1.2 Sejarah pembuatan kertas

Sampai mesin kertas dibangun pada tahun 1799 oleh Louis-Nicholas Robert, yang

Proses sheet-pembentukan akhir dilakukan secara manual.

Sepanjang abad ke-18 proses pembuatan kertas dasarnya tetap

tidak berubah, dengan linen dan katun kain furnishing sumber serat dasar. Namun,

meningkatnya permintaan kertas selama paruh pertama abad ke-19 tidak bisa

lagi dipenuhi oleh limbah dari industri tekstil. Dengan demikian, tampak jelas bahwa

suatu proses untuk memanfaatkan bahan yang lebih berlimpah diperlukan. Akibatnya,

upaya besar yang dilakukan untuk mencari pasokan alternatif untuk membuat bubur kertas. Sebagai

metode hasil, baik mekanik dan kimia dikembangkan untuk efisien

produksi kertas dari kayu. Pulping kayu mekanik dimulai pada tahun 1840

oleh Jerman Friedrich Gottlob Keller. The pulp kayu mesin penggiling adalah

pertama kali dikomersialisasikan di Jerman pada tahun 1852 (Heidenheim) atas dasar suatu

peningkatan teknologi yang dikembangkan oleh Voelter dan Voith. Namun, pulping mekanis

tidak datang ke dalam penggunaan luas sampai sekitar tahun 1870 ketika proses dimodifikasi

oleh pretreatment uap yang melembutkan lignin antar-serat. Kertas yang dibuat

dari kayu mekanik bubur berisi semua komponen dari kayu dan dengan demikian tidak

cocok untuk kertas di mana kecerahan tinggi, kekuatan, dan keabadian diperlukan.

Kekurangan yang jelas dibandingkan dengan kertas yang dibuat dari kain katun membuat perlu

untuk memperkuat pengembangan proses pembuatan pulp kayu kimia, fokus

pada penghapusan komponen kayu jahat seperti lignin dan ekstraktif.

Proses pulping kimia pertama adalah proses soda, dinamakan demikian karena

menggunakan soda kaustik sebagai agen memasak. Proses ini dikembangkan pada tahun 1851 oleh

Hugh Burgess dan Charles Watt di Inggris, yang dijamin paten Amerika di

1854. Setahun kemudian, pabrik soda komersial pertama yang menggunakan poplar sebagai bahan baku adalah

dibangun di atas Sungai Schuylkill dekat Philadelphia bawah arahan Burgess,

yang menjabat sebagai manajer pabrik selama hampir 40 tahun. Karena proses ini dikonsumsi

jumlah yang relatif besar soda, papermakers menemukan metode untuk memulihkan

soda dari cairan memasak dihabiskan melalui penguapan dan pembakaran

dari cairan limbah dan recausticizing dari natrium karbonat terbentuk. Untuk mengimbangi

untuk kerugian, natrium karbonat harus ditambahkan ke unit causticizing.

Karena persiapan natrium karbonat dari natrium sulfat agak mahal

dengan menggunakan proses Leblanc, Carl Dahl di Danzig mencoba memperkenalkan sodium

sulfat langsung di tempat soda abu dalam sistem recovery soda pulping. Substitusi ini

menghasilkan minuman keras memasak yang berisi natrium sulfida bersama dengan kaustik

soda. Untungnya, pulp sehingga dihasilkan lebih kuat daripada bubur soda dan

disebut "kraft" pulp, dinamakan demikian dari kata Swedia untuk "kuat". Proses ini,

yang dipatenkan pada tahun 1884 oleh Dahl, juga telah disebut proses sulfat

karena penggunaan natrium sulfat (kue garam) dalam kimia make-up. Sebagai

Akibatnya, banyak pabrik soda diubah menjadi pabrik kraft karena semakin besar

kekuatan pulp. Kraft pulp, bagaimanapun, adalah warna gelap dan sulit untuk pemutih

dibandingkan dengan pulp sulfit bersaing. Dengan demikian, selama bertahun-tahun pertumbuhan

proses itu lambat karena keterbatasan untuk kertas yang warna dan kecerahan

tidak penting. Dengan perkembangan Tomlinson [7,8] tungku pembakaran

di awal 1930-an, dan dengan ditemukannya teknik pemutihan baru, par-

5

1 Pendahuluan

ticularly menggunakan natrium klorit (1930) dan kemudian klorin dioksida (1946), dikelantang

kraft menjadi penting secara komersial. Ketersediaan pulp kecerahan tinggi

dan kekuatan tinggi dan memperluas permintaan dikelantang kraft dalam kemasan

mengakibatkan pertumbuhan yang cepat dari proses, membuat kraft dominan kayu pulp

Metode.

Pada tahun 1857, tak lama setelah penemuan proses pembuatan pulp soda, Benjamin

Tilghman, seorang ahli kimia AS, menemukan asam sulfit pulping. Pada tahun 1867, paten AS

diberikan kepada Tilghman pada proses memasak sulfit asam, menggunakan solusi dari sulfur

dioksida dan hidrogen sulfit ion pada suhu tinggi dan tekanan. Tilghman

mengamati bahwa adanya basa seperti kalsium (untuk membentuk hidrogen sulfit

ion) sangat penting dalam mencegah pembentukan pulp terbakar atau berubah warna.

Penemuan-Nya, bagaimanapun, tidak mengakibatkan penggunaan komersial karena berat teknis

kesulitan (kebocoran, dll), meskipun produk yang ia diperoleh cukup memuaskan.

Pada tahun 1870, Fry dan Ekman di Swedia membawa studi ini lebih lanjut dan mereka

meningkatkan proses, yang mulai digunakan pada tahun 1874, digunakan digester rotary dan tidak langsung

pemanasan untuk menghasilkan berbasis magnesium sulfit bubur. Proses ini diterapkan di

pabrik Amerika pertama, Richmond Paper Co, dibangun pada tahun 1882 di East Providence,

Rhode Island, dengan kapasitas sekitar 15 ton buku dan kertas koran per hari.

Segera setelah / perang Prancis Jerman dari 1870/1871, Alexander Mitscherlich

mulai bekerja pada pengembangan kalsium hidrogen sulfit memasak dengan

kelebihan terlarut sulfur dioksida. Proses ini ditandai dengan rendah

suhu (ca. 110 ° C), tekanan rendah dan waktu retensi yang lama, sehingga menghasilkan

serat agak kuat. Pemanasan dilakukan secara tidak langsung dengan cara uap tembaga

kumparan dalam digester. Industri sulfit pulping Jerman dibangun 1880

atas dasar proses Mitscherlich. Pada tahun 1887, pertama yang sukses secara komersial

mill sulfit di Amerika dibangun oleh GN Fletcher di Alpena, Michigan. Pabrik ini

terus di produksi aktif sampai 1940.

Antara 1878 dan 1882, Austria Ritter dan Kellner mengembangkan kalsium-asam

proses sulfit berbasis hidrogen menggunakan digester tegak dengan mengepul langsung.

Waktu memasak turun signifikan dengan menerapkan suhu tinggi dan

tekanan tinggi ("cook cepat" proses). Hak paten untuk proses Ritter-Kellner

yang meliputi digester, metode pembuatan minuman keras memasak asam,

dan semua fitur dari sistem diperoleh sekitar 1886 oleh Sulfit Amerika

Pulp Co

Setelah pengenalan digester tegak, kemajuan adalah cepat dan sulfit

pulping menjadi proses memasak terkemuka menggunakan pohon cemara dan cemara sebagai pilihan

spesies. Yang baik pemutihan dan biaya rendah bahan kimia yang digunakan adalah

alasan utama untuk keuntungan atas soda dan proses kraft. Pada tahun 1925,

total produksi pulp kayu kimia menunjukkan distribusi dari 20% soda, 20%

kraft dan 60% dikelantang dan tidak dikelantang pulp sulfit. Sedangkan untuk pembuatan bubur kertas sulfit,

pengobatan tunggal-tahap pulp pada konsistensi rendah, menggunakan kalsium hipoklorit

puas persyaratan yang paling, pengobatan ini pemutihan sederhana tidak

praktis untuk kraft yang sulit untuk pemutih, juga tidak dapat mempertahankan kekuatan maksimum.

Sejak 1937 teknologi sulfit memasak kehilangan tanah untuk proses kraft

meskipun pengenalan natrium dan amonium basis larut dan terjadi pemu-

6

1.2 Sejarah pembuatan kertas

ery bahan kimia memasak dalam kasus magnesium (misalnya, Lenzing [9], yang Babcock

& Wilcox [10], dan Flakt [11] Mg sistem basis) dan natrium (misalnya, Stora

[12], yang Rauma [13-15] dan Tampella [16] Sistem) basa. Seperti disebutkan sebelumnya,

kemajuan teknologi pembuatan pulp kraft yang terdiri dari pengenalan

pembakaran tungku yang modern oleh Tomlinson, peningkatan cairan putih

sistem pemulihan dan pengembangan terus menerus pemutihan multi-stage menggunakan

klorinasi (C), alkali ekstraksi (E) dan hipoklorit (H) pemutihan dan kemudian

klorin dioksida (D) adalah elemen kunci untuk mencapai posisi dominan

di pulping kayu kimia. Kraft pulping memungkinkan penggunaan hampir semua spesies

kayu untuk memproduksi pulp dengan derajat tinggi pemurnian dan kecerahan sementara

mempertahankan kekuatan tinggi.

Sampai akhir abad ke-19, peran eksklusif produksi pulp adalah untuk

memasok industri kertas dengan bahan baku. Pada saat itu, paten pertama adalah

diterapkan untuk produksi produk selulosa yang melibatkan konversi kimia

proses. Teknologi yang paling penting untuk produksi selulosa diregenerasi

serat, proses viscose, dikembangkan oleh Charles F. Cross dan Edward J.

Bevan yang, dengan C. Beadle, menerima paten pada proses pada tahun 1892 [17]. Penemuan

selulosa diasetat oleh Miles [18] pada tahun 1904 dan Eichengrün [19] pada tahun 1905

menandai terobosan produksi selulosa asetat, yang kemudian dikembangkan

sebagai konsumen tertinggi kedua dari melarutkan pulp sampai saat ini.

Melarutkan pulp mengacu pada pulp kadar selulosa tinggi yang diproduksi

sampai Perang Dunia II semata-mata dari bahan katun murni atau, dalam kasus tuntutan yang lebih rendah

pada kemurnian (seperti untuk viscose), sesuai dengan proses sulfit asam menggunakan agak

suhu yang lebih tinggi dan keasaman bersama dengan memasak yang terlalu lama untuk menghapus

sebagian besar dari hemiselulosa. Proses pulping kraft biasa tidak mampu

menghapus hemiselulosa sepenuhnya; khususnya, pentosan sisa mengganggu

dengan konversi kimia selulosa baik viscose, eter selulosa asetat atau.

The hemiselulosa hanya dapat efektif ketika dilarutkan mengekspos kayu

chip untuk hidrolisis asam sebelum pembuburan alkali. The hidrolisis awal-kraft (PHK)

Proses akhirnya dikembangkan selama Perang Dunia II di Jerman, dengan pabrik pertama

beroperasi di Königsberg (Kaliningrad). Pada hidrolisis awal langkah, chip kayu

diperlakukan baik pada suhu antara 160 dan 180 ° C selama 30 menit antara

dan 3 jam dengan mengepul langsung, atau dalam asam mineral encer (0,3-0,5% H2SO4) pada suhu

antara 120 dan 140 ° C. Pretreatment ini membebaskan asam organik (misalnya,

asetat, format) dari kayu, dan ini menghidrolisis hemiselulosa selektif

untuk menghasilkan karbohidrat yang larut dalam air. Sejak 1950-an, proses PHK, dengan

berbagai modifikasi, telah dipasang, terutama di Amerika Serikat dan

Amerika Selatan. Salah satu keuntungan dari proses ini adalah penerapannya untuk sebagian

jenis kayu; Sebaliknya, pembuatan pulp sulfit telah dibatasi untuk cemara, hemlock,

cemara, dan beberapa kayu keras. Perkembangan terbaru dari PHK - yang Visbatch ®

dan proses VisCBC - menggabungkan keunggulan dari kedua hidrolisis uap dan

teknologi perpindahan [20].

Pembuatan kertas adalah proses dimana serat pulp yang diperlakukan secara mekanis dan kimiawi,

dibentuk menjadi suspensi encer, tersebar di permukaan mesh, air dihapus oleh hisap, dan

pad yang dihasilkan dari serat selulosa ditekan dan dikeringkan untuk membentuk kertas. Perlakuan mekanis

serat biasanya dilakukan dengan melewatkan antara batang baja bergerak yang melekat bergulir

cakram logam - yang disebut penyuling. Perawatan ini memiliki dua efek: itu lebih pendek serat (fiber

pemotongan) dan fibrillates serat. Tindakan terakhir meningkatkan luas permukaan, dan sebagai ikatan serat

bersama-sama dalam lembar kertas dengan ikatan hidrogen, luas permukaan meningkat sangat meningkatkan

ikatan dan kekuatan kertas. Kekuatan kertas tergantung pada kekuatan serat individu dan

kekuatan ikatan antara serat. Hal ini biasanya yang terakhir, yang merupakan faktor pembatas.

Refining meningkatkan ikatan serat antar dengan mengorbankan kekuatan serat individu, tetapi bersih

Hasilnya akan peningkatan kekuatan kertas. Menekan dan kalender (makan melalui rol)

meningkatkan kepadatan dan mempromosikan kelancaran.

Berbagai bahan kimia yang ditambahkan, misalnya untuk memberikan tahan air, untuk memberikan kekuatan meningkat (lihat

Industri Resin artikel), untuk memproduksi kertas berwarna, atau untuk melayani sebagai filter anorganik.

Henry dan Sealy Fourdrinier telah memberikan nama mereka kepada Fourdrinier mesin kertas,

pertama yang pertama kali digunakan pada 1804. saham tersebut terdilusi menjadi 0,5-1,0% konsistensi, dan kemudian mengalir sebagai

aliran datar ke layar kawat perjalanan tak berujung. Air (mengandung sejumlah besar

filter dan bahan halus) diekstrak melalui layar kawat, dan ini kemudian diedarkan kembali ke

mencairkan saham melaju. Kawat dan web melewati kotak hisap, dan web akhirnya

dihapus dari kawat pada sekitar 20% padatan. Setelah ditekan untuk beberapa 35-40% padatan, web

melewati putaran sejumlah besar uap dipanaskan silinder harus dikeringkan sampai akhirnya mengandung sekitar 95%

padatan dan 5% air.

Perkembangan modern cenderung ke arah apa yang disebut mesin twin-wire, yang

mengatasi perbedaan dua keberpihakan yang disebabkan oleh air mengalir melalui sisi bawah

web saja. Kabel kembar yang saat ini kain serat sintetis biasanya, antara mana saham tersebut