Selüloz ve Kağıt Üretimi

Toplumların haberleşme ihtiyacının sağlanmasında önemli bir malzeme olan kağıt, keşfedildiği ilk günden günümüze kadar önemini korumuştur. Kullanılmaya başladığı ilk zamanlardan itibaren kağıt ürünlerine olan ihtiyaç artış göstermiş ve gelecekte bu artışın devam etmesi beklenmektedir.

Günümüzde, dünya genelinde kağıt tüketiminin 400 milyon ton/yıl’ı geçmiştir. Kâğıdın ülkelerin teknolojik ve kültürel gelişim alanındaki katkısı büyüktür.

Selüloz ve kâğıt endüstrisi, yoğun sermaye ve enerji gerektiren, ağır ölçekte bir üretim sanayisi olarak sınıflandırılmaktadır.

Kâğıt endüstrisi odunsu ve otsu lignoselülozik materyal ile atık kağıtları hammadde kaynağı olarak kullanarak mekanik, kimyasal veya bunların kombinasyonu ile ara ürün olarak selüloz ve kağıt hamuruna dönüştürür. Nihai olarak da bu ara ürünler kâğıda dönüştürülür.

Bu açıdan incelendiğinde, kağıt üretimi, bitkisel materyalden en yüksek oranda faydanın sağlandığı ve katma değeri yüksek ürünlere dönüştürüldüğü işlemlerin başında gelmektedir.

Günümüzde, en ileri teknolojik yaklaşımların kullanıldığı kağıt endüstrisi çok yüksek yatırım ve işletme maliyetine sahiptir. Saniyede yaklaşık beş milyar parçacığın (lif, dolgu ve katkı maddesi vb.) cetvel ağzından 60-80 km/ saat hızla serilerek bu parçacıklar arasında bağlanmanın oluştuğu ve kağıt makinesinden dakikada yaklaşık iki km uzunluğunda kağıdın üretilebildiği düşünülürse, bu üretim teknolojisinin ne kadar hassas ve teknolojik olduğu üzerine bir fikir elde edilebilir.

Değişik birçok kullanım yeri için binlerce çeşit kağıt ürünleri üretilebilmektedir. Kağıt ve karton ürünleri, kullanılan hammadde özellikleri, seçilen teknolojik yaklaşım ve son ürün özelliklerine bağlı olarak çok değişik şekilde sınıflandırılabilir.

Aşağıdaki sınıflandırma şekli, en genel ve basite indirgenmiş olarak verilebilir. Bu ana kağıt sınıfları da birçok alt gruba ayrılmaktadır:

Gramajlarına göre : Düşük, orta veya yüksek gramajlı kağıtlar.
Renk özelliklerine göre : Renkli, beyaz, ağartılmış veya ağartılmamış (esmer) kağıtlar.
Son kullanım şekillerine göre : Endüstriyel, kültürel ve gıda kağıtları.
Üretiminde kullanılan hammadde özelliklerine göre : Odunsu, otsu veya sekonder liflerden üretilen kağıtlar.
Uygulanmış yüzey işlem özelliklerine göre : Yüzeyleri kaplanmış veya kaplanmamış, süper kalenderlenmiş kâğıtlar.

Kağıt Uretiminde Kullanılan Hammadde Kaynakları

Kağıt sayfa yapısının ana iskelet elemanı olan ve türüne göre %70-100 oranında bulunan selüloz, yeryüzündeki canlı bitkisel organizmalar tarafından üretilen en önemli doğal polimerlerden birisidir. Selülozun yapısı D-glikoz şekerlerinin β-1-4 glikozidik bağ yapmasıyla oluşur.Bu yönüyle incelendiğinde selüloz bir homopolimerdir. Selüloz yeryüzünde ilkel bitkilerden (algler, yosun, eğrelti otu vb.) yüksek organizasyonlu bitkilere (odunlar) ve bazı bakterilere kadar çok geniş yayılış göstermektedir. Bitkiler aleminde çok yaygın olarak bulunmasına karşın,en fazla ve saf halde pamuk bitkisinde bulunmaktadır. Diğer ligno-selülozik bitkilerde de (odun, ziraat bitkileri ve otlar), lignin, hemiselüloz ve ekstraktifler gibi kimyasal bileşiklerle birlikte %30-70 oranında bulunabilmektedir. Morfolojik bakımdan daha az gelişme gösteren yosun, algler gibi bitkilerde ise çok daha az oranda (%10-40) bulunmaktadır. Ticari açıdan önemli miktarda ve saf olarak elde edilmesi, yüksek yayılış gösterdiği bitkilerden, kimyasal özelliklerinin bozulmaması bakımından tercih edilmektedir.

Kimyasal Kağıt Hamuru Üretimi (Selüloz Üretimi)

Saflık derecesi yanında fiziksel ve mekanik özellikleri yüksek, kaliteli kağıt ve karton ürünlerinin üretiminin temel şartlarından biri, lignoselülozik bitki hücrelerinde, selülozdan sonra en yaygın olarak bulunan lignin’in tam ve etkili şekilde uzaklaştırılmasıdır. Bu ise ancak tam kimyasal proseslerin ve devamında çok basamaklı ağartma işlemlerinin uygulanması ile mümkündür. Dünya genelinde en yaygın olarak iki tam kimyasal selüloz üretim metodu kullanılmaktadır.

Bunlar:

Asidik sülfit tam kimyasal kağıt hamuru (Selüloz) üretim metodu.
Alkalen sülfat (Kraft) tam kimyasal kağıt hamuru (selüloz) üretim metodu.

Mekanik Kağıt Hamuru Üretimi (Selüloz Üretimi)

Kimyasal kağıt hamuru üretiminden farklı olarak, saflık derecesinin önemli olmadığı fiziksel ve mekanik özellikleri düşük, ucuz kağıt ve karton ürünlerinin üretiminde bu yöntemlerden faydalanılmaktadır. Zira, bu yaklaşımda, amaç hücre çeperinden lignin uzaklaştırılması olmayıp, mekanik etkiler (ezme, ovma, makaslama vb.) yardımıyla bitkisel lifler bireysel hale getirilmesi amaçlanmaktadır. Dünya genelinde en yaygın olarak iki ana mekanik kağıt hamuru üretim metodu kullanılmaktadır.

Bunlar;

Taş mekanik kağıt hamuru üretimi (SGW).
Rafinör mekanik kağıt hamuru üretimi (RMP).