σ.27, 870].

Η προετοιμασία πριν την πολτοποίηση περιλαμβάνει την κοπή των κορμών σε κατάλληλο μήκος, την αποφλοίωση, τη μετατροπή σε ξυλοτεμαχίδια (chips) και την αποθήκευσή τους. Πριν την παραγωγή χαρτόμαζας πραγματοποιείται πλήρης αποφλοίωση του κορμού, δηλαδή απομάκρυνση του εξωτερικού και εσωτερικού φλοιού του δένδρου. Ο φλοιός αποτελεί περίπου το 10% της μάζας του κορμού. Περιέχει υψηλά ποσοστά τέφρας, εκχυλίσιμων συστατικών, λιγνίνης και χαμηλότερα ποσοστά ολοκυτταρίνης σε σύγκριση με το ξύλο [39 σ.313-319]. Ο φλοιός είναι συνήθως έντονα χρωματισμένος, περιέχει μικρό ποσοστό ινών με μέτρια αντοχή, δεν πολτοποιείται εύκολα και καταναλώνει σχετικά μεγάλες ποσότητες αντιδραστηρίων. Η αποφλοίωση μπορεί να παραλειφθεί, όταν το προϊόν προορίζεται για την παραγωγή χαρτιού χαμηλής ποιότητας ή κατά την παραγωγή θερμομηχανικής χαρτόμαζας, καθώς επίσης και για ορισμένα είδη ξύλου, ο φλοιός των οποίων περιέχει σημαντικό ποσοστό ινών [1 σ.37, 14 σ.16]. Η αποφλοίωση πραγματοποιείται με ή χωρίς τη χρήση νερού (υγρή ή ξηρή). Ο πιο συνηθισμένος τύπος συσκευής μηχανικής αποφλοίωσης αποτελείται από τύμπανο, μέσω της περιστροφής του οποίου οι κορμοί τρίβονται μεταξύ τους, με αποτέλεσμα την απομάκρυνση των φλοιών. Άλλες συσκευές αποφλοίωσης αποτελούνται από δακτυλίους ή κεφαλές που φέρουν λεπίδες ή τριβεία. Τα μαλακά ξύλα αποφλοιώνονται ευκολότερα από τα σκληρά. Κατά την υγρή αποφλοίωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντί για νερό, το υγρό από το στάδιο της αλκαλικής εκχύλισης της διαδικασίας λεύκανσης, με στόχο τη μείωση της κατανάλωσης του νερού και του όγκου των αποβλήτων. Οι απορριπτόμενοι φλοιοί μπορούν να αξιοποιηθούν με καύση για παραγωγή ενέργειας στη μονάδα της πολτοποίησης, για παραγωγή φελλού, διαφόρων χημικών προϊόντων, για λιπασματοποίηση, για διάφορες γεωργικές χρήσεις κ.ά. [14 σ.27-30&382, 39 σ.323-345, 871, 1 σ.38].

Για να είναι αποτελεσματικότερη η χημική κατεργασία του ξύλου (ομοιόμορφος εμποτισμός με τα διαλύματα των αντιδραστηρίων), είναι απαραίτητος ο θρυμματισμός του σε ξυλοτεμαχίδια ορισμένων διαστάσεων. Οι τεμαχιστές (chippers) αποτελούνται συνήθως από περιστρεφόμενους δίσκους ή τύμπανα που φέρουν μαχαίρια στη διεύθυνση της ακτίνας τους. Ο κορμός κόβεται από τα μαχαίρια σε εγκάρσιες φέτες πάχους μέχρι 2 cm και η κοπτική ενέργεια του δίσκου θρυμματίζει τις φέτες σε ραβδάκια (chips, που μοιάζουν με σπιρτόξυλα), συνήθως διαμέτρου 0,3-0,6 cm και μήκους μέχρι 2 cm. Τα ξυλοτεμαχίδια που έχουν το επιθυμητό μέγεθος, διαχωρίζονται από τα υπερμεγέθη και τα πολύ μικρά με τη βοήθεια κόσκινων. Τα υπερμεγέθη υποβάλλονται πάλι σε τεμαχισμό, ενώ τα μικρά συνήθως καίγονται μαζί με τους φλοιούς για παραγωγή ενέργειας. Τα ξυλοτεμαχίδια αποθηκεύονται συνήθως σε σωρούς σε εξωτερικό χώρο, η διαμόρφωση και η διαχείριση των οποίων πρέπει να είναι κατάλληλη, ώστε να περιορίζεται η υποβάθμιση των χαρακτηριστικών των ξυλοτεμαχιδίων [39 σ.346, 14 σ.30, 871, 1 σ.38]. Ξυλοτεμαχίδια χρησιμοποιούνται εκτός από την παραγωγή χημικής χαρτόμαζας, στην παραγωγή μηχανικής χαρτόμαζας με δισκοτριβείς, ενώ κατά την παραγωγή μηχανικής χαρτόμαζας με κυλινδοτριβείς χρησιμοποιούνται αποφλοιωμένοι κορμοί κατάλληλου μήκους [62].

Ανάλογα με τα μέσα (μηχανικά ή χημικά) που χρησιμοποιούνται για την αποΐνωση του ξύλου, οι μέθοδοι πολτοποίησης διακρίνονται σε μηχανικές (μηχανική χαρτόμαζα) και χημικές (χημική χαρτόμαζα). Σε αρκετές περιπτώσεις εφαρμόζεται συνδυασμός μηχανικών και χημικών διεργασιών (χημικομηχανική πολτοποίηση, ημιχημική πολτοποίηση κ.ά.), ώστε να αξιοποιηθούν τα πλεονεκτήματα και των δύο μεθόδων και να παραχθούν προϊόντα με μεγάλο εύρος ιδιοτήτων και με μικρότερο κόστος. Κατά το συνδυασμό χημικών και μηχανικών διεργασιών εφαρμόζονται ηπιότερες συνθήκες χημικής ή μηχανικής πολτοποίησης από ό,τι στις αμιγείς χημικές ή μηχανικές μεθόδους.