عملية كرافت

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

مصنع ورق كرافت في ذا باس، مانيتوبا
رقائق الخشب لإنتاج الورق

تُعدّ عملية لب الكرافت ، أو ببساطة عملية الكرافت أو عملية الكبريتات (تُكتب أيضًا كبريتات في المملكة المتحدة وفي المراجع القديمة)، عملية صناعية رائدة لتحويل الخشب إلى لب الخشب ، [ 1 ] وهو منتج يتكون من ألياف السليلوز النقية تقريبًا ، وهي المكون الرئيسي للورق . يُشتق اسم العملية من الكلمة السويدية والألمانية Kraft ، والتي تعني "القوة" في هذا السياق، نظرًا للقوة المميزة لورق الكرافت المُنتَج باستخدام هذه العملية. [ 1 ] [ 2 ]

تتضمن عملية كرافت معالجة رقائق الخشب بسائل أبيض ساخن ، وهو مزيج من هيدروكسيد الصوديوم وكبريتيد الصوديوم مذابين في الماء، يعمل على كسر الروابط الكيميائية التي تربط بين البوليمرات غير المتجانسة المتفرعة للخشب، اللجنين والهيميسليلوز ، والسليلوز المتجانس. وتشمل هذه العملية عدة خطوات، كيميائية وميكانيكية، وهي العملية السائدة عالميًا وفي الولايات المتحدة لإنتاج لب الخشب المستخدم في صناعة الورق. [ 3 ] في بعض المناطق، أثارت عملية التصنيع باستخدام هذه الطريقة جدلًا واسعًا نظرًا لأن مصانع كرافت تُطلق مواد متطايرة ذات رائحة نفاذة، وتُنتج وتُخزن كميات كبيرة من المواد الكيميائية السائلة الوسيطة والنفايات . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

نظرة عامة على العملية

تُعدّ عملية كرافت لإنتاج لب الخشب عمليةً تُستخدم في صناعة الورق، وهي مناسبة لجميع أنواع الأخشاب، وتُنتج لبًا بنيًا عالي القوة (ما لم يُبيّض). [ 3 ] : ص 59. تتميز هذه العملية بقاعديتها العالية (الأس الهيدروجيني 13-14)، نتيجةً لاستخدام مزيج من هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) وكبريتيد الصوديوم (Na₂S ) ، بنسبة تتراوح عادةً بين 15 و25% من وزن الخشب (انظر أدناه). [ 3 ] : ص 59. تُجرى هذه العملية في وعاء تفاعل صناعي غير مُبطّن، يُسمى المُخمّر، وتترافق مع "استخلاص عالٍ للمواد الكيميائية المستخدمة في صناعة اللب"، ولكنها تُنتج أيضًا روائح كبريتية. [ 3 ] : ص 59. تُستخدم هذه العملية، غير المُبيّضة، لإنتاج ورق الأكياس والتغليف والورق المقوى، وتُبيّض لإنتاج أنواع مختلفة من منتجات الورق الأبيض. [ 3 ] : ص 59. تكون غلة هذه العملية أقل من غلة طرق اللب الميكانيكية والكيميائية الميكانيكية، ولكنها تصل إلى حوالي 65-70% للورق غير المبيض (أقرب إلى 50% عندما يكون اللب مخصصًا للتبييض)، وبعد التبييض، قد تكون الغلة الإجمالية حوالي 45% أو أقل. [ 3 ] : ص 59

تاريخ

لفة من ورق الكرافت

يعود تاريخ تسمية هذه العملية إلى أول إنتاج لـ "ورق الكرافت" في يونشوبينغ، السويد، في مصنع مونكسيو، ولب تصنيعه وفقًا لعملية حاصلة على براءة اختراع من قبل سي إف دال ، من دانزيغ ، في عام 1885. [ 1 ] [ 7 ] (يُؤرَّخ أحيانًا إلى عام 1890 بدلاً من عام 1885، وقد نُسب الموقع السويدي للتصنيع إلى عدم قبول صناعة الورق الألمانية للعملية الجديدة. [ 3 ] : ص 86 )

كان دال يجري تجارب على استبدال كبريتات الصوديوم ("الكبريتات")، المستخرجة من "كعكة الملح"، بكربونات الصوديوم (المستخرجة من رماد الصودا )، كبديل عن " القلويات المفقودة في الطهي" لإنتاج لب القش ، حيث يتم اختزال الكبريتات إلى الكبريتيد المقابل ("الكبريتيد")، "في فرن الاستخلاص". [ 1 ] [ 3 ] : ص 86. وقد بدأ تجربة عملية الاستبدال هذه في عام 1879، متتبعًا براءات اختراع أمريكية من آخرين، من 1870-1871 (انظر أدناه)، في البداية بنتائج غير مرضية، ولكن مع نجاح أكبر في النهاية وتوسيع نطاق العملية لتشمل الأخشاب الصنوبرية. [ 1 ] يُعزى نجاح إنتاج المطحنة إلى استجابة ذكية من مدير مطحنة مونكسيو لخطأ تشغيلي - حيث توقف تشغيل جهاز هضم الكبريتات قبل الأوان - فقام بمعالجة الرقائق التي اعتُقد أنها غير مهضومة بالكامل بدلاً من التخلص منها، ليكتشف أن اللب الناتج يُنتج ورقًا "داكن اللون [و] أقوى بكثير من أي ورق معروف سابقًا". [ 1 ] أدت هذه القوة إلى استخدام الكلمة السويدية الألمانية التي تُشير إلى هذه الخاصية، وهي " كرافت " ، لوصف العملية (وبالتالي أصبحت إضافة الكبريتات/الكبريتيد إلى عملية القلويات السابقة تُعرف باسم عملية كرافت أو عملية الكبريتات/الكبريتات). [ 1 ]

أدى استخدام مزيج هيدروكسيد الصوديوم والكبريتيد في صناعة لب الخشب، حيث يُسرّع الكبريتيد عملية إزالة اللجنين ، إلى تقليل مدة تعرض رقائق الخشب للقلويات الساخنة (مقارنةً بعملية الصودا السابقة ). ويعزى ذلك إلى زيادة قوة لب الكرافت مقارنةً بلب الصودا (وانخفاض تحلل الكربوهيدرات). [ 1 ] [ 3 ] : ص 86. ويُعقّد وجود براءتي اختراع سابقتين لاستخدام الكبريتيد في صناعة لب الخشب، صادرتين عن إيه كيه إيتون في أغسطس 1870 وسبتمبر 1871، أي قبل أكثر من عقد من براءة اختراع دال ، نسبة الفضل في اكتشاف هذه التقنية إلى دال . [ 1 ] علاوة على ذلك، توجد مناقشات في أدبيات التصنيع الأولية والثانوية في إنجلترا، في الفترة من أربعينيات إلى ستينيات القرن العشرين، تشير إلى أن إضافة "الكبريت والكبريتيدات" إلى إجراءات تحويل القش إلى لب باستخدام القلويات تعود إلى "تجارب أجريت في إنجلترا خلال الحروب النابليونية (أي 1805-1814)". [ 1 ] ومع ذلك، يُنسب إلى دال، على وجه الخصوص، الفضل في وضع عملية استعادة المواد الكيميائية المستخدمة في عملية كرافت، والتي يعتبرها أحد الباحثين على الأقل "ربما أكثر أهمية من عملية طهي كرافت" نفسها. [ 3 ] : ص 86

شهدت الولايات المتحدة، ولا سيما الولايات الجنوبية حيث لم تكن عملية تحويل رقائق خشب الصنوبر الراتنجي إلى لب مناسبة لعملية الكبريتيت السابقة (وخاصةً باستخدام قاعدة الكالسيوم )، توسعًا ملحوظًا في استخدام هذه العملية خلال الفترة من 1915 إلى 1930. [ 3 ] : ص 86. وكان اختراع غلاية الاسترجاع على يد جي إتش توملينسون في أوائل ثلاثينيات القرن العشرين علامة فارقة أخرى في تطوير عملية الكرافت وتوسيع نطاق استخدامها. [ 8 ] فقد مكّن هذا الاختراع من استرجاع وإعادة استخدام المواد الكيميائية غير العضوية المستخدمة في عملية اللب، بحيث أصبحت مصانع الكرافت عملية شبه مغلقة فيما يتعلق بالمواد الكيميائية غير العضوية، باستثناء تلك المستخدمة في عملية التبييض. ولهذا السبب، بحلول عام 1993، وُصفت عملية الكرافت بأنها "العملية السائدة" لإنتاج لب الخشب. [ 3 ] : ص 86(حلت عملية كرافت محل عملية الكبريتيت لتصبح العملية السائدة في الأربعينيات من القرن العشرين. )

عملية مفصلة

التشريب

يبلغ طول رقائق الخشب الشائعة الاستخدام في إنتاج اللب 12-25 مليمترًا (0.47-0.98 بوصة) وسمكها 2-10 مليمترات (0.079-0.394 بوصة) . تُبلل الرقائق أولًا وتُسخن مسبقًا بالبخار . تُملأ التجاويف داخل رقائق الخشب الطازجة جزئيًا بسائل وجزئيًا بالهواء. يؤدي معالجة البخار إلى تمدد الهواء وطرد حوالي 25% منه من الرقائق. الخطوة التالية هي تشبيع الرقائق بسائل الطهي الأسود والأبيض . يُحبس الهواء المتبقي في الرقائق في بداية عملية التشريب داخلها. يمكن إجراء التشريب قبل أو بعد دخول الرقائق إلى جهاز الهضم ، وعادةً ما يتم عند درجة حرارة أقل من 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت) . أثناء التشريب، تتغلغل سوائل الطهي في البنية الشعرية للرقائق وتبدأ التفاعلات الكيميائية مع الخشب عند درجة حرارة منخفضة. يُعد التشريب الجيد مهمًا للحصول على طهي متجانس وتقليل نسبة الرفض. يحدث حوالي 40-60% من إجمالي استهلاك القلويات، في العملية المستمرة، في منطقة التشريب.    

طبخ

ثم تُطهى رقائق الخشب في خزانات هضم مضغوطة. بعض هذه الخزانات تعمل بنظام الدفعات، وبعضها الآخر بنظام التشغيل المستمر.

بحسب دراسة ماكلويد في عام 1992، والتي نشرتها وكالة حماية البيئة في عام 1993،بلغ متوسط ​​الطاقة الإنتاجية لمنشآت الطهي الممتد عالميًا أكثر من 1100 طن يوميًا، وكان أكبر منشأة مسجلة هي "يونيون كامب" التي تم افتتاحها عام 1992 في سافانا، جورجيا ، والتي تنتج 2450 طنًا يوميًا. [ 9 ] عادةً، تتضمن شروط مرحلة إزالة اللجنين، التي تتم باستخدام هذا السائل الأبيض الكاوي في وعاء الضغط الكبير المسمى "الهاضم"، التسخين إلى 170 درجة مئوية، لفترة زمنية تعتمد على "درجة إزالة اللجنين المطلوبة" (ربما في حدود ساعتين). [ 10 ] أحد التفاعلات الكيميائية الرئيسية التي تقوم عليها عملية كرافت هو كسر روابط الإيثر بواسطة أيونات الكبريتيد (S2− ) أو البيسلفيد (HS− ) المحبة للنواة . [ 8 ]

عند درجة حرارة تتراوح بين 170 و176 درجة مئوية (338 إلى 349 درجة فهرنهايت) ، وفي ظل ظروف "طهي" السائل الأبيض هذه، يتحلل اللجنين والهيميسليلوز مُنتجين شظايا قابلة للذوبان في السائل القلوي القوي. يُجمع اللب الصلب - الذي يُشكل حوالي 50% من وزن رقائق الخشب الجافة - ويُغسل. يُعرف اللب في هذه المرحلة باسم "اللب البني"، وتُعرف السوائل المُجمعة باسم " السائل الأسود "، وذلك نسبةً إلى لونها. يحتوي الخليط على شظايا اللجنين، والكربوهيدرات الناتجة عن تحلل الهيميسليلوز، وكربونات الصوديوم ، وكبريتات الصوديوم ، وأملاح غير عضوية أخرى.  

عملية التعافي

يحتوي السائل الأسود الزائد على حوالي 15% من المواد الصلبة، ويتم تركيزه في مبخر متعدد المراحل . بعد المرحلة الأولى، تصل نسبة المواد الصلبة في السائل الأسود إلى حوالي 20-30%. عند هذا التركيز، يطفو صابون الراتنج إلى السطح ويُزال . يُعالج الصابون المُجمّع لاحقًا لإنتاج زيت الصنوبر . تُحسّن إزالة الصابون عملية التبخير في المراحل اللاحقة.

يُبخر السائل الأسود المخفف حتى تصل نسبة المواد الصلبة فيه إلى 65% أو حتى 80% ("السائل الأسود الثقيل" [ 11 ] )، ثم يُحرق في غلاية الاستخلاص لاستعادة المواد الكيميائية غير العضوية لإعادة استخدامها في عملية صناعة اللب. يؤدي ارتفاع نسبة المواد الصلبة في السائل الأسود المركز إلى زيادة كفاءة الطاقة والمواد الكيميائية في دورة الاستخلاص، ولكنه يؤدي أيضًا إلى زيادة اللزوجة وترسب المواد الصلبة (انسداد المعدات وتلوثها). [ 12 ] [ 13 ] أثناء الاحتراق، يُختزل كبريتات الصوديوم إلى كبريتيد الصوديوم بواسطة الكربون العضوي الموجود في الخليط.

1. نا 2 SO 4 + 2 C → نا 2 S + 2 CO 2

يشبه هذا التفاعل عملية الاختزال الحراري الكيميائي للكبريتات في علم الجيوكيمياء.

تُذاب الأملاح المنصهرة ("المُصهرة") من غلاية الاسترجاع في ماء معالجة يُعرف باسم "الغسيل المخفف". يتكون ماء المعالجة هذا، المعروف أيضًا باسم "المحلول الأبيض المخفف"، من جميع السوائل المستخدمة لغسل طين الجير ورواسب المحلول الأخضر . يُعرف المحلول الناتج من كربونات الصوديوم وكبريتيد الصوديوم باسم "المحلول الأخضر"، ويعود لونه الأخضر المميز إلى وجود كبريتيد الحديد الغرواني. [ 14 ] يُخلط هذا السائل بعد ذلك مع أكسيد الكالسيوم ، الذي يتحول إلى هيدروكسيد الكالسيوم في المحلول، لإعادة توليد المحلول الأبيض المستخدم في عملية صناعة اللب من خلال تفاعل متوازن؛ يظهر Na₂S ، لأنه جزء من المحلول الأخضر (ولكنه لا يشارك في التفاعل).

2. Na 2 CO 3 + Ca(OH) 2 ←→ 2 NaOH + CaCO 3

يترسب كربونات الكالسيوم من السائل الأبيض ويتم استعادته وتسخينه في فرن الجير حيث يتم تحويله إلى أكسيد الكالسيوم (الجير).

3. CaCO3 → CaO + CO2

يتفاعل أكسيد الكالسيوم (الجير) مع الماء لإعادة توليد هيدروكسيد الكالسيوم المستخدم في التفاعل 2:

4. CaO + H₂O → Ca(OH) ₂

يشكل مزيج التفاعلات من 1 إلى 4 دورة مغلقة فيما يتعلق بالصوديوم والكبريت والكالسيوم وهو المفهوم الرئيسي لما يسمى بعملية إعادة التكلس حيث يتم تفاعل كربونات الصوديوم لتجديد هيدروكسيد الصوديوم .

كما يقوم غلاية الاسترداد بتوليد بخار عالي الضغط يتم تغذيته إلى التوربينات المولدة، مما يقلل من ضغط البخار لاستخدامه في المطحنة ويولد الكهرباء .

تُعتبر مصانع لب الورق الحديثة مكتفية ذاتيًا في توليد الكهرباء، وعادةً ما تُوفر فائضًا صافيًا من الطاقة يُمكن استخدامه في مصانع الورق المجاورة أو بيعه إلى الصناعات أو المجتمعات المجاورة عبر شبكة الكهرباء المحلية. [ 15 ] إضافةً إلى ذلك، غالبًا ما تُحرق مخلفات اللحاء والخشب في غلاية طاقة منفصلة لتوليد البخار.

على الرغم من أن غلايات الاسترداد التي تستخدم اختراع جي إتش توملينسون شائعة الاستخدام منذ أوائل ثلاثينيات القرن العشرين، فقد بُذلت محاولات لإيجاد عملية أكثر كفاءة لاسترداد المواد الكيميائية المستخدمة في الطهي. وقد شغّلت شركة ويرهاوزر بنجاح وحدة تغويز التدفق المحمول للسائل الأسود من الجيل الأول من شركة كيمريك في مصنعها في نيو بيرن بولاية كارولاينا الشمالية ، بينما يتم تشغيل وحدة من الجيل الثاني على نطاق تجريبي في مصنع سمورفيت كابا في بيتييا ، السويد . [ 16 ]

تُستخدم تقنية إضافية لتقليل استخدام الجير. في عملية "المعالجة الذاتية الجزئية بالبورات" (PBAC)، يُضاف حمض البوريك الذي ينتج بورات الصوديوم بدلاً من كربونات الصوديوم. [ 17 ]

النفخ

تُدفع رقائق الخشب المطبوخة إلى خزان تجميع يُسمى خزان النفخ، ويعمل عند الضغط الجوي. ينتج عن ذلك إطلاق كمية كبيرة من البخار والمواد المتطايرة. تُكثّف هذه المواد المتطايرة وتُجمع؛ وفي حالة الأخشاب اللينة الشمالية، تتكون هذه المواد بشكل أساسي من زيت التربنتين الخام .

الفحص

إن عملية فرز اللب بعد عملية اللب هي عملية يتم من خلالها فصل اللب (المسمى المقبول ) عن الشظايا الكبيرة والعقد والأوساخ وغيرها من الحطام (المسمى المرفوض ).

يتكون قسم الفرز من أنواع مختلفة من المناخل (الشاشات) والتنظيف بالطرد المركزي. عادةً ما يتم تركيب المناخل في عملية متسلسلة متعددة المراحل، لأن كميات كبيرة من الألياف الجيدة قد تذهب إلى تيار الرفض عند محاولة تحقيق أقصى قدر من النقاء في تيار القبول.

تُفصل الألياف التي تحتوي على شظايا وعُقد عن باقي المواد المرفوضة، ثم تُعاد معالجتها إما في وحدة تكرير أو تُعاد إلى وحدة الهضم. تتراوح نسبة العُقد عادةً بين 0.5% و3.0% من ناتج وحدة الهضم، بينما تتراوح نسبة الشظايا بين 0.1% و1.0%.

غسل

تُنقل بقايا اللب البني من عملية النفخ إلى مراحل الغسيل حيث يتم فصل سوائل الطهي المستخدمة عن ألياف السليلوز. عادةً ما يحتوي مصنع اللب على 3-5 مراحل غسيل متسلسلة. تُضاف مراحل الغسيل أيضًا بعد عملية إزالة اللجنين بالأكسجين وبين مراحل التبييض. تستخدم غسالات اللب تدفقًا معاكسًا بين المراحل بحيث يتحرك اللب في الاتجاه المعاكس لتدفق مياه الغسيل. تتضمن هذه العملية عدة مراحل: التكثيف / التخفيف ، والإزاحة ، والانتشار . يُقاس عامل التخفيف بكمية الماء المستخدمة في الغسيل مقارنةً بالكمية النظرية اللازمة لإزاحة السائل من اللب المكثف. يُقلل عامل التخفيف المنخفض من استهلاك الطاقة، بينما يُنتج عامل التخفيف المرتفع عادةً لبًا أنظف. يُقلل الغسيل الجيد لللب من الطلب الكيميائي على الأكسجين ( COD ).

تُستخدم عدة أنواع من معدات الغسيل، بما في ذلك موزعات الضغط الجوي؛ وغسالات البراميل الفراغية؛ ومزيلات البراميل؛ ومكابس الغسيل.

التبييض

في مصنع حديث، يتم غسل ألياف السليلوز البنية (التي تحتوي على حوالي 5% من اللجنين المتبقي) الناتجة عن عملية اللب أولاً لإزالة بعض المواد العضوية المذابة، ثم يتم إزالة اللجنين منها بشكل أكبر من خلال مراحل تبييض متنوعة . [ 18 ]

في حالة مصنع مُصمم لإنتاج لب الورق لصناعة ورق التغليف البني أو ورق الكرتون المُبطن للصناديق والتغليف، لا يحتاج اللب دائمًا إلى تبييض بدرجة سطوع عالية. يُقلل التبييض من كتلة اللب المُنتج بنحو 5%، ويُضعف قوة الألياف، ويزيد من تكلفة التصنيع.

المواد الكيميائية المستخدمة في العمليات

تُضاف المواد الكيميائية المستخدمة في العمليات لتحسين عملية الإنتاج:

مقارنة مع عمليات صناعة اللب الأخرى

تتميز اللب المنتجة بعملية الكرافت بقوة أكبر من تلك المنتجة بعمليات اللب الأخرى ، إذ تحافظ على نسبة عالية من الكبريت الفعال (الكبريتيد)، وهو عامل مهم في تحديد قوة الورق. وتؤدي عمليات الكبريتيت الحمضية إلى تحلل السليلوز بشكل أكبر من عملية الكرافت، مما ينتج عنه ألياف أضعف.

كذلك، تزيل عملية لب الكرافت معظم اللجنين الموجود أصلاً في الخشب، بينما تُبقي عمليات اللب الميكانيكية معظم اللجنين في الألياف. يتميز اللجنين بطبيعته الكارهة للماء ، [ 21 ] وتعيق هذه الخاصية تكوين الروابط الهيدروجينية بين السليلوز (والهيميسليلوز) في الألياف، وهو أمر ضروري لقوة الورق. [ 3 ] (تشير القوة هنا إلى قوة الشد ومقاومة التمزق ).

لب الكرافت أغمق لونًا من أنواع لب الخشب الأخرى، لكن يمكن تبييضه لإنتاج لب أبيض ناصع. يُستخدم لب الكرافت المُبيَّض بالكامل في صناعة ورق عالي الجودة، حيث تُعدّ المتانة والبياض ومقاومة الاصفرار من الخصائص المهمة. يُناسب لب الكرافت، بفضل محتواه العالي من السليلوز وانخفاض نسبة اللجنين فيه، صناعة ورق الطباعة والكتابة. [ 22 ] في المقابل، يُنتَج اللب الميكانيكي عن طريق طحن الخشب دون إزالة اللجنين. [ 23 ] يُوفّر اللجنين المُتبقّي في اللب الميكانيكي العتامة والحجم اللازمين لورق الصحف، ولكنه يُؤدّي إلى انخفاض قوة الشدّ ويُحدّ من استخدام اللب في التطبيقات عالية الجودة. [ 24 ]

تتيح عملية كرافت استخدام نطاق أوسع من مصادر الألياف مقارنةً بمعظم عمليات صناعة اللب الأخرى. ويمكن استخدام جميع أنواع الأخشاب، بما في ذلك الأنواع الغنية بالراتنج مثل الصنوبر الجنوبي ، [ 25 ] وأنواع أخرى غير خشبية مثل الخيزران والكناف في عملية كرافت.

المنتجات الثانوية والانبعاثات

مصفاة فوركيم لزيت الصنوبر في راوما ، فنلندا

تُعدّ منتجات ثانوية رئيسية لعملية لب الورق الكرافت هي زيت التربنتين الخام وصابون زيت الصنوبر . ويعتمد توافر هذه المنتجات بشكل كبير على نوع الخشب، وظروف نموه، ومدة تخزين جذوع الأشجار ورقائقها، وعملية التصنيع المتبعة في المصنع. [ 26 ] تُعتبر أشجار الصنوبر من أغنى أنواع الأخشاب بالمستخلصات. زيت التربنتين الخام متطاير ويُقطّر من جهاز التخمير، بينما يُفصل الصابون الخام عن السائل الأسود المُستنفد عن طريق سكب طبقة الصابون المتكونة أعلى خزانات تخزين السائل. يبلغ متوسط ​​إنتاج زيت التربنتين من أشجار الصنوبر 5-10  كجم/طن من اللب، بينما يبلغ متوسط ​​إنتاج زيت الصنوبر الخام 30-50  كجم/طن من اللب. [ 26 ]

تُعدّ المنتجات الثانوية المختلفة التي تحتوي على كبريتيد الهيدروجين ، وميثيل مركابتان ، وثنائي ميثيل كبريتيد ، وثنائي ميثيل ثنائي كبريتيد ، ومركبات كبريتية متطايرة أخرى، سببًا لانبعاثات الهواء ذات الرائحة الكريهة التي تميز مصانع اللب التي تستخدم عملية كرافت. [ 27 ] [ 28 ]

تُعدّ انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت من مصانع لب الورق الكرافت أقل بكثير من تلك الصادرة عن مصانع الكبريتيت. في الهواء المحيط خارج مصنع لب الورق الكرافت الحديث، لا تُلاحظ رائحة ثاني أكسيد الكبريت إلا في حالات الاضطراب، مثل توقف المصنع للصيانة، أو عند انقطاع التيار الكهربائي لفترة طويلة. ويتم التحكم في الروائح من خلال تجميع هذه الغازات ذات الرائحة الكريهة وحرقها في غلاية الاسترجاع مع السائل الأسود. في المصانع الحديثة، حيث تُحرق المواد الصلبة المجففة جيدًا في غلاية الاسترجاع، يكاد ثاني أكسيد الكبريت لا يخرج منها. عند درجات حرارة الغلاية العالية، يتفاعل الصوديوم المنطلق من قطرات السائل الأسود مع ثاني أكسيد الكبريت، مما يؤدي إلى امتصاصه بفعالية عن طريق تكوين بلورات كبريتات الصوديوم عديمة الرائحة.

تقع مصانع اللب عادةً بالقرب من المسطحات المائية الكبيرة نظرًا لاستهلاكها الكبير للمياه. وتُطلق عملية إزالة اللجنين من اللب الكيميائي كميات كبيرة من المواد العضوية في البيئة، وخاصةً في الأنهار والبحيرات. كما تُعدّ مياه الصرف الصحي الناتجة مصدرًا رئيسيًا للتلوث، لاحتوائها على اللجنين من الأشجار، ومستويات عالية من الطلب البيولوجي على الأكسجين (BOD)، والكربون العضوي المذاب (DOC)، بالإضافة إلى الكحولات والكلورات والمعادن الثقيلة وعوامل الاستخلاب . ويمكن معالجة مياه الصرف الصحي الناتجة عن هذه العملية في محطات المعالجة البيولوجية ، مما يُقلل من سميتها بشكل كبير. [ 4 ] [ 6 ] [ 5 ]

انظر أيضاً

للمزيد من القراءة

  • راجنار، م؛ هنريكسون، ج. ليندستروم، أنا؛ ويمبي، م؛ بليششميت، J & هاينمان، S (30 مايو 2014). "اللب". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم، ألمانيا: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a18_545.pub4 .{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  • بليششميدت، ج؛ هاينمان، س؛ بوتز، هـ ج؛ لوفمان، م؛ كوجلر†، و؛ جليسي، ت؛ وأوهورن، و ج (15 يناير 2012). "الورق والكرتون، 2. المواد الخام لصناعة الورق والكرتون". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم، ألمانيا: وايلي-في سي إتش. doi : 10.1002/14356007.o18_o10 .{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  • بات، ر؛ كوردساتشيا، أ؛ سوتينجر، ر (15 أكتوبر 2011). "اللب". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم، ألمانيا: وايلي-في سي إتش. doi : 10.1002/14356007.a18_545.pub2 .{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  • جوستافسون، J؛ ألين ، ر. إنجستروم ، ج. كوربينن، ر؛ كوسيستو، ف؛ ليفيت، أ؛ أولسون، ك. بييرا ، ج. سامويلسون، أ & سوندكويست، J (2011). "اللب". في فارديم، بيدرو (محرر). الكتاب السادس، اللب الكيميائي. الجزء الأول، كيمياء الألياف والتكنولوجيا (  الطبعة الثانية). إسبو فنلندا، بيتشتري كورنرز، جورجيا: Paperi ja Puu Oy-FFPEA. ص 187 – 381. ISBN  9789525216417تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 يونيو 2026 .{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list ( link ) FFPEA ...
  • بولابورو، هـ؛ غوليكسن، ج؛ وفوجلهولم، سي ج (1999). فارديم، بيدرو (محرر). الكتاب 6أ. اللب الكيميائي . علم وتكنولوجيا صناعة الورق (  الطبعة الأولى). هلسنكي، فنلندا: فابيت أو واي-تابّي. ISBN 9525216063.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list ( link ) انظر أيضًا ISBN 9525216004 في كتب جوجل.
  • كلايتون، د. و. ولجنة الكتب المدرسية المشتركة لصناعة الورق (1969). "كيمياء صناعة اللب القلوي". في: ماكدونالد، ر. ج. وفرانكين، ج. ن. (محرران). صناعة اللب والورق: صناعة لب الخشب . المجلد  1 (  الطبعة الثانية). كولومبوس، أوهايو: ماكجرو هيل - لجنة الكتب المدرسية المشتركة لصناعة الورق (JTCPI). الصفحات 347-438 . OCLC 867778880. تاريخ الاسترجاع: 27 يونيو 2026 .  {{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المحررين ( رابط )

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 كلايتون، د. و. ولجنة الكتب المدرسية المشتركة لصناعة الورق (1969). "كيمياء اللب القلوي". في ماكدونالد، ر. ج. وفرانكين، ج. ن. (محرران). صناعة اللب والورق: لب الخشب . المجلد 1 ( الطبعة الثانية). كولومبوس، أوهايو: ماكجرو هيل - لجنة الكتب المدرسية المشتركة لصناعة الورق (JTCPI). الصفحات 347-438 ، وخاصة الصفحة 349. OCLC 867778880. تم الاسترجاع في 27 يونيو 2026. [الصفحة 349] . عملية كرافت، أو عملية الكبريتات / في عملية كرافت، يُستخدم خليط من كبريتيد الصوديوم وهيدروكسيد الصوديوم لتلبيد الخشب. يُسرّع الكبريتيد عملية إزالة اللجنين؛ وبالتالي، تتعرض رقائق الخشب للقلويات الساخنة لفترة أقصر مما هي عليه في عملية الصودا، مما يُتيح إنتاج لبٍّ ذي قوة أكبر بكثير من لب الصودا. ووفقًا لستراشان، [بالاستناد إلى المرجع 7، ستراشان، ج.، "في مناقشة" غرانت، ج. (1941) وقائع القسم التقني، جمعية صانعي الورق، بريطانيا العظمى، أيرلندا 22 : 9.]، فقد أثبتت التجارب التي أُجريت في إنجلترا خلال الحروب النابليونية (أي 1805-1814) أن إضافة الكبريت والكبريتيدات من شأنها تسريع عملية اللب القلوي للقش، ولكن براءات الاختراع الأولى في استخدام الكبريتيدات في لب الخشب هي تلك التي حصل عليها إيتون في الولايات المتحدة في عامي 1870 و1871. [بالاستناد إلى المرجع 8، إيه كيه إيتون، براءات الاختراع الأمريكية 106143، 9 أغسطس 1870؛ [119,224، 26 سبتمبر 1871.] / على الرغم من ذلك، يُنسب الفضل عادةً إلى سي إف دال من دانزيغ، ألمانيا، في تطوير عملية كرافت، أو الكبريتات، في عام 1879. بدأ دال باستبدال كبريتات الصوديوم (كعكة الملح) برماد الصودا (كربونات الصوديوم) المستخدمة لتعويض القلويات المفقودة في قش الطهي. ["كانت كبريتات الصوديوم، بالطبع، قد اختُزلت إلى كبريتيد الصوديوم في فرن الاستخلاص."] إلا أن النتائج كانت غير مرضية في البداية، ولم يحصل دال على براءة اختراع إلا في عام 1884. [نقلاً عن المرجع.] [9، سي إف دال، براءات الاختراع الأمريكية رقم 296,935، 15 أبريل 1884]. سُرعان ما طُبِّقت براءة الاختراع على الأخشاب الصنوبرية، وفي عام 1885، أُنتِج أول ورق كرافت في مصنع مونكسيو في يونشوبينغ، السويد، على ما يبدو بسبب خطأ ما، حيث انفجر جهاز الهضم قبل أن تنضج رقائق الخشب تمامًا. وبدلًا من التخلص من الرقائق، أمر مدير المصنع بتمريرها عبر جهاز كوليرغانغ لصنع نوع أقل جودة من الورق. نتج عن اللب الناتج ورق، على الرغم من لونه الداكن، كان أقوى بكثير من أي ورق معروف حتى ذلك الحين. أُطلق عليه اسم كرافت ، وهي كلمة سويدية وألمانية تعني القوة .    {{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المحررين ( رابط )
  2. ↑ تظهر كل من التهجئة بأحرف كبيرة وصغيرة ("Kraft process" و "kraft process") في الأدبيات، ولكن "kraft" هي الأكثر شيوعًا في صناعة اللب والورق .
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 بيرمان، كريستوفر ج. (1993). أساسيات صناعة اللب والورق . سان دييغو، كاليفورنيا: أكاديميك برس. الصفحات 55-100 ، وخاصة الصفحات 59 و86 وما بعدها. ISBN  012097360Xتم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يونيو 2026 .
  4. 1 2 بات، ر؛ كوردساشيا، يا؛ سوتينجر، آر؛ أوهتاني ، ص. هوش، JF. إيرلر، ف. ايشنجر، ر؛ هوليك، ح؛ هام، يو؛ روهمان، أنا؛ مومينهوف، ف؛ بيترمان، إي؛ ميلر، الترددات اللاسلكية. فرانك، د؛ ويلكن، ر. بومغارتن، HL & Rentrop، GH (15 يونيو 2000). "الورق واللب". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم، ألمانيا: وايلي-VCH. دوى : 10.1002/14356007.a18_545 .{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  5. 1 2 هوفمان، إي.، ليونز، ج.، بوكسال، ج.، روبرتسون، سي.، ليك، سي. بي.، ووكر، تي. آر. (2017). "التقييم المكاني والزماني (ربع قرن) للرواسب الملوثة بالمعادن (وأشباه المعادن) في مصانع اللب لإرشاد قرارات المعالجة". الرصد والتقييم البيئي . 189 (6): 257.{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  6. هوفمان ، إي .، بيرنييه، إم.، بلوتنيكي، بي.، غولدن، بي. جي.، جينز، ج.، قادر، أ.، ... ووكر، تي. آر. (2015). "تقييم التصور العام والامتثال البيئي في منشأة للورق واللب: دراسة حالة كندية". الرصد والتقييم البيئي . 187 (12): 766.{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  7. ↑ الآن غدانسك ، بولندا ، كانت مدينة دانزيغ جزءًا من بروسيا الجرمانية في ذلك الوقت.
  8. 1 2 إي. سيستروم (1993). كيمياء الخشب: الأساسيات والتطبيقات . دار النشر الأكاديمية . ISBN 0-12-647480-X.
  9. ↑ وودمان، جوسلين (وكالة حماية البيئة، مكتب منع التلوث والمواد السامة)؛ كانتين، جيف (مجموعة أبحاث البيئة)؛ موظفو وكالة حماية البيئة ومجموعة أبحاث البيئة (أغسطس 1993). "تقنيات منع التلوث لقطاع ورق الكرافت المبيض في صناعة اللب والورق الأمريكية" (تقرير عقد) . واشنطن العاصمة - ليكسينغتون، ماساتشوستس: مكتب منع التلوث والمواد السامة، وكالة حماية البيئة الأمريكية (وكالة حماية البيئة، مكتب منع التلوث والمواد السامة) - مجموعة أبحاث البيئة. الصفحات 4-16 وما بعدها. رقم العقد 68-C0-0068 . تم الاطلاع عليه في 27 يونيو 2026 - عبر موقع الإنترنت للمنشورات البيئية الوطنية (NEPIS). {{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list ( link ) CS1 maint: year ( link ) NEPIS/EPA document EPA/600/R-95/110, indicator co-sorship by EPA Office of Environmental Engineering and Technology Demonstration.
  10. ↑ [راغوسكاس، آرثر جيه] (23 أكتوبر 2021) [11 مارس 2016]. "اللجنين [ أساسيات لب الكرافت ] " (ملف PDF) . قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية، جامعة تينيسي نوكسفيل (biorefinery.utk.edu) . نوكسفيل، تينيسي: جامعة تينيسي نوكسفيل (UTK)، قسم الهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 23 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 يونيو 2026 .أُرشف هذا المستند في الأصل بتاريخ 11 مارس 2016 ، إلا أن الرابط الموجود في مجموعة "المراجعات الفنية" على موقع مصفاة UTK الحيوية يُحيل إلى هذه الوثيقة المؤرشفة بتاريخ 23 أكتوبر 2021. يُستدل على مؤلفها دون ذكر اسمه صراحةً؛ راغوسكاس عضو هيئة تدريس في جامعة UTK، ويشغل منصب المدير البارز لمصفاة UTK الحيوية منذ عام 2014 ، وهو الاسم الذي يظهر في عنوان URL لمجموعة "المراجعات الفنية" . تجدر الإشارة إلى أن عنوان "اللجنين" يظهر في العمل نفسه؛ أما عنوان "أساسيات لب الكرافت" فهو العنوان الموجود في مجموعة المراجعات ، وفي رابطها .
  11. ↑ "معدات للتعامل مع السوائل السوداء الثقيلة" . مؤرشف من الأصل في 20 أبريل 2005. تم الاطلاع عليه في 9 أكتوبر 2007 .
  12. ↑ هسيه، جيفري س.؛ سميث، جيسون ب. "الترسبات الصلبة الحرجة الثانية في السائل الأسود" (ملف PDF) . هندسة اللب والورق، كلية الهندسة الكيميائية، معهد جورجيا للتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 31 أغسطس 2011. تم الاطلاع عليه في 9 أكتوبر 2007 .
  13. ↑ منحت الولايات المتحدة الأمريكية براءة الاختراع رقم 5527427 ، لمولا بيركسوي ويمان بولوك، بعنوان "سائل أسود عالي المواد الصلبة ذو لزوجة منخفضة وطريقة لخفض لزوجة السائل الأسود عالي المواد الصلبة"، بتاريخ 18 يونيو 1996، والمُسجلة باسم شركة أوبتيما للمواد الكيميائية والتكنولوجيا المتخصصة. 
  14. ↑ جيدينجز، جيه إف؛ رول، دي آر؛ كابيلينو، سي إيه؛ داي، إم؛ ناردون، آر إيه (2008). "12.12.4". في كاراسيك، آي ؛ ميسينا، جيه؛ كوبر، بي؛ هيلد، سي (محررون). دليل المضخات ( الطبعة الرابعة). نيويورك: ماكجرو هيل. ISBN  9780071460446أُرشف من المصدر الأصلي في 4 مارس 2013. تم الاطلاع عليه في 21 فبراير 2013 .
  15. ↑ جيفريز، توم (27 مارس 1997). "صناعة لب الورق الكرافت: استهلاك الطاقة والإنتاج" . مركز التكنولوجيا الحيوية بجامعة ويسكونسن. مؤرشف من الأصل في 28 سبتمبر 2011. تم الاطلاع عليه في 21 أكتوبر 2007 .
  16. ↑ "موقع Chemrec الإلكتروني" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يناير 2011 .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  17. ↑ شوبرت، ديفيد م. (2015). "أكسيد البوريك، وحمض البوريك، والبورات". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . ص 1-32 . doi : 10.1002/14356007.a04_263.pub2 . ISBN  978-3-527-30385-4.
  18. ↑ "مقارنة بيئية لتقنيات تصنيع لب الكرافت المبيض" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 18 ديسمبر 2004. تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 سبتمبر 2007 .
  19. ^ جويال ، جوبال سي. (1997). أنثراكينون اللب. مختارات من الصحافة TAPPI للأوراق المنشورة، 1977-1996 . أتلانتا: مطبعة تابي. رقم ISBN 0-89852-340-0.
  20. ↑ "استخلاص زيت الصنوبر وصابون زيت الصنوبر" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 5 مارس 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 ديسمبر 2008 .
  21. ↑ هوب، مارتن أ.؛ لوسيان أ. لوسيا (2007). "علاقة الحب والكراهية في المواد الليغنوسليلوزية" . الموارد الحيوية . 2 (4): 534-535 . doi : 10.15376/biores.2.4.534-535 . تاريخ الاسترجاع: 3 فبراير 2015 .
  22. ↑ "المعالجة الميكانيكية للورق مقابل المعالجة الكيميائية للورق: أيهما أفضل؟" . مجلة يوان هوا للورق.
  23. ↑ "مواد الورق عالية الأداء: اللب والسليلوز ومشتقاتهما" . شركة يوان هوا للورق.
  24. ↑ داس، تاباس ك.؛ هوتمان، كارل (ديسمبر 2004). "تقييم عمليات اللب الكيميائي والميكانيكي والحيوي وتوصيف استدامتها باستخدام تقييم دورة الحياة" (ملف PDF) . التقدم البيئي . 23 (4): 347-357 . doi : 10.1002/ep.10054 .
  25. ↑ "أشجار الصنوبر الجنوبية" (ملف PDF) . وزارة الزراعة الأمريكية. 1985. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 9 يوليو 2007. تم الاطلاع عليه في 13 سبتمبر 2007 .
  26. 1 2 ستينيوس، بير، محرر. (2000). "2". كيمياء منتجات الغابات . علم وتكنولوجيا صناعة الورق. المجلد 3. هلسنكي، فنلندا: فابيت أو واي. الصفحات 73-76 . ISBN   952-5216-03-9..
  27. ↑ هانسن، جي إيه (1962). " التحكم في الروائح والملوثات في مصنع لب الورق الكرافت ". مجلة جمعية مكافحة تلوث الهواء . 12 (9): 409-436 . doi : 10.1080/00022470.1962.10468107 . PMID 13904415 . 
  28. ↑ هوفمان، إي.، غيرنسي، جيه آر، ووكر، تي آر، كيم، جيه إس، شيرين، ك.، وأندريو، ب. (2017). دراسة تجريبية تبحث في انبعاثات المواد السامة في الهواء المحيط بالقرب من منشأة كندية لإنتاج لب الورق الكرافت في مقاطعة بيكتو، نوفا سكوتيا. مجلة علوم البيئة وبحوث التلوث، 24(25)، 20685-20698.