Bambupaperin valmistuksella on pitkä historia Kiinassa. Bambukuidun morfologialla ja kemiallisella koostumuksella on erityisominaisuuksia. Kuitujen keskimääräinen pituus on pitkä ja kuitusoluseinän mikrorakenne on erityinen. Tämä parantaa sellun lujuutta ja kehityskykyä, mikä antaa valkaistulle sellulle hyvät optiset ominaisuudet: korkean opasiteetin ja valonsirontakertoimen. Bamburaaka-aineen ligniinipitoisuus (noin 23–32 %) on korkea, minkä vuoksi sen sellun keitto alkali- ja sulfidipitoisuudet ovat korkeammat (sulfidipitoisuus yleensä 20–25 %) ja lähellä havupuuta. Raaka-aineiden hemiselluloosa- ja piipitoisuus on korkeampi, mutta myös sellun pesu-, mustalipeän haihdutus- ja väkevöintilaitteistojen normaali käyttö on tuonut mukanaan joitakin vaikeuksia. Bamburaaka-aine ei kuitenkaan ole hyvä raaka-aine paperinvalmistukseen.
Tulevaisuuden keskikokoisten ja suurten bambusellutehtaiden valkaisujärjestelmät käyttävät pääasiassa TCF- tai ECF-valkaisuprosessia. Yleisesti ottaen bambusellun valkaisuun voidaan käyttää TCF- tai ECF-valkaisutekniikkaa yhdistettynä delignifikaatiosyvyyteen ja happidelignifikaatioon, riippuen eri valkaisuosien lukumäärästä, jolloin seos voidaan valkaista 88–90 %:n ISO-valkoisuusasteeseen.
Bambu ECF- ja TCF-valkaisun vertailu
Bambun korkean ligniinipitoisuuden vuoksi se on yhdistettävä syvädelignifikaatioon ja happidelignifikaatioon ECF:ään ja TCF:ään tulevan lietteen kappa-arvon hallitsemiseksi (suositus <10). Käytetään Eop-tehostettua kaksivaiheista ECF-valkaisusekvenssiä, happoesikäsittelyä tai Eop-kaksivaiheista TCF-valkaisusekvenssiä, jotka kaikki voivat valkaista sulfatoidun bambusellun korkeaan 88 %:n valkoisuusasteeseen ISO.
Eri bamburaaka-aineiden valkaisukyky vaihtelee suuresti, kappa-luvusta noin 11–16:een. Jopa kaksivaiheisella ECF- ja TCF-valkaisulla massan valkoisuusaste on vain 79–85 %.
Verrattuna TCF-bambuselluun, ECF-valkaistulla bambusellulla on pienempi valkaisuhävikki ja korkeampi viskositeetti, joka voi yleensä nousta yli 800 ml/g. Mutta jopa parannetussa modernissa TCF-valkaistussa bambusellussa viskositeetti voi nousta vain 700 ml/g. ECF- ja TCF-valkaistun sellun laatu on kiistaton tosiasia, mutta sellun laadun, investointi- ja käyttökustannusten sekä ECF- tai TCF-valkaisulla valkaistavan bambusellun kokonaisvaltaista tarkastelua ei ole vielä tehty. Eri yritysten päätöksentekijät käyttävät erilaisia prosesseja. Mutta tulevaisuuden kehitystrendin mukaan ECF- ja TCF-valkaisu bambusellussa tulevat olemaan rinnakkain vielä pitkään.
ECF-valkaisuteknologian kannattajat uskovat, että ECF-valkaistulla sellulla on parempi sellun laatu, vähemmän kemikaaleja, korkea valkaisutehokkuus ja vakaa toimintakyky. TCF-valkaisuteknologian kannattajat kuitenkin väittävät, että TCF-valkaisuteknologian etuna on pienempi jätevesipäästö valkaisemasta, laitteiden alhaiset korroosionestovaatimukset ja alhaiset investoinnit. Sulfaattibambusellun TCF-kloorittomassa valkaisussa käytetään puolisuljettua valkaisujärjestelmää, ja valkaisevan jätevesipäästöjä voidaan rajoittaa 5–10 m3/t sellua. (PO)-osan jätevesi johdetaan happidelignifikaatio-osaan käytettäväksi, ja O-osan jätevesi johdetaan seulapesuosaan käytettäväksi ja lopulta emäksen talteenottoon. Q-osan hapan jätevesi johdetaan ulkoiseen jätevedenpuhdistusjärjestelmään. Kloorittoman valkaisun ansiosta kemikaalit eivät ole syövyttäviä, valkaisulaitteissa ei tarvitse käyttää titaania eikä erikoisruostumatonta terästä, vaan voidaan käyttää tavallista ruostumatonta terästä, joten investointikustannukset ovat alhaiset. Verrattuna TCF-selluntuotantolinjaan, ECF-selluntuotantolinjan investointikustannukset ovat 20–25 % korkeammat, ja selluntuotantolinjan investointikustannukset ovat myös 10–15 % korkeammat. Myös kemikaalien talteenottojärjestelmän investointikustannukset ovat suuremmat ja toiminta on monimutkaisempaa.
Lyhyesti sanottuna bambusellun TCF- ja ECF-valkaisulla voidaan tuottaa 88–90-prosenttisesti täysin valkaistua bambusellua. Sellun valmistuksessa tulisi käyttää syvällistä delignifikaatioteknologiaa, happidelignifikaatiota ennen valkaisua, sellun kappa-arvon hallintaa valkaisujärjestelmään ja valkaisuprosessia, jossa on kolme tai neljä valkaisusekvenssiä. Suositeltu ECF-valkaisusekvenssi bambusellulle on OD(EOP)D(PO), OD(EOP)DP; L-ECF-valkaisusekvenssi on OD(EOP)Q(PO); TCF-valkaisusekvenssi on Eop(ZQ)(PO)(PO), O(ZQ)(PO)(ZQ)(PO). Koska eri bambulajikkeiden kemiallinen koostumus (erityisesti ligniinipitoisuus) ja kuitumorfologia vaihtelevat suuresti, ennen laitoksen rakentamista tulisi tehdä systemaattinen tutkimus eri bambulajikkeiden sellunvalmistus- ja paperinvalmistuskyvystä, jotta voidaan antaa ohjeita kohtuullisten prosessireittien ja -olosuhteiden kehittämiselle.
Julkaisun aika: 14.9.2024
