استفاده از کاغذ باطله در فرایند O.C.C

فظ منابع در ساخت کاغذ به روش O.C.C 
کاغذهایی که دیگر باطله نیست

استفاده از کاغذ باطله در فرآیند O.C.C

تولید کاغذ به روش O.C.Cا (Old Corrugated Container) به این صورت است که درصدی از چوب و درصدی از کاغذ و مقوای باطله (آخال) استفاده می‌شود. (به عنوان مثال 30 درصد چوب و 70 درصد آخال)

با توجه به این‌که اکثر جنگل‌های ایران پوشیده از درختان پهن برگ هستند که الیاف کوتاه دارند (البته ضخامت دیواره الیاف آنها زیاد است) و در کاغذسازی به الیاف بلند هم نیاز است که در درختان سوزن برگ موجود است، مقداری از چوب مورد استفاده کارخانه‌‌های داخلی از چوب درختان توس کشورهایی چون روسیه به صورت چیپس وارد کشور می‌شود. البته تمایلی هم به استفاده از تفاله نیشکر (باگاس) به عنوان ماده اولیه الیاف بلند وجود دارد. چه آنکه کارخانه کاغذسازی پارس در غرب کشور هم از باگاس حاصل از کارخانجات هفت تپه خوزستان استفاده می‌کند. چوب از سه ماده اصلی سلولز، همی سلولز و لیگنین تشکیل شده است. در فرآیند‌های شیمیایی تولید خمیر کاغذ، لیگنین که نوعی ماده شیمیایی تیره رنگ است و مانند چسب میان الیافی در چوب عمل می‌کند، ماده‌ای مضر است و ما سعی می‌کنیم با اعمال روش‌هایی آن را از چوب خارج کنیم. اگر لیگنین به خوبی از چوب خارج نشود، رنگ کاغذ پس از مدتی و در معرض نور به زرد و قهوه‌ای می‌گراید، کما این‌که درکاغذهای روزنامه که ماندگاری آن برای ما اهمیت کمتری دارد، لیگنین کمتری را از چوب خارج می‌کنند و می‌بینیم که پس از مدتی که در مجاورت نورآفتاب قرار می‌گیرند زرد می‌شوند. گرده بینه‌های چوبی وقتی وارد کارخانه کاغذسازی می‌شوند، توسط دستگاه چیپر به چیپس‌هایی در ابعاد 3-2 سانتی‌متر طول و 2-1 سانتی‌متر عرض با ضخامت10- 5 میلی‌متر تبدیل می‌شوند و سپس وارد دستگاه بخارزنی می‌شوند. با توجه به این‌که در داخل سلول‌های چوب هم آب وجود دارد، لیگنین موجود در الیاف چوب‌ها در اثر بخار آب و فشار به طور کامل نرم شده و قابلیت جداسازی الیاف چوب تا حد زیادی افزایش می‌یابد. در ادامه آنها را به داخل دایجیستر یا دیگ پخت می‌فرستند و به وسیله مواد شیمیایی چوب را به اصطلاح می‌پزند.

سلولز با توجه به درجه پلیمریزاسیون بالا (DP) (DP=Degree of Polymerization) در این مواد شیمیایی حل نمی‌شود، ولی همی سلولز با توجه به DP پایین‌تر مقداری حل می‌شود. سپس محلول خروجی دایجستر را- که مایعی سیاه رنگ به نام لیکور (لیگنین حل شده) است- از انتهای دیگ خارج می‌کنند و با افشانه کردن آن به عنوان سوخت مجدد از آن استفاده می‌کنند. در مرحله بعد بایستی الیاف به‌طور کامل از یکدیگر جدا شوند که این کار توسط دستگاهی به نام ریفاینر (پالایشگر) صورت می‌پذیرد. این دستگاه دارای دو دسیک است که در سطح آنها برجستگی‌های کوچکی وجود دارد. در بسیاری از موارد یکی از دو دیسک ثابت و دیگری می‌چرخد. محلول خمیر به فاصله کم میان این دو صفحه وارد می‌شود. بر اثر چرخش صفحه دوار دو اتفاق می‌افتد. یکی این‌که الیاف به هم چسبیده از یکدیگر جدا شده و دوم این‌که بر اثر برخورد زائده‌های دیسک دوار با دیواره الیاف، آنها حال پرزدار می‌یابند که این امر در اتصال الیاف به یکدیگر از اهمیت بالایی برخوردار است. هر چه پرزهای الیاف بیشتر شوند، اتصالات بیشتری می‌دهند و رادیکال‌های آزاد یا OH‌های بیشتری برای پیوند هیدروژنی آماده می‌شود. البته فاصله این دو دیسک هم بر اساس استانداردهایی تعیین می‌شود تا از فاصله‌ای معین، به هم نزدیک‌تر نشوند که فیبر آسیب ببیند. در این مرحله خمیر چوب ما آماده است.

برای تهیه خمیر کاغذ از کاغذ و مقوای باطله و ضایعاتی (آخال)، در ابتدا باید موادی که به دستگاه آسیب مکانیکی می‌زنند مثل سنگ، خاک، ‌فلز (منگنه)،‌ چسب و ... را از کاغذ جدا کنیم.برای این کار به صورت تدریجی کاغذ را در حوضچه‌های آب گرم – دما بین 30 تا 40 درجه سانتی‌گراد- می‌ریزیم و با چرخش‌ پدال‌هایی آمیزه را به هم می‌زنیم و مخلوط می‌کنیم. فلزات و مواد سنگین ته‌نشین می‌شوند و چسب و پلاستیک – مثل تسمه دور آخال، نخ شیرینی و غیره- به دور پدال و چنگک گیر می‌کنند. دمای آب را نباید تا حدی بالا برد که پلاستیک‌ها نرم شود و با چسبیدن به پدال مانع اختلاط صحیح شوند.ابعاد حوضچه‌ها هم بنا به کارخانه کاغذسازی، از قطر یک و نیم متر تا 4 متر و ارتفاع از یک متر تا 3 متر متغیر است. سپس کاغذ محلول در آب را که اکنون خمیر مانند است، بیرون می‌کشند. بعد از آن خمیر را به داخل دستگاه‌های کلوخه شکن می‌فرستند تا الیاف‌های باز نشده از هم جدا شود. در این مرحله غلظت خمیر حدود 80 درصد است که باید غلظت آن را در آب به حدود 3 الی 4 درصد رساند. پس برای رسیدن به این غلظت، خمیر را با آب مخلوط می‌کنیم. پایین آوردن غلظت خمیر به الیاف این امکان را می‌دهد که در طی فرایند تولید کاغد از جهت‌گیری مناسب‌تری برخوردار شوند. به این صورت که وقتی غلظت خمیر کم باشد، به فیبرها که در محیط مایع قرار دارند فرصت می‌دهیم که جهت‌دار شوند. بعد خمیر به قسمت ورودی ماشین کاغذسازی (هد باکس) که مانند مخلوط کن می‌ماند، می‌رود. در روش (O.C.C) در این قسمت خمیر چوب به این خمیر اضافه می‌شود. چند لوله، خمیر را روی میز کاغذ یا فوردینیر که تسمه‌ نقاله‌هایی به صورت توری (وایر) است، پخش می‌کنند.

این توری‌ها، سوراخ‌های ریزی دارند و زیر آنها نیز دستگاه مکش (suction) تعبیه شده است. وایرها به آرامی نیز تکان می‌خورند که این امر به شکل گیری بافت کاغذ کمک می‌کند. هنگامی که غلظت خمیر به 40درصد رسید، خمیر حاصله که اکنون حالتی خشک و سفت به خود گرفته، از میان غلطک‌های مختلفی به اسم خشک‌کن یا درایر عبور می‌کند تا آب بیشتری از آن گرفته شود. این سیلندرها داغ هستند و با حرارت آب باقی مانده در خمیر را تبخیر می‌کنند. این حرارت به‌طور معمول از دو طریق تأمین می‌شود.

یا روغن هیدرولیک داغ به داخل سیلندرها ریخته می‌شود و یا با مشعل به درون سیلندرهای استیلی که یک طرفشان باز است حرارت دمیده می‌شود. تعداد سیلندرها هم بستگی به ضخامت و گراماژ و کیفیت کاغذ دارد. هر چه ضخامت یا گراماژ کاغذ مد نظر ما بیشتر باشد، سرعت چرخش و گردش سیلندرها باید کندتر باشد تا مدت زمان ماندگاری یا ماند خمیر روی غلطک‌ها بیشتر باشد. اگر به جای مدت زمان طولانی‌تر، دما را بالا ببریم کاغذ حالت تردی و شکنندگی پیدا می‌کند. بعد از جمع‌آوری کاغذها دور رول در قسمت تریمینگ یا لبه‌زنی، لبه‌های ناصاف کاغذ با تیغ بریده می‌شود و یا کاغذ به اندازه دلخواه مشتری درمی‌آید.

بازیافت کاغذ در کشور

در کشورهای دیگر به‌طور معمول از کاغذ بازیافتی برای تولید انواع کاغذ و مقوا استفاده می‌کنند. اما در کشور ما از آخال فقط برای تولید لایه میانی مقوا (فلوتینگ) استفاده می‌شود و علت آن هم دو چیز است. یکی تفکیک نکردن کاغذ و مقوا در ابتدای خطوط کاغذسازی و دیگری نبود فرآیند رنگبری برای تهیه کاغذ چاپ و تحریر از کاغذهای بازیافتی است. رنگ‌بری به‌طور معمول به وسیله آب اکسیژنه (هیدروژن پراکسید-H₂O₂) و سایر مواد شیمیایی انجام می‌شود. با هر بار بازیافت کاغذ خواص مکانیکی و فیزیکی آن افت پیدا می‌کند، بنابراین در بیشتر نقاط جهان تعداد دفعات بازیافت یک کاغذ مشخص از 5 بار تجاوز نمی‌کند. توجه داشته باشید که برای بهبود خواص رطوبتی و ظاهری کاغذ می‌توان از مواد و پرکننده‌های شیمیایی مختلفی مانند آلوم، پارافین و...استفاده کرد که بسته به نوع کاربرد نهایی کاغذ متفاوت هستند. امروزه می‌توان با بررسی الیاف کاغذهای بازیافتی در زیر میکروسکوپ و اطلاعات موجود در استاندارد‌های بین المللی ( همچون استاندارد TAPPI)، به ویژگی‌های میکروسکوپی و ماکروسکوپی الیاف کاغذهای بازیافتی پی برد. به یاد داشته باشید که برای تولید یک تن خمیر کاغذ به طور متوسط به قطع 17 اصله درخت جنگلی نیاز است!