مراحل صناعة الورق وكذلك المواد الكيميائية المستخدمة في صناعة الورق، كما سنقوم بذكر تجهيز العجينة الورقيّة، وكذلك سنتحدث عن صناعة الورق قديماً وحديثا، وكل هذا من خلال مقالنا هذا تابعوا معنا.
مراحل صناعة الورق
يتم صناعة الورق باستخدام المادة الخام من الأشجار والتي تُسمى بلب الخشب (بالإنجليزية: wood pulp)، وتتكون بعض أنواع اللب من ألياف الخضراوات (السيليلوز)، مع إضافة أنواع مختلفة من المواد للتحكم في خصائص الأوراق الفيزيائية والجمالية وقابليتها للطباعة، كما يوجد أوراق ذات جودة عالية التي يُمكن صناعتها يدوياً باستخدام ألياف القطن أو الكتان أو القنب، حيث تُعد عملية اختيار جودة الألياف عملية مهمة في صناعة الورق، ويُمكن صناعة أوراق ذات نعومة ومرونة وعتامة جيدة و بكميات كبيرة باستخدام ألياف القش والخيزران وعشب الإسبارتو. أمّا عن الأوراق المصنوعة حالياً، فإن نسبة 90% منها مصنوعة من لب الأخشاب للأشجار الصنوبرية اللينة مثل شجرة التنوب أو الصنوبر. وتتم عملية صناعة الورق باستخدام مرحلتين:
1- مرحلة معالجة المواد الخام:
– تحويل رقائق الخشب الطويلة إلى لب الخشب.
– غسيل وتبيض وتكرير وضرب وتحجيم وتلوين الألياف، ومن المهم تبييض الأوراق باستخدام الأكسجين بدلاً من تبيضها باستخدام الكلور، حيث إن الكلور مُضر بالبيئة.
– تحسين جودة اللب عن طريق استخدام آلة تُدعى بالمصفاة المخروطية.
2- مرحلة إدخال اللب إلى آلة صناعة الورق:
ويطلق على آلة صناعة الورق باسم فوردينير (بالإنجليزية: fourdrinier)، وتتم صناعة الورق باستخدام هذه الآلة عن طريق الخطوات التالية:
– إدخال الأوراق إلى آلة لتقوم بصناعة الأوراق.
– استخدام آلة الشفط لتقليل محتوى الأوراق من الرطوبة.
– التجفيف باستخدام المجفف الاسطواني والذي يقوم بجعل الأورق تمُر على سلسلة براميل مصنوعة من فولاذ مقاوم للصدأ بدرجة حرارة 93 سيليسيوس لضمان احتواء الورقة على ما يقارب 4-5% من الرطوبة فقط.
المواد الكيميائية المستخدمة في صناعة الورق
بعد ضرب اللب الخاص بالأشجار في مصانع الورق، يوضع في محلول به بعض المواد الكيميائية، وكذلك تستخدم في تلوين الورق مجموعة من الألوان والأحبار والأصباغ، المستخرجة من مواد كيميائية متنوعة.
تجهيز العجينة الورقيّة
1- عمليات كيميائية:
وهي العمليات التي يتم فيها استخدام مواد كيميائية كمواد مذيبةٍ في عملية العجن، حيث تعمل هذه المواد على إذابة مادة اللجنين التي تحتويها ألياف الخشب، حيث يتم في البداية غسل الخشب وإزالة الشوائب منه، ومن ثم يتم تقطيعُه إلى رقائق يتراوح طولها ما بين 12-25 ملم، ويتم بعد ذلك غمس الرقائق الخشبية بمحلولٍ حمضيٍ داخل صهريج ضغطٍ مُسخّن بواسطة بخار الماء ويُعرف هذا الصهريج باسم الهاضمة، أما عملية العجن هذه فتُعرف باسم عملية الكبريتيت الكيميائية.
وفي بعض المصانع تتم عملية العجن الكيميائية عن طريق غمس رقائق الخشب بمحلول الصودا الكاوية وكبريتيد الصوديوم داخل برجٍ كبير يُعرف باسم الهاضم المستمر، وتُعرف هذه العملية باسم عملية الكبريتات.
2- عمليات آلية:
أقدم العمليات الآلية المستخدمة لصناعة الورق وتحضير عجينة الخشب هي عملية طحن الخشب بالحجر، حيث يتم ضغط قطعٍ خشبيةٍ صغيرة من جذوع الأشجار بواسطة حجر مخصّصٍ لعمليات الطحن، وتُساعد الحرارة الناتجة عن الاحتكاك على تسخين مادة اللجنين المكوّنة للألياف مما يؤدي إلى تليينها، بعد ذلك يتم إزالة الألياف عن سطح الخشب بسهولة.
أما في عملية العجن الآلية الحرارية فإنه يتم في البداية تسخين رقائق الخشب لتقوم آلة تحتوي على قرصين دوارين بتقطيع الخشب بعد تسخينه إلى ألياف منفردة.
3- عمليات شبه كيميائية:
وهي التي تضم العمليات الكيميائية والآلية معاً، حيث يتم فيها استخدام المواد الكيماوية لتليين مادة اللجنين، لتقوم المُصفّيات القُرصية بعد ذلك بفصل الألياف الخشبية عن بعضها البعض.
ويتم في جميع هذه الطرق غسل العجائن الورقية وتمريرها عبر سلسلةٍ من المناخل؛ ليتم إزالة الشوائب الجامدة، والعقد، وجميع المواد الغريبة وقد يتم إجراء عمليات تبييضٍ لبعض العجائن؛ بهدف إنتاج رقائق ورقية ذات درجة بياضٍ أعلى.
صناعة الورق قديماً وحديثا
1- صناعة الورق قديماً:
بدأت صناعة الورق منذ العصور القديمة، حيث تم اختراع الورق في الصين على يد الصيني تساي لون، وقد كانت الورقة الأولى مصنوعة من ألياف نباتية متآكلة، واستمرت صناعة الورق بالانتشار، والتطور حتى وصلت إلى ما هي عليه الآن،[٢] فقد كان تصنيع الأوراق في الماضي يتم بإزالة الطبقات الليفية الموجودة في جذع النبات، ووضعها بجانب بعضها بشكل متعامد مع مجموعة أخرى من الطبقات التي تم ترتيبها بنفس الطريقة، لترطب جميعها، وتضغط، وتجفف، حتى تقوم عصارة النبات (بالإنجليزية: Gluelike) بعد ذلك بإلصاقها ببعضها البعض، حيث تعمل كمادة طبيعية لاصقة.
2- صناعة الورق حديثاً:
استمر العالم بصناعة الورق يدوياً، حتى اخترعت أول آلة لصنع الورق على يد لويس روبرت، والتي سهلت عملية صنع الورق، وتعمل هذه الآلة من خلال مرحلتين رئيسيتين هما: معالجة المواد الخام، وصناعة صفيحة الورق في آلة فوردينير (بالإنجليزية: Fourdrinier) حيث تلخص طريقة عملها بما يأتي:
– مرحلة معالجة المواد الخام:
تتضمن هذه المرحلة تحويل رقائق الخشب إلى لب (بالإنجليزية: Pulp)، حيث يعد اللب هو المادة الخام لصناعة الورق، والذي يتم تصنيعه بطريقتين:
– اللب الكيميائي (بالإنجليزية: Chemical Pulping):
تعد هذه الطريقة هي الأكفأ لإنتاج ورق عالي الجودة، حيث تتطهى قطع الخشب مع المواد الكيميائية، لإزالة اللجنين (بالإنجليزية: Lignin)، لتحول في مرحلة لاحقة إلى ألياف تغسل، وتبيض حتى تصل إلى شكلها النهائي.
– اللب الميكانيكي (بالإنجليزية: Mechanical Pulping):
تقوم هذه الطريقة على طحن القطع الخشبية تحت تيار من الماء، حيث يتم فصل اللحاء عن القطع الخشبية، ثم تقطع هذه القطع إلى قطع أصغر قبل أن تحول إلى ألياف. تتضمن هذه المرحلة تبييض الورق أيضاً، إذ يعد تبييض الورق مهماً لأغراض الكتابة، حيث يزال فيه لون اللجنين الداكن بتبييض اللب باستخدام تقنيات تبييض الأكسجين، بالإضافة إلى التكرير، والضرب، والتحجيم، وتلوين الألياف التي تتم في هذه المرحلة أيضاً.
– مرحلة صناعة صفيحة الورق في آلة فوردينير:
يتم في هذه المرحلة تشكيل الألياف لإنتاج أنواع مختلفة من الورق، حيث يتدفق اللب إلى آلة فوردينير، ليخضع بعدها لعدة عمليات ينتج عنها تكوين صفيحة ورقية من الألياف، والتي تتعرض للشفط، والتجفيف لتقليل الرطوبة فيها، يلي ذلك عملية الصقل (بالإنجليزية: Calendering)، والتي تهدف إلى تعزيز الخواص الفيزيائية، والميكانيكية للورق، وأخيراً يتم لف صفحات الورق المصنعة في لفات كبيرة لشحنها.
