موضوع مقاله: خمیر کاغذ | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # خمیر کاغذ | مقدمه: بسیاری از گونه‌های کاغذها تنها از چوب ساخته شده و با هیچ چیز دیگری به مخلوط نشده‌اند. | ## بخش 1: خمیر کاغذ | لو جی در تفسیر خود از سدهٔ سوم در شعر کلاسیک اشاره می‌کند که ساکنان جنوب رود یانگ‌تسه، به‌طور سنتی پوست توت کاغذی را به منظور ساخت کاغذ یا لباس می‌کوبند. تا سدهٔ ششم، درخت توت کاغذی توسط کشاورزان چین به گونه‌ای ویژه برای تولید پالپ، مورد استفاده در کاغذ سازی قرار گرفت. علاوه بر این درخت، پالپ با استفاده از بامبو، پوست سرده‌های ختمی (هیبیسکوس)، چوب صندل آبی، کاه و پنبه نیز ساخته می‌شده‌است. تولید کاغذ با استفاده از پالپ ساخته شده از الیاف کنف و پارچهٔ کتانی از لباس‌های کهنه شده، تورهای ماهیگیری و کیسه‌های پارچه‌ای فرسوده، در سدهٔ سیزدهم به اروپا گسترش یافت. استفادهٔ روزافزون از ژنده‌پوشاک مهمترین عامل تولید و مقرون به صرفه بودن کاغذ پنبه‌ای؛ یک عامل مهم در توسعهٔ صنعت چاپ بود از سال‌های ۱۸۰۰ تقاضا برای کاغذ پنبه‌ای اغلب بیش از عرضه شد، و همچنین نیاز به کار دستی و نیروی کارگری در کاغذسازی سبب شد که کاغذ هنوز به صورت یک محصول نسبتاً گران باقی بماند. استفاده از خمیر چوب برای ساخت کاغذ، یک نوآوری نسبتاً جدید و تقریباً همزمان با اختراع دستگاه‌های کاغذی اتوماتیک بود که این هر دو عامل به این ترتیب کاغذ و مقوا را به یک کالای ارزان قیمت در سده‌های مدرن تبدیل کردند. به دنبال آن، فرایندهای شیمیایی به سرعت و در ابتدا با استفاده از سولفورو اسید برای پردازش چوب، سپس با ثبت اختراع بنیامین تمیلمن در ایالات متحده با کلسیم بی‌سولفات، Ca(HSO3)2,، به خمیر چوب در سال ۱۸۶۷ انجام شد. تا سال ۱۹۰۰، پالپ سولفیت تبدیل به ابزار غالب تولید خمیر چوب شد و از روش‌های پردازش مکانیکی فراتر رفت. رقیب فرایند پالایش شیمیایی؛ فرایند سولفات یا پردازش کرافت، توسعه یافته توسط کارل F. تاملنسون در اوایل دههٔ ۱۹۳۰، این امکان را به وجود آورد تا کارخانه‌های کرافت تقریباً تمام مواد شیمیایی خمیر چوب خود را بازیافت کنند. که در سال پیش از آن، ۶۳ میلیون تن (۵۷ میلیون تن انگلیسی) پالپ بازار داشته (که لزوماً در همان تأسیسات به کاغذ تبدیل نشده). این در حالی است که کانادا بزرگترین منبع تأمین پالپ با سهم ۲۱ درصد کل بوده، و سپس ایالات متحده با ۱۶ درصد قرار داشته‌است. در حالی که در تئوری هر درخت می‌تواند برای خمیر چوب استفاده شود، بیشتر درختان مخروطی ترجیح داده می‌شوند زیرا فیبرهای سلولز در خمیر چوب این گونه‌ها طولانی‌تر هستند و در نتیجه کاغذهای قویتری تولید می‌کنند.Paper بعضی از درختان با چوب نرم که برای ساختن کاغذ استفاده می‌شوند شامل کاج نوئل، کاج، نراد، سیاه‌کاج و کاج‌های شوکران هستند. همچنین توجه به گونه‌های درختان اصلاح ژنتیکی شده (مانند اکالیپتوس GM و صنوبر GM) در حال افزایش است و این به دلیل امکان مزایای عمده‌ای است که می‌توان برای مثال سهولت شکستن لیگنین و/ یا نرخ رشد آن‌ها را افزایش داد. پالپ آسیاب وسیله‌ای برای تسهیل تبدیل تراشه‌های چوب یا دیگر فیبرهای گیاهی به یک ورقهٔ فیبر ضخیم است که برای پردازش بیشتر می‌تواند به یک کارخانه کاغذ سازی ارسال شود. پالپ را می‌توان با استفاده از روش‌های مکانیکی، نیمه شیمیایی یا کاملاً شیمیایی (فرایندهای کرافت و سولفیت) تولید کرد. | ## بخش 2: خمیر کاغذ | چوب و دیگر مواد گیاهی که پالپ را می‌سازند شامل سه عنصر اصلی (به غیر از آب): الیاف سلولز (مورد نیاز برای کاغذ سازی)، لیگنین (یک پلیمر سه بعدی که فیبرهای سلولز را با هم می‌پیوندد) و همی سلولز پلیمرهای کربوهیدرات شاخه‌ای کوتاه‌تر). هدف از پروسهٔ پالپ‌سازی، تخریب کلی ساختار اصلی فیبر؛ هرچه که باشد، چیپس، ساقه، یا سایر قسمت‌های گیاه، به صورت الیاف تشکیل دهندهٔ آن است. پالپی شیمیایی این امر را با تخریب لیگنین و همی سلولز به مولکول‌های کوچک و محلول در آب می‌رساند که می‌توانند از الیاف سلولز بدون قطب المرنجی از الیاف سلولز شسته شوند (شیمیایی سلولز ضعیف کننده الیاف). روشهای مختلف خمش مکانیکی، از جمله چوب خردل (GW) و خمیر کاغذ مکانیکی (RMP)، فیزیکی سلولز را از یکدیگر جدا می‌کند. تعدادی از روشهای خمیری ترکیبی مرتبط وجود دارد که از ترکیبی از عملیات شیمیایی و حرارتی برای شروع یک فرایند خمش شیمیایی استفاده می‌شود و بلافاصله به وسیله یک روش مکانیکی برای جداسازی الیاف به کار می‌رود. این روش‌های ترکیبی شامل پودر ترموموکانیکی، همچنین به نام TMP شناخته می‌شود و پودر شیمیایی شیمیایی، همچنین به عنوان CTMP شناخته می‌شود. درمان‌های شیمیایی و حرارتی مقدار انرژی مورد نیاز درمان مکانیکی را کاهش می‌دهد و همچنین میزان کاهش قدرت را که توسط الیاف رنج می‌برد کاهش می‌دهد. درخت بری بیشتر کارخانه‌های پالپ از شیوه‌های مدیریت جنگل خوبی دربرداشت درختان استفاده می‌کنند تا از پایدار ماندن منبع مواد خام موجود اطمینان حاصل شود. یکی از دغدغه‌های اصلی در مورد درخت بری و برداشت چوب برای کارخانجات پالپ، این است که تنوع زیستی جنگل‌های مورد برداشت را کاهش می‌دهد. کاشت درختچه‌های پالپ موجب تولید ۱۶ درصد تولید پالپ می‌شود، جنگل‌های قدیمی ۹ درصد و جنگل‌های دوم و سوم و نسل دیگر بقیه را تشکیل می‌دهند. جنگل زدایی در بیشتر مناطق انجام می‌شود، بنابراین درختان یک منبع تجدید پذیر هستند. FSC (شورای نظارت بر جنگل)، SFI (ابتکار جنگلداری پایدار)، PEFC (برنامه تأیید صدور گواهینامه جنگل) و سایر ادارات، مدارک را از درختانی که بر اساس دستورالعمل‌هایی که برای تضمین عملکردهای جنگلداری مناسب است، تأیید می‌کنند. تعداد درخت‌های مصرف شده بستگی به اینکه آیا فرایندهای مکانیکی یا فرایندهای شیمیایی استفاده می‌شود. تخمین زده می‌شود که بر اساس مخلوطی از چوب نرم و چوب سخت ۱۲ متر (۴۰ فوت) بلند و ۱۵–۲۰ سانتی‌متر (۶–۸ عدد) در قطر، به‌طور متوسط ۲۴ درخت برای تولید ۰٫۹ تن (۱ تن) از چاپ و نوشتن مقاله، با استفاده از فرایند کرافت (پالایش شیمیایی). پالپ مکانیکی در مورد استفاده از درختان تقریباً دو برابر کارایی دارد، زیرا تقریباً تمام چوب برای ساخت فیبر استفاده می‌شود، بنابراین حدود ۱۲ درخت برای تولید ۰٫۹ تن (۱ تن) خمیر مکانیکی یا روزنامه می‌گذارد. آماده‌سازی برای خمیر چوب تراشه عمل و صنعت چوب تراشه برای خمیر، بلکه برای دیگر محصولات چوب پردازش و مالچ است. | ## بخش 3: خمیر کاغذ | پوست حاوی مقداری کمی از الیاف مفید است و به عنوان سوخت برای تأمین بخار برای استفاده در میلگرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. اکثر فرایندهای خمیری نیاز به تراش چوب و غربالگری برای تولید تراشه‌های یکنواخت دارند. روش‌های پالپ‌گیری تعدادی از فرایندهای مختلفی وجود دارد که می‌تواند برای جداسازی فیبر چوب استفاده شود: خمیرگیری مکانیکی سنگ‌شکن‌های ساخته شده با کاربید سیلیکون یا اکسید آلومینیوم قابل تعویض می‌تواند برای خرد کردن چوب‌های چوبی کوچک به نام «پیچ» برای خمیر سنگ (SGW) استفاده شود. اگر چوب قبل از سنگ زنی بخار شده باشد، آن به عنوان چوب خشک چوب تحت فشار (PGW) شناخته می‌شود. بیشتر آسیاب‌های مدرن از چیپس به جای سیاهه‌ها و دیسک‌های فلزی ردیف استفاده می‌شود که به جای سنگ‌های سنگین به نام صفحات پالایشگاهی نامیده می‌شود. اگر تراشه‌ها فقط با صفحات بچرخند، پالپ پالپ مکانیکی پالایشگاه (RMP) نامیده می‌شود و در صورتی که تراشه‌ها در حال پخت شدن در پالپ پودر می‌شوند، پالپ ترمومکانیک (TMP) نامیده می‌شود. درمان بخار به‌طور قابل توجهی کل انرژی مورد نیاز برای خمیر را کاهش می‌دهد و آسیب (برش) به الیاف را کاهش می‌دهد. خمیرهای مکانیکی برای محصولاتی که نیاز به قدرت کمتری دارند از قبیل کاغذ و مقوا استفاده می‌شود. خمیرگیری حرارتی - مکانیکی پالم ترمومکنیک پالپ تولید شده توسط تراشه‌های چوب با استفاده از گرما (به این ترتیب "ترمو") و یک حرکت پالایش مکانیکی (به این ترتیب "مکانیکی") تولید می‌شود. این فرایند دو مرحلهای است که در آن سیاهه‌های مربوط به ابتدا پوست خود را از بین می‌برند و به تراشه‌های کوچک تبدیل می‌شوند. یک نیروی مکانیکی برای تراشه‌های چوب در یک عمل خرد کردن یا سنگ زنی اعمال می‌شود که بخار گرم و بخار را ایجاد می‌کند و لیگنین را نرم می‌کند و بنابراین فیبرهای فردی را جدا می‌کند. این فرایند تولید فیبر بالا از چوب (حدود ۹۵ درصد) را به دست می‌دهد و به عنوان لیگنین حذف نشده‌است، الیاف سخت و سخت هستند. خمیرگیری شیمیایی - مکانیکی تراشه‌های چوب را قبل از تصفیه با تجهیزاتی شبیه به آسیاب‌های مکانیکی می‌توان قبل از درمان با کربنات سدیم، هیدروکسید سدیم، سولفات سدیم و سایر مواد شیمیایی. شرایط شیمی درمانی بسیار کمتر (درجه حرارت پایین، زمان کوتاهتر، کمتر از حد شدید) نسبت به فرایند خمش شیمیایی بسیار کمتر است (از آنجا که هدف این است که الیاف را آسانتر کند و نه لیگنین را به عنوان یک فرایند کاملاً شیمیایی حذف کند. | ## جمع‌بندی | پالپ‌های ساخته شده با استفاده از این فرایندهای ترکیبی به عنوان خمیر شیمیایی ترمومکانیکی (CTMP) شناخته می‌شوند.