6.2.4 ضایعات صنعت کاغذ

صنعت کاغذ مقدار قابل توجهی ضایعات مختلف تولید می کند. باقیمانده خمیر حاوی فیبر سلولز بالایی است (Demir, Baspınar, & Orhan, 2005) و دیگری حاوی اکسید کلسیم بالایی است (Sutcu & Akkurt, 2009) و هر دو را می توان در تولید کلیک کنید آجر رسی پخته استفاده کرد. آنالیزهای کریستالی و فازی باقیمانده های پردازش کاغذ در شکل 6.7 نشان داده شده است. محصولات جانبی و خمیر باقیمانده از صنعت کاغذ با استفاده از چندین رویکرد مدیریت می شوند، از جمله پر کردن زمین، سوزاندن، استفاده در کارخانه های سیمان و آجرپزی، استفاده کشاورزی و کمپوست، تصفیه بی هوازی، و بازیافت (Huet, 1982؛ Shao, Qui, & Shah). ، 2001؛ سمینار، 1994).

برای دانلود تصویر در اندازه واقعی وارد شوید

شکل 6.7. الگوی پراش اشعه ایکس بقایای پردازش کاغذ

منبع: Sutcu & آکورت (2009).

دمیر و همکاران (2005) نشان داد که بقایای الیاف خمیر کرافت می تواند به عنوان منافذ در آجر پخته شده استفاده شود. ضخامت فیبر سلولزی حدود 5 تا 20 میکرومتر است و مقدار کمی از محتوای معدنی در سطوح آن رسوب می‌کند. اجزای شیمیایی اصلی عبارتند از 52٪ SiO2، 21٪ A2O3، 9٪ Fe2O3، و 9٪ تلفات هنگام احتراق (LOI). تا 5% باقیمانده خمیر را می توان به طور موثر به عنوان تشکیل دهنده منافذ در تولید آجر رسی در دمای پخت 900 درجه سانتی گراد استفاده کرد. افزایش دوز بیش از این سطح در کاهش چگالی ظاهری بدنه رسی مؤثر نبود. مقاومت فشاری نمونه ها با افزایش مقدار باقیمانده اضافه شده کاهش یافت. همچنین نشان داده شده است که باقیمانده ها را می توان به راحتی به عنوان افزودنی های تشکیل دهنده منافذ در بدنه آجر برای تسهیل تولید آجرهای عایق سوراخ شده عمودی مورد استفاده قرار داد.

Muñoz، Juárez، Morales و Mendivil (2013) استفاده از خمیر کاغذ را به عنوان یک افزودنی روشن کننده و تأثیر آن بر خواص حرارتی و مکانیکی آجر رسی پخته شده مورد مطالعه قرار دادند. نتایج نشان داد که استفاده از خمیر کاغذ باعث افزایش تخلخل آجر می شود و تأثیر قابل توجهی در کاهش مقاومت فشاری نسبت به هدایت حرارتی دارد. ترکیب 15 درصد خمیر کاغذ، رسانایی حرارتی را در دمای 10 درجه سانتیگراد به میزان 39.7 درصد در مقایسه با مقدار رسانایی آجر سفالی بدون افزودنی 0.45 W/m K K بهبود بخشیده است. رفتار هدایت حرارتی خطی نیست و تنها با افزودن مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. بیش از 5 درصد خمیر کاغذ

سرامیک های متخلخل و سبک وزن آنورتیت از مخلوط خاک رس پخته شده و ضایعات کاغذ با افزودن خاک اره نیز مورد مطالعه قرار گرفت و با موفقیت تولید شد (Sutcu & Akkurt، 2010). پسماندهای پردازش کاغذ بازیافتی (PPR) و خاک رس منابع مختلف برای تولید سرامیک آنورتیت متخلخل در دمای 1100-1300 درجه سانتی گراد و محتوای PPR 20-50 وزنی پخته شدند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که مخلوط خاک رس با 30 تا 40 درصد وزنی PPR که در دمای 1200 تا 1400 درجه سانتیگراد پخته شده است، حاوی آنورتیت به عنوان یک فاز اصلی و برخی فازهای فرعی فرعی مانند مولیت یا فاز ژلنیت در مخلوط است. مقاومت فشاری نمونه ها از 8 تا 43 مگاپاسکال متغیر بود. ادعا شد که پس از تکمیل این مطالعه، سرامیک های آنورتیت عایق حرارتی متخلخل با موفقیت تولید شد (Sutcu, Akkurt, Bayramb, & Uluca, 2012). یک آجر عایق نسوز آنورتیت از خاک رس، ضایعات کاغذ بازیافت شده و خاک اره با دمای پخت 1200 درجه سانتی گراد تولید شد. منافذ آجر از سوختن الیاف سلولز و تجزیه کربنات کلسیم ایجاد شده است. بسته به تخلخل آجرها، چگالی ظاهری بین 12/1 تا 64/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب و رسانایی حرارتی از 25/0 تا 13/0 وات بر متر کلوین متغیر است. آجر در نتیجه، بقایای کاغذ را می توان به طور بالقوه در تولید مواد آجری سبک تر و مقرون به صرفه تر مورد استفاده قرار داد و از این طریق می توان از آن به روشی ایمن برای محیط زیست استفاده کرد (Demir et al., 2005; Raut, Sedmake, Dhunde, Ralegaonkar, & Mandavgane. ، 2012).

سایر ضایعات صنعت کاغذ حاوی مقادیر بالایی از CaO است و همچنین می تواند در ساخت آجرهای متخلخل رسی پخته با رسانایی حرارتی کاهش یافته استفاده شود (Sutcu & Akkurt، 2009). محتوای معدنی این باقیمانده عمدتاً کلسیت است. مواد پودر شده، مخلوط و تحت فشار 10 مگاپاسکال پرس هیدرولیک شدند و سپس در دمای 1100 درجه سانتیگراد پخته شدند. نتایج حاکی از روند نرمال بود که افزایش افزودن باقیمانده منجر به افزایش محتوای تخلخل و کاهش مقاومت فشاری نمونه‌ها شد، اما مقاومت فشاری همچنان بالاتر از مقادیر مقاومت مورد نیاز استاندارد بود. همچنین نشان داده شده است که مقادیر هدایت حرارتی آجر متخلخل تولید شده (<0.4 W/m K) در مقایسه با آجر محلی با همان ترکیب (0.8 W/m K) بیش از 50 درصد کاهش نشان می‌دهد. آزمایشات اولیه با موفقیت بر روی آجرهای محصول در مقیاس صنعتی با این ضایعات CaO بالا از صنعت کاغذ انجام شد.

پایداری کاغذ باطله در ساخت و ساز

J.M. Kinuthia، در پایداری مصالح ساختمانی (ویرایش دوم)، 2016

22.3 کاغذ باطله

صنعت کاغذ مصرف زیادی دارد

از مواد خام بکر و با انتقادهای قابل توجهی به دلیل سهم آن در تخریب محیط زیست مواجه شده است. بخش‌های وسیعی از جنگل‌های بکر برای تامین مواد خام برای پاسخگویی به تقاضای بالا و سیری ناپذیر برای کاغذ و گچ گچ پاک‌سازی شده‌اند. این وضعیت با ادعای دستمزدهای پایین و عدم حساسیت نسبت به از دست دادن بخش‌های وسیعی از جنگل‌های بومی مانند برزیل، کنگو و اندونزی تشدید شده است. شاید به این دلایل، انگیزه فزاینده ای برای بازیافت کاغذ برای کاهش مصرف خمیر بکر وجود داشته است. در طول فرآیند بازیافت کاغذ است که ضایعات دیگری مانند لجن کاغذ باطله و خاکستر حاصل از احتراق لجن ایجاد می شود. خاکستر موضوع این فصل است و تحقیقات در مورد استفاده از این زباله ها مورد بحث قرار خواهد گرفت. با این حال، ابتدا باید روند تولید این زباله ها مورد بحث و / یا توضیح قرار گیرد.

سازه های پارچه فنی – 3. پارچه های نبافته

فیلیپ ا. اسمیت، در کتابچه راهنمای منسوجات فنی، 2000

6.5 خمیر چوب تخمگذار خشک

صنعت کاغذ سال‌هاست که به دلیل مشکلات مربوط به فرآیند مرطوب معمولی، یعنی حذف حجم بسیار زیاد آب توسط مکش، فشردن و در نهایت تبخیر، تلاش کرده است تا فرآیند خشک کردن کاغذ را توسعه دهد. اکنون یک فرآیند خشک با استفاده از خمیر چوب و بایندرهای لاتکس یا الیاف یا پودرهای گرمانرم برای پیوند خمیر چوب به یکدیگر برای جایگزینی پیوند هیدروژنی ایجاد شده است که دیگر امکان پذیر نیست. به دلیل شباهت هر دو روش پیوند و برخی از خواص با منسوجات نبافته، این محصولات در برخی مناطق به عنوان منسوجات منسوج شناخته می شوند، اگرچه از تعریف بالا مشخص است که معیار درصد خمیر چوب را رعایت نمی کنند. از این رو اگرچه در حال حاضر نمی توان فرآیند کاغذ خشک را به عنوان یک فرآیند غیر بافته در نظر گرفت، اما به احتمال زیاد این فرآیند برای پذیرش الیاف نساجی اصلاح می شود و در آینده در منسوجات نبافته بسیار مهم خواهد شد. به همین دلیل است که در اینجا گنجانده شده است.

پوزولان های مصنوعی در بتن سازگار با محیط زیست

M. Frias Rojas، M.I. سانچز د روخاس گومز، در بتن کارآمد زیست محیطی، 2013

لجن کاغذ فعال (APS)

صنعت کاغذ، که از کاغذ بازیافتی به عنوان ماده خام استفاده می کند، حجم زیادی از ضایعات لجن کاغذ را تولید می کند، که در حال حاضر منبع جایگزین متاکائولینیت است، یک محصول بسیار پوزولانی طبقه بندی شده در کلاس Q در قوانین اروپا (Bai et al. 2003). اروپا سالانه حدود 2.5 میلیون تن از این لجن تولید می کند و اسپانیا به تنهایی 800000 تن لجن تولید می کند. لجن خشک (رطوبت 35-40%) عمدتاً از مواد آلی (30%)، کلسیت (35%) و کائولینیت (20%) تشکیل شده است (شکل 5.8).

برای دانلود تصویر در اندازه واقعی وارد شوید

شکل 5.8. جنبه مورفولوژیکی ضایعات لجن کاغذ.

مطالعات اخیر انجام شده توسط Frías و همکاران. (2008a، 2008b، 2010a)، گارسیا و همکاران. (2007) و ویژل و همکاران. (2007) پایه علمی، فنی و زیست محیطی را برای استفاده مجدد از آن به عنوان یک پوزولان مصنوعی جدید ایجاد کرد. این نویسندگان نشان دادند که شرایط فعال سازی بهینه برای حذف تمام مواد آلی و تبدیل کامل کائولینیت به متاکائولینیت فعال شامل تکلیس در دمای 650-700 درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت است. محصول به‌دست‌آمده در شکل 5.9 نشان داده شده است: ذرات آن معمولاً کوچک‌تر از 90 متر با درخشندگی (شاخص سفیدی) بالای 90 درصد هستند، یک ویژگی مهم برای ساخت سیمان‌های مخلوط سفید. یون‌های کلرید (<0.02٪) ممکن است یا ممکن است در لجن کاغذ وجود نداشته باشد، بسته به فرآیند سفیدکننده صنعتی که توسط هر تولیدکننده کاغذ استفاده می شود (Frías et al., 2011a). فرآیند صنعتی و ترکیب شیمیایی مطالعات انجام شده بر روی این نوع ضایعات فعال نشان می دهد که عمدتا از سیلیس (30%)، آهک (30%) آلومینا (18%) و منیزیم کمتر از 5٪، با کلسیت، تالک، کلریت و فیلوسیلیکات (ایلیت) به عنوان فازهای کریستالی.

برای دانلود تصویر در اندازه واقعی وارد شوید

شکل 5.9. جنبه لجن کاغذ کلسینه شده.

خاکستر لجن کاغذ باطله

جان کینوتیا، در ضایعات و مواد سیمانی تکمیلی در بتن، 2018

10.5 روندهای آینده

صنعت کاغذ دارای سابقه طولانی در تولید کاغذ است، اما بازیافت کاغذ تاریخچه بسیار کوتاه تری دارد. استفاده از کاغذ باطله در ساخت و ساز به همین دلیل یک مفهوم نسبتا جدید است. اکثر محققان ثابت کرده‌اند که می‌توان تا حدی PC را با خاکستر حاصل از احتراق یا سوزاندن کاغذهای باطله، با یا بدون کار در ترکیب با سایر افزودنی‌های مکمل مانند GGBS، جایگزین کرد تا چسب‌های مؤثر برای خمیر، ملات، بتن، سیمان تولید کرد. - بنایی بر پایه و خاکی و سایر مصالح ساختمانی سیمانی. در برخی موارد، دستیابی به سطوح بسیار بالایی از جایگزینی رایانه شخصی، و در برخی موارد نادرتر، جایگزینی کامل ممکن بوده است، همانطور که در این فصل در مورد کلاسورهای ترکیبی WSA-GGBS مشاهده شد. برخی از فرمولاسیون ac

استحکام فشاری بیش از مواد کنترلی ساخته شده با استفاده از آهک PC افزایش یافت. اگرچه تحقیقات گزارش شده دیگری وجود دارد که این یافته ها را تأیید می کند، بخش عمده ای از کار گزارش شده در این فصل عمدتاً مربوط به نویسنده این فصل (در مورد WSA) است که توسط همکاران پشتیبانی می شود. با این حال، پژوهشگران دیگری که تلاش کرده‌اند از کاغذهای باطله در زمینه‌های سیمانی و غیرسیمانی استفاده کنند، کار رو به رشدی وجود دارد. در زمینه سیمانی، برخی از محققان بر روی جنبه چسباننده، به ویژه استفاده از WSA تمرکز کرده‌اند، در حالی که برخی دیگر بر درگیری سیمانی تمرکز کرده‌اند که شامل کاغذ باطله احتراق یا سوزانده نمی‌شود. جدول 10.12 تلاش می کند تا برخی از کارهای تحقیقاتی شناخته شده توسط نویسنده را در مورد جذب متنوع کاغذ باطله و محصولات جانبی آن در ساخت و ساز، به ویژه در کاربردهای سیمانی طبقه بندی کند.

جدول 10.12. طبقه بندی برخی از کارهای مربوط به کاغذ باطله و ضایعات/افزودنی های مرتبط

مراجع اظهارات غیر سمنتی سیمانی

احمدی و الخواجه (2001) ✓ ✓ لجن زباله کاغذ

آیگبومیان و فن (2013) ✓ کاغذ باطله

کینوثیا و همکاران (2001a) ✓ WSA; WSA–GBS

کینوثیا و همکاران (2001b)

بای. و همکاران (2002)

بای و همکاران (2003)

ویراپان و همکاران (2003)

چایپانیچ و همکاران (2005)

مظفری و همکاران (2009)

Banfill و Frias (2007) ✓ لجن کاغذ کلسینه شده

سلبی و همکاران (2006) ✓ کاغذ باطله

کونسا و همکاران (2008) ✓ ضایعات کاغذ

راجپوت و همکاران (2012) ✓ ضایعات کارخانه کاغذ پنبه و بازیافت

Dunster (2007) ✓ لجن کاغذ و خاکستر لجن کاغذ

ارن و همکاران (1995) خاکستر بادی و سیمان سرباره

فردریک و همکاران (1996) ✓ لجن کاغذ بازیافت شده

فریاس و همکاران (2008) ✓ ضایعات لجن کاغذ هنری

جملی و همکاران (2001) ✓ ✓ ضایعات صنعت کاغذ

Nidzam and Kinuthia (2010) ✓ خاک رس کائولینیت و LOC با WSA (clay-WSA); clay-WSA-GBS

Nidzam and Kinuthia (2011a); Nidzam and Kinuthia (2011b) ✓ LOC-Lime (L); LOC-WSA; LOC-WSA-L; LOC-WSA-GBS

Nidzam and Kinuthia (2011b) ✓ LOC-WSA-PC

اوفارل و همکاران (2001)؛ andVeerapan و همکاران (2003) ✓ PC-WSA; PC-WSA-GBS

Okeyinka and Idowu (2014) ✓ ضایعات کاغذ - تخته های سقفی

Péra and Ambroise (1998) ✓ لجن کاغذ

Péra and Ambroise (1999) ✓ لجن کاغذ

Péra and Amrouz (1998) ✓ لجن کاغذ

Ridzuan و همکاران (2011) WSA

سالوادور (1995) ✓ کائولینیت فلاش کلسینه شده:

سوتکو و همکاران (2014) ✓ ضایعات کاغذ

وگاس و همکاران (2009) ✓ لجن کاغذ کلسینه شده

وونگ و همکاران (2015) ✓ خاکستر کاغذ باطله

استفاده از WSA در ساختمان و ساخت و ساز به دلیل عوامل مختلف در سال های آینده رشد و تنوع خواهد داشت. یکی از این محرک ها نیاز به کلاسورهای سیمانی با ویژگی ها و خواسته های بسیار خاص و تخصصی است، مانند مواردی که برای چاپ سه بعدی عناصر ساختاری سیمانی یا کل واحدهای ساختاری مناسب است. برای سیستم های سیمانی، بیشتر توسعه مقاومت به دلیل خاصیت خاکستر کاغذ باطله با تقاضای آب بسیار بالا مختل می شود. استفاده از کندکننده‌ها/ روان‌کننده‌ها در سطوح جایگزینی بیش از 20 درصد خاکستر کاغذ باطله ضروری است، به منظور دستیابی به مخلوط‌هایی از کارایی مشابه با کنترل. با این حال، استفاده از چنین افزودنی‌ها تأثیر قابل‌توجهی بر رفتار زمان‌های گیرش این مخلوط‌ها دارد، و ضروری است که ست نهایی قبل از شروع عمل آوری در آب به دست آید.

کار انجام شده با استفاده از کاغذ باطله با کارهایی که با دیگر جریان های زباله در حال انجام است، هم افزایی دارد. به همین دلیل، تأثیر استفاده از کاغذهای باطله در ساخت و ساز را نمی توان از تصویر بزرگتر جدا کرد. با این حال، کاغذهای باطله با جریان‌های زباله‌ای مرتبط است که در مقادیر نسبتاً کوچک‌تر و مجزا در دسترس هستند، در مقایسه با جریان‌های زباله‌های موجود در مقادیر بزرگ‌تر، برای مثال از معدن، زباله‌های عمومی شهری، یا از کشاورزی یا تصفیه آب. با این حال، هر کمک کوچکی، و مواد ضایعات کم‌تر، همچنان سهم متناسب خود را در تصویر بزرگ‌تر از تلاش برای کاهش تأثیر گرمایش جهانی و تغییرات آب و هوا فراهم می‌کنند.

با کمیاب شدن منابع، استفاده از ضایعات طبیعی، صنعتی و کشاورزی، محصولات جانبی و/یا مواد حاشیه ای بدون شک افزایش خواهد یافت. انگیزه اولیه، مواد حاشیه ای بود که در حجم های زیاد و در مکان های منفرد موجود بوده است. با این حال، با کاهش این مواد، تمرکز به آرامی بر روی استفاده کارآمد از باقیمانده مواد حاشیه ای، از جمله استفاده پیچیده از مواد متعددی که به وفور کمتر و در مناطق متنوع هستند، تغییر خواهد کرد.

آباکا

Edwin A. Simbaña، ... Elmer A. Carvajal، در کتابچه راهنمای الیاف طبیعی (نسخه دوم)، 2020

6.3.1.2 برنامه های کاربردی کاغذ آباکا

در صنعت کاغذ، آباکا با سایر الیاف برای افزایش مقاومت یا تولید کاغذهای کم وزن مخلوط می شود. عمدتاً در ساخت کاغذهای خاص مانند کیسه های چای و قهوه، کاغذ برای بسته بندی گوشت و سوسیس، پول کاغذی (مانند ین)، کاغذهای سیگار، کاغذ دیواری، دارو، پریز برق استفاده می شود. ، برای e

خازن های الکترولیتی، کیسه های جاروبرقی و کاغذهای باکیفیت برای نوشتن و غیره. آباکا امکان ساخت کاغذهای سنگین، شفاف و ابریشمی را فراهم می کند. اگر یک پالایش شدید انجام شود، می توان کاغذ شفاف و پوستی مانند به دست آورد (گارسیا، 2007؛ Capellades، 2018).

فناوری کاغذ و چاپ

R.W. Lovelace، ... A.A. عبداللهی، در ماژول مرجع در علم مواد و مهندسی مواد، 2016

2.3.10 کاغذ بازیافتی

در سرتاسر صنعت کاغذ، نیاز به بازیافت الیاف وجود داشته است و این امر سال‌هاست که به صورت طبیعی و به صورت تجاری انجام می‌شود. کاغذهای ساخته شده در کارخانه که مشخصات فنی را برآورده نمی کند (به نام "شکسته") منبع ارزشمندی از الیاف است و تا جایی که امکان دارد مجدداً استفاده می شود زیرا این کار منطقی تجاری به نظر می رسد. در سال‌های اخیر، بازار علاقه‌ای به بازیافت کاغذ پیدا کرده است و انواع مختلفی از گریدهای بازیافتی را تولید کرده است، از آن‌هایی که فقط با ضایعات قبل از مصرف ساخته می‌شوند تا زباله‌های قبل از مصرف و پس از مصرف. کاغذهای بازیافتی می توانند از استاندارد بالایی برخوردار باشند، مشروط بر اینکه منبع الیاف بازیافتی از استاندارد بالایی برخوردار باشد. زمینه های مورد توجه با استفاده از درصد بالایی از الیاف بازیافتی برای درجه های برتر، ثبات دسته ای، تمیزی و روشنایی است. بدیهی است که تغییرات در کیفیت الیاف بازیافتی می تواند تغییراتی را در محصول نهایی ایجاد کند - این بستگی به درک بازار دارد که از نظر عملکرد محصول در برابر اعتبار زیست محیطی کاغذ چه چیزی قابل قبول است. این اعتبار زیست محیطی بسیار بیشتر از مقدار فیبر بازیافتی است که استفاده شده است. اثرات زیست محیطی از طریق کل زنجیره تامین از سیستم های مدیریت جنگل عبور می کند. کنترل انتشار پالپ و کاغذ. حفاظت انرژی؛ و مسئولیت اجتماعی برای کارکنان، مشتریان و ساکنان محلی. همچنین مدیریت ضایعات تولیدی و زباله های بسته بندی را پوشش می دهد. کاغذ یک محصول طبیعی است که از الیاف طبیعی پایدار ساخته شده و به راحتی قابل بازیافت و تجزیه زیستی است. انعطاف پذیری آن در قالب و نوع آن را به بستری ایده آل برای تقریباً همه برنامه های چاپ تبدیل می کند.

معرفی

پراتیما باجپای، در الیاف گیاهی غیر چوبی برای خمیر و کاغذ، 2021

خلاصه

صنعت خمیر و کاغذ در سراسر جهان به سرعت در حال رشد بوده است. در نتیجه تقاضای زیادی برای خمیر و مواد خام کاغذسازی وجود داشته است. در سال های اخیر استفاده از خمیر غیر چوبی به عنوان ماده اولیه برای این منظور افزایش یافته است. خمیر غیر چوبی شامل بقایای کشاورزی (کاه گندم/کاه برنج و غیره) و گیاهان یکساله می تواند منبع موثری برای تولید خمیر و کاغذ با خواص قابل قبول به ویژه در کشورهایی با منابع جنگلی ناکافی باشد. پیشینه کلی و مقدمه ای برای استفاده از الیاف گیاهی غیر چوبی برای خمیر و کاغذ سازی ارائه شده است.

کاربردهای صنعتی سیستم های سیال سازی سه فاز

جک ریس، ... فن لیانگ-شی، در سیال سازی، جابجایی جامدات، و پردازش، 1999

3.1 مقدمه

صنعت خمیر و کاغذ با عملیات بسیاری که در شرایط جریان چند فازی انجام می شود مشخص می شود. نمونه‌های معمولی از فرآیندهای اصلی که شامل پدیده‌های چند فازی می‌شوند، پختن خرده‌های چوب در یک محلول شیمیایی برای حذف اجزای ناخواسته پیوند متقابل (لیگنین) است که خمیر چوب فیبری را پشت سر می‌گذارد. سفید کردن خمیر کاغذ در مخلوط های سه فازی از دوغاب خمیر و گاز سفید کننده (کلر، دی اکسید کلر، اکسیژن یا ازن). و جوهر زدایی کاغذ بازیافتی در دستگاه های فلوتاسیون. هر یک از این فرآیندها و ماهیت رفتار سه فازی آنها در این بخش مورد بحث قرار خواهد گرفت. ویژگی‌های عملیاتی این فرآیندها ممکن است تا حدودی با بسترهای سیال سه فازی سنتی متفاوت باشد، با این وجود، فرآیندها هنوز از مخلوط‌های سه فازی تشکیل شده‌اند که نیاز به تماس نزدیک فازها دارند. از آنجایی که کارخانه های خمیر کاغذ و کاغذ در آینده ممکن است فقط شامل بهبود فناوری های موجود باشد (Rickard, 1994; Meadows, 1995)، درک بیشتر از ماهیت سه فازی این فرآیندها به دستیابی به این بهبودهای فرآیند ضروری کمک خواهد کرد.

مخلوط های سه فاز در خمیر و کاغذ به دلیل رفتار پیچیده فاز جامد منحصر به فرد هستند. فاز جامد (تراشه های چوب یا خمیر کاغذ) در صنعت خمیر و کاغذ یک ماده فیبری با چگالی کم (سلولز اولیه) با اندازه، شکل و ضخامت متفاوت است. ماهیت فاز جامد به دلیل توانایی الیاف خمیر در جذب آب و متورم شدن تا چندین برابر حجم اولیه خمیر خشک شده در فر (O. D.) پیچیده است. این آب جذب شده به بخشی از الیاف تبدیل می شود و بخشی از محیط معلق در نظر گرفته نمی شود (Stenuf and Unbehend, 1986). این نوع فاز جامد برخلاف فاز جامد کروی اولیه با چگالی بالا است که قبلاً در عملیات ذوب دیده می شد و مواد کاتالیست مورد استفاده در فرآوری شیمیایی یا هیدروکربنی. در حالی که جریان لوله دوغاب خمیر دو فاز به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است (Stenuf و Unbehend، 1986)، که با نمایش غیر جدید برجسته شده است.

ویژگی های تنونی و کاهش پسا، رفتار جریان سه فازی نیاز به مطالعه بیشتر دارد (Lindsay et al., 1995; Reese et al., 1996).

منابع الیاف جایگزین: کاغذ و الیاف چوب به عنوان تقویت کننده

پی پلتولا، در کامپوزیت های سبز، 2004

5.2.2 فرآیندهای خمیرسازی

خمیر کاغذ برای صنعت کاغذ می تواند توسط فرآیندهای شیمیایی یا مکانیکی ساخته شود. خمیر شیمیایی را می توان به دو روش مختلف ساخت: روش سولفاتی یا سولفیتی. این فرآیند بر پایه فیبریلاسیون شیمیایی است و لیگنینی که الیاف را به یکدیگر پیوند می دهد حل می شود. استحکام خمیر سولفیت بسیار کمتر از مقاومت خمیر سولفات است. لیگنین تنها ماده ای نیست که در فرآیند شیمیایی حل می شود، زیرا بخشی از همی سلولز نیز حل می شود. این بدان معنی است که بازده کاهش می یابد و معمولاً حدود 50٪ است. برای 1 تن خمیر کاغذ، دو تن (5 تا 6 متر مکعب) چوب مورد نیاز است. در نتیجه یک فرآیند شیمیایی، سلولز نسبتاً خالص خمیر به دست می آید (Häggblom-Ahnger and Komulainen، 2000؛ Vikman 1999).

دو روش اساسی برای پردازش خمیر مکانیکی، آسیاب کردن و خمیرسازی مکانیکی در پالایشگاه است. لیگنین با استفاده از گرما و تنش دینامیکی نرم می شود. به این ترتیب الیاف جدا می شوند اما هیچ یک از اجزا رقیق نمی شوند. فرآیند آسیاب تا زمانی که خمیر به درجه ظرافت مورد نیاز (آزادی استاندارد کانادا (CSF)) برسد ادامه خواهد داشت. برای خمیرهای ساخته شده به صورت مکانیکی، روش‌های مختلفی استفاده می‌شود (Häggblom-Ahnger and Komulainen, 2000).

خواص الیاف سلولزی و الیاف ساخته شده به صورت مکانیکی بسته به روش فرآوری متفاوت است. الیاف سلولزی بلند، کامل و انعطاف پذیر هستند و الیافی که به صورت مکانیکی ساخته می شوند از ذرات با اندازه های مختلف تشکیل شده اند: الیاف بلند، الیاف متوسط ​​و ریز. الیاف ساخته شده به صورت مکانیکی دارای لیگنین هستند و این باعث سفت شدن و ضعیف شدن پیوند آنها می شود. خواص مکانیکی در مقایسه با سلولز پایین تر است. این نوع الیاف به عنوان مثال در چاپ کاغذ (مکانیکی)، لایه داخلی در مقواها، در برخی کاغذهای ظریف و به عنوان کاغذ روزنامه استفاده می شود (Häggblom-Ahnger and Komulainen, 2000).

https://www.zoomit.ir/