竹パルプ製紙プロセスと設備

●竹パルプ製紙工程
竹の産業発展と利用が成功して以来、竹加工のための多くの新しいプロセス、技術、製品が次々と登場し、竹の利用価値が大幅に向上しました。中国の機械化パルプ化技術の発展は、伝統的な手作業を突破し、産業化された生産モデルへと転換しています。現在普及している竹パルプの生産プロセスは、機械式、化学式、化学機械式です。中国の竹パルプは化学的方法が大部分を占め、約70%を占めています。化学機械式は少なく、30%未満です。機械的方法による竹パルプの生産は実験段階に限られており、大規模な産業化の報告はありません。

竹材の化学的性質(1)

1.機械パルプ化法
機械パルプ化法は、化学薬品を添加せずに竹を機械的に粉砕して繊維にする方法です。低汚染、パルプ化率の高さ、工程の簡便さといった利点があります。国内における汚染規制の厳格化と木材パルプ資源の不足という状況下で、機械パルプ化竹は徐々に人々から高く評価されるようになっています。
機械パルプ化は、パルプ化率が高く、汚染が少ないという利点がありますが、トウヒなどの針葉樹材のパルプ化・製紙業界では広く利用されています。しかし、竹の化学組成にはリグニン、灰分、1%のNAOH抽出物の含有量が高いため、パルプの品質が悪く、商業紙の品質要件を満たすことが困難です。産業応用は少なく、ほとんどが科学研究と技術探究の段階にあります。
2.化学パルプ化法
化学パルプ化法は、竹を原料とし、硫酸塩法または亜硫酸塩法を用いて竹パルプを製造する方法です。原料の竹は、選別、洗浄、脱水、蒸煮、苛性化、濾過、向流洗浄、密閉選別、酸素脱リグニン、漂白などの工程を経て竹パルプが製造されます。化学パルプ化法は、繊維を保護し、パルプ化率を向上させることができます。得られたパルプは良質で、清潔で柔らかく、漂白しやすいため、高級筆記用紙や印刷用紙の製造に使用できます。
化学パルプ化法のパルプ化工程では、大量のリグニン、灰分、各種抽出物が除去されるため、竹パルプ化率は低く、一般的に45%~55%です。
3.化学機械パルプ化
化学機械パルプ化は、竹を原料とし、化学パルプ化と機械パルプ化の特徴を組み合わせたパルプ化方法です。化学機械パルプ化には、半化学法、化学機械法、化学熱機械法が含まれます。
竹パルプ化と製紙において、化学機械パルプ化のパルプ化率は化学パルプ化よりも高く、一般的に72%~75%に達します。また、化学機械パルプ化で得られるパルプの品質は機械パルプ化よりもはるかに高く、一般紙生産の一般的な要件を満たすことができます。同時に、アルカリ回収と下水処理のコストも化学パルプ化と機械パルプ化の中間です。

竹材の化学的性質(1)

▲竹パルプ生産ライン

●竹パルプ製紙設備
竹パルプ製紙ラインの成形部の設備は、木材パルプ製紙ラインと基本的に同じです。竹パルプ製紙設備の最大の違いは、スライス、洗浄、蒸解といった準備工程にあります。
竹は中空構造であるため、スライス設備は木材の​​スライス設備とは異なります。一般的に使用されている竹スライス(フレーキング)設備には、主にローラー竹カッター、ディスク竹カッター、ドラムチッパーがあります。ローラー竹カッターとディスク竹カッターは作業効率が高いですが、処理された竹チップ(竹チップの形状)の品質はドラムチッパーほど良くありません。ユーザーは、竹パルプの目的と生産コストに応じて、適切なスライス(フレーキング)設備を選択できます。中小規模の竹パルプ工場(生産量<100,000 t / a)の場合、国産の竹スライス設備で生産ニーズを満たすのに十分です。大規模竹パルプ工場(生産量≥100,000 t / a)の場合、国際的に先進的な大型スライス(フレーキング)設備を選択できます。
竹チップ洗浄装置は不純物の除去に使用され、中国では多くの特許取得製品が報告されています。一般的には、真空パルプ洗浄機、圧力パルプ洗浄機、ベルトパルプ洗浄機が用いられます。中規模企業および大規模企業では、新型のダブルローラー置換式プレスパルプ洗浄機や強力脱水パルプ洗浄機も使用できます。
竹チップ蒸解設備は、竹チップの軟化と化学分離に使用されます。中小企業では、縦型蒸解釜または横管式連続蒸解釜が使用されています。大企業では、拡散洗浄機能を備えたカミーユ連続蒸解釜を使用することで生産効率が向上し、パルプ収率も向上しますが、一時的な投資コストは増加します。
1.竹パルプ製紙には大きな可能性がある
中国の竹資源調査と竹自体の製紙への適合性分析に基づくと、竹パルプ産業を積極的に発展させることは、中国の製紙業界における木材原料の逼迫問題を緩和するだけでなく、製紙業界の原料構造を変え、輸入木材チップへの依存を減らす効果的な方法にもなり得る。一部の学者は、竹パルプの単位質量あたりの単価は、マツ、トウヒ、ユーカリなどに比べて約30%低く、竹パルプの品質は木材パルプと同等であると分析している。
2.森林と紙の統合は重要な開発方向である
竹は成長が早く、再生しやすいという利点があるため、成長の早い特殊な竹林の栽培を強化し、森林と紙を融合させた竹パルプ生産基地を確立することは、中国のパルプ・製紙産業の持続可能な発展の方向となり、輸入木材チップとパルプへの依存を減らし、国産産業を発展させることになるだろう。
3.クラスター竹パルプ化は大きな発展の可能性を秘めている
現在の竹加工業界では、原料の90%以上がモウソウチク(Phoebe nanmu)で、主に家庭用品や構造材の製造に使用されています。竹パルプ製紙も、モウソウチク(Phoebe nanmu)とソテツを主に原料としており、原料競争の状況を形成し、業界の持続的な発展に不利となっています。竹パルプ製紙業界は、既存の原料竹種を基に、原料利用に適した多様な竹種の開発を積極的に進め、比較的安価なソテツチク、オオトギリソウチク、フェニックステッポウチク、アキノウナギなどの群生竹をパルプ化・製紙に十分に活用し、市場競争力を高める必要があります。

竹材の化学的性質(2)

▲竹の塊はパルプ原料として利用できる


投稿日時: 2024年9月4日