A papírgyártás technológiája

1. A papírgyártás technológiája

2. Mi a papír? A papír növényi rostok mechanikai és kémiai feldolgozásával készített vékony, hajlékony, de ugyanakkor viszonylag nagy szilárdságú lap. Használati tulajdonságait meghatározzák a felhasznált növényi anyag tulajdonságai, a rostok mechanikai és kémiai átalakításának módja, valamint a gyártás során hozzáadott egyéb anyagok.

3. Papír Műanyag Fém Üveg Fa Textil Felhasznált csomagolóanyagok

4. A papír története Időszámításunk előtt a szövegek kő,- agyag- és viasztáblákra íródtak.

5. Később az egyiptomiak feltalálták a papiruszt. (nílusi sásfajtából készítették oly módon, hogy a rostokat keresztben egymásra helyezték, majd víz és ütögetés segítségével egybedolgozták, majd kiszárították, az egyes darabokat összeragasztották és göngyölítették). A papirusz egészen a IX. századig használatban maradt.

7. papirusz

8. A papírgyártás történetében a papiruszt a pergamen váltotta a Kr.e.II. században. Ez állati bőrből, vegyszeres kezeléssel készült.

9. A pergamen szó maga (a középkori latinságban pergamenum), Pergamon városáról kapta a nevét. A városállam királya, Eumenész találta fel, legalábbis Plinius szerint, a Kr. e. 2. században a pergament, egy kereskedelmi blokád után bekövetkezett papiruszhiány következtében. A pergamen rendkívül tartós anyag, sokkal inkább, mint például a bõr. Ideális körülmények között akár évezredekig is megmarad. A jó pergamen lágy, vékony, bársonyos tapintású és könnyen hajtogatható.

10. A papír kínai találmány: a 2. sz. körül fedezték fel, és ezer éven át lassan jutott el az arab világon keresztül Nyugatra. A kínaiak által készített papír textilhulladékok rothasztásával, szárításával és porrá őrlésével készült oly módon, hogy a porból víz hozzáadásával pépet kevertek, amelyből apró lyukacsos háló segítségével vékony réteget emeltek ki. Ezt a réteget megszárították és vékony keményítő bevonattal látták el, hogy csökkentsék a lap nedvszívását. A kínai papír elterjedési útvonala

11. A 13. században már léteztek papírmalmok Spanyolországban és Itáliában. Franciaországban 1340 körül létesültek az elsők, a Német-Római Császárság területén pedig 1390 körül, míg Angliában csak a 15. sz. második felében. A papírt készítési helyéről Európa számos más országába exportálták. Magyarországon csak az 1500-as években ismerték meg. A XVlll. és XlX. század fordulóján a papírtermelés jelentősen megnövekedett. A papírmasszát már nem kéziszitával merítették, hanem önműködően ömlött a mozgószitaszalagra. Papírmalom(korabeli német metszet)

12. A papír olcsó alapanyagnak számított. A nyomtatás feltalálása az 1450-es években aztán végleg eldöntötte a harcot a két alapanyag között: a század végére a papír már annyival olcsóbb volt a pergamennél, hogy már csak a legkülönlegesebb és legdrágább kódexeket készítették pergamenre.

13. Σvilág = 325 millió tonna /2003

15. Papír felhasználás területei

16. Papírgyártás nyersanyagai • Fa • Egynyári növények • Egyéb növények • Műszál • Szekunder ny.a. hulladékpapír, rongy + Segédanyagok technológiai kész termék tulajdonságai

17. Fa→ Facsiszolat Cellulóz

18. Ha a fát mechanikai úton-csiszolással elemi rostjaira bontjuk, akkor facsiszolatot kapunk. Az így nyert rostok rövidek és roncsoltak, ezért a facsiszolatot olyan papír előállítására használják, amelyektől szilárdságot és időállóságot nem kívánnak. (újság)

19. Csiszolókő Kvarc-cement Kerámia

20. (C6H10O5)n – a b-glükózpolimere Mi a cellulóz? – E460

21. A félcellulóz készítésekor az aprított faanyagot lúgos főzéssel tisztítják. Csökkentik a lignintartalmát, de nem távolítják el teljesen. (sötét anyag) A tiszta cellulóz készítésekor a lignin- és hemicellulóz tartalmat teljesen kivonják. A kioldást savas illetve lúgos főzéssel végzik. Az ilyen alapanyagból készített papír fehér és sima lesz. Cellulóz- a növényi sejtfal fő alkotója (szénhidrát). Hemicellulózok- A sejtfal további alkotója. A sejtek közötti ragasztóanyag feladatát látja el. Lignin- a fa öregedése során a cellulózváz üregeibe rakódik le és merevíti a sejtfalat (bonyolult összetételű szerves anyag).

22. cellulóz

24. Papír hulladék → válogatás Csak mechanikai tisztítás Mechanikai tisztítás + deinking (színtelenítés)

25. Hulladék papír újrahasznosítás • Nem teljes értékű másodlagos nyersanyag • Rostok töredezése • Nyomdafesték • Töltőanyagok, szennyezések

26. Papíripari adalékanyagok • Feladatuk: A felhasználási terület igényeinek megfelelő tulajdonságok kialakítása. • Töltőanyagok- kaolin, CaCO3, talkum, CaSO4, BaSO4 , stb. beépülnek a cellulózrostok közé. Tömítik, simává teszik a papírt. Növelik a papír tömegét. Mivel fehér színű vegyületek, szebbé teszik a papírt. A papír ¼-t is alkothatják. • Enyvező anyagok- fenyőgyanta, műgyanták, vízüveg stb. a rostok összekötésével növelik a papír szilárdságát és csökkentik a nedvszívó képességét. • Festékporok- a féltermék pépes anyagába keverik színes papírok előállítása céljából.

27. A papírgyártás folyamata A papírgyártás első lépése a nyersanyagok előkészítése (különféle szárazanyagok rostosítása). Második lépés a pépkészítés, melynek során a rostokat elemi rostokra bontják és őrléssel alkalmassá teszik a papírlap előállítására. Cél a csomómentes pép előállítása. Harmadik lépés a papír enyvezése és töltése. Az eljárás során a cellulózrostok közötti részt különféle anyagokkal kitöltik, majd enyvezik, hogy hogy javuljon az írási képesség illetve apapír ellenálló legyen a radírozással szemben. A színezés történhet a kész papír festésével vagy a pép színezésével.

28. A kívánt papír beállítása pépesítés finomítás

29. A negyedik lépésben megtörténik a papírlapok képzése. A papírlapot nagyteljesítményű, folyamatos üzemű, síkszitás papírgyártó géppel végzik. Ennek elülső részén, az ún. szitaszakaszon, a hígan folyó papírpép elterül és a benne lévő víz a szita rázó mozgása miatt átfolyik a szitán, egyúttal a pépben lévő rostok is egyenletesebben terülnek szét. A sajtolószakaszon nyomóhengerek préselik ki a maradék vizet. Az utolsó szakaszon, a szárítószakaszon gőzfűtésű hengerek víztelenítik és simítják a papírt, melynek következtében sima, fényes felületűvé válik. Az eljárás végén a kész papírt lehűtik, majd feltekercselik.

36. szárítószakasz szitaszakasz sajtolószakasz simítószakasz

37. Szitaszakasz • Présszakasz • Szárítószakasz

39. Szennyezés Légszennyezés: kéntartalmú vegyületek: kénhidrogén, merkaptán,szulfid, diszulfid: 0,3-3 kg/t papír Por: 75-150 kg/t SOx: 0,5-30 kg/t NOx: 1-3 kg/t VOC: 10-15 kg/t (Volatile Organic Compounds: illó szerves vegyületek) Vízszennyezés: 20-300 m3/t BOI: 10-40-360 kg/t, KOI: 20-200-500 kg/t Lebegő: 10-50 kg/t Egyéb:AOX, dioxin, PAH :0-4 kg/t (adszorbeálható szerves halogének) (policiklusos aromás szénhidrogének) Szilárd: 50-150 kg/t

40. Az ún. miniszterpapír. Levélpapírként és okiratpapírként is használják. Rongypépből készül. Gyakran tejből nyert kazeinnal itatják át.

41. Újságpapír. Kémiailag kezelt, rossz minőségű fapépből állítják elő. Néhány nap alatt bebarnul.

42. Selyempapír. Lapos, lazán kötődő rostok alkotják. Növényi gyantával kezelt fapépből készül, és jól magába szívja a nedvességet.

44. A többrétegű italoskarton hasznosítása • A többrétegű italoskarton dobozok kétféle kivitelben készülhetnek: • aszeptikus (75% papír, 20% PE, 5% Al) • nem aszeptikus (91% papír, 9% PE) A karton biztosítja a szilárdságot (2), a polietilén-rétegek pedig a nedvességtől óv, illetve elválasztja az élelmiszert a kartontól, így az nem ázik át (1,3,5,6). Az alumínium pedig megóvja a terméket az oxigéntől, és a kórokozók sem jutnak át rajta.

46. Vizsgakérdések • Mi a cellulóz, a hemicellulóz és a lignin? • A cellulózgyártás és környezeti hatásai, melyek a legfontosabb szennyező anyagok? • Pépesítés, finomítás, papírképzés: műveletei, környezet szennyező hatásai. • Hogyan hasznosítható a hulladékpapír, és az italcsomagolásra használatos kartondoboz?