Химические способы
Целью химической обработки является уменьшение содержания лигнина в древесине. При этом способе волокна более тщательно отделяются друг от друга, а в готовом продукте присутствует минимум примесей.
Химическая обработка позволяет получить прочную и чистую целлюлозную массу, не содержащую измельченных частиц древесины. Поскольку при химической обработке не используются механические операции, приводящие к повреждению и перепутыванию волокон, волокна сохраняют свою первоначальную длину, а готовая бумага получается более прочной и упругой, более плотной.
Процесс обработки начинается с выбора подходящих деревьев, рубки, распиливания и транспортировки. Далее бревна нарезаются на мелкие части длиной около 2 см вдоль волокон древесины, а затем измельчаются роторными молотилками.
Далее может быть использован один из способов химической обработки стружки: сульфитный (или кислотный) способ, или сульфатный (щелочной) способ. Сульфитный метод является более традиционным, но в настоящее время считается нежелательным, поскольку он сопровождается высоким уровнем вредных выбросов в окружающую среду. В большинстве бумагоделательных производств сейчас, как правило, применяется сульфатный метод.
Сульфитная обработка. Это кислотный процесс, применяемый для мягких пород древесины, особенно для ели.
Бисульфит кальция и диоксид серы, растворенные в воде, подаются в автоклавную башню, наполненную древесными опилками. Опилки и жидкость запариваются вместе на срок от 6 до 24 часов, после чего полученный продукт просеивается и промывается.
В процессе термообработки основные примеси, присутствующие в древесных опилках - лигнин, смола, элементы гемицеллюлозы - постепенно исчезают, и остаются лишь чистые волокна целлюлозы, необходимые для получения качественной бумаги.
По сравнению с механическим способом, выход готового продукта здесь довольно небольшой: только около 50% веса целлюлозы от веса сухих древесных опилок.
Сульфатная обработка. Это щелочной процесс, иногда называемый крафт-процесс, применяется как для мягких пород древесины (в основном, сосна), так и для твердых пород (в основном, береза).
Каустическая сода, сульфид натрия и сульфат натрия применяются для термообработки при непрерывной подаче древесных опилок в автоклав. После 2-3 часов волокна легко отделяются, сохраняя полную свою длину - в этом основное преимущество процесса, используемого для получения прочной целлюлозной массы.
Выход готового продукта также достаточно велик: около 65-70% от веса древесных опилок.
В любом случае - при сульфитном или сульфатном методе - полученный продукт затем промывается, просеивается и подается в секцию отбеливания в форме кашицы.
Обычно отбеливание выполняется в несколько этапов: масса проходит через ряд емкостей, в каждой из которых взаимодействует с отбеливающим агентом, пока не будет достигнута требуемая степень белизны. В качестве химических реактивов используют хлор (хотя по экологическим соображениям от него постепенно отказываются), кислород, перекись водорода, бисульфит магния.
Окончательный продукт носит название беленной сульфитной или сульфатной целлюлозы соответственно.