เทคโนโลยีการฟอกสีกระดาษไม้ไผ่แบบใดได้รับความนิยมมากที่สุด?

การผลิตกระดาษจากไม้ไผ่ในประเทศจีนมีประวัติศาสตร์อันยาวนาน เส้นใยไผ่มีโครงสร้างและองค์ประกอบทางเคมีที่พิเศษ เส้นใยไผ่มีความยาวเฉลี่ยที่ยาว และโครงสร้างจุลภาคของผนังเซลล์มีความพิเศษ ความแข็งแรงของเยื่อกระดาษที่พัฒนาขึ้นมานั้นดี ทำให้เยื่อกระดาษฟอกขาวมีคุณสมบัติทางแสงที่ดี คือ มีความทึบแสงสูงและมีค่าสัมประสิทธิ์การกระเจิงแสงสูง ปริมาณลิกนินของวัตถุดิบไผ่ (ประมาณ 23% ถึง 32%) สูงกว่า ซึ่งทำให้เยื่อกระดาษผ่านกระบวนการอัลคาไลและซัลไฟด์ที่สูงกว่า (โดยทั่วไปซัลไฟด์อยู่ที่ 20% ถึง 25%) ใกล้เคียงกับไม้สน วัตถุดิบ เฮมิเซลลูโลส และซิลิคอนสูงกว่า แต่ระบบการล้างเยื่อ การระเหยน้ำดำ และการทำให้เข้มข้นของเยื่อกระดาษก็มีปัญหาอยู่บ้าง อย่างไรก็ตาม วัตถุดิบไผ่ไม่เหมาะสำหรับการผลิตกระดาษ

ระบบฟอกสีเยื่อไผ่ขนาดกลางและขนาดใหญ่ในอนาคตจะใช้กระบวนการฟอกสีแบบ TCF หรือ ECF โดยทั่วไปแล้ว เมื่อรวมกับกระบวนการกำจัดลิกนินและออกซิเจนในกระบวนการฟอกสีเยื่อ การใช้เทคโนโลยีฟอกสีแบบ TCF หรือ ECF จะทำให้เยื่อไผ่สามารถฟอกสีได้ในระดับความขาว ISO 88% ~ 90% ตามจำนวนส่วนการฟอกสีที่แตกต่างกัน

การเปรียบเทียบการฟอกสีด้วยไม้ไผ่ ECF และ TCF

เนื่องจากไม้ไผ่มีปริมาณลิกนินสูง จึงจำเป็นต้องผสมผสานกับเทคโนโลยีการกำจัดลิกนินอย่างล้ำลึกและการกำจัดลิกนินด้วยออกซิเจนเพื่อควบคุมค่า Kappa ของสารละลายที่เข้าสู่ ECF และ TCF (แนะนำ <10) โดยใช้ลำดับการฟอก ECF สองขั้นตอนที่ปรับปรุง Eop การบำบัดล่วงหน้าด้วยกรด หรือลำดับการฟอก TCF สองขั้นตอน Eop ทั้งหมดนี้สามารถฟอกเยื่อไผ่ซัลเฟตให้มีความขาวสูงถึง 88% ISO ได้

ประสิทธิภาพการฟอกสีของวัตถุดิบไม้ไผ่แต่ละชนิดแตกต่างกันมาก ตั้งแต่ระดับ Kappa จนถึงประมาณ 11 ~ 16 แม้จะฟอกสีแบบสองขั้นตอน ECF และ TCF เยื่อกระดาษก็สามารถบรรลุระดับความขาวได้เพียง 79% ถึง 85% เท่านั้น

เมื่อเทียบกับเยื่อไผ่ TCF เยื่อไผ่ฟอกขาว ECF มีการสูญเสียจากการฟอกสีน้อยกว่าและมีความหนืดสูงกว่า ซึ่งโดยทั่วไปสามารถสูงกว่า 800 มิลลิลิตรต่อกรัม แต่เยื่อไผ่ฟอกขาว TCF ที่ได้รับการปรับปรุงใหม่กลับมีความหนืดเพียง 700 มิลลิลิตรต่อกรัมเท่านั้น คุณภาพของเยื่อไผ่ฟอกขาว ECF และ TCF เป็นสิ่งที่ไม่อาจปฏิเสธได้ แต่การพิจารณาคุณภาพของเยื่อ การลงทุน และต้นทุนการดำเนินงานอย่างครอบคลุม ทั้งการฟอกขาวเยื่อไผ่โดยใช้การฟอกขาว ECF หรือการฟอกขาว TCF ยังไม่เป็นที่แน่ชัด ผู้มีอำนาจตัดสินใจในแต่ละองค์กรใช้กระบวนการที่แตกต่างกัน แต่จากแนวโน้มการพัฒนาในอนาคต เยื่อไผ่ฟอกขาว ECF และ TCF จะยังคงมีอยู่ต่อไปอีกนาน

ผู้สนับสนุนเทคโนโลยีการฟอกสี ECF เชื่อว่าเยื่อกระดาษที่ฟอกสีด้วย ECF มีคุณภาพเยื่อกระดาษที่ดีกว่า เนื่องจากใช้สารเคมีน้อยลง มีประสิทธิภาพการฟอกสีสูง ขณะที่ระบบอุปกรณ์มีความสมบูรณ์และประสิทธิภาพการทำงานที่มั่นคง อย่างไรก็ตาม ผู้สนับสนุนเทคโนโลยีการฟอกสี TCF แย้งว่าเทคโนโลยีการฟอกสี TCF มีข้อดีคือมีการปล่อยน้ำเสียจากโรงงานฟอกสีน้อยลง ความต้องการการป้องกันการกัดกร่อนต่ำสำหรับอุปกรณ์ และการลงทุนต่ำ สายการผลิตเยื่อไผ่ซัลเฟต TCF ปราศจากคลอรีน ใช้ระบบฟอกสีแบบกึ่งปิด สามารถควบคุมการปล่อยน้ำเสียจากโรงงานฟอกสีได้ที่ 5-10 ลูกบาศก์เมตรต่อตันเยื่อ น้ำเสียจากส่วน (PO) จะถูกส่งไปยังส่วนกำจัดลิกนินด้วยออกซิเจนเพื่อใช้งาน และน้ำเสียจากส่วน O จะถูกส่งไปยังส่วนล้างตะแกรงเพื่อใช้งาน และสุดท้ายจะเข้าสู่ระบบบำบัดน้ำเสียด้วยด่าง น้ำเสียที่เป็นกรดจากส่วน Q จะเข้าสู่ระบบบำบัดน้ำเสียภายนอก เนื่องจากการฟอกสีโดยไม่ใช้คลอรีน สารเคมีจึงไม่กัดกร่อน อุปกรณ์ฟอกสีจึงไม่จำเป็นต้องใช้ไทเทเนียมและสแตนเลสชนิดพิเศษ สามารถใช้สแตนเลสธรรมดาได้ ทำให้ต้นทุนการลงทุนต่ำ เมื่อเทียบกับสายการผลิตเยื่อกระดาษ TCF ต้นทุนการลงทุนของสายการผลิตเยื่อกระดาษ ECF สูงกว่า 20%-25% ในขณะที่สายการผลิตเยื่อกระดาษก็สูงกว่า 10%-15% เช่นกัน การลงทุนในระบบกู้คืนสารเคมีก็สูงกว่า และขั้นตอนการทำงานก็ซับซ้อนกว่า

กล่าวโดยสรุป การผลิตเยื่อไผ่ด้วยวิธีฟอกขาว TCF และ ECF ที่มีความขาวสูง 88% ถึง 90% ของเยื่อไผ่ที่ฟอกขาวอย่างสมบูรณ์นั้นสามารถทำได้ ควรใช้เทคโนโลยีการกำจัดลิกนินอย่างละเอียด การกำจัดลิกนินด้วยออกซิเจนก่อนการฟอกขาว การควบคุมเยื่อเข้าสู่ระบบฟอกขาวด้วยค่า Kappa และการฟอกขาวโดยใช้กระบวนการฟอกขาวที่มีลำดับการฟอกสามหรือสี่ลำดับ ลำดับการฟอกขาว ECF ที่แนะนำสำหรับเยื่อไผ่คือ OD(EOP)D(PO), OD(EOP)DP; ลำดับการฟอกขาว L-ECF คือ OD(EOP)Q(PO); ลำดับการฟอกขาว TCF คือ Eop(ZQ)(PO)(PO), O(ZQ)(PO)(ZQ)(PO) เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมี (โดยเฉพาะปริมาณลิกนิน) และสัณฐานวิทยาของเส้นใยมีความแตกต่างกันอย่างมากในไม้ไผ่แต่ละสายพันธุ์ จึงควรมีการศึกษาอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับประสิทธิภาพการผลิตเยื่อและกระดาษของไม้ไผ่แต่ละสายพันธุ์ก่อนการก่อสร้างโรงงาน เพื่อเป็นแนวทางในการพัฒนากระบวนการและเงื่อนไขที่เหมาะสม