Produkcja papieru bambusowego w Chinach ma długą historię. Morfologia i skład chemiczny włókien bambusowych charakteryzują się szczególnymi cechami. Średnia długość włókien jest duża, a mikrostruktura ścianek komórkowych włókna jest wyjątkowa, co przekłada się na dobrą wytrzymałość masy celulozowej, co przekłada się na dobre właściwości optyczne bielonej masy celulozowej: wysoką nieprzezroczystość i współczynnik rozpraszania światła. Zawartość ligniny w surowcach bambusowych (około 23% do 32%) jest wyższa, co determinuje proces gotowania masy celulozowej z wyższą zawartością alkaliów i siarczków (siarczek zazwyczaj wynosi 20% do 25%), zbliżony do drewna iglastego. Zawartość hemicelulozy i krzemu w surowcach jest wyższa, ale również w procesie mycia masy celulozowej, odparowywania ługu czarnego i zagęszczania, co wiąże się z pewnymi trudnościami w normalnej eksploatacji. Niemniej jednak, surowiec bambusowy nie jest dobrym surowcem do produkcji papieru.
Przyszłe systemy bielenia chemicznego celulozy bambusowej na średnią i dużą skalę będą zasadniczo wykorzystywać proces bielenia TCF lub ECF. Ogólnie rzecz biorąc, w połączeniu z głębokością delignifikacji i delignifikacji tlenowej procesu bielenia, zastosowanie technologii bielenia TCF lub ECF, w zależności od liczby różnych sekcji bielenia, pozwala na bielenie celulozy bambusowej do poziomu bieli 88%–90% ISO.
Porównanie wybielania bambusa metodą ECF i TCF
Ze względu na wysoką zawartość ligniny w bambusie, należy ją połączyć z technologiami głębokiej delignifikacji i delignifikacji tlenowej, aby kontrolować wartość Kappa zawiesiny wchodzącej do ECF i TCF (zalecane <10), stosując dwuetapową sekwencję bielenia ECF z ulepszeniem Eop, wstępne przetwarzanie kwasem lub dwuetapową sekwencję bielenia TCF z zastosowaniem Eop. Wszystkie te metody umożliwiają bielenie siarczanowanej pulpy bambusowej do wysokiego poziomu bieli wynoszącego 88% ISO.
Skuteczność wybielania różnych surowców bambusowych jest różna i wynosi od Kappa do 11–16. Nawet przy dwuetapowym wybielaniu ECF i TCF, miazga może osiągnąć poziom bieli wynoszący jedynie 79–85%.
W porównaniu z pulpą bambusową TCF, bielona pulpa bambusowa ECF charakteryzuje się mniejszymi stratami podczas bielenia i wyższą lepkością, która zazwyczaj przekracza 800 ml/g. Jednak nawet ulepszona, nowoczesna bielona pulpa bambusowa TCF osiąga lepkość jedynie 700 ml/g. Jakość pulpy bielonej ECF i TCF jest niezaprzeczalna, ale kompleksowa analiza jakości pulpy, kosztów inwestycyjnych i operacyjnych, bielenia pulpy bambusowej metodą ECF lub TCF, nie została jeszcze ostatecznie rozstrzygnięta. Decydenci w różnych przedsiębiorstwach stosują różne procesy. Jednak, biorąc pod uwagę przyszłe trendy rozwojowe, bielenie pulpy bambusowej metodą ECF i TCF będzie współistnieć przez długi czas.
Zwolennicy technologii bielenia ECF uważają, że bielona celuloza ECF charakteryzuje się lepszą jakością, mniejszym zużyciem chemikaliów, wysoką wydajnością bielenia, a także dopracowanym i stabilnym systemem operacyjnym. Zwolennicy technologii bielenia TCF argumentują jednak, że technologia ta ma zalety w postaci mniejszej ilości ścieków odprowadzanych z bielarni, niskich wymagań antykorozyjnych dla urządzeń oraz niskich nakładów inwestycyjnych. Linia produkcyjna do bielenia bezchlorowego celulozy siarczanowo-bambusowej (TCF) wykorzystuje półzamknięty system bielenia, a emisja ścieków z bielarni może być kontrolowana na poziomie 5–10 m³/t pulpy. Ścieki z sekcji (PO) są kierowane do sekcji delignifikacji tlenowej w celu dalszego wykorzystania, a ścieki z sekcji O są dostarczane do sekcji płukania sitowego w celu dalszego wykorzystania, a następnie trafiają do odzysku alkaliów. Kwaśne ścieki z sekcji Q trafiają do zewnętrznego systemu oczyszczania ścieków. Dzięki bieleniu bez użycia chloru, chemikalia nie powodują korozji, a urządzenia do bielenia nie wymagają stosowania tytanu ani specjalnej stali nierdzewnej. Można zastosować zwykłą stal nierdzewną, co przekłada się na niskie koszty inwestycji. W porównaniu z linią produkcyjną celulozy TCF, koszty inwestycji w linię produkcyjną celulozy ECF są o 20–25% wyższe. Inwestycja w linię produkcyjną celulozy jest również o 10–15% wyższa, a system odzysku chemikaliów wymaga większych nakładów, a jego obsługa jest bardziej złożona.
Krótko mówiąc, produkcja pulpy bambusowej metodą bielenia TCF i ECF o wysokiej bieli od 88% do 90% jest możliwa. Proces bielenia powinien być przeprowadzany w technologii głębokiej delignifikacji, z delignifikacją tlenową przed bieleniem, kontrolą masy celulozowej w systemie bielenia, wartością Kappa, bieleniem w procesie bielenia z trzema lub czterema sekwencjami bielenia. Sugerowana sekwencja bielenia ECF dla pulpy bambusowej to OD(EOP)D(PO), OD(EOP)DP; sekwencja bielenia L-ECF to OD(EOP)Q(PO); sekwencja bielenia TCF to Eop(ZQ)(PO)(PO), O(ZQ)(PO)(ZQ)(PO). Ponieważ skład chemiczny (zwłaszcza zawartość ligniny) i morfologia włókien znacznie różnią się pomiędzy poszczególnymi odmianami bambusa, przed wybudowaniem zakładu należy przeprowadzić systematyczne badania dotyczące wydajności różnych odmian bambusa w zakresie produkcji papieru i pulpy, co pozwoli na opracowanie odpowiednich ścieżek i warunków procesowych.
Czas publikacji: 14.09.2024
