Εργαςτηριακθ Άςκηςη 1 Παραγωγθ χάρτου Καραογλάνογλου Λάζαροσ Χθμικόσ Μθχανικόσ ΕΜΠ Tel.: +302107723288 E-mail: lkaraog@chemeng.ntua.gr
Άδεια Χρήζης Το παρόν εκπαιδεσηικό σλικό σπόκειηαι ζε άδειες τρήζης Creative Commons. Για εκπαιδεσηικό σλικό, όπως εικόνες, ποσ σπόκειηαι ζε άδεια τρήζης άλλοσ ηύποσ, ασηή πρέπει να αναθέρεηαι ρηηώς.
Φυλλοποιθτικι ηφγιςθ 3Χ 1-1.5 g χαρτί Φοφρνοσ 105 ο C ηφγιςθ υγραςία ~110 g χαρτί ~106 g χαρτί (~100 g ξθρό χαρτί) Σεμαχιςμόσ ςε μικρά κομμάτια 17% χαρτί 500 g νερό βρφςθσ 40 ο C 0.3 g NALCO 74090 (0.3% κ.β.ξ.ι.) Επίπλευςθ Διάγραμμα ροισ Άςκθςθσ Ξθρό βάροσ αφροφ ηφγιςθ Φοφρνοσ 105 ο C ΜΕΣΡΗΗ ΧΑΡΑΚΣΗΡΙΣΙΚΩΝ ΧΑΡΣΙΟΤ (2 θ ΜΕΡΑ) t= 0, 10, 20 min T, ph =? 20 min, 40 ο C Πολτοποιθτισ Maelstrom 4.5% χαρτί? kg νερό βρφςησ 40 ο C Ξιρανςθ ςτο περιβάλλον 10.3 kg νερό βρφςθσ 40 ο C Αφρόσ Αζρασ 1.5 l/min φςτθμα επίπλευςθσ IAF 0.8% χαρτί 0 min 5 min 10 min 15 min 20 min Δείγματα από αιϊρθμα 400 g T, ph =? 3
Φυλλοποιθτικι 87 g χαρτί Ζκπλυςθ Διάγραμμα ροισ Άςκθςθσ 3Χ 1-1.5 g χαρτί Φοφρνοσ 105 ο C ηφγιςθ υγραςία t= 0, 10, 20 min T, ph =? Σεμαχιςμόσ ςε μικρά κομμάτια 10 min, 40 ο C Πολτοποιθτισ Maelstrom 4.5% χαρτί 20 min, 40 ο C Δοχείο 5 l 410 ml απιονιςμζνου νεροφ 40 ο C 24 ml NaOH 1N 4.3 ml Τδρφαλοσ 1.35 g/ml 2.4 ml υπεροξείδιο του υδρογόνου 0.42 ml Lutensol A08? kg νερό βρφςησ 40 ο C νερό ΜΕΣΡΗΗ ΧΑΡΑΚΣΗΡΙΣΙΚΩΝ ΧΑΡΣΙΟΤ (2 θ ΜΕΡΑ) Ξιρανςθ ςτο περιβάλλον νερό Κελλί ζκπλυςθσ 20 min 4
Βιομθχανία Χαρτιοφ: φγχρονεσ τάςεισ τισ μζρεσ μασ το ανακυκλωμμζνο χαρτί αποτελεί τθ βαςικι πρϊτθ φλθ για τθν παραγωγι χαρτιοφ και χαρτοκιβωτίων, ακολουκοφμενο από τθν χθμικι χαρτόμαηα, τθ μθχανικι χαρτόμαηα και τα πλθρωτικά υλικά 5
Βιομθχανία Χαρτιοφ: φγχρονεσ τάςεισ Η αγορά χαρτιοφ και κιβωτίων είναι παγκοςμιοποιθμζνθ, όπωσ και θ βιομθχανία χαρτιοφ ςτθν οποία θ ςφγχρονθ τάςθ είναι προσ τθν κατεφκυνςθ τθσ φπαρξθσ μεγάλων μονάδων που κα εκμεταλλεφονται τισ οικονομίεσ κλίμακασ. Ζτςι: Σο 1980 οι 150 μεγαλφτερεσ εταιρείεσ ςυμμετείχαν κατά 45% ςτθ ςυνολικι παγκόςμια παραγωγι Σο 2000 θ ςυμμετοχι τουσ ζφταςε ςτο 70%, τθ ςτιγμι που θ παγκόςμια παραγωγι ςτο μεταξφ είχε ςχεδόν διπλαςιαςτεί (από 170 ςε 320 εκατ. τόνουσ ετθςίωσ) 6
Βιομθχανία Χαρτιοφ: φγχρονεσ τάςεισ Οι ανακυκλωμζνεσ ίνεσ ςτισ ςθμερινζσ ςυνκικεσ χρθςιμοποιοφνται για τθν παραγωγι όμοιασ ποιότθτασ χαρτιοφ με τθν ποιότθτα του χαρτιοφ που ζχει ανακυκλωκεί. Η χριςθ του ανακυκλωμζνου χαρτιοφ για τθν παραγωγι χαρτιοφ υποδεζςτερθσ ποιότθτασ απ ότι το αρχικό (downgrading), δθλαδι θ χριςθ ινϊν υψθλισ αξίασ για παραγωγι προϊόντων χαμθλότερθσ ποιότθτασ, κεωρείται, πλζον, αςφμφορθ. 7
Βιομθχανία Χαρτιοφ: φγχρονεσ τάςεισ Η εςτίαςθ των ερευνθτικϊν προςπακειϊν του ςυγκεκριμζνου τομζα είναι ςτα ακόλουκα ςθμεία: περιοριςμόσ των καταναλιςκόμενων πρϊτων υλϊν, τθσ ενζργειασ και του νεροφ, κακϊσ και του παραγόμενου κορφβου, αφξθςθ του χρόνου ςυνεχοφσ λειτουργθςιμότθτασ των μθχανθμάτων, κακϊσ και του χρόνου ηωισ τουσ, βελτίωςθ τθσ ποιότθτασ του παραγόμενου χαρτιοφ και κιβωτίων Αυτζσ οι προςπάκειεσ ςτισ μζρεσ μασ οδιγθςαν ςτα ακόλουκα επιτεφγματα: πιο αποτελεςματικι κατανόθςθ και ςυνεπαγϊμενοσ ζλεγχοσ των διεργαςιϊν εντόσ ενόσ ςτενοφ εφρουσ διακυμάνςεων κατά τθ λειτουργία, περιοριςμόσ των καταναλιςκόμενων ινϊν, αφξθςθ τθσ ςυμμετοχισ του ανακυκλωμζνου χαρτιοφ ςε ποςοςτό μζχρι κι 100%, για χαρτιά εκτφπωςθσ, τα πλθρωτικά και οι επικαλφψεισ αντικακιςτοφν τισ κατά πολφ ακριβότερεσ τουσ ίνεσ, βελτιϊνοντασ ταυτόχρονα και οριςμζνα χαρακτθριςτικά του τελικοφ προϊόντοσ, ελαχιςτοποίθςθ του απαιτοφμενου προςωπικοφ για τθν παραγωγικι διαδικαςία του χαρτιοφ 8
Βιομθχανία Χαρτιοφ: τατιςτικά ςτοιχεία 9
Βιομθχανία Χαρτιοφ: τατιςτικά ςτοιχεία 10
11
12
Η μζγιςτθ ανακφκλωςθ χαρτιοφ που μπορεί να επιτευχκεί από μία καλά οργανωμζνθ, βιομθχανοποιθμζνθ χϊρα είναι περίπου ςτο 80%. Η απϊλεια του 20% οφείλεται ςτο γεγονόσ ότι μζροσ του χαρτιοφ είναι αλλοιωμζνο, μακράσ χριςθσ ι καίγεται. Σα χαρτιά υγείασ, ειδικά προϊόντα χαρτιοφ, βιβλία, κακϊσ και χαρτιά που χρθςιμοποιοφνται ωσ καφςιμο υλικό ι υλικό κομποςτοποίθςθσ ανικουν ςε αυτι τθν κατθγορία. Ζχοντασ το 80% ωσ το κεωρθτικά επιτεφξιμο, το 75% που ζχει πετφχει θ Γερμανία, αντιςτοιχεί πρακτικά ςε μία αποτελεςματικότθτα του ςυςτιματοσ ανακφκλωςθσ τθσ, περίπου ςτο 94%. Βιομθχανία Χαρτιοφ: τατιςτικά ςτοιχεία 13
Βιομθχανία Χαρτιοφ: Ειδικά κζματα Ποιοσ είναι ο λόγοσ που χρηςιμοποιοφνται τα πληρωτικά υλικά; Σα πλθρωτικά υλικά χρθςιμοποιοφνται κυρίωσ για να βελτιϊςουν: οπτικά χαρακτθριςτικά όπωσ θ λευκότθτα και θ ςυνοχι τθν υφι τθσ επιφάνειασ του χαρτιοφ (μειωμζνθ τραχφτθτα) τθν φυλοποίθςθ καλφπτοντασ τα κενά εντόσ του πλζγματοσ των ινϊν τθν εκτυπωςιμότθτα με τισ διάφορεσ τεχνολογίεσ εκτφπωςθσ, χάρθ ςτθν πιο ομοιόμορφθ επιφάνεια, τθν μεγαλφτερθ ςυνοχι και επιδεκτικότθτα μελανιοφ που δθμιουργείται τθ διατιρθςθ των διαςτάςεων του χαρτιοφ κακϊσ ακόμθ κι όταν βρζχεται το χαρτί τα περιςςότερα πλθρωτικά βοθκοφν ςτθν διατιρθςθ των διαςτάςεων, πράγμα που με τισ φυςικζσ ίνεσ δεν κα ςυνζβαινε 14
Βιομθχανία Χαρτιοφ: Ειδικά κζματα Η ειδικι επιφάνεια για τα ςυνικθ πλθρωτικά υλικά είναι μεταξφ 4 και12 m 2 g 1. Συπικζσ ίνεσ χαρτοποιίασ εμφανίηουν ειδικι επιφάνεια μεταξφ 1 και 2 m 2 g 1, ενϊ υψθλισ ποιότθτασ ίνεσ ζχουν ειδικι επιφάνεια ςτο εφροσ 6 8 m 2 g 1. Μία ςυνζπεια τθσ αφξθςθσ του ποςοςτοφ των χρθςιμοποιοφμενων πλθρωτικϊν κατά τθν παραγωγι χαρτιοφ είναι ότι ζχουμε και ταυτόχρονθ αφξθςθ τθσ απαίτθςθσ ςτα πρόςκετα, όπωσ είναι οι χρωςτικζσ. Ειδικά πιγμζντα που χρθςιμοποιοφνται ωσ πλθρωτικά μποροφν να ζχουν ειδικι επιφάνεια μζχρι και 70 80 m 2 g 1. 15
Οπτικοακουςτικό υλικό για τθν βιομθχανία χαρτιοφ http://www.youtube.com/watch?v=rzl7kaessaa http://www.youtube.com/watch?v=7sdjtykaztw&feature=relat ed http://www.youtube.com/watch?v=sscqo_wmixy&feature=rela ted http://www.youtube.com/watch?v=demybjyxjhk&feature=relat ed Απομελάνωςθ: http://www.youtube.com/watch?v=fyaji0u6tgq 16
Χρημαηοδόηηζη Το παρόν εκπαιδεσηικό σλικό έτει αναπηστθεί ζηα πλαίζια ηοσ εκπαιδεσηικού έργοσ ηοσ διδάζκονηα. Το έργο «Ανοικηά Ακαδημαϊκά Μαθήμαηα Ε.Μ.Π.» έτει τρημαηοδοηήζει μόνο ηη αναδιαμόρθωζη ηοσ εκπαιδεσηικού σλικού. Το έργο σλοποιείηαι ζηο πλαίζιο ηοσ Επιτειρηζιακού Προγράμμαηος «Εκπαίδεσζη και Δια Βίοσ Μάθηζη» και ζσγτρημαηοδοηείηαι από ηην Εσρωπαϊκή Ένωζη (Εσρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόροσς.