ما هي تقنية تبييض ورق الخيزران الأكثر شيوعاً؟

تتمتع صناعة الورق من الخيزران في الصين بتاريخ عريق. يتميز الخيزران بتركيبه المورفولوجي والكيميائي الفريد. فمتوسط ​​طول الألياف طويل، وبنية جدار الخلية فيها مميزة، مما يُكسبها قوةً عاليةً في عملية تصنيع اللب، ويُعطي اللب المُبيض خصائص بصرية ممتازة، كارتفاع عتامة اللب ومعامل تشتت الضوء. كما أن محتوى اللجنين في الخيزران الخام مرتفع (من 23% إلى 32%)، مما يُؤدي إلى زيادة نسبة القلويات والكبريتيد في لبه (من 20% إلى 25%)، وهي نسبة قريبة من تلك الموجودة في الخشب الصنوبري. إضافةً إلى ذلك، فإن ارتفاع محتوى الهيميسليلوز والسيليكون في الخيزران الخام يُعيق التشغيل السليم لأنظمة غسل اللب وتبخير السائل الأسود وتركيزه. لذا، يبقى الخيزران مادة خام غير مثالية لصناعة الورق.

ستعتمد أنظمة تبييض لب الخيزران الكيميائية في المستقبل، سواءً المتوسطة أو الكبيرة، بشكل أساسي على عملية التبييض بتقنية TCF أو ECF. وبشكل عام، وبالنظر إلى عمق إزالة اللجنين وإزالة اللجنين بالأكسجين في عملية اللب، وباستخدام تقنية التبييض بتقنية TCF أو ECF، يمكن تبييض لب الخيزران إلى درجة بياض تتراوح بين 88% و90% وفقًا لمعيار ISO، وذلك بحسب عدد مراحل التبييض.

مقارنة بين تبييض الخيزران بتقنية ECF وتقنية TCF

نظراً لارتفاع محتوى اللجنين في الخيزران، فإنه يحتاج إلى دمجه مع تقنيات إزالة اللجنين العميقة وإزالة اللجنين بالأكسجين للتحكم في قيمة كابا للملاط الداخل إلى ECF وTCF (يوصى بأن تكون <10)، باستخدام تسلسل تبييض ECF ثنائي المراحل المحسن بتقنية Eop، أو المعالجة المسبقة بالحمض، أو تسلسل تبييض TCF ثنائي المراحل بتقنية Eop، وكلها قادرة على تبييض لب الخيزران المكبرت إلى مستوى بياض عالٍ يبلغ 88% ISO.

تختلف كفاءة التبييض للمواد الخام المختلفة من الخيزران اختلافًا كبيرًا، من Kappa إلى 11 ~ 16 أو نحو ذلك، وحتى مع التبييض على مرحلتين ECF و TCF، لا يمكن لللب أن يحقق سوى مستوى بياض يتراوح بين 79٪ و 85٪.

بالمقارنة مع لب الخيزران المُبيض بتقنية TCF، يتميز لب الخيزران المُبيض بتقنية ECF بفقدان أقل أثناء التبييض ولزوجة أعلى، تصل عادةً إلى أكثر من 800 مل/غ. مع ذلك، حتى مع لب الخيزران المُبيض بتقنية TCF الحديثة والمُحسّنة، لا تتجاوز لزوجته 700 مل/غ. تُعد جودة لب الخيزران المُبيض بتقنية ECF وTCF حقيقة لا جدال فيها، ولكن لم يتم التوصل بعد إلى قرار نهائي بشأن استخدام أيٍّ من تقنيتي تبييض لب الخيزران، ECF أو TCF، وذلك بالنظر إلى جودة اللب، وتكاليف الاستثمار والتشغيل. يستخدم صانعو القرار في مختلف الشركات عمليات مختلفة. ولكن من خلال اتجاهات التطوير المستقبلية، من المتوقع أن تتعايش تقنيتا تبييض لب الخيزران ECF وTCF لفترة طويلة.

يعتقد مؤيدو تقنية التبييض بالكلور الخالي من الكلور (ECF) أن لب الورق المُبيض بهذه التقنية يتميز بجودة أفضل، مع استخدام كميات أقل من المواد الكيميائية، وكفاءة تبييض عالية، بالإضافة إلى نضج نظام المعدات واستقرار أدائه التشغيلي. في المقابل، يرى مؤيدو تقنية التبييض بالكلور الخالي من الكلور (TCF) أن هذه التقنية تتميز بانخفاض كمية مياه الصرف الناتجة عن مصنع التبييض، وانخفاض متطلبات مقاومة التآكل للمعدات، وانخفاض تكلفة الاستثمار. يعتمد خط إنتاج تبييض لب الخيزران بالكلور الخالي من الكلور (TCF) على نظام تبييض شبه مغلق، حيث يمكن التحكم في انبعاثات مياه الصرف من مصنع التبييض عند 5 إلى 10 أمتار مكعبة لكل طن من اللب. تُرسل مياه الصرف من قسم (PO) إلى قسم إزالة اللجنين بالأكسجين، بينما تُرسل مياه الصرف من قسم (O) إلى قسم غسل المناخل، ثم تدخل في النهاية إلى وحدة استخلاص القلويات. أما مياه الصرف الحمضية من قسم (Q) فتُرسل إلى نظام معالجة مياه الصرف الخارجي. نظراً لأن عملية التبييض لا تستخدم الكلور، فإن المواد الكيميائية المستخدمة غير قابلة للتآكل، ولا تحتاج معدات التبييض إلى استخدام التيتانيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ الخاص، بل يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ العادي، مما يجعل تكلفة الاستثمار منخفضة. بالمقارنة مع خط إنتاج لب الورق TCF، فإن تكلفة الاستثمار في خط إنتاج لب الورق ECF أعلى بنسبة تتراوح بين 20% و25%، كما أن تكلفة الاستثمار في خط إنتاج لب الورق أعلى بنسبة تتراوح بين 10% و15%، بالإضافة إلى أن الاستثمار في نظام استعادة المواد الكيميائية أكبر، والتشغيل أكثر تعقيداً.

باختصار، يُعدّ إنتاج لبّ الخيزران المُبيّض بنسبة بياض عالية (88% إلى 90%) بتقنية التبييض TCF وECF ممكنًا. يجب استخدام تقنية إزالة اللجنين العميقة في عملية التبييض، وإزالة اللجنين بالأكسجين قبل التبييض، والتحكم في قيمة كابا للّب المُدخل إلى نظام التبييض، والتبييض باستخدام عملية تبييض بثلاث أو أربع مراحل. يُقترح أن تكون مراحل تبييض ECF للّب الخيزراني كالتالي: OD(EOP)D(PO)، OD(EOP)DP؛ ومراحل تبييض L-ECF كالتالي: OD(EOP)Q(PO)؛ ومراحل تبييض TCF كالتالي: Eop(ZQ)(PO)(PO)، O(ZQ)(PO)(ZQ)(PO). نظرًا للاختلاف الكبير في التركيب الكيميائي (وخاصة محتوى اللجنين) وشكل الألياف بين أنواع الخيزران المختلفة، يُنصح بإجراء دراسة منهجية حول أداء اللب وصناعة الورق لأنواع الخيزران المختلفة قبل إنشاء المصنع، وذلك لتوفير إرشادات لتطوير مسارات وظروف عملية مناسبة.