Qog'oz ishlab chiqarish: Sellyuloza xomashyosini qayta ishlash va varaq shakllantirishning global istiqbollari

Qog'oz, zamonaviy jamiyatda keng tarqalgan material bo'lib, aloqa, qadoqlash va boshqa son-sanoqsiz sohalarda muhim rol o'ynaydi. Ushbu blog posti qog'oz ishlab chiqarishning murakkab jarayonini, xomashyoni tayyor mahsulotga aylantirishni, global o'zgarishlar va barqaror amaliyotlarga e'tibor qaratgan holda chuqur o'rganadi.

I. Qog'ozning mohiyati: Sellyulozani tushunish

Aslida, qog'oz sellyuloza tolalarining to'ridir. Sellyuloza o'simliklarning hujayra devorlarida mavjud bo'lgan tabiiy polimerdir. Ushbu tolalarning manbai yakuniy qog'oz mahsulotining xususiyatlariga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Keng tarqalgan manbalarga quyidagilar kiradi:

• Yog'och: Eng keng tarqalgan manba bo'lib, ham ignabargli (masalan, qarag'ay, pixta) ham bargli (masalan, eman, qayin) daraxtlardan olinadi. Ignabargli daraxt tolalari odatda uzunroq bo'lib, mustahkamlikni ta'minlaydi, bargli daraxt tolalari esa silliqlik va yaxshi bosma sifatini taqdim etadi.
• Qayta ishlangan qog'oz: Barqaror qog'oz ishlab chiqarishning muhim elementi. Qayta ishlangan tolalar turli xil qog'oz navlariga qo'shilishi mumkin, bu esa yangi yog'och xomashyosiga bo'lgan talabni kamaytiradi.
• Yog'och bo'lmagan tolalar: Ayniqsa, yog'och resurslari cheklangan yoki maxsus qog'oz xususiyatlari talab qilinadigan hududlarda tobora muhim ahamiyat kasb etmoqda. Masalan:
• Bambuk: Tez o'sadigan va barqaror muqobil, ayniqsa Osiyoda mashhur.
• Paxta: Arxiv qog'ozi va banknotalar kabi yuqori sifatli qog'ozlar uchun ishlatiladi, o'zining mustahkamligi va chidamliligi bilan mashhur.
• Kanakunjut: Kuchli va ekologik toza variant bo'lib, maxsus qog'oz bozorlarida ommalashib bormoqda.
• Bagassa: Shakarkamishni qayta ishlashdan keyin qolgan tolali qoldiq, Braziliya va Hindiston kabi mamlakatlarda qog'oz ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi.
• Somon: Bug'doy, sholi va boshqa somonlardan foydalanish mumkin, ammo ular ko'pincha intensiv qayta ishlashni talab qiladi.

II. Sellyuloza xomashyosini qayta ishlash: Xomashyodan tolali suspenziyaga qadar

Sellyuloza xomashyosini qayta ishlash jarayoni sellyuloza tolalarini xomashyodan ajratish va ularni varaq shakllantirish uchun tayyorlashni o'z ichiga oladi. Bu jarayon odatda bir necha asosiy bosqichlardan iborat:

A. Dastlabki ishlov berish: Xomashyoni tayyorlash

Dastlabki qadamlar xomashyoni sellyuloza olish uchun tayyorlashni o'z ichiga oladi. Bunga quyidagilar kirishi mumkin:

• Po'stlog'ini tozalash (yog'och uchun): G'o'lalardan tashqi po'stlog'ini olib tashlash, bu sellyuloza massasiga iflosliklar tushishini oldini oladi. Dunyoning ko'plab zavodlarida katta po'stloq tozalash barabanlari keng tarqalgan.
• Maydalash (yog'och uchun): G'o'lalarni kichik, bir xil o'lchamdagi parchalarga kesish, bu samarali sellyuloza olishni osonlashtiradi.
• Tozalash (qayta ishlangan qog'oz uchun): Skrepka, plastmassa va yelim kabi ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash.
• Maydalash va tozalash (yog'och bo'lmagan tolalar uchun): Yog'och bo'lmagan tolalarni kichikroq bo'laklarga bo'lish va tuproq va barglar kabi iflosliklarni olib tashlash orqali tayyorlash.

B. Sellyuloza olish: Tolalarni ajratish

Sellyuloza olish — bu sellyuloza tolalarini lignin (tolalarni bir-biriga bog'laydigan murakkab polimer) va xomashyoning boshqa tarkibiy qismlaridan ajratish jarayonidir. Sellyuloza olishning ikki asosiy usuli mavjud:

1. Mexanik usulda sellyuloza olish

Mexanik usulda sellyuloza olish tolalarni ajratish uchun jismoniy kuchga tayanadi. Bu yuqori sellyuloza hosildorligini beradi (95% ga yaqin), ya'ni xomashyoning katta qismi sellyuloza massasiga aylanadi. Biroq, hosil bo'lgan massa tarkibida sezilarli miqdorda lignin bo'ladi, bu esa qog'ozning vaqt o'tishi bilan sarg'ayishi va yomonlashishiga olib kelishi mumkin. Keng tarqalgan mexanik sellyuloza olish usullari quyidagilardir:

• Defibryor massasi olish (GWP): G'o'lalar aylanuvchi maydalagichga bosiladi, bu esa tolalarni ajratadi. Bu usul odatda gazeta qog'ozi ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
• Refiner mexanik massasi olish (RMP): Yog'och parchalari tolalarni ajratadigan aylanuvchi disklar (refinerlar) orasidan o'tkaziladi.
• Termo-mexanik massasi olish (TMP): RMP ga o'xshash, lekin yog'och parchalari refinerdan o'tkazishdan oldin oldindan isitiladi, bu ligninni yumshatadi va tola shikastlanishini kamaytiradi. TMP GWP yoki RMP ga qaraganda mustahkamroq massa hosil qiladi.
• Kimyoviy-termo-mexanik massasi olish (CTMP): Yog'och parchalari termo-mexanik rafinatsiyadan oldin kimyoviy moddalar (masalan, natriy sulfit) bilan oldindan ishlov beriladi. Bu ligninni yanada yumshatadi va massa sifatini yaxshilaydi.

2. Kimyoviy usulda sellyuloza olish

Kimyoviy usulda sellyuloza olishda ligninni eritish va tolalarni ajratish uchun kimyoviy eritmalar qo'llaniladi. Bu usul mexanik usulga nisbatan pastroq sellyuloza hosildorligiga (taxminan 40-50%) olib keladi, ammo natijada olingan massa ancha mustahkam, yorqinroq va chidamliroq bo'ladi. Keng tarqalgan kimyoviy sellyuloza olish usullari quyidagilardir:

• Kraft usuli (Sulfat usuli): Eng keng qo'llaniladigan kimyoviy sellyuloza olish jarayoni. Yog'och parchalari natriy gidroksid va natriy sulfid (oq ishqor) eritmasida qaynatiladi. Ishlatilgan qaynatish suyuqligi (qora ishqor) tiklanadi va kimyoviy moddalarni qayta tiklash uchun qayta ishlanadi. Kraft massasi o'zining mustahkamligi bilan mashhur va qadoqlash, bosma va yozuv qog'ozlari kabi keng turdagi qog'oz mahsulotlarida qo'llaniladi.
• Sulfit usuli: Yog'och parchalari oltingugurt kislotasi va asos (masalan, kaltsiy, magniy, natriy yoki ammoniy) eritmasida qaynatiladi. Sulfit usuli kraft usuliga qaraganda yorqinroq massa hosil qiladi, lekin natijada olingan qog'oz odatda zaifroq bo'ladi. Bu usul oltingugurt dioksidi chiqindilari bilan bog'liq ekologik muammolar tufayli kraft usuliga qaraganda kamroq tarqalgan.
• Soda usuli: Yog'och parchalari natriy gidroksid eritmasida qaynatiladi. Bu usul asosan somon va bagassa kabi yog'och bo'lmagan tolalardan sellyuloza olish uchun ishlatiladi.

C. Yuvish va saralash: Nopokliklar va istalmagan zarrachalarni olib tashlash

Sellyuloza olingandan so'ng, qoldiq kimyoviy moddalar, lignin va boshqa nopokliklarni olib tashlash uchun massa yuviladi. Saralash jarayoni yakuniy qog'oz varag'ining sifatiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin bo'lgan har qanday katta o'lchamdagi zarrachalar yoki tola to'plamlarini olib tashlaydi. Odatda aylanuvchi elaklar va bosimli elaklar qo'llaniladi.

D. Oqartirish: Yorqinlikni oshirish

Oqartirish qolgan ligninni olib tashlash yoki o'zgartirish orqali massaning yorqinligini oshirish uchun ishlatiladi. Turli xil oqartirish jarayonlari mavjud bo'lib, ular xlorga asoslangan usullardan (ekologik muammolar tufayli tobora kamayib bormoqda) xlorsiz usullarga (masalan, kislorod, ozon, vodorod peroksid yoki peratsetik kislota yordamida) qadar farqlanadi.

E. Maydalash: Yaxshilangan xususiyatlar uchun tolalarni modifikatsiyalash

Maydalash — bu sellyuloza tolalarini ularning bog'lanish xususiyatlarini yaxshilash va qog'ozning mustahkamligi, silliqligi va bosma sifatini oshirish uchun o'zgartiradigan muhim qadamdir. Refinerlar tolalarining tashqi qatlamlarini fibrillash uchun mexanik ta'sirdan foydalanadi, ularning sirt maydonini va egiluvchanligini oshiradi. Bu tolalarning varaq shakllanishi paytida yanada samaraliroq birikishiga imkon beradi.

III. Varaq shakllantirish: Sellyuloza suspenziyasidan qog'oz varag'iga qadar

Varaq shakllantirish — bu sellyuloza suspenziyasini uzluksiz qog'oz to'riga aylantirish jarayonidir. Bu odatda bir nechta muhim funktsiyalarni bajaradigan murakkab uskunalar bo'lgan qog'oz ishlab chiqarish mashinasi yordamida amalga oshiriladi:

A. Bosh quti: Sellyuloza suspenziyasini teng taqsimlash

Bosh quti — bu sellyuloza suspenziyasining qog'oz ishlab chiqarish mashinasining shakllantiruvchi qismiga kirish nuqtasidir. Uning asosiy vazifasi massani mashinaning eni bo'ylab teng taqsimlash va shakllantiruvchi matoga suspenziya oqimini nazorat qilishdir. Turli xil bosh quti dizaynlari mavjud, ammo maqsad bir xil va barqaror sellyuloza suspenziyasi oqimini yaratishdir.

B. Shakllantirish seksiyasi: Suvni olib tashlash va tolalarni birlashtirish

Shakllantirish seksiyasi sellyuloza suspenziyasidan dastlabki suvsizlantirish sodir bo'ladigan va tolalar varaq hosil qilish uchun birlasha boshlaydigan joydir. Shakllantirish seksiyalarining bir nechta turlari mavjud bo'lib, ularning har biri o'zining afzalliklari va kamchiliklariga ega:

• Furdrinye shakllantiruvchisi: Eng keng tarqalgan shakllantirish seksiyasi turi. Sellyuloza suspenziyasi harakatlanuvchi sim to'rga (shakllantiruvchi mato) purkaladi. Suv matodan oqib o'tadi va orqada tolalar to'rini qoldiradi. Suvni olib tashlashni kuchaytirish uchun folga va vakuum qutilari kabi turli elementlardan foydalaniladi.
• Qo'sh to'rli shakllantiruvchi: Sellyuloza suspenziyasi ikkita harakatlanuvchi sim to'r orasiga yuboriladi. Suv ikkala matodan ham oqib o'tadi, natijada yanada simmetrik va yaxshilangan xususiyatlarga ega varaq hosil bo'ladi. Qo'sh to'rli shakllantiruvchilar odatda yuqori tezlikda qog'oz ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
• Tirqishli shakllantiruvchi: Qo'sh to'rli shakllantiruvchilarga o'xshash, ammo sellyuloza suspenziyasi ikkita shakllantiruvchi mato orasidagi tor tirqishga yuboriladi. Bu juda yuqori tezlikda qog'oz ishlab chiqarish imkonini beradi.

C. Press seksiyasi: Keyingi suvni olib tashlash va varaqni zichlash

Shakllantirish seksiyasidan so'ng, qog'oz varag'i press seksiyasiga kiradi, u erda ko'proq suvni olib tashlash va tolalarni zichlash uchun bir qator roliklar (presslar) orqali o'tkaziladi. Presslar varaqqa bosim o'tkazib, suvni siqib chiqaradi va tolalarni yaqinroq aloqaga keltiradi. Bu varaqning mustahkamligini, silliqligini va zichligini yaxshilaydi.

D. Quritish seksiyasi: Yakuniy suvni olib tashlash va varaqni barqarorlashtirish

Quritish seksiyasi qog'oz ishlab chiqarish mashinasining eng katta qismidir. U qog'oz varag'i o'tkaziladigan bir qator qizdirilgan silindrlardan (quritish barabanlari) iborat. Silindrlardan keladigan issiqlik varaqdagi qolgan suvni bug'lantiradi va uning namligini kerakli darajaga tushiradi. Quritish seksiyasi odatda issiqlikni qayta tiklash va namlikni nazorat qilish uchun qopqoq bilan o'ralgan bo'ladi.

E. Kalandr seksiyasi: Yuzani pardozlash va qalinlikni nazorat qilish

Kalandr seksiyasi qog'oz varag'ining yuzasini silliqlash va uning qalinligini nazorat qilish uchun ishlatiladigan bir qator roliklardan iborat. Roliklar varaqqa bosim o'tkazib, tolalarni tekislaydi va uning yaltiroqligi va bosma sifatini yaxshilaydi. Kalandrlash, shuningdek, mot yoki yaltiroq kabi maxsus sirt qoplamasini berish uchun ham ishlatilishi mumkin.

F. O'rash seksiyasi: Tayyor qog'ozni o'rash

Qog'oz ishlab chiqarish mashinasining yakuniy qismi — bu o'rash seksiyasi bo'lib, u erda tayyor qog'oz varag'i katta g'altakka o'raladi. Keyin qog'oz g'altagi qayta ishlash bo'limiga yuboriladi va u erda kerakli o'lchamdagi rulonlarga yoki varaqlarga kesiladi.

IV. Qog'oz ishlab chiqarishda barqarorlik: Global zarurat

Qog'oz sanoati atrof-muhitga ta'sirini minimallashtirish uchun barqaror amaliyotlarni qo'llash borasida tobora ortib borayotgan bosimga duch kelmoqda. Asosiy e'tibor qaratiladigan sohalar quyidagilardir:

• O'rmonlarni barqaror boshqarish: O'rmonlarning mas'uliyat bilan boshqarilishini ta'minlash, bioxilma-xillikni rag'batlantiruvchi, suv resurslarini himoya qiluvchi va o'rmonlarning kesilishini oldini oluvchi amaliyotlarni qo'llash. O'rmon Xo'jaligi Kengashi (FSC) va O'rmon Sertifikatsiyasini Tasdiqlash Dasturi (PEFC) kabi o'rmon sertifikatsiyasi sxemalari yog'och mahsulotlarining barqaror boshqariladigan o'rmonlardan kelishini kafolatlaydi.
• Qayta ishlangan tolalardan foydalanish: Qog'oz ishlab chiqarishda qayta ishlangan tolalardan foydalanishni ko'paytirish yangi yog'och xomashyosiga bo'lgan talabni kamaytiradi va chiqindilarni minimallashtiradi. Ko'pgina mamlakatlar qog'oz mahsulotlarida qayta ishlangan tarkib uchun maqsadli ko'rsatkichlarni belgilagan.
• Suvni tejash: Samarali suv boshqaruvi amaliyotlari va yopiq tizimlar orqali qog'oz ishlab chiqarish jarayonida suv sarfini kamaytirish. Jarayon suvini tozalash va qayta ishlatish uchun suvni tozalash texnologiyalari qo'llaniladi.
• Energiya samaradorligi: Energiya tejaydigan uskunalar va jarayonlar orqali qog'oz ishlab chiqarish jarayonida energiya sarfini kamaytirish. Elektr energiyasi va issiqlikni birgalikda ishlab chiqaradigan kogeneratsiya tizimlari energiya samaradorligini oshirishi mumkin.
• Kimyoviy moddalardan foydalanishni kamaytirish: Sellyuloza olish va oqartirish jarayonlarida zararli kimyoviy moddalardan foydalanishni minimallashtirish. Elementsiz xlorsiz (ECF) va to'liq xlorsiz (TCF) oqartirish usullari tobora keng tarqalmoqda.
• Chiqindilarni boshqarish: Qog'oz ishlab chiqarish jarayonida hosil bo'ladigan chiqindilarni kamaytirish va qayta ishlash. Qattiq chiqindilarni energiya qayta tiklash tizimlarida yoqilg'i sifatida ishlatish mumkin.
• Uglerod izini kamaytirish: Qog'oz ishlab chiqarishdan kelib chiqadigan issiqxona gazlari emissiyasini kamaytirish strategiyalarini amalga oshirish. Bunga qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanish, energiya samaradorligini oshirish va transport logistikasini optimallashtirish kiradi.

Turli mamlakatlar va mintaqalar barqaror qog'oz ishlab chiqarishni rag'batlantirish uchun turli xil qoidalar va tashabbuslarni qabul qilgan. Masalan, Yevropa Ittifoqining Eko-yorliq sxemasi o'z hayot tsikli davomida yuqori ekologik standartlarga javob beradigan mahsulotlarni belgilaydi. Shimoliy Amerikada Barqaror O'rmonchilik Tashabbusi (SFI) mas'uliyatli o'rmon boshqaruvi amaliyotlarini rag'batlantiradi.

V. Qog'oz ishlab chiqarish texnologiyasidagi innovatsiyalar

Qog'oz sanoati doimiy ravishda rivojlanmoqda, samaradorlikni oshirish, atrof-muhitga ta'sirni kamaytirish va qog'oz xususiyatlarini yaxshilashga qaratilgan doimiy tadqiqot va ishlanmalar olib borilmoqda. Ba'zi asosiy innovatsiyalar quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Nanosellyuloza: Yog'och xomashyosidan olingan material bo'lgan nanosellyulozadan qog'ozning mustahkamligi va boshqa xususiyatlarini yaxshilash uchun foydalanish. Nanosellyuloza, shuningdek, qadoqlash va biotibbiyot materiallari kabi boshqa sohalarda ham qo'llanilishi mumkin.
• Raqamlashtirish va avtomatlashtirish: Qog'oz ishlab chiqarish mashinasining ishlashini optimallashtirish va samaradorlikni oshirish uchun ilg'or avtomatlashtirish va nazorat tizimlarini joriy etish. Bunga qog'oz ishlab chiqarish jarayonini kuzatish va nazorat qilish uchun sensorlar, ma'lumotlar tahlili va sun'iy intellektdan foydalanish kiradi.
• Maxsus qog'ozlar: Elektronika uchun o'tkazuvchan qog'oz, qadoqlash uchun to'siqli qog'oz va mebel va interyer dizayni uchun dekorativ qog'oz kabi maxsus ilovalar uchun noyob xususiyatlarga ega yangi turdagi maxsus qog'ozlarni ishlab chiqish.
• Qog'oz bilan 3D bosib chiqarish: Qog'ozni 3D bosib chiqarish uchun material sifatida ishlatishni o'rganish, bu murakkab va moslashtirilgan ob'ektlarni yaratish uchun yangi imkoniyatlarni ochadi.
• Bio-asosli qoplamalar: Qog'oz qadoqlari uchun bio-asosli qoplamalarni ishlab chiqish, bu to'siq xususiyatlarini yaxshilash va qazib olinadigan materiallarga bog'liqlikni kamaytirish.

VI. Global qog'oz bozori: Trendlar va istiqbollar

Global qog'oz bozori katta va xilma-xil bozor bo'lib, turli mintaqalarda ishlab chiqarish va iste'mol qilish shakllarida sezilarli farqlar mavjud. Osiyo Xitoy va Hindiston kabi iqtisodiyotlarning o'sishi bilan eng yirik qog'oz ishlab chiqaruvchi va iste'mol qiluvchi mintaqadir. Shimoliy Amerika va Yevropa ham yirik qog'oz bozorlari hisoblanadi, ammo ularning iste'moli ba'zi segmentlarda elektron OAVdan foydalanishning ortishi tufayli kamaymoqda.

Global qog'oz bozoridagi asosiy tendentsiyalar quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Qadoqlash qog'oziga bo'lgan talabning o'sishi: Elektron tijoratning kengayishi va qadoqlangan tovarlardan foydalanishning ortishi bilan bog'liq.
• Bosma va yozuv qog'oziga bo'lgan talabning kamayishi: Elektron OAV va raqamli aloqadan foydalanishning ortishi tufayli.
• Barqaror qog'oz mahsulotlariga bo'lgan talabning ortishi: Iste'molchilarning ekologik masalalarga bo'lgan xabardorligining ortishi va biznes va hukumatlar tomonidan barqaror xarid siyosatining tobora ko'proq qabul qilinishi bilan bog'liq.
• Talabning mintaqaviy o'zgarishlari: Rivojlanayotgan bozorlarda rivojlangan mamlakatlarga nisbatan tezroq o'sish kuzatilmoqda.

VII. Xulosa: Qog'ozning doimiy ahamiyati

Raqamli texnologiyalarning yuksalishiga qaramay, qog'oz zamonaviy jamiyatda muhim material bo'lib qolmoqda. Aloqa va qadoqlashdan gigiena va maxsus ilovalargacha, qog'oz bizning kundalik hayotimizda muhim rol o'ynaydi. Qog'oz ishlab chiqarish jarayoni murakkab bo'lishiga qaramay, yanada samaraliroq, barqaror va innovatsion bo'lish uchun doimiy ravishda rivojlanmoqda. Sellyuloza xomashyosini qayta ishlash va varaq shakllantirishning nozikliklarini tushunib, barqaror amaliyotlarni qabul qilish orqali biz qog'oz kelajak avlodlar uchun qimmatli va ekologik jihatdan mas'uliyatli manba bo'lib qolishini ta'minlashimiz mumkin. Texnologiyalar rivojlanib, global bozorlar o'zgarib borar ekan, qog'oz sanoati kelgusi yillarda dolzarb va raqobatbardosh bo'lib qolish uchun moslashishda, innovatsiyalarni joriy etishda va barqarorlikka ustuvor ahamiyat berishda davom etishi kerak.