Dagens processer för att frilägga fibrer och tillverka kartong sker i anläggningar som kännetecknas av stor produktionsvolym och utnyttjande av

Transkript

1 12

2 Dagens processer för att frilägga fibrer och tillverka kartong sker i anläggningar som kännetecknas av stor produktionsvolym och utnyttjande av modern teknik när det gäller materialhantering, kontinuerlig drift och processkontroll. Att som i Iggesunds kartongfabriker tillverka massa och kartong inom samma enhet i en integrerad process ger uppenbara fördelar, både när det gäller kvalitet, effektivitet och ekonomi. Välskötta skogar är en förutsättning för tillgången på cellulosafiber från ved av gran, tall och björk. Fibrerna friläggs antingen genom mekaniska eller kemiska separeringsprocesser. Massans vithet och renhet kan därefter förbättras genom blekning. Tillverkningen i kartongmaskinen börjar med att fibrer i vatten formas till ett sammanhängande skikt på en löpande plastduk, den så kallade viran. Ytterligare lager av fibrer läggs vanligtvis på varandra i vått tillstånd. Vattnet dräneras inledningsvis genom viran. För att förbättra ytans tryckbarhet bestryks kartongen normalt också i maskinen. Kartongbanan rullas upp i stora rullar på full maskinbredd. Dessa rullar skärs sedan till mindre rullar eller arkas, märks och förpackas för att därefter transporteras till kund. 13

3 Skogens livscykel AVVERKNING år UK år Sverige GALLRING år UK år Sverige sågade trävaror massaved PLANTERING 0-3 år massaved RÖJNING 3-15 år UK 3-30 år Sverige Råvaran till jungfrulig fiber för kartong är ved från naturligt förekommande trädslag som gran, tall och björk. Dessa trädslag har fibrer med de önskvärda egenskaperna. De hämtas från skogsbruksområden i Sverige och övriga Europa. För att uppnå en hållbar utveckling, och för att klara kraven på biologisk mångfald, bedrivs modern skogsvård med en kombination av olika metoder. Detaljplanering görs på såväl central som lokal nivå. Naturlig föryngring, plantering och frösådd används. Biologiskt känsliga områden och urskogar skyddas utifrån de lokala förhållandena. En annan viktig förutsättning är att rationellt skogsbruk försörjer både sågverks-, och massaindustrin med vedråvara. Gallring innebär att mindre träd tas ut för att skapa förutsättningar för dem som står kvar att växa sig stora. Detta klenvirke används som råvara till massa. Vid slutavverkningen fälls de färdigvuxna träden. De grövre stockarna används för sågade trävaror. På så sätt tar man tillvara de avverkade träden på bästa sätt. Att använda råvarorna på bästa möjliga vis är en viktig princip på Iggesund Paperboard. Träden som kommer till bruken omvandlas inte bara till kartong utan även till energi som används i tillverkningsprocessen, ger uppvärmning till intilliggande hushåll och torkar sågat timmer. Andra slutprodukter är som ingrediens i plantjord och byggnadsmaterial till vägar. För att kunna leva upp till vår ambition att ha hållbara tillverkningsprocesser är det viktigt för oss att använda hela trädet. Från trä till fiber massaprocessen Bark innehåller inga användbara fibrer. Den ved som kommer till massafabriken barkas därför i processens första steg. Barken avlägsnas genom den friktion som uppstår när stockarna tumlar runt i en roterande trumma. Barken används sedan som bränsle i processen. Den kan också komposteras till plantjord. Nästa steg är beroende av vilken massaprocess som används för fiberseparationen. De två grundläggande processerna baserar sig på antingen mekaniska eller kemiska metoder. Timmer Massaved Barkningstrumma 14

4 Mekaniska metoden Raffinörmassa (RMP = Refiner Mechanical Pulp) framställs i en process om två steg. De barkade stockarna huggs först ned till flis. Flisen, som innehåller % vatten, pressas sedan mellan roterande malskivor i en s k raffinör. Värmen och vattenångan som bildas under bearbetningen mjukar upp ligninet så att fibrerna kan separeras. Massan renas och silas och fiberbuntar raffineras ytterligare. Mekaniska metoder för massaframställning ger ett högt utbyte av fiber. Cirka 95 % av veden omvandlas till fiber. De mekaniska processerna kräver stora mängder elektrisk energi. För att utnyttja denna energi effektivt återvinner man en del som värme för processen. Ved Barkning Flisning och tvätt Defibrering i raffinör Blekning Tvätt + massa till kartongfabrik Bark till bränsle eller kompost Mekanisk massaprocess Kemiska metoder De kemiska processerna börjar med att veden huggs till flis. Flisen kokas sedan i en kemisk lösning som löser ut % av ligninet så att fibrerna lätt kan separeras. Detta beror till stor del på att processen kan utnyttja alla vedtyper av ekonomisk betydelse. Sulfatprocessen tillåter också en effektiv kemikalieåtervinning och högt energiutnyttjande. Fiberutbytet från veden ligger för oblekt kemisk massa inom området %. Det utlösta ligninet och vedhartserna återanvänds för intern energiproduktion. Ved Barkning Flisning och tvätt Kontinuerlig kokning Tvätt och silning Impregnering Syrablekning Diffusionsblekning Tvättning + massa till kartongfabrik Bark till bränsle eller kompost Kemisk återvinning, energigenerering Kemisk massaprocess Blekning Alla massatyper som används för kartongtillverkning kan blekas för att påverka massans färg och renhet. Kemisk massa är brun. Hur brun den blir beror på den process som används och mängden kvarvarande lignin. Oblekt massa används för t ex wellpapplådor. För många grafiska tillämpningar och förpackningsändamål är det nödvändigt att göra massan vitare. 15

5 Metoderna att göra massan vitare kallas alltid blekning, även om processerna kan vara mycket olika. Skillnaden kan ligga i graden av önskad färgförändring, valet av processkemikalier, behandlingsmetod etc. Vidare kan de färgande substanserna vara antingen eliminerade (delignifierade) eller enbart ha påverkats vad gäller färgen. Alla dessa faktorer har teknisk och ekonomisk betydelse. Inte minst viktig är deras betydelse ur miljösynpunkt. Sätten att göra massan vitare kan delas in i tre kategorier: Blekning genom delignifiering med användande av klorgas. Denna metod har i stor utsträckning ersatts av processer som är bättre ur miljösynpunkt. Syrgasblekning används nu i allt större omfattning med miljömässigt fördelaktigare resultat. Blekning genom oxidation med användning av klordioxid, väteperoxid eller natriumhypoklorit. Reducerande blekning med hjälp av natriumbisulfit. Om massafabriken är integrerad med kartongfabriken, pumpas massan till ett mellanlager. Om massan säljs på den öppna marknaden, torkas den i ark eller flingor och packas i balar för vidare transport. Massa i olika blekningssteg Från fiber till kartong kartongprocessen Mäldberedning Om massan köps i balar, sker först uppslagning i vatten i stora tankar, hydrapulper. All massa, även den som pumpas direkt från massafabriken, behandlas sedan på olika sätt innan den är färdig att förädlas i kartongmaskinen. Den behandlade massan kallas för mäld. Fibrernas förmåga att binda varandra kan ökas genom mekanisk bearbetning som påverkar fiberns ytstruktur. Svällning i vatten ger fibrerna stor yta och ökar deras bindningsförmåga och styrka. Tillsatser kan också användas för att minska fibrernas förmåga att absorbera vatten, så kallad mäldlimning. Optiska vitmedel kan tillsättas om man vill höja fibrernas och därmed kartongens vithet. Rester från kartongtillverkningsprocessen så kallat utskott bryts upp och blandas i mälden i varierande mängd beroende på vilket kartongskikt mälden är avsedd för. Förhållandet mellan fiber och vatten slutjusteras också innan mälden går till kartongmaskinen. Formning Mälden består nu av fibrer utblandade i vatten. Andelen vatten är mer än 99 %. Kartongen byggs upp i flera jämna fiberlager på en löpande vira eller plastduk. Beroende på vilken typ av kartongprodukt som tillverkas, används samma eller olika massasammansättning för de skilda fiberlagren. Mäldens egenskaper och sammansättning beror på mängden långa respektive korta fibrer, typ av massa, raffineringsgrad samt andel tillsatt utskott. Vattnet dräneras under vakuum från det sammanbundna fiberskiktet. Lagren förs samman i vått tillstånd. 16

6 98% 90% 80% Formningsprocessen Pressning Vid slutet av virapartiet har fiberbanan bundits samman så mycket att den kan bära sin egen vikt. Den tas av från viran vid en hastighet inom intervallet m/min. Fiberbanan, eller kartongbanan som vi nu kan säga, transporteras till kartongmaskinens pressparti på en absorberande filt. Kartongbanan pressas här tillsammans med filtar mellan hårda valsar. Med hjälp av vakuum minskas banans vatteninnehåll till %. Torkning Kartongbanan leds runt ånguppvärmda stålcylindrar och vattenhalten minskar till ca 5-10 %. Vissa maskintyper har en mycket stor ånguppvärmd, polerad stålcylinder. Den våta kartongbanan pressas fast mot cylinderns yta och efter hand som den torkar får banan en mycket slät yta. Denna cylinder kallas MG (Machine Glazing) eller yankee. Ytlimning Fibrernas bindning till kartongytan och ytstyrkan hos kartongen kan förbättras genom att man behandlar kartongytan med en stärkelselösning. Glättning Genom att mangla kartongbanan mellan en serie stålvalsar förbättrar man ytjämnheten samtidigt som man justerar kartongens tjocklek. Bestrykning Bestrykning med vita pigment påförs kartongytans trycksida och ibland även motsida. Bestrykningen består av omsorgsfullt utvalda mineralpigment och syntetiska bindemedel upplösta i vatten. Val av bestrykning görs med hänsyn till produktkrav och förutsättningar under tillverkningen. Applicerings- och utstrykningstekniken bestämmer bestrykningsmängd och ytjämnhet. Vanlig teknik för utstrykning av skiktet är rullrakel, luftborste eller blad. För att uppnå önskade egenskaper, t ex när det gäller utseende, färgnyans, ytjämnhet och tryckegenskaper, kan det behövas en, två eller till och med tre på varandra följande bestrykningar. Uppglansning För att öka kartongytans glans har vissa kartongmaskiner utrustning för borstning och/eller glanskalandrering. Upprullning I slutet av kartongmaskinen rullas kartongen upp i rullar med full maskinbredd, s k tambour. 17