Dacă aveți nevoie, vă rugăm să mă contactați-
Numărul Whatsapp al lui Ivy: +852 57463641 (My Wechat +86 18933510459)
Trimite un e-mail: 01@songhongpaper.com
Cu mai bine de 1.900 de ani în urmă, Cai Lun a inventat procesul de fabricare a hârtiei folosind materii prime precum scoarța de copac, cârpe și plase de pescuit. Metoda a implicat mai mulți pași, inclusiv tăierea, înmuierea, fermentarea, măcinarea, scoaterea și uscarea, pentru a produce hârtie lucrată manual.
Până în secolul al XVII-lea, europenii dezvoltaseră mașini de prelucrare a hârtiei și mașini de hârtie, împreună cu tehnici de prelucrare a pastei mecanice și chimice. Ca urmare, fabricarea manuală tradițională a hârtiei a fost înlocuită treptat cu producția mecanizată.
De-a lungul timpului, tehnologia de fabricare a hârtiei a evoluat continuu. De-a lungul a mii de ani, procesele de fabricare a celulozei și hârtiei au suferit progrese semnificative. În timp ce principiile fundamentale timpurii au fost păstrate, ele au fost rafinate și adaptate la standardele moderne.
În timpul acestei evoluții, au apărut noi tehnologii, procese, echipamente, tipuri de hârtie și aditivi chimici, în timp ce anumite metode și materiale învechite fie au dispărut, fie sunt aproape de uzură.
Transformarea industriei-marcată de înlocuirea vechilor practici cu altele inovatoare-nu reflectă doar schimbările istorice în fabricarea hârtiei, dar evidențiază și rolul critic al inovației în progresul industrial.
1. Plan (Hârtie Diazo)
Una dintre evoluțiile majore în domeniul proiectării inginerești în timpul secolului al XX-lea a fost trecerea de la schițe la desene-albe. Planurile, cunoscute și sub numele de hârtie diazo, sunt foi specializate utilizate pentru reproducerea desenelor și documentelor tehnice. Suprafața hârtiei diazoice este acoperită cu un strat fotosensibil compus din săruri de diazoniu și agenți de cuplare. Când este dezvoltat cu o soluție alcalină, produce un fundal albastru caracteristic cu linii violet.
În era pre-digitală, inginerii creau manual desene originale, trasau copii de bază și apoi le expuneu pentru a produce schițe. Aceste role de schițe erau esențiale pe șantierele de construcții, deși procesul lor de dezvoltare a eliberat vapori de amoniac. În ciuda acestor dezavantaje, proiectarea a permis reproducerea eficientă și conservarea-pe termen lung a documentației tehnice.
Odată cu apariția designului-asistat de computer (CAD), fluxurile de lucru digitale au devenit dominante. Progresele în puterea de calcul, împreună cu îmbunătățirile aduse imprimantelor și copiatoarelor-care prezintă viteză mare, capacitate de format mare, calitate înaltă, multifuncționalitate și costuri reduse-a condus la adoptarea pe scară largă a tipăririi digitale. Această schimbare a transformat în mod fundamental documentația de inginerie, făcând ca utilizarea desenelor-albe să fie o practică standard.
2. Polizor lemn
Cu zeci de ani în urmă, vizitarea unei fabrici de hârtie de ziar ar include, de obicei, să vezi mașini de măcinat lemn mari și zgomotoase care funcționează în fabrică de pastă. În acest proces, buștenii erau presați hidraulic sau mecanic împotriva pietrelor de șlefuit rotative, unde erau reduse în pastă înainte de a fi colectate prin canale subterane. Produsul rezultat, cunoscut sub numele de pastă de lemn măcinat, a fost produs în întregime prin mijloace mecanice.
Astăzi, mulți profesioniști mai tineri s-ar putea să nu fie familiarizați cu mașinile de tocat lemn, ceea ce reflectă cât de semnificativ s-au schimbat metodele de prelucrare a pastei. Au existat mai multe tipuri de mașini de șlefuit pentru lemn, inclusiv modele de tip-lanț, tip-sac, tip-bină și-inel, tipul-lanț și tip-sac fiind cele mai comune în China.
Cu toate acestea, măcinarea mecanică a fost un proces ineficient, caracterizat printr-un consum mare de energie. Timp de mulți ani, celuloza de lemn măcinat a rămas materialul principal pentru producția de hârtie de ziar, metoda dominantă fiind măcinarea cu piatră.
Acest lucru a început să se schimbe în a doua jumătate a secolului al XX-lea odată cu introducerea a două inovații cheie. Mai întâi a fost dezvoltarea tehnologiilor de prelucrare a pastei mecanice bazate pe cip-, inclusiv pastă mecanică de rafinare (RMP), pastă termomecanică (TMP), pastă chimicotermomecanică (CTMP) și CTMP albită (BCTMP), începând cu anii 1960. În comparație cu măcinarea tradițională, aceste metode au lărgit gama de resurse lemnoase utilizabile, au îmbunătățit automatizarea, au îmbunătățit calitatea celulozei, au crescut eficiența și au redus impactul asupra mediului-ducând la adoptarea rapidă.
În al doilea rând, fabricile de hârtie de ziar au apelat din ce în ce mai mult la fibre reciclate. În noiembrie 1992, Fabrica de hârtie din Guangzhou a pus în funcțiune o linie de pastă de hârtie reziduală (DIP) de 80-tone-pe zi, importată din Andritz din Austria pentru producția de hârtie de ziar. În 1998, Shanghai Hansong Potential Paper Industry Co., Ltd. a început să producă hârtie de ziar folosind un amestec de 90% DIP și 10% BCTMP, trecând ulterior la 100% DIP. De atunci, toate mașinile de hârtie de ziar nou instalate în China au folosit în principal hârtie reciclată ca materie primă.
3. Mașină cu cilindru
În 1809, inventatorul britanic John Dickinson a dezvoltat mașina de hârtie tip cilindru. Această mașină folosea una sau mai multe matrițe cilindrice și era capabilă să producă hârtie variind de la calități ușoare de uz casnic (zeci de grame pe metru pătrat) la plăci grele cu mai multe straturi (sute de grame pe metru pătrat).
Deși a fost introdusă la un deceniu după mașina Fourdrinier și adoptată mai târziu în China, mașina cu cilindru a câștigat popularitate datorită structurii sale simple, ușurinței în operare, costurilor mai mici de investiții și întreținerii simple. Majoritatea fabricilor de hârtie din provincie timpurii din China se bazau pe mașini cu cilindru.
În perioada de creștere rapidă a producției de hârtie-la scară mică, mașinile cu cilindru erau omniprezente. Până la sfârșitul anului 1985, sectorul industriei ușoare din China opera peste 5.000 de mașini de hârtie, dintre care aproximativ 600 erau de tip Fourdrinier, iar restul mașini cu cilindru.
Mașina tradițională cu cilindru folosește un fir cilindric rotativ pentru formarea foii. Cu toate acestea, pe măsură ce cererea a crescut pentru viteze mai mari, lățimi mai largi și o calitate mai bună, această metodă de formare sa dovedit inadecvată. A fost înlocuită treptat de sisteme mai avansate: mașina de sârmă cu manta (pentru lucrări culturale), formatoare de semilună (pentru șervețele) și formatoare cu mai multe straturi (pentru carton).
Astăzi, fabricile de hârtie moderne care desfășoară proiecte de extindere se bazează pe instrumente de design digital. Imprimantele, copiatoarele și computerele domină spațiul de lucru, iar documentația este acum tipărită predominant pe hârtie albă.
4. Ajutor de formare
Timp de secole, producătorii de hârtie chinezi au folosit o substanță cunoscută sub numele de „medicamentul hârtiei”, derivat din mucilagiul vegetal. Când este adăugat în pastă, acesta acționează ca un dispersant, reglând scurgerea apei pe țesătura de formare, îmbunătățind dispersia fibrelor și sporind uniformitatea hârtiei-o practică care continuă într-o oarecare măsură și în prezent.
În urma reformei și politicii de deschidere a Chinei-, creșterea nivelului de trai a dus la creșterea cererii de hârtie igienică. În acel moment, erau disponibile doar mașini Fourdrinier și cilindri. Datorită greutății de bază reduse și subțirii hârtiei de țesut, obținerea unei forme uniforme a fost o provocare. Pentru a rezolva acest lucru, industria a revizuit conceptul de „medicament de hârtie”, înlocuind extractele naturale din plante cu polimeri sintetici mai eficienți.
Inițial, a fost utilizat polietilenoxid neionic (PEO), urmat de poliacrilamidă anioică (APAM). PEO a oferit performanțe superioare, dar a fost costisitoare; APAM a fost mai puțin eficient, dar mai economic.
Ambii sunt polimeri cu greutate-moleculară- mare, cu vâscozitate ridicată a soluției. Când sunt adăugate în pastă, ele măresc repulsia inter-fibrelor, încetinesc deshidratarea și reduc flocularea fibrelor, îmbunătățind astfel uniformitatea foii. Aceste substanțe chimice sunt acum denumite dispersanți sau ajutoare de formare.
Cu toate acestea, această aplicație a scăzut după 1997, când China a început să importe mașini avansate de țesut-în special tip rulou de aspirare cu vid (Bestformer) și formatoare de semilună. Mecanismele lor unice de formare au asigurat în mod inerent o uniformitate excelentă a foii, reducând dependența de aditivi chimici. Pe măsură ce mașinile Fourdrinier și cu cilindru au renunțat treptat la producția de țesuturi, piața dispersanților sa diminuat în consecință.
5. Bătător
Din punct de vedere istoric, producătorii de hârtie foloseau ciocane de lemn sau mortare de piatră pentru a bate materiile prime fibroase-un proces denumit în mod adecvat „bătuire”. Acest pas modifică morfologia fibrelor și îmbunătățește rezistența de aderență între fibre, ceea ce este esențial pentru producerea hârtiei de-înaltă calitate. Într-adevăr, expresia „hârtia vine de la bătător” îi subliniază importanța.
În studiile arheologice, dacă fibrele au suferit bătăi este un criteriu cheie pentru a determina dacă materialele fibroase dezgropate se califică drept hârtie adevărată.
În 1680, olandezii au inventat batatorul Hollander, care a fost adoptat pe scară largă. În acest dispozitiv, pulpa circulă într-o cuvă, unde cuțitele rotative interacționează cu cuțitele de jos staționare pentru a obține rafinare.
Cu toate acestea, batatorul Hollander ocupă un spațiu considerabil, consumă energie electrică substanțială, funcționează intermitent și impune intensitate mare a muncii. Aceste limitări au făcut-o în mod inerent tranzitorie. Până la sfârșitul secolului al XX-lea, a fost în mare parte înlocuit de rafinări continue.
Practica modernă se referă la proces mai degrabă ca „rafinare” decât „bataie”, iar echipamentul este acum numit „rafinător”. În mod corespunzător, terminologia engleză s-a schimbat de la „bătăre” la „rafinare” și „bătător” la „rafinator”.
6. Placă galbenă de paie
Placa galbenă de paie, cunoscută în mod obișnuit sub denumirea de „hârtie de bălegar de cal”, era denumită anterior hârtie de carton galben. În vremuri mai vechi, când standardele de viață și tehnologia de fabricare a hârtiei erau limitate, această placă-de calitate scăzută a servit ca material principal de ambalare, folosit pentru ambalarea mărfurilor sau ca plăci de suport.
Este produs din orez și paie de grâu, procesat prin fermentație sau gătit alcalin cu var sau sodă caustică. Datorită materiilor prime-de calitate scăzută și procesării rudimentare, placa rezultată prezintă un aspect slab și o rezistență mecanică scăzută.
Până la sfârșitul secolului al XX-lea, producția internă de carton ondulat-alb și carton pliabil sa extins semnificativ. Preferințele pieței s-au orientat către alternative de-calitate superioară, ceea ce a dus la o scădere bruscă a utilizării plăcilor de paie galbene. După 1996, acesta nu a mai fost inclus în statisticile oficiale publicate de autoritățile din industria hârtiei. Astăzi, doar câteva fabrici mici de hârtie continuă să-l producă, în principal pentru aplicații de ambalare-low-end.
7. Sârmă de bronz
De la inventarea mașinii de hârtie, plasa de cupru a fost folosită ca componentă de formare și deshidratare. În mod obișnuit, sârma din bronz fosforat este utilizat pentru urzeală și sârmă de alamă pentru bătătură.
După înființarea Republicii Populare Chineze, producția de probă a plaselor de bronz fosfor a început în 1949 sub Biroul de Administrare a Întreprinderilor de Nord-Est. Aceasta a dus la înființarea Shenyang Copper Mesh Factory-primul producător de plase dedicat pentru fabricarea hârtiei din China.
Cuprul, staniul și zincul-componentele cheie ale plasei de cupru-sunt metale ne-feroase valoroase, așa că plasele de cupru a fost clasificată drept „articol prețios” în fabricile de hârtie și gestionată în consecință.
La sfârșitul anilor 1950, urmând tendințele internaționale, China a început să exploreze alternative plastice la cuprul. În anii 1960, plasele de plastic fabricate-străine au fost importate pentru testare.
În 1977, Ministerul Industriei Ușoare a însărcinat Fabrica de Sârmă de Cupru și Plasă de Cupru din Tianjin cu dezvoltarea țesăturii de formare a poliesterului. În decembrie 1982, Institutul de Cercetare a Hârtiei din Tianjin a găzduit o întâlnire de evaluare a acestei inovații, care a fost aprobată cu succes.
Ulterior, fabrica a produs loturi de probă de plasă de poliester pentru utilizare pilot în diferite fabrici de hârtie.
În ianuarie 1986, la Tianjin a avut loc o conferință națională privind promovarea plaselor din poliester, la care au participat 139 de reprezentanți din 25 de provincii și municipalități. S-a ajuns la un consens privind înlocuirea plasei de cupru cu plasă de poliester, inițiind adoptarea la nivel național.
Până la sfârșitul anului 1986, șapte fabrici interne de plasă au produs 1,6 milioane de metri pătrați de țesătură de formare, dintre care 1,03 milioane erau plase de cupru.
Până în 2009, China avea 14 producători de plase la scară mare-(cu excepția întreprinderilor cu capital integral-străin), producând un total de 1,8 milioane de metri pătrați de țesătură de formare, cu doar 139.000 de metri pătrați încă din cupru.
8. Rosin Size Glue
Rosinul a fost folosit pentru prima dată ca agent de dimensionare în fabricarea hârtiei în 1807 și a rămas principala substanță chimică de dimensionare timp de peste un secol. Dezvoltarea sa a progresat de la dimensiunea obișnuită a colofoniei la forme întărite și dispersate și de la variante anionice la variante cationice. În ciuda îmbunătățirilor, dimensionarea colofoniei a necesitat întotdeauna sulfat de aluminiu, făcându-l potrivit doar pentru mediile acide de fabricare a hârtiei.
La mijlocul secolului al XX-lea, industria s-a mutat către fabricarea hârtiei neutre și alcaline, în special pentru hârtiile culturale folosind carbonat de calciu ca umplutură. Deși dimensiunile modificate ale colofoniei au extins capacitatea de utilizare la pH 6-7 (condiții neutre), acestea nu au putut funcționa eficient la pH 8-9 (condiții alcaline).
Această limitare a stimulat dezvoltarea agenților de dimensionare sintetici, cum ar fi dimerul de alchil cetenă (AKD) și anhidrida alchenil succinică (ASA). În China, fabrica de hârtie din Shanghai Jiangnan a fost pionier în dimensionarea neutră bazată pe AKD-în 1989 pentru hârtie de bază acoperită. În 1992, Jinan Chemical Research Institute a stabilit o unitate de producție în Longkou, Shandong, prin Longquan Joint Venture Fine Chemical Factory, producând 100 de tone de pulbere AKD și 1.000 de tone de emulsie anual-marcând începutul producției interne de AKD.
La sfârșitul anilor 1990, Cytec (SUA) a introdus cu succes dimensionarea ASA la Ningbo Zhonghua Paper Industry Company pentru producția de table albe acoperite.
În prezent, AKD și ASA sunt utilizate pe scară largă în producția de hârtie culturală, materiale de ambalare, carton și hârtie de specialitate.
Cu toate acestea, colofonia rămâne o resursă regenerabilă și un agent de dimensionare eficient din punct de vedere istoric. Principala constrângere constă în dependența sa de sulfatul de aluminiu. Dacă cercetările viitoare permit dimensionarea pe bază de colofoniu-în sistemele alcaline, aceasta ar putea experimenta o reapariție.
9. Digestor sferic
Nu cu mult timp în urmă, bilele de aburi erau vase obișnuite de prelucrare a pastei în fabricile de hârtie din China, care își produceau adesea propria pastă chimică. Bila de abur este un vas sferic, rotativ, care funcționează intermitent, cu capacitate limitată.
Disponibilă în volume de 14, 25 și 40 de metri cubi, o unitate de 25 m³ produce aproximativ 10 tone de pastă uscată pe zi, în timp ce o unitate de 40 m³ produce 16 tone-rezultând producții anuale de doar câteva mii de tone.
În plus, procesul de aburire necesită evacuarea repetată a aburului, care este dificil de recuperat sau tratat, ceea ce duce la pierderi semnificative de energie și la poluarea mediului.
Pe măsură ce fabricile de celuloză s-au extins, creșterea producției prin bile de aburi mai mari sau multiple a devenit nepractică. În consecință, bilele aburinde și-au pierdut relevanța.
Fabricile moderne de celuloză, cu capacități anuale care depășesc un milion de tone, se bazează exclusiv pe digestoare continue sau{0}}digestoare pe loturi la scară mare.
10. Pulparea sulfitului
Prelucrarea chimică industrială folosește în primul rând două metode: procesul alcalin și procesul sulfit. Metoda sulfitului, inventată în SUA în 1866 și industrializată în 1874, folosește soluții de sulfiți pentru a găti fibrele vegetale în pastă. Variantele includ procese acide, neutre, bazice și bisulfit, cu cationi precum calciu, magneziu, sodiu sau amoniu.
Procesul cu sulfit acid funcționează la pH foarte scăzut și este potrivit numai pentru lemn, nu pentru materiale pe bază de iarbă-.
În anii 1960 și 1970, din cauza penuriei de sodă caustică și a ratelor scăzute de recuperare a alcalinei în celuloza kraft, interesul pentru prelucrarea sulfitului de amoniu neutru a crescut. În 1967, Ministerul Industriei Ușoare a organizat teste de aplicare a acestuia, cu lichid rezidual folosit ca îngrășământ.
În 1968, cu sprijinul Institutului de Cercetare a Hârtiei al Ministerului și al altor unități de cercetare, Fabrica de hârtie Tai'an din Shandong a implementat cu succes prelucrarea sulfitului de amoniu folosind paie, aplicând lichidul uzat direct pe terenurile agricole.
Recunoscută ca un proiect demonstrativ național în 1976, această metodă s-a răspândit la fabricile de hârtie mici din provincii, inclusiv Shandong, Sichuan, Hebei, Shanxi, Henan, Yunnan, Shaanxi și Xinjiang.
Cu toate acestea, prelucrarea sulfiților suferă de coroziune ridicată a echipamentului, cicluri lungi de gătire și tratare dificilă a efluenților. Odată ce prelucrarea kraft a atins progrese în recuperarea alcaline și înălbire, procesul de sulfit a scăzut.
De la sfârșitul secolului al XX-lea, liniile de prelucrare cu sulfiți din China au fost treptat închise. Toate fabricile de celuloză noi și extinse-fie pentru lemn sau fibre non-de lemn-adoptă acum procese de prelucrare a celulozei alcaline.
