چكيده

افزايش جمعيت به ويژه در كشورهاي در حال توسعه كه به لحاظ منابع چوبي فقيرند و ازدياد تقاضا بار دامنه وسيعي از توليدات حاصل از فيبر ، فشار زيادي را بر منابع چوبي اعمال نموده . با توجه به مفهوم توسعه پايدار كه در آن هم حمايت از اكوسيستم و هم خواسته هاي در اين پروژه به ارائه فرآيندهاي توليد كاغذ از منابع فيبري كشاورزي پرداخته شده است . منابع فيبري كشاورزي از محصولات فيبري يا پس مانده هاي محصولات كشاورزي حاصل مي آيند . ذخيره عظيمي از مواد اوليه تجديد شونده كه در خمير سازي قابل استفاده اند ، وجود دارد . كه در سالهاي آتي بطور فزاينده اي مورد استفاده قرار خواهند گرفت .

فصل اول

مقدمه اي بر كاغذ

1 ـ 1 : مقدمه

كاغذ يك پاره اصلي تمدن بشر طي دو هزار سال گذشته بوده است و ارتباط بسيار نزديك ما با اين ماده سبب شده است تا آن را ماده اي با پيچيدگي خاص ندانيم . اما اين تصور از حقيقت به دور است . كاغذ از منابع گياهي تهيه مي شود ، لذا هم از نظر مورفولوژي و هم از نظر فيزيكي و شيميايي مادة‌ پيچيده اي است . خود فرآيند توليد كاغذ يعني اساس فرآيند صاف سازي و تشكيل شبكه ضعيفي از نمود الياف تا حد زيادي پيچيده است . اين نمود شبيه كاغذ با وجود مقاومت كم آن ، بايستي به طور پيوسته از بخش هاي پرس و خشك كن ماشين كاغذ عبور كرده و با سرعتي كه در حال حاضر حدود 60 است . به صورت نوار ، پيچانده شود ؛ عملي كه در جريان آن نمود كاغذ تحت كشش قرار مي گيرد براي جلوگيري از پارگي هاي متوالي كاغذ و يكنواختي آن ، برخي از پيشرفته ترين فناوري هاي مهندسي كنترل مورد نياز است . در اين فصل بحثي كوتاه در زمينة كاغذ و انواع آن ، تاريخچه و كاربرد آن ارائه خواهد شد .

1 ـ 2 . تاريخچه

لزوم ثبت و انتقال افكار و عقايد و ارتباط با همنوع از ابتداي تاريخ ، انسان را وا داشت تا راهي براي آن پيدا كند . انسانهاي اوليه با الهام گيري از محيط پيرامون خود و با ابزار و وسايل موجود اين امكان را هر چند بصورت ابتدايي فراهم آوردند كه اولين نشانه هاي آن را مي توان در غارهاي لاسكو [1] ولتامير [2] مشاهده نمود . بعدها لوحه هاي گلي ، فلز ، سنگ ، پوست درختان ، پست حيوانات، استخوان و …. به عنوان موردي جهت نوشتن يا نقاشي كردن مورد استفاده قرار گرفت لوحه هاي گلي بدست آمده از تمدن بين النهرين ( ميان رودان ) حاكي از رواج اين ماده براي نوشتن در اين تمدن مي باشد . اولين كتابها در خاورميانه و بي الواح گلي نوشته و در مجاورت آفتات خشك شد . مهترين الواح اين دوره الواحي است كه مربوط به حماسه « گليگمش » است . اين الواح براحتي مي شكستند و تمام زحمت سازند گانش بر باد مي رفت . مصريان باستان 2000 الي 2500 سال قبل از ميلاد ، نوشتن روي كاغذ پاپيروس را آغاز كردند . پاپيروس نام گونه اي از ني شبيه خيزان است كه در كرانه رود نيل مي رويد . ني را بصورت تسمه مي آوردند و با كمك نشاسته به يكديگر مي چسباندند . اين روش Explicit.liber ناميده مي شود . كمبود پاپيروس در آسياي صغير شد . در حاليكه مردم هندوستان ، آسياي جنوب شرقي ، خاور دور به خاطر مسايل مذهبي از پوست استفاده نمي كردند . 105 سال قبل از ميلاد مسيح اولين كاغذ را Is’ai lum در چين ساخت . مود اوليه اين كاغذ را ضايعات كنف ، بامبو و شاهدانه تشكيل داده بود . اين كاغذ چون زياد به هم ماليده و سفت نبود براحتي پاره مي شد . كلمه كاغذ از نام چيني ها چندين سال نحوه ساخت كاغذ را در پرده نگه داشتند اما كم كم اين روش از چين به هندوستان و اروپا رسيد و از سمرقند و آسياي مركزي گذشت .

در اروپا ، كاغذ جايگزين پوستها گرديد . در سال 1450 با ابداع صنعت چاپ در آلمان ، تقاضا براي كاغذ و به دنبال آن نياز به منابع جديد ليگنو سلولزي افزايش يافت ، در حدود 105 سال بعد در بيشتر كشورهاي اروپايي و نيز مكزيك كارخانه هاي كاغذسازي با وسايل دستي ايجاد گرديد .

مردم اروپاي جنوبي اين فرايند را آموحتند و ساخت تكه هاي كاغذ ار نزديك به پايان قرن چهاردهم آغار كردند . سازندگان انگليسي در قرن هفدهم توليد را آغاز و يك قرن چهاردهم آغاز كردند . سازندگان انگليسي در قرن هفدهم توليد را آغاز و يك كارخانه كاغذ سازي در ايالات متحده 1690 تأسيس كردند . در اين زمان تمام كاغذ اروپا از پنبه و كتان ساخته مي شود . چاپ كتاب با انجيل گوتنبرگ آغاز شد به طور فزاينده اي تقاضا براي كاغذ را افزايش داد .

در حدود سال 1750 ، در هلند مخلوط كني ابداع شد كه آن را هولندر ناميدند در سال 1799 ، روبر فرانسوي فرايندي براي شكل دهي كاغذ ورقي روس صافي سيمي متحرك اختراع كرد . در مدت تكامل و بهبود آن . به ماشين فرد رينيز تبديل شد . در سال 1809 ديكينسون ماشين استوانه اي را اختراع كرد و بدين ترتيب ماشين فوردرينير كنار رفت ، ولي در سال 1803 برتري ماشين فورد رينير براي ساخت كاغذهاي خوب معلوم شد . در سال 1826 اولين بار استوانه هاي بخار را براي خشك كردن به كار گرفتند و اولين ماشين فورد رينير در ايالات متحده در سال 1827 متداول شد . متناسب با پايين رفتن قيمتها و توسعه تحصيلات عمومي تقاضا براي كاغذ افزايش يافت ، بنابراين كمبود كاغذ آغاز شد . يكي از مردم ساكسوئي به نام كلر فرايندي مكانيكي براي ساخت خمير كاغذ از چوب ابداع كرد ، ولي كيفيت كاغذ توليد شده پايين بود . فرايند قليايي براي ساخت خمير كاغذ از چوب را وات و بورگس در سال 1851 ابداع كردند . در سال 1857 ، به شيميدان آمريكايي نايلمن ، گواهي ثبت اختراع اوليه براي فرايند سولفيت اهدا شد ، كه خمير كاغذي خوب با سهولت رنگبري توليد مي كرد . فرايند كرافت ( از واژة آلماني كرافت به معني قوي ) در آزمايشهاي اوليه كه ذهن در دانزيگ انجام داد در سال 1884 به نتيجه رسيد . اين فرايند به طور متداول همچنين فرايند سولفات ناميده مي شود ، زيرا سديم سولفات به عنوان ماده شيميايي جبراني براي محلول پخت استفاده مي شود . عامل حل شده ، با وجود اين ، نيست . در سال 1909 فرايند سولفات به ايالات متحده معرف شد . در آن زمان توليد خمير كاغذ به 48 درصد مكانيكي ، 40 درصد سولفيت ، 12 درصد قليايي تقسيم شده بود .

[1] ( Lascaux ) : نام غارهاي در جنوب غربي فرانسه ، كه بر ديوارهاي آن نقاشي هاي مربوط به دوره پاريند سنگي پيدا شده است .

[2] (Altamira ) : نام يك غار آهنگي در شمال اسپانيا است كه نخستين بار در سال 1879 نقاشي هاي مربوط به دور آن پاريند سنگي بر سقف و ديوارهاي آن كشف شد .