افزایش جمعیت به ویژه در كشورهای در حال توسعه كه به لحاظ منابع چوبی فقیرند و ازدیاد تقاضا بار دامنه وسیعی از تولیدات حاصل از فیبر ، فشار زیادی را بر منابع چوبی اعمال نموده با توجه به مفهوم توسعه پایدار كه در آن هم حمایت از اكوسیستم و هم خواسته های در این پروژه به ارائه فرآیندهای تولید كاغذ از منابع فیبری كشاورزی پرداخته شده است

صنعت كاغذ سازی 

چكیده

افزایش جمعیت به ویژه در كشورهای در حال توسعه كه به لحاظ منابع چوبی فقیرند و ازدیاد تقاضا بار دامنه وسیعی از تولیدات حاصل از فیبر ، فشار زیادی را بر منابع چوبی اعمال نموده . با توجه به مفهوم توسعه پایدار كه در آن هم حمایت از اكوسیستم و هم خواسته های در این پروژه به ارائه فرآیندهای تولید كاغذ از منابع فیبری كشاورزی پرداخته شده است . منابع فیبری كشاورزی از محصولات فیبری یا پس مانده های محصولات كشاورزی حاصل می آیند . ذخیره عظیمی از مواد اولیه تجدید شونده كه در خمیر سازی قابل استفاده اند ، وجود دارد . كه در سالهای آتی بطور فزاینده ای مورد استفاده قرار خواهند گرفت .

 

فصل اول

 

مقدمه ای بر كاغذ

1 ـ 1 : مقدمه

كاغذ یك پاره اصلی تمدن بشر طی دو هزار سال گذشته بوده است و ارتباط بسیار نزدیك ما با این ماده سبب شده است تا آن را ماده ای با پیچیدگی خاص ندانیم . اما این تصور از حقیقت به دور است . كاغذ از منابع گیاهی تهیه می شود ، لذا هم از نظر مورفولوژی و هم از نظر فیزیكی و شیمیایی مادة‌ پیچیده ای است . خود فرآیند تولید كاغذ یعنی اساس فرآیند صاف سازی و تشكیل شبكه ضعیفی از نمود الیاف تا حد زیادی پیچیده است . این نمود شبیه كاغذ با وجود مقاومت كم آن ، بایستی به طور پیوسته از بخش های پرس و خشك كن ماشین كاغذ عبور كرده و با سرعتی كه در حال حاضر حدود 60 است . به صورت نوار ، پیچانده شود ؛ عملی كه در جریان آن نمود كاغذ تحت كشش قرار می گیرد برای جلوگیری از پارگی های متوالی كاغذ و یكنواختی آن ، برخی از پیشرفته ترین فناوری های مهندسی كنترل مورد نیاز است . در این فصل بحثی كوتاه در زمینة كاغذ و انواع آن ، تاریخچه و كاربرد آن ارائه خواهد شد .

1 ـ 2 . تاریخچه

لزوم ثبت و انتقال افكار و عقاید و ارتباط با همنوع از ابتدای تاریخ ، انسان را وا داشت تا راهی برای آن پیدا كند . انسانهای اولیه با الهام گیری از محیط پیرامون خود و با ابزار و وسایل موجود این امكان را هر چند بصورت ابتدایی فراهم آوردند كه اولین نشانه های آن را می توان در غارهای لاسكو [1] ولتامیر [2] مشاهده نمود . بعدها لوحه های گلی ، فلز ، سنگ ، پوست درختان ، پست حیوانات،  استخوان و …. به عنوان موردی جهت نوشتن یا نقاشی كردن مورد استفاده قرار گرفت لوحه های گلی بدست آمده از تمدن بین النهرین ( میان رودان ) حاكی از رواج این ماده برای نوشتن در این تمدن می باشد . اولین كتابها در خاورمیانه و بی الواح گلی نوشته و در مجاورت آفتات خشك شد . مهترین الواح این دوره الواحی است كه مربوط به حماسه « گلیگمش » است . این الواح براحتی می شكستند و تمام زحمت سازند گانش بر باد می رفت . مصریان باستان 2000 الی 2500 سال  قبل از میلاد ، نوشتن روی كاغذ پاپیروس را آغاز كردند . پاپیروس نام گونه ای از نی شبیه خیزان است كه در كرانه رود نیل می روید . نی را بصورت تسمه می آوردند و با كمك نشاسته به یكدیگر می چسباندند . این روش Explicit.liber نامیده می شود . كمبود پاپیروس در آسیای صغیر شد . در حالیكه مردم هندوستان ، آسیای جنوب شرقی ، خاور دور به خاطر مسایل مذهبی از پوست استفاده نمی كردند . 105 سال قبل از میلاد مسیح اولین كاغذ  را  Is’ai lum در چین ساخت . مود اولیه این كاغذ را ضایعات كنف ، بامبو و شاهدانه تشكیل داده بود . این كاغذ چون زیاد به هم مالیده و سفت نبود براحتی پاره می شد . كلمه كاغذ از نام چینی ها چندین سال نحوه ساخت كاغذ را در پرده نگه داشتند اما كم كم این روش از چین به هندوستان و اروپا رسید و از سمرقند و آسیای مركزی گذشت .

در اروپا ، كاغذ جایگزین پوستها گردید . در سال 1450 با ابداع صنعت چاپ در آلمان ، تقاضا برای كاغذ و به دنبال آن نیاز به منابع جدید لیگنو سلولزی افزایش یافت ، در حدود 105 سال بعد در بیشتر كشورهای اروپایی و نیز مكزیك كارخانه های كاغذسازی با وسایل دستی ایجاد گردید .

مردم اروپای جنوبی  این  فرایند را آموحتند و ساخت تكه های كاغذ ار نزدیك به پایان قرن چهاردهم آغار كردند . سازندگان انگلیسی در قرن هفدهم تولید را آغاز و یك قرن چهاردهم آغاز كردند . سازندگان انگلیسی در قرن هفدهم تولید را آغاز و یك كارخانه كاغذ سازی در ایالات متحده 1690 تأسیس كردند . در این زمان تمام كاغذ اروپا از پنبه و كتان ساخته می شود . چاپ كتاب با انجیل گوتنبرگ آغاز شد  به طور فزاینده ای تقاضا برای كاغذ را افزایش داد .

در حدود سال 1750 ، در هلند مخلوط كنی ابداع شد كه آن را هولندر نامیدند در سال 1799 ، روبر فرانسوی فرایندی برای شكل دهی كاغذ ورقی روس صافی سیمی متحرك اختراع كرد . در مدت تكامل و بهبود آن . به ماشین فرد رینیز تبدیل شد . در سال 1809 دیكینسون ماشین استوانه ای را اختراع كرد و بدین ترتیب ماشین فوردرینیر كنار رفت ، ولی در سال 1803 برتری ماشین فورد رینیر برای ساخت كاغذهای خوب معلوم شد . در سال 1826 اولین بار استوانه های بخار را برای خشك كردن به كار گرفتند و اولین ماشین فورد رینیر در ایالات متحده در سال 1827  متداول شد . متناسب با پایین رفتن قیمتها و توسعه تحصیلات عمومی تقاضا برای كاغذ افزایش یافت ، بنابراین كمبود كاغذ آغاز شد . یكی از مردم ساكسوئی به نام كلر فرایندی مكانیكی برای ساخت خمیر كاغذ از چوب ابداع كرد ، ولی كیفیت كاغذ تولید شده پایین بود . فرایند قلیایی برای ساخت خمیر كاغذ از چوب را وات و بورگس در سال 1851 ابداع كردند . در سال 1857 ، به شیمیدان آمریكایی نایلمن ، گواهی ثبت اختراع اولیه برای فرایند سولفیت اهدا شد ، كه خمیر كاغذی خوب با سهولت رنگبری تولید می كرد . فرایند كرافت ( از واژة آلمانی كرافت به معنی قوی ) در آزمایشهای اولیه كه ذهن در دانزیگ انجام داد در سال 1884 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 1909 فرایند سولفات به ایالات متحده معرف شد . در آن زمان تولید خمیر كاغذ به 48 درصد مكانیكی ، 40 درصد سولفیت ، 12 درصد قلیایی تقسیم شده بود .

 

 

فرایند سولفات به تدریج در صنعت تولید كاغذ جای خودش را باز می كرد ( جدول 2 ) ، و در سال 1981 توزیع آن به 5/10 درصد مكانیكی و گرما مكانیكی ، 5/3 درصد سولفیت ، 2/78 درصد سولفات ، و 7/7 درصد نیم شیمیایی تقسیم شد ساخت خمیر كاغذ به تدریج به صنعتی مستقل تبدیل شد در حالیكه به خدمت صنایع دیگر علاوه بر ساخت كاغذ در آمد . ریون ، سلولوز استرها و اترها ، و سلولوز نیترات بار مصرف در پلاستیك و مواد منفجره از لحاظ تجارتی مهم شده است و بیشتر خمیر كاغذ با كیفیت بالا را مصرف می كند . كنترل و مصرف محصولات جنبی صنعت كاغذسازی به توجه بسیار زیادی نیار دارد . ایجاد محصولات مفید از لیگنین و مایعات زاید نشان دهندة افزایش درآمد  برای این صنعت و راه حلی برای مشكل آلودگی روخانه هاست ، ولی توسعه واقعاً تازه آغاز شده است و بیشتر محصولات جنبی هنوز به صورت ضایعات تلقی و سوخته می شود .

1 ـ 3 : تاریخچه كاغذسازی در ایران

هخامنشیان تا زمان حمله اسكندر بر روی لوحه های گلی می نوشتند و این در حالی است كه از دوران فرمانروایی پارت ها پوست های نوشته شده به دست آمده است كه به آن « دیفترا » می گفتند و ریشه دفتر كه امروزه به كار می رود ، از همان گرفته شده
است .

در حدود سال 650 میلادی ساسانیان كاغذ چینی را كه از پوست درخت توت ساخته می شد به ایران وارد كردند ، اما این كاغذ منحصراً برای مدرك مهم دولتی به كار برده می شد.

در سال 751 میلادی در زمان عباسیان و در جنگ میان آنان با اعراب تعدادی از چینی هایی كه اعراب را در جنگ ریزی می دادند به اسارت درآمدند . در میان اسیران چند تن كاغذساز بود كه آنها را به سمرقند برده و با استفاده از دانش آنها صنعت كاغذسازی را در این شهر رایج نمودند .

1 ـ 4 : اهمیت كاغذ :

كاغذ در طول تاریخ پیدایش خود تاكنون ، پیوسته اصلی ترین و پایدارترین ابزار انتقال اندیشه بشری بوده و بی تردید تا سالیان مدید نیز چنین خواهد بود . پیدایش و گسترش وسایل ارتباطی صوتی و تصویری و همچنین شبكه های رایانه ای نه تنها از مصرف كاغذ در جهان كم نكرده ، بلكه همچنان این مصرف در حال افزایش است . امروزه كاغذ یكی از كاغذهای مهم و استراتژیك به شمار می آیند و رشد مصرف سرانه آن در یك كشور ، یكی از شاخصهای رشد و توسعه اقتصادی ، اجتماعی و فرهنگی به شمار می آید .

اهمیت خمیر و كاغذ در اقتصاد برخی كشورها به حدی است كه كشورهای تولید كننده و مصرف كننده سازمانها و كنسرسیومهایی برای آن ایجاد كرده اند .

نقش كاغذ در دنیای كنونی و معرفی مصرف سرانه آن به عنوان شاخص برای توسعه از یك سو و نیز قیمت گذاری چاپ و تحریر در كشور توسط دولت و نظارت بر توزیع آن ، اهمیت كاغذ را روشن می سازد .

1 ـ 5 : تعریف كاغذ و انواع كاغذ :

زمانی كه به كاغذ فكر می كنیم ، ذهن ما  در درجه اول به سمت ماده ای برای نوشتن و چاپ متمركز می شود و احتمالاً در مرحله بعد به ماده ای برای بسته بندی اشیاء . با وجود این به دلیل اینكه محصولات بسیار دیگری مثل پارچه ، مقوا ، كاغذ مورد نیاز است . در هر صورت ، كاغذ را می توان با تكیه بر روش تولید آن تعریف كرد ؛ ماده ای ورقه ای ساخته شده از شبكه ای از الیاف طبیعی سلولزی كه به ته نشینی از یك تعلیق آبی تشكیل شده است . محصول شبكه ای از الیاف در هم رفته با ساختاری تقریباً لایه ای و ضخامت حدود mm 300 – 30 است . پهنای یك لیف حدود mm 50 – 10 است . در نتیجه . یك ورق كاغذ تحریر با ضخامت mm 10 حدود 5 تا 10 فیبر در مقطع عرضی ضخامت است .

همه گونه كاغذی كه تاكنون ساخته شده است :

1 ـ كاغذ آب خشك كن                            2 ـ كاغذ سیگار

3 ـ كاغذ نقاشی                                      4 ـ آگهی های چاپی رنگی ( پوستر )

5 ـ كاغذ برای كیف دستی                        6 ـ برای آتش بازی

7 ـ ویژه كتاب مقدس                              8 ـ  كاغذ ضد زنگ زدگی

9 ـ كاغذ برای ترقه                                 10 ـ  كاغذ كامك

11 ـ كاغذ دولا برای اسناد                       12 ـ  كاغذ آباژور

13 ـ كاتالوگ                                         14 ـ  كاغذ خشك كن معمولی

15 ـ كپی نامه ها                                    16 ـ  كاغذ رنگارنگ

17 ـ كاغذ طناب باقی                     18 ـ  كاغذ برای تهیه تشك

19 ـ  كاغذ ویژه لحاف                             20 ـ  كاغذ بلوری

21 ـ  كاغذ اطلسی                                  22 ـ  كاغذ های نازك چوب

23 ـ  كاغذ پنبه كوهی                              24 ـ  كاغذ نوشتنی

25 ـ  كاغذ چاپ                                     26 ـ  كاغذ چتائی ( كنفی )

27 ـ  كاغذ بسته بندی                             28 ـ  كاغذ ابریشمی

29 ـ  كاغذ ویژه نامه های محرمانه             30 ـ كاغذ چاپ افست

31 ـ كاغذ های دو لا و چند لا                   32 ـ كاغذ یوشینو

33 -  كاغذ بسته بندی قهوه ای رنگ           34 ـ كاغذ  كاهی بسته بندی

35 ـ  كاغذ ویژه بسته بندی میوه                36  ـ كاغذ صابون

37 ـ   كاغذ بسته بدی شبه مانیلی               38 ـ كاغذ های ویژه پاكت سازی

39 ـ كاغذ ویژه كارت دعوت           40 ـ كاغذ پوست نما

41 ـ  كاغذ ویژه گراورسازی با نور آفتاب   42 ـ كاغذ پلی كپی ( میمئوگراف ) 

43 ـ  كاغذ ویژه دستگاههای فشار            

44 ـ كاغذ ویژه القاب و عناوین ( برای اشراف قدیم )

45 ـ  كاغذ های پوشش بام                       46 ـ كاغذ ویژه دفتر اسناد

47 ـ  كاغذ ویژة زیر قابی                         48  ـ كاغذ ویژه لابی كاغذ كاربن

49 ـ كاغذ ویژه نگهداری و روپوش كاغذ عكاسی

50 ـ كاغذ دیواری نقش دارو رنگی            

51 ـ  كاغذ پارچه ای                               52  ـ كاغذ واشر ( برای پیچ و مهره ها )

53 ـ  كاغذ قیر اندود                               54  ـ كاغذ فیبری آتش بازی

55 ـ  كاغذ صافی                                   56 ـ كاغذ ورقی سفید فرانسوی

57 ـ كاغذ غلاف                                     58 ـ كاغذ ضد روغن و چربی ها

59 ـ  كاغذ هیدرفیل                                60 ـ كاغذ عایق

61 ـ كاغذ روزنامه                                 62 ـ كاغذ مجلات مصدر

63 ـ  كاغذ كرافت اكسید سیمان                 64 ـ كاغذ نازك

65 ـ  كاغذ پارافینی                                 66 ـ كاغذ پارچه ای ویژه گیشه سازی

67 ـ  كاغذهای ویژه كارت بازی                68 ـ كاغذ فشنگ سازی

69 ـ  كاغذ فشنگ سازی                          70 ـ كاغذ نوشتنی ساخته شده از مانیل

1 ـ 6 ـ كابرد كاغذ :

دو كاركرد اصلی كاغذ عبارت اند از انتقال اطلاعات و محافظت از كالا در جریان نقل و انتقال و توزیع . فرآورده های كاغذی انتقال اطلاعات عبارت انداز انواع كاغذ چاپ و تحریر ، روزنامه ، مجله ، كتاب ، برچسب ، نامه و صورت حساب . فرآورده های بسته بندی عبارت ند از جعبه های مقوایی ، قوطی ، پاكت ، كیسه ، ساك و زنبیل . غالباً كاربرد اطلاع رسانی و بسته بندی بر هم منطبق می شوند . همچنین بسته بندی كاغذی و كیفیت آن ، بر كالا جنبة تبلغی نیز دارد .

با توجه به كاربرد و شش دسته عمده كاغذ و مقوا تولید و مصرف می شود :

1 ـ چاپ و تحریر

2 ـ مقوای ساده و مقوای كنگره ای

3       ـ روزنامه

4 ـ مقوای كارتن

5 ـ كاغذ و مقوای بسته بندی

6 ـ انواع كاغذهای بهداشتی ( مانند دستمال كاغذی )

همانگونه كه در شكل 1 ـ 2  دیده می شود ، مقدار تولید همه انواع كاغذ ارقام بزرگی است.

جالبترین و غالباً پر ارزشترین فرآورده های كاغذی در دسته « سایر موارد » قرار دارد . مثالها در این دسته عبارتند از كاغذ چای كیسه ای ، صافی ها ، اوراق بهادار ، كاغذ فشرده ، كاغذ عایق و كاغذ سیگار [3] با توجه به آمار سال 192 بیش از 40% از تمامی كاغذهای تولید شده  در جهان برای هدفهای ارتباطی و اطلاع رسانی مصرف می شود . ( روزنامه ، چاپ و تحریر ) و بیش از 50% برای مصارف بسته بندی و بهداشتی به كار می رود ، حدود 10% باقیمانده شامل كاربردهای ویژه مثل كاغذهای صافی و عایق سازی الكتركی در مبدلها و … است .

 

---

جهت دریافت فایل صنعت كاغذ سازی  لطفا آن را خریداری نمایید