72. Индустрија папира и целулозе

Уредници поглавља: Кеј Тешке и Пол Демерс

Преглед садржаја

Главни сектори и процеси

Извори влакана за целулозу и папир
Ања Киф и Кеј Тешке

Воод Хандлинг
Ања Киф и Кеј Тешке

Пулпирање
Ања Киф, Џорџ Астракианакис и Џудит Андерсон

Избељивање
Џорџ Астракианакис и Џудит Андерсон

Операције рециклираног папира
Дик Хедерик

Производња листова и прерада: Тржишна целулоза, папир, картон
Џорџ Астракианакис и Џудит Андерсон

Производња електричне енергије и третман воде
Џорџ Астракианакис и Џудит Андерсон

Хемијска и нуспроизводња
Џорџ Астракианакис и Џудит Андерсон

Професионалне опасности и контроле
Кеј Тешке, Џорџ Астракианакис, Џудит Андерсон, Ања Киф и Дик Хидерик

Обрасци болести и повреда

Повреде и немалигне болести
Сузан Кенеди и Кјел Торен

Рак
Кјелл Торен и Каи Тесцхке

Питања животне средине и јавног здравља
Ања Киф и Кеј Тешке

Столови

Кликните на везу испод да видите табелу у контексту чланка.

1. Запошљавање и производња у одабраним земљама (1994.)
2. Хемијски састојци извора целулозе и папира
3. Средства за избељивање и услови њихове употребе
4. Адитиви за израду папира
5. Потенцијалне опасности по здравље и безбедност по области процеса
6. Студије о раку плућа и желуца, лимфому и леукемији
7. Суспензије и биолошка потреба за кисеоником у пулпирању

фигуре

Поставите показивач на сличицу да бисте видели наслов слике, кликните да бисте видели слику у контексту чланка.

Кликните да бисте се вратили на врх странице

Деца категорије

Главни сектори и процеси (9)

Главни сектори и процеси

Погледај ставке ...

Обрасци болести и повреда (3)

Обрасци болести и повреда

Погледај ставке ...

Monday, 28 March 2011 20:02

Извори влакана за целулозу и папир

Основна структура целулозних и папирних листова је филцана простирка од целулозних влакана која се држе заједно водоничним везама. Целулоза је полисахарид са 600 до 1,500 поновљених јединица шећера. Влакна имају високу затезну чврстоћу, апсорбују адитиве који се користе за модификацију целулозе у производе од папира и картона, гипка су, хемијски стабилна и бела. Сврха пулпинга је да се одвоје целулозна влакна од осталих компоненти извора влакана. У случају дрвета, то укључује хемицелулозе (са 15 до 90 поновљених јединица шећера), лигнине (високо полимеризоване и сложене, углавном фенил пропан јединице; они делују као „лепак“ који цементира влакна заједно), екстракти (масти, воскови , алкохоли, феноли, ароматичне киселине, етерична уља, олеосмоле, стеароли, алкалоиди и пигменти), и минерали и други неоргански производи. Као што је приказано у табели 1, релативне пропорције ових компоненти варирају у зависности од извора влакана.

Табела 1. Хемијски састојци извора целулозе и папира (%)

	Меко дрво	Хардвоодс	Слама	бамбус	Памук
Угљени хидрати
а-целулоза	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
Хемицелулоза	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	nd
лигнина	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	nd
Екстракти	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	nd
Минерали и друго неорганске	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС

нд = нема доступних података.

Четинари и лишћари су главни извори влакана за целулозу и папир. Секундарни извори укључују сламке од пшенице, ражи и пиринча; трске, као што је багаса; дрвенасте стабљике бамбуса, лана и конопље; и влакна семена, листа или лика, као што су памук, абака и сисал. Већина целулозе је направљена од девичанских влакана, али рециклирани папир чини све већи удео производње, са 20% у 1970. на 33% у 1991. Производња на бази дрвета чинила је 88% светског капацитета целулозе у 1994. (176 милиона тоне, слика 1); стога се опис процеса целулозе и папира у следећем чланку фокусира на производњу на бази дрвета. Основни принципи важе и за друга влакна.

Слика 1. Капацитети целулозе широм света, према врсти пулпе

Објављена у Главни сектори и процеси

Опширније...

Monday, 28 March 2011 20:06

Воод Хандлинг

Дрво може стићи у дрвопрерађивачку целулозу у облику сирових трупаца или као ивер из фабрике дрвета. Неке фабрике целулозе имају пилане на лицу места (које се често називају „дрвеним просторијама“) које производе и тржишну грађу и залихе за фабрику целулозе. Пилана је детаљно обрађена у поглављу Дрво. Овај чланак говори о оним елементима припреме дрвета који су специфични за операције фабрике целулозе.

Подручје за припрему дрвета у фабрици целулозе има неколико основних функција: да прима и дозира довод дрвета за процес целулозе по стопи коју захтева фабрика; да припреми дрво тако да испуњава спецификације за храну млина за врсту, чистоћу и димензије; и да прикупи сав материјал који је одбачен у претходним операцијама и пошаље га на коначно одлагање. Дрво се претвара у опиљке или трупце погодне за целулозу у низу корака који могу укључивати скидање коре, тестерисање, сечење и просијавање.

Трупци се окидају јер кора садржи мало влакана, има висок садржај екстрактивних материја, тамна је и често носи велике количине пијеска. Скидање коре се може обавити хидраулично са млазом воде под високим притиском, или механички трљањем трупаца један о други или алатима за резање метала. Хидраулични скидачи коре могу се користити у приобалним подручјима; међутим, ефлуент који се ствара тешко се третира и доприноси загађењу воде.

Трупци очишћени од коре могу се исецати на кратке дужине (1 до 6 метара) за израду целулозе од камене млевене дрвеће или сећи за рафинеријске механичке или хемијске методе добијања целулозе. Машине за уситњавање имају тенденцију да производе чипс са значајним распоном величина, али пулпирање захтева чипс врло специфичних димензија како би се обезбедио константан проток кроз рафинерије и равномерно кување у дигесторима. Чипови се стога пребацују преко низа сита чија је функција одвајање чипова на основу дужине или дебљине. Превелики чипс се поново уситњава, док се мањи чипс или користи као отпадно гориво или се дозира назад у ток струготине.

Захтеви одређеног процеса израде целулозе и услови чиповања ће диктирати трајање складиштења чипса (слика 1; обратите пажњу на различите врсте чипса који су доступни за пулпирање). У зависности од снабдевања влакнима и потражње за млин, млин ће одржавати 2 до 6 недеља непрегледаног инвентара струготине, обично у великим спољним гомилама струготине. Опиљци се могу разградити кроз реакције аутооксидације и хидролизе или напад гљивица на компоненте дрвета. Да би се избегла контаминација, краткорочне залихе (сати до дани) прегледаног чипса се чувају у силосима или канти за чипове. Чипови за производњу сулфитне пулпе могу се складиштити напољу неколико месеци како би се омогућило испаравање екстрактивних материја које могу изазвати проблеме у наредним операцијама. Чипс који се користи у крафт млиновима где се терпентин и тал уље опорављају као комерцијални производи обично иду директно у пулпирање.

Слика 1. Простор за складиштење струготине са предњим утоваривачима

Георге Астракианакис

Објављена у Главни сектори и процеси

Опширније...

Monday, 28 March 2011 20:09

Пулпирање

Пулпирање је процес којим се везе унутар структуре дрвета разбијају било механички или хемијски. Хемијска пулпа се може произвести било алкалним (тј. сулфат или крафт) или киселим (тј. сулфити) процесима. Највећи удео пулпе се производи сулфатном методом, затим механичком (укључујући полухемијску, термомеханичку и механичку) и сулфитном методом (слика 1). Процеси пулпе се разликују по приносу и квалитету производа, а за хемијске методе, у коришћеним хемикалијама и пропорцији која се може повратити за поновну употребу.

Слика 1. Капацитети целулозе широм света, према врсти пулпе

Мецханицал Пулпинг

Механичка пулпа се производи млевењем дрвета о камен или између металних плоча, чиме се дрво раздваја на појединачна влакна. Акција смицања разбија целулозна влакна, тако да је резултујућа пулпа слабија од хемијски одвојене пулпе. Лигнин који повезује целулозу са хемицелулозом није растворен; само омекшава, дозвољавајући влакнима да се измрву из дрвене матрице. Принос (удео оригиналног дрвета у пулпи) је обично већи од 85%. Неке механичке методе пулпе такође користе хемикалије (тј. хемијско-механичке пулпе); њихови приноси су мањи јер уклањају више нецелулозних материјала.

У изради целулозе од камене подлоге (СГВ), најстаријој и историјски најчешћој механичкој методи, влакна се уклањају из кратких трупаца притиском на ротирајући абразивни цилиндар. У рафинеријском механичком процесу обраде целулозе (РМП, слика 2), које је стекло популарност након што је постало комерцијално одрживо 1960-их, дрвна сечка или пиљевина се убацују кроз центар рафинерије дискова, где се уситњавају на ситније комаде док се истискују. прогресивно суже шипке и жлебови. (На слици 2, рафинерије су затворене у средини слике, а њихови велики мотори су на левој страни. Чипови се доводе кроз цеви великог пречника, а пулпа излази из мањих.) Модификација РМП-а је термомеханичко пулпирање (ТМП ), у којој се чипс пари пре и током рафинације, обично под притиском.

Слика 2. Механичка пулизација рафинерије

Цанфор библиотека

Једна од најранијих метода за производњу хемијско-механичке пулпе укључивала је претходно парење трупаца пре него што их прокува у хемијској течности за пулпу, а затим их млевење у каменим млиновима да би се произвела целулоза од „хемијског млевеног дрвета“. Модерно хемијско-механичко пулпирање користи диск рафинере са хемијским третманом (нпр. натријум бисулфит, натријум хидроксид) било пре, током или после рафинације. Пулпе произведене на овај начин се називају или хемијско-механичке пулпе (ЦМП) или хемијско-термомеханичке пулпе (ЦТМП), у зависности од тога да ли је рафинација обављена на атмосферском или повишеном притиску. Специјализоване варијације ЦТМП-а су развиле и патентирале бројне организације.

Хемијско пулпирање и опоравак

Хемијска пулпа се производи хемијским растварањем лигнина између дрвених влакана, чиме се омогућава да се влакна раздвоје релативно неоштећена. Пошто се већина невлакнастих компоненти дрвета уклања у овим процесима, приноси су обично реда 40 до 55%.

У хемијском пулирању, чипс и хемикалије у воденом раствору се кувају заједно у посуди под притиском (дигестер, слика 3) која може да ради на бази или континуирано. У серијском кувању, дигестор се пуни чипсом кроз горњи отвор, додају се хемикалије за варење и садржај се кува на повишеној температури и притиску. Када је кување завршено, притисак се ослобађа, "издувавајући" делигнификовану пулпу из дигестора у резервоар за држање. Затим се секвенца понавља. У континуираном варењу, претходно парени чипс се уноси у дигестор континуираном брзином. Чипс и хемикалије се мешају заједно у зони импрегнације на врху дигестора, а затим пролазе кроз горњу зону за кување, доњу зону за кување и зону за прање пре него што се дувају у резервоар за дување.

Слика 3. Континуални крафт дигестор, са транспортером струготине у изградњи

Цанфор библиотека

Хемикалије за варење се извлаче у већини операција хемијског пулпе данас. Главни циљеви су да се поврати и реконституишу хемикалије за варење из истрошене течности за кување и да се поврати топлотна енергија сагоревањем раствореног органског материјала из дрвета. Настала пара и електрична енергија задовољавају неке, ако не и све, енергетске потребе млина.

Пулпирање и опоравак сулфата

Процес сулфата производи јачу, тамнију пулпу од других метода и захтева хемијски опоравак да би се економски такмичио. Метода је еволуирала од пулпе соде (која користи само натријум хидроксид за варење) и почела је да добија на значају у индустрији од 1930-их до 1950-их са развојем процеса бељења хлор-диоксида и хемијског опоравка, који је такође производио пару и енергију за млин. Развој метала отпорних на корозију, као што је нерђајући челик, за руковање киселим и алкалним окружењима у фабрици целулозе такође је одиграо улогу.

Мешавина за кување (бела течност) је натријум хидроксид (НаОХ, „каустичан“) и натријум сулфид (На₂С). Модерно крафт пулпирање се обично изводи у континуалним дигесторима често обложеним нерђајућим челиком (слика 3). Температура дигестора се полако подиже на приближно 170°Ц и држи на том нивоу отприлике 3 до 4 сата. Пулпа (названа смеђим темељцем због своје боје) се просијава да би се уклонило некувано дрво, пере се да би се уклонила истрошена смеша за кување (сада црна течност) и шаље се или у фабрику за избељивање или у машинску собу за целулозу. Некувано дрво се или враћа у дигестор или шаље у електрични котао да се спали.

Црна течност сакупљена из дигестора и смеђих машина за прање садржи растворени органски материјал чији тачан хемијски састав зависи од врсте дрвета које се пулпи и услова кувања. Течност се концентрише у испаривачима док не садржи мање од 40% воде, а затим се распршује у котао за опоравак. Органска компонента се троши као гориво, стварајући топлоту која се враћа у горњи део пећи као пара високе температуре. Несагорела неорганска компонента се скупља на дну котла у облику растопљеног талога. Отопина тече из пећи и раствара се у слабом каустичном раствору, стварајући „зелену течност“ која садржи првенствено растворени На.₂С и натријум карбонат (На₂CO₃). Овај ликер се пумпа у постројење за рекаустификацију, где се бистри, а затим реагује са гашеним кречом
(Ца(ОХ)₂), формирајући НаОХ и калцијум карбонат (ЦаЦО₃). Бела течност се филтрира и чува за каснију употребу. ЦаЦО₃се шаље у пећ за креч, где се загрева да би се регенерисао креч (ЦаО).

Сулфитна каша и опоравак

Кулпирање сулфита је доминирало индустријом од касних 1800-их до средине 1900-их, али метода која се користила током ове ере била је ограничена врстама дрвета које је могло да се пулпира и загађењем створеним испуштањем необрађеног отпадног течности за кување у водене токове. Новије методе су превазишле многе од ових проблема, али сулфитна пулпа је сада мали сегмент тржишта целулозе. Иако сулфитна пулза обично користи киселу дигестију, постоје и неутралне и базичне варијације.

Течност за кување сумпорне киселине (Х₂SO₃) и бисулфитни јон (ХСО₃^-) припрема се на лицу места. Елементарни сумпор се сагорева да би се добио сумпор диоксид (СО₂), који се пропушта кроз апсорпциони торањ који садржи воду и једну од четири алкалне базе (ЦаЦО₃, оригинална база сулфита, На₂CO₃, магнезијум хидроксид (Мг(ОХ)₂) или амонијум хидроксида (НХ₄ОХ)) који производе киселину и јон и контролишу њихове пропорције. Кулпирање сулфита се обично изводи у шаржним дигесторима обложеним циглом. Да би се избегле нежељене реакције, дигестор се полако загрева до максималне температуре од 130 до 140°Ц и чипс се кува дуго (6 до 8 сати). Како се притисак у дигестору повећава, гасовити сумпор диоксид (СО₂) се испусти и поново помеша са сировом киселином за кување. Када преостане отприлике 1 до 1.5 сат времена кувања, загревање се прекида и притисак се смањује испуштањем гаса и паре. Пулпа се дува у резервоар за држање, затим се опере и просеја.

Истрошена смеша за варење, названа црвена течност, може се користити за топлотну и хемијску обнову за све операције осим на бази калцијум-бисулфита. За пулпирање сулфита на бази амонијака, разређена црвена течност се прво уклања да би се уклонио преостали СО₂, затим концентрисан и спаљен. Димни гас који садржи СО₂ се хлади и пролази кроз апсорпциони торањ где се свеж амонијак комбинује са њим да би се регенерисао течност од кувања. На крају, течност се филтрира, појачава свежим СО₂ и ускладиштено. Амонијак се не може повратити јер се у котлу за рекуперацију претвара у азот и воду.

Код сулфитне пулпе на бази магнезијума, сагоревањем концентроване течности за пулпу добија се магнезијум оксид (МгО) и СО₂, који се лако враћају. У овом процесу се не производи мирис; него се МгО сакупља из димног гаса и гаси водом да би се добио магнезијум хидроксид (Мг(ОХ)₂). ТАКО₂ се охлади и комбинује са Мг(ОХ)₂ у апсорпционом торњу да се реконституише алкохолна пића. Магнезијум бисулфит (Мг (ХСО₃)₂) се затим појачава свежим СО₂ и ускладиштено. Могуће је повратити 80 до 90% хемикалија за кување.

Опоравак сулфитне течности за кување на бази натријум-а је компликованији. Концентрована истрошена течност се спаљује, а приближно 50% сумпора се претвара у СО₂. Остатак натријума и сумпора се сакупља на дну котла за рекуперацију као мирис На₂С и На₂CO₃. Отопина се раствара да би се добила зелена течност, која се претвара у натријум бисулфит (НаХСО₃) у неколико корака. Тхе НаХСО₃ је утврђен и ускладиштен. Процес регенерације производи редуковане гасове сумпора, посебно водоник-сулфид (Х₂С).

Објављена у Главни сектори и процеси

Опширније...

Monday, 28 March 2011 20:13

Избељивање

Бељење је вишестепени процес који рафинише и осветљава сирову пулпу. Циљ је да се раствори (хемијска пулпа) или модификује (механичка пулпа) лигнин браон боје који није уклоњен током пулпе, уз одржавање интегритета пулпних влакана. Млин производи пулпу по мери мењајући редослед, концентрацију и време реакције средстава за избељивање.

Свака фаза бељења је дефинисана својим агенсом за бељење, пХ (киселошћу), температуром и трајањем (табела 1). После сваке фазе бељења, пулпа се може испрати каустиком да би се уклониле истрошене хемикалије за бељење и растворени лигнин пре него што пређе у следећу фазу. Након последње фазе, пулпа се пумпа кроз низ сита и средстава за чишћење како би се уклонили сви загађивачи као што су прљавштина или пластика. Затим се концентрише и транспортује у складиште.

Табела 1. Средства за избељивање и услови њихове употребе

	симбол	Концентрација агента (%)	pH	доследност* (%)	Температура (° Ц)	време (х)
Хлор (Цл₂)	C	КСНУМКС-КСНУМКС	2	3	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
натријум хидроксид (НаОХ)	E	КСНУМКС-КСНУМКС	11	КСНУМКС-КСНУМКС		КСНУМКС-КСНУМКС
Хлор диоксид (ЦлО₂)	D	~1	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
натријум хипохлорит (НаОЦл)	H	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
Кисеоник (О)₂)	O	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
Водоник-пероксид (Х.₂O₂)	P	0.25	10	12	КСНУМКС-КСНУМКС	4
Озон (О₃)	Z	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
Киселинско прање (СО₂)	A	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	1.5	КСНУМКС-КСНУМКС	0.25
Натријум дитионит (НаС₂O₄)	Y	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС

* Концентрација влакана у воденом раствору.

Историјски гледано, најчешћа секвенца бељења која се користи за производњу тржишне бељене крафт пулпе заснива се на петостепеном ЦЕДЕД процесу (погледајте табелу 1 за дефиницију симбола). Прве две фазе бељења завршавају процес делигнификације и сматрају се продужетком пулпе. Због забринутости за животну средину због хлорисаних органских материја у отпадним водама фабрика целулозе, многе фабрике замењују хлор диоксид (ЦлО₂) за део хлора (Цл₂) који се користи у првој фази бељења (Ц_DЕДЕД) и користите кисеоник (О₂) предтретман током прве каустичне екстракције (Ц_DE_OДЕД). Тренутни тренд у Европи и Северној Америци је ка потпуној супституцији са ЦлО₂ (нпр. ДЕДЕД) или елиминација оба Цл₂ и ЦлО₂. Где ЦлО₂ се користи сумпор диоксид (СО₂) се додаје током завршне фазе прања као „антихлор“ да би се зауставио ЦлО₂ реакцију и за контролу пХ. Новоразвијене секвенце за избељивање без хлора (нпр. ОАЗКП, ОКПЗП, где је К = хелација) користе ензиме, О₂, озон (О₃), водоник пероксид (Х₂O₂), перкиселине и хелатна средства као што је етилен диамин тетрасирћетна киселина (ЕДТА). Бељење потпуно без хлора је усвојено у осам млинова широм света до 1993. Пошто ове новије методе елиминишу киселе кораке бељења, испирање киселином је неопходан додатак почетним фазама крафт бељења како би се омогућило уклањање метала везаних за целулозу.

Сулфитне пулпе се генерално лакше избељују од крафт пулпе због нижег садржаја лигнина. Кратке секвенце бељења (нпр. ЦЕХ, ДЦЕХД, П, ХП, ЕПОП) се могу користити за већину врста папира. За сулфитне пулпе за отапање које се користе у производњи рајона, целофана и тако даље, уклањају се и хемицелулоза и лигнин, што захтева сложеније секвенце бељења (нпр.₁C₂ЕЦХДА). Завршно испирање киселине је и за контролу метала и за антихлорне сврхе. Оптерећење ефлуента за сулфитне пулпе за отапање је много веће јер се троши толико сировог дрвета (типични принос 50%) и користи се више воде.

Термин сјајније користи се за описивање бељења механичких и других високоприносних пулпа, јер се беле уништавањем хромофорних група без растварања лигнина. Средства за посветљивање укључују Х₂O₂ и/или натријум хидросулфит (НаС₂O₄). Историјски гледано, цинк хидросулфит (ЗнС₂O₄) се обично користио, али је у великој мери елиминисан због своје токсичности у отпадним водама. Пре избељивања се додају хелатни агенси да неутралишу било који метални јони, чиме се спречава стварање обојених соли или распадање Х.₂O₂. Ефикасност механичког бељења пулпе зависи од врсте дрвета. Тврдо дрво (нпр. топола и памук) и меко дрво (нпр. смрча и балзам) са ниским садржајем лигнина и екстраката могу се избелити на виши ниво сјаја од смоластог бора и кедра.

Објављена у Главни сектори и процеси

Опширније...

Monday, 28 March 2011 20:15

Операције рециклираног папира

Употреба отпадног или рециклираног папира као сировине за производњу целулозе порасла је током последњих неколико деценија, а неке фабрике папира готово у потпуности зависе од старог папира. У неким земљама, отпадни папир се одваја од осталог кућног отпада на извору пре него што се прикупи. У другим земљама раздвајање по разредима (нпр. валовити картон, новински папир, висококвалитетни папир, мешани) се одвија у посебним постројењима за рециклажу.

Рециклирани папир се може репулзирати релативно благим процесом који користи воду, а понекад и НаОХ. Мали метални комади и пластика могу се одвојити током и/или после репулпирања, коришћењем ужета за отпатке, циклона или центрифугирања. Средства за пуњење, лепкови и смоле се уклањају у фази чишћења удувавањем ваздуха кроз кашу пулпе, понекад уз додатак средстава за флокулацију. Пена садржи нежељене хемикалије и уклања се. Пулпа се може уклонити мастилом помоћу серије корака испирања који могу, али не морају укључивати употребу хемикалија (тј. деривата масних киселина сурфактаната) за растварање преосталих нечистоћа и средстава за избељивање за избељивање пулпе. Бељење има недостатак што може смањити дужину влакана и самим тим умањити коначни квалитет папира. Хемикалије за бељење које се користе у производњи рециклиране пулпе обично су сличне онима које се користе у операцијама избељивања механичке пулпе. Након операција поновног пуњења и уклањања мастила, производња листова следи на начин веома сличан оном коришћењем пулпе од девичанских влакана.

Објављена у Главни сектори и процеси

Опширније...

Monday, 28 March 2011 20:15

Производња листова и прерада: Тржишна целулоза, папир, картон

Крајњи производи фабрика целулозе и папира зависе од процеса целулозе и могу укључивати тржишну целулозу и разне врсте производа од папира или картона. На пример, релативно слаба механичка пулпа се претвара у производе за једнократну употребу као што су новине и марамице. Крафт пулпа се претвара у вишенаменске папирне производе као што су висококвалитетни папир за писање, књиге и торбе за намирнице. Сулфитна пулпа, која је првенствено целулоза, може се користити у низу различитих крајњих производа укључујући специјални папир, рајон, фотографски филм, ТНТ, пластику, лепкове, па чак и мешавине за сладолед и колаче. Хеми-механичка пулпа је изузетно чврста, идеална за структурну подршку неопходну за валовити картон. Влакна у пулпи од рециклираног папира су обично краћа, мање флексибилна и мање водопропусна, па се стога не могу користити за висококвалитетне производе од папира. Рециклирани папир се стога углавном користи за производњу производа од меког папира као што су марамице, тоалетни папир, папирни пешкири и салвете.

Да би се произвела тржишна пулпа, суспензија пулпе се обично још једном просеја и њена конзистенција се подешава (4 до 10%) пре него што буде спремна за машину за пулпу. Пулпа се затим шири на покретни метални екран или пластичну мрежу (познату као „жица“) на „влажном крају“ машине за пулпу, где оператер прати брзину покретне жице и садржај воде у пулпи ( слика 1; у горњем левом углу се виде пресе и поклопац сушаре; у савременим млиновима оператери проводе доста времена у контролним просторијама). Вода и филтрат се провлаче кроз жицу, остављајући мрежу влакана. Лист пулпе се пропушта кроз низ ротирајућих ваљака („преса“) који истискују воду и ваздух док конзистенција влакана не буде 40 до 45%. Лист се затим провлачи кроз низ вишеспратних сушара са топлим ваздухом док конзистенција не буде 90 до 95%. Коначно, непрекидни лист пулпе се исече на комаде и слаже у бале. Бале пулпе се компримују, увијају и пакују у снопове за складиштење и транспорт.

Слика 1. Мокри крај машине за пулпу која приказује влакнасту подлогу на жици.

Цанфор библиотека

Иако је у принципу слична изради листова целулозе, израда папира је знатно сложенија. Неки млинови користе различите врсте пулпе за оптимизацију квалитета папира (нпр. мешавина тврдог, меког дрвета, крафт, сулфита, механичке или рециклиране пулпе). У зависности од врсте пулпе која се користи, потребан је низ корака пре формирања папирног листа. Генерално, сушена тржишна пулпа се рехидрира, док се пулпа високе конзистенције из складиштења разблажује. Влакна пулпе се могу тући да би се повећала површина везивања влакана и тиме побољшала чврстоћа папирног листа. Пулпа се затим меша са "мокрим" адитивима (табела 1) и пропушта кроз коначни сет сита и средстава за чишћење. Пулпа је тада спремна за машину за папир.

Табела 1. Адитиви за производњу папира

Адитиви	Локација је примењена	Сврха и/или примери специфичних агенаса
Најчешће коришћени адитиви
талк	Намеравамо	Контрола нагиба (спречити таложење и накупљање висине) Пунило (учинити светлијим, глаткијим, непрозирнијим)
Титанијум диоксид	Намеравамо	Пигмент (посветли лист, побољша штампање) Пунило (учинити светлијим, глаткијим, непрозирнијим)
„Алум” (Ал₂(ТАКО₄)₃)	Намеравамо	Преципитира колофониј на влакна Помоћ при задржавању (фиксирање адитива за влакна, побољшање пулпе задржавање влакана)
калофонијум	Намеравамо	Унутрашње димензионисање (отпорно продирању течности)
Глина (каолин)	Мокро суво	Пунило (учинити светлијим, глаткијим, непрозирнијим) Пигмент или површински премаз (дајте боју)
скроб	Мокро суво	Димензионисање површине (отпор продирању течности) Додатак за суву чврстоћу (повећати снагу, смањити површинска влакна) Помоћ при задржавању (везивање адитива за папир, побољшање задржавање пулпних влакана)
Боје и пигменти	Мокро суво	нпр. киселе, базичне или директне боје, лаке боје, ЦаЦО₃, може укључивати и возила са растварачима
Латекс	Суви крај	Лепак (ојачати лим, везивати адитиве за папир, попунити поре) Хидроизолација (отпор продирању течности)
Остали адитиви
Слимицидес	Намеравамо	нпр. тиони, тиазоли, тиоцијанати, хиокарбамати, тиоли, изотиазолинони, формалдехид, глутаралдехид, гликоли, нафтол, хлорисана и бромована органска, органска једињења живе
Дефоамерс	Намеравамо	нпр. борово уље, лож уље, рециклирана уља, силикони, алкохоли
Третман жице агенти	Намеравамо	на пример, имидазоли, бутил дигликол, ацетон, терпентин, фосфорне киселине
Мокро и суво адитиви за снагу	Намеравамо	нпр. формалдехидне смоле, епихлорохидрин, глиоксал, гуме, полиамини, феноли, полиакриламиди, полиамиди, деривати целулозе
премази, лепкови и пластификатори	Суви крај	на пример, алуминијум хидроксид, поливинил ацетат, акрили, ланено уље, гуме, протеински лепкови, восак емулзије, азит, глиоксал, стеарати, растварачи, полиетилен, деривати целулозе, фолија, гума деривати, полиамини, полиестри, бутадиен-стирен полимери
други	Мокро суво	Инхибитори корозије, дисперзанти, ватроотпорни, средства против тамњања, помагала за дренажу, дефлокуланти, пХ средства за контролу, конзерванси

Распршивач протока и грло распоређују танку суспензију (1 до 3%) рафинисане пулпе на покретну жицу (слично машини за пулпу, само при много већој брзини, понекад и већој од 55 км/х) која формира влакна у танак филцани лим. Лист се креће кроз низ ваљака за пресовање до одељка за сушење, где низ ролни загрејаних паром испарава већину преостале воде. У овој фази су водоничне везе између влакана у потпуности развијене. На крају, папир се каландира и намота. Каландирање је процес којим се површина папира глача и смањује његова дебљина. Осушени, каландрирани папирни лист се намотава на котур, етикетира и транспортује у складиште (слика 2; забележите отпадни папир испод котура и незатворену контролну таблу оператера). „Дри-енд” адитиви се могу додати пре каландрања на машини за папир или у одвојеним „ван-машинским” операцијама премазивања у сектору прераде у индустрији.

Слика 2. Суви крај машине за папир који приказује пун колут папира и оператера који користи ваздушни секач за сечење.

Георге Астракианакис

У процесу производње папира користе се разне хемикалије како би се папиру обезбедиле специфичне површинске карактеристике и својства листа. Најчешће коришћени адитиви (табела 1) се обично користе у процентима, мада неки као што су глина и талк могу допринети чак 40% сувој тежини одређених папира. Табела 1 такође указује на разноликост хемијских адитива који се могу користити за специфичне производне сврхе и производе; неки од њих се користе у веома ниским концентрацијама (нпр. слимициди се додају процесној води у деловима на милион).

Процес израде картона је сличан оном при прављењу папира или целулозе. Суспензија пулпе и воде се распршује на путујућу жицу, вода се уклања, а лист осуши и чува у ролни. Процес се разликује по начину на који се плоча формира да би се добила дебљина, у комбиновању више слојева и у процесу сушења. Плоча се може направити од једнослојних или вишеслојних лимова са или без језгра. Листови су обично висококвалитетна крафт пулпа (или мешавина крафта и ЦТМП), док је језгро направљено или од мешавине полухемијске и јефтине рециклиране целулозе или од потпуно рециклиране пулпе и другог отпадног материјала. Премази, парне баријере и вишеслојеви се додају у складу са крајњом употребом да би се садржај заштитио од воде и физичког оштећења.

Објављена у Главни сектори и процеси

Опширније...

Monday, 28 March 2011 20:18

Производња електричне енергије и третман воде

Поред добијања течности, млинови целулозе опорављају значајан део енергије из сагоревања отпадних материја и нуспроизвода процеса у електричним котловима. Материјали као што су кора, дрвени отпад и осушени муљ сакупљени из система за пречишћавање отпадних вода могу бити спаљени да би се обезбедила пара за напајање електричних генератора.

Фабрике целулозе и папира троше огромне количине свеже воде. Фабрика бељене крафт целулозе од 1,000 тона дневно може да користи више од 150 милиона литара воде дневно; фабрику хартије још више. Да би се спречили негативни ефекти на опрему млинова и да би се одржао квалитет производа, улазна вода мора бити третирана како би се уклонили загађивачи, бактерије и минерали. Примењује се неколико третмана у зависности од квалитета воде која долази. Седиментациони слојеви, филтери, флокуланти, хлор и јоноизмењивачке смоле се користе за пречишћавање воде пре него што се она употреби у процесу. Вода која се користи у котловима за напајање и рекуперацију се даље третира са хватачима кисеоника и инхибиторима корозије као што су хидразин и морфолин да би се избегло стварање наслага у цевима котла, да би се смањила корозија метала и спречило преношење воде у парну турбину. .

Објављена у Главни сектори и процеси

Опширније...

Monday, 28 March 2011 20:19

Хемијска и нуспроизводња

Пошто су многе хемикалије за избељивање реактивне и опасне за транспорт, производе се на лицу места или у близини. Хлор диоксид (ЦлО₂), натријум хипохлорит (НаОЦл) и перкиселине се увек производе на лицу места, док се хлор (Цл₂) и натријум хидроксид или каустик (НаОХ) се обично производе ван локације. Тало уље, производ добијен од смоле и масних киселина које се екстрахују током крафт кувања, може се рафинисати на локацији или ван ње. Терпентин, лакша фракција крафт нуспроизвода, често се сакупља и концентрише на лицу места, и рафинише на другим местима.

Хлор-диоксид

Хлор диоксид (ЦлО₂) је веома реактиван гас зеленкасто-жуте боје. Токсичан је и корозиван, експлодира у високим концентрацијама (10%) и брзо се редукује у Цл₂ и О₂ у присуству ултраљубичастог светла. Мора се припремити као разблажен гас и ускладиштити као разблажену течност, што онемогућава транспорт у расутом стању.

ЦлО₂ настаје редукцијом натријум хлората (На₂ЦлО₃) са било којим СО₂, метанол, со или хлороводонична киселина. Гас који излази из реактора се кондензује и чува као 10% течни раствор. Модерни ЦлО₂ генератори раде са ефикасношћу од 95% или већом, а мала количина Цл₂ који се производи ће се сакупљати или испирати из одводног гаса. Може доћи до нежељених реакција у зависности од чистоће хемикалија за напајање, температуре и других варијабли процеса. Нуспроизводи се враћају у процес, а истрошене хемикалије се неутралишу и одводе у канализацију.

Натријум хипохлорит

Натријум хипохлорит (НаОЦл) се производи комбиновањем Цл₂ са разблаженим раствором НаОХ. То је једноставан, аутоматизован процес који не захтева готово никакву интервенцију. Процес се контролише одржавањем каустичне концентрације тако да резидуални Цл₂ у процесној посуди је минимизирана.

Хлор и каустик

Хлор (Цл₂), који се користи као средство за избељивање од раних 1800-их, је веома реактиван, токсичан гас зелене боје који постаје корозиван када је присутна влага. Хлор се обично производи електролизом раствора соли (НаЦл) у Цл₂ и НаОХ у регионалним постројењима и транспортује се до купца као чиста течност. За производњу Цл користе се три методе₂ на индустријском нивоу: живина ћелија, ћелија дијафрагме и најновији развој, мембранска ћелија. Цл₂ увек се производи на аноди. Затим се хлади, пречишћава, суши, течни и транспортује у млин. У великим или удаљеним фабрикама целулозе могу се градити локални објекти, а Цл₂ може се транспортовати као гас.

Квалитет НаОХ зависи од тога који се од три процеса користи. У старијој методи живиних ћелија, натријум и жива се комбинују и формирају амалгам који се разлаже водом. Добијени НаОХ је скоро чист. Један од недостатака овог процеса је што жива контаминира радно место и што је резултирало озбиљним еколошким проблемима. НаОХ произведен из ћелије дијафрагме је уклоњен са истрошеним раствором соли и концентрован да би се омогућило да се со кристализује и одвоји. Азбест се користи као дијафрагма. Најчистији НаОХ се производи у мембранским ћелијама. Полупропусна мембрана на бази смоле омогућава јонима натријума да прођу без јона соли или хлора и комбинују се са водом која је додата у катодну комору да би се формирао чисти НаОХ. Гас водоник је нуспроизвод сваког процеса. Обично се третира и користи или у другим процесима или као гориво.

Производња високог уља

Крафт пулпирање високо смоластих врста као што је бор производи натријумове сапуне од смоле и масних киселина. Сапун се сакупља из резервоара за складиштење црне течности и из резервоара за скидање сапуна који се налазе у испаривачу процеса хемијског опоравка. Рафинисани сапун или тал уље се могу користити као адитив за гориво, средство за контролу прашине, стабилизатор пута, везиво за коловоз и флукс за кровове.

У фабрици за прераду сапун се складишти у примарним резервоарима како би се црна течност таложила на дно. Сапун се диже и прелива у други резервоар за складиштење. Сумпорна киселина и декантирани сапун се уносе у реактор, загревају на 100°Ц, мешају и затим остављају да се слегну. Након таложења преко ноћи, сирово тал уље се декантира у посуду за складиштење и остави да одстоји још један дан. Горња фракција се сматра сувим сировим тал уљем и пумпа се у складиште, спремна за отпрему. Кувани лигнин у доњој фракцији ће постати део следеће серије. Истрошена сумпорна киселина се пумпа у резервоар за складиштење, а сваком увученом лигнину се дозвољава да се слегне на дно. Лигнин који је остао у реактору се концентрише за неколико кувара, раствори у 20% каустика и врати у примарни резервоар за сапун. Повремено се сакупљена црна течност и заостали лигнин из свих извора концентришу и сагоревају као гориво.

Терпентин Рецовери

Гасови из дигестора и кондензат из испаривача црне течности могу се сакупљати за добијање терпентина. Гасови се кондензују, комбинују, затим уклањају терпентин, који се поново кондензује, сакупља и шаље у декантер. Горња фракција декантера се извлачи и шаље у складиште, док се доња фракција рециклира у декантер. Сирови терпентин се складишти одвојено од остатка система за сакупљање јер је штетан и запаљив и обично се прерађује ван локације. Сви гасови који се не могу кондензовати се сакупљају и спаљују у електричним котловима, пећи за креч или наменској пећи. Терпентин се може прерадити за употребу у камфору, синтетичким смолама, растварачима, средствима за флотацију и инсектицидима.

Објављена у Главни сектори и процеси

Опширније...

Monday, 28 March 2011 20:20

Професионалне опасности и контроле

Табела 1 даје преглед врста изложености које се могу очекивати у свакој области производње целулозе и папира. Иако се изложеност може навести као специфична за одређене производне процесе, изложеност запосленима из других области се такође може појавити у зависности од временских услова, близине извора изложености и да ли раде у више од једне области процеса (нпр. контрола квалитета, општа радна снага). базен и особље за одржавање).

Табела 1. Потенцијалне опасности по здравље и безбедност у производњи целулозе и папира, према области процеса

Процесна област	Сигурносне опасности	Физичке опасности	Хемијске опасности	Биолошке опасности
Припрема дрвета
Лог бар	Дровнинг; мобилна опрема; клизање, падање	бука; вибрација; хладно; топлота	Издувни гас мотора
Дрвена соба	Нип тачке; клизање, падање	бука; вибрација	Терпени и други екстракти дрвета; дрвена прашина	Бактерије; гљивице
Скрининг чипова	Нип тачке; клизање, падање	бука; вибрација	Терпени и други екстракти дрвета; дрвена прашина	Бактерије; гљивице
Цхип иард	Нип тачке; мобилна опрема	бука; вибрација; хладно; топлота	Издувни гас мотора; терпени и други екстракти дрвета; дрвена прашина	Бактерије; гљивице
Пулпирање
Камена земља целулоза	Клизање, падање	бука; електрична и магнетна поља; висока влажност
РМП, ЦМП, ЦТМП	Клизање, падање	бука; електрична и магнетна поља; висока влажност	Хемикалије и нуспроизводи за кување; терпени и други екстракти дрвета; дрвена прашина
Сулфатно пулпирање	Клизање, падање	бука; висока влажност; топлота	Киселине и алкалије; хемикалије за кување и нуспроизводи; смањени сумпорни гасови; терпени и други екстракти дрвета; дрвена прашина
Опоравак сулфата	Експлозије; нип тачке; клизање, пада	бука; топлота; пара	Киселине и алкалије; азбест; пепео; хемикалије за кување и нуспроизводи; горива; смањена сумпорни гасови; сумпор диоксид
Кулпирање сулфита	Клизање, падање	бука; висока влажност; топлота	Киселине и алкалије; хемикалије за кување и нуспроизводи; сумпор диоксид; терпени и други екстракти дрвета; дрвена прашина
Опоравак сулфита	Експлозије; нип тачке; клизање, пада	бука; топлота; пара	Киселине и алкалије; азбест; пепео; хемикалије за кување и нуспроизводи; горива; сумпор диоксид
Репулпинг/де-инкинг	Клизање, падање		Киселине и алкалије; хемикалије и нуспроизводи за избељивање; боје и мастила; целулозна/папирна прашина; слимициде; растварачи	Бактерије
Избељивање	Клизање, падање	бука; висока влажност; топлота	Хемикалије и нуспроизводи за избељивање; слимициде; терпени и други екстракти дрвета
Формирање листова и претварање
Машина за пулпу	Нип тачке; клизање, падање	бука; вибрација; висока влажност; топлота; пара	Киселине и алкалије; хемикалије и нуспроизводи за избељивање; флокулант; целулозна/папирна прашина; слимициде; растварачи	Бактерије
Машина за папир	Нип тачке; клизање, падање	бука; вибрација; висока влажност; топлота; пара	Киселине и алкалије; хемикалије и нуспроизводи за избељивање; боје и мастила; флокулант; пулпа/папир прашина; адитиви за папир; слимициде; растварачи	Бактерије
Дорада	Нип тачке; мобилна опрема	Бука	Киселине и алкалије; боје и мастила; флокулант; целулозна/папирна прашина; адитиви за папир; слимициде; растварачи
Магацин	Мобилна опрема		Горива; издув мотора; целулозна/папирна прашина
Остале операције
Енергије	Нип тачке; клизање, падање	бука; вибрација; електрични и магнетна поља; топлота; паре	азбест; пепео; горива; терпени и други екстракти дрвета; дрвена прашина	Бактерије; гљивице
Третман водом	дављење		Хемикалије и нуспроизводи за избељивање	Бактерије
Третман отпадних вода	дављење		Хемикалије и нуспроизводи за избељивање; флокулант; смањени сумпорни гасови	Бактерије
Хлор диоксид генерација	Експлозије; клизање, падање		Хемикалије и нуспроизводи за избељивање	Бактерије
Опоравак терпентина	Клизање, падање		Хемикалије и нуспроизводи за кување; смањени сумпорни гасови; терпени и други екстракти дрвета
Производња таловог уља			Киселине и алкалије; хемикалије за кување и нуспроизводи; смањени сумпорни гасови; терпени и други екстракти дрвета

РМП = механичка прерада пулпе; ЦМП = хемијско-механичко пулпирање; ЦТМП = хеми-термомеханичко пулпирање.

Изложеност потенцијалним опасностима наведеним у табели 1 вероватно ће зависити од степена аутоматизације постројења. Историјски гледано, индустријска производња целулозе и папира била је полуаутоматски процес који је захтевао много ручних интервенција. У таквим објектима, оператери би седели на отвореним панелима поред процеса како би видели ефекте својих акција. Вентили на врху и на дну шаржног дигестора би се отварали ручно, а током фаза пуњења гасови у дигестору би били истиснути долазним чипсом (слика 1). Хемијски нивои би се прилагођавали на основу искуства, а не узорковања, а прилагођавања процеса би зависила од вештине и знања оператера, што је понекад доводило до поремећаја. На пример, прекомерно хлорисање пулпе би изложило раднике низводно повећаним нивоима средстава за избељивање. У већини модерних млинова, напредак од ручно контролисаних до електронски контролисаних пумпи и вентила омогућава даљински рад. Потреба за контролом процеса унутар уских толеранција захтевала је компјутере и софистициране инжењерске стратегије. Одвојене контролне собе се користе за изолацију електронске опреме од окружења за производњу целулозе и папира. Сходно томе, оператери обично раде у климатизованим контролним собама које нуде уточиште од буке, вибрација, температуре, влаге и излагања хемикалијама које су својствене раду млина. Остале контроле које су побољшале радно окружење описане су у наставку.

Слика 1. Поклопац за отварање радника на ручно контролисаном шаржном дигестору.

МацМиллан Блоедел архива

Безбедносне опасности, укључујући тачке угриза, мокре површине за ходање, покретну опрему и висине су уобичајене током операција целулозе и папира. Заштита око покретних транспортера и делова машина, брзо чишћење од изливања, површине за ходање које омогућавају одводњавање и заштитне ограде на стазама поред производних линија или на висини су од суштинског значаја. За одржавање транспортера струготине, ролни папирних машина и свих других машина са покретним деловима морају се поштовати процедуре закључавања. Мобилна опрема која се користи за складиштење чипова, пристајање и отпрему, складиштење и друге операције треба да има заштиту од превртања, добру видљивост и сирене; саобраћајне траке за возила и пешаке треба да буду јасно обележене и потписане.

Бука и топлота су такође свеприсутне опасности. Главна инжењерска контрола су кућишта оператера, као што је горе описано, обично доступна у областима припреме дрвета, целулозе, бељења и формирања плоча. Доступне су и климатизоване затворене кабине за мобилну опрему која се користи за гомилу иверице и друге послове у дворишту. Изван ових затворених просторија, радницима је обично потребна заштита слуха. Рад у топлим процесима или отвореним просторима и операцијама одржавања пловила захтева да радници буду обучени да препознају симптоме топлотног стреса; у таквим областима, распоред рада треба да омогући периоде аклиматизације и одмора. Хладно време може створити опасност од промрзлина при пословима на отвореном, као и магловити услови у близини гомила струготине, које остају топле.

Дрво, његови екстракти и повезани микроорганизми су специфични за операције припреме дрвета и почетне фазе пулпе. Контрола изложености зависиће од конкретне операције и може укључивати кабине оператера, кућиште и вентилацију тестера и транспортера, као и затворено складиштење струготине и мало залиха струготине. Употреба компримованог ваздуха за чишћење дрвене прашине ствара велику изложеност и треба је избегавати.

Операције хемијског варења представљају прилику за излагање хемикалијама за варење, као и гасовитим нуспроизводима процеса кувања, укључујући редукована (купање пулпе) и оксидована (сулфитна пулза) једињења сумпора и испарљиве органске материје. На стварање гаса може утицати низ радних услова: врста дрвета које се користи; количина пулпираног дрвета; количина и концентрација примењеног белог течности; количина времена потребног за пулпирање; и максимална достигнута температура. Поред аутоматских вентила за затварање дигестора и контролних просторија оператера, друге контроле за ове области укључују локалну издувну вентилацију у шаржним дигесторима и резервоарима за дување, способне да испуштају ваздух брзином ослобађања гасова из посуде; негативни притисак у котловима за рекуперацију и сулфит-СО₂ киселински торњеви за спречавање цурења гаса; проветрена потпуна или делимична кућишта преко перача за пост-дигестију; континуирани монитори гаса са алармима где може доћи до цурења; и планирање и обука реаговања у ванредним ситуацијама. Оператери који узимају узорке и спроводе тестове треба да буду свесни могућности излагања киселини и каустику у процесима и токовима отпада, као и могућности нежељених реакција као што је гас водоник сулфид (Х₂С) производња ако црна течност из крафт пулпе дође у контакт са киселинама (нпр. у канализацији).

У областима хемијског опоравка, киселе и алкалне хемикалије процеса и њихови нуспроизводи могу бити присутни на температурама већим од 800°Ц. Пословне обавезе могу захтевати од радника да дођу у директан контакт са овим хемикалијама, због чега је одећа за тешке услове рада неопходна. На пример, радници грабуљају распршени растопљени млаз који се скупља на дну котлова, ризикујући тако хемијске и термичке опекотине. Радници могу бити изложени прашини када се натријум сулфат дода концентрованој црној течности, а свако цурење или отварање ће ослободити штетне (и потенцијално фаталне) смањене гасове сумпора. Потенцијал за експлозију воденог мириса увек постоји око котла за опоравак. Цурење воде у зидовима цеви котла је довело до неколико смртоносних експлозија. Котлове за рекуперацију треба угасити на било коју индикацију цурења и применити посебне процедуре за преношење смећа. Утовар креча и других каустичних материјала вршити затвореним и вентилисаним транспортерима, лифтовима и складишним кантама.

У постројењима за избељивање, радници на терену могу бити изложени агенсима за избељивање, као и хлорисаним органским материјама и другим нуспроизводима. Процесне варијабле као што су хемијска снага бељења, садржај лигнина, температура и конзистенција пулпе се стално прате, а оператери прикупљају узорке и врше лабораторијска испитивања. Због опасности од многих коришћених агенаса за избељивање, требало би да буду постављени континуирани монитори аларма, свим запосленима треба да се издају респиратори за евакуацију, а оператери треба да буду обучени за процедуре реаговања у хитним случајевима. Кућишта са надстрешницом са наменском издувном вентилацијом су стандардне инжењерске контроле које се налазе на врху сваког торња за бељење и фазе прања.

Изложеност хемикалијама у машинској соби фабрике целулозе или папира укључује пренос хемикалија из фабрике за избељивање, адитиве за производњу папира и хемијску смешу у отпадној води. Прашина (целулоза, пунила, премази) и издувни гасови из мобилне опреме присутни су у сувим и завршним операцијама. Чишћење између серија производа може се обавити растварачима, киселинама и алкалијама. Контроле у овој области могу укључивати потпуно ограђивање преко сушара; вентилисана ограђена просторија у којој се истоварују, вагају и мешају адитиви; употреба адитива у течном, а не у облику праха; употреба мастила и боја на бази воде, а не на бази растварача; и елиминисање употребе компримованог ваздуха за чишћење исеченог и отпадног папира.

Производња папира у фабрикама рециклираног папира је генерално прашњавија од конвенционалне производње папира користећи новопроизведену целулозу. Изложеност микроорганизмима може се десити од почетка (сакупљање и одвајање папира) до краја (производња папира) производног ланца, али је изложеност хемикалијама мање важна него у конвенционалној производњи папира.

Фабрике целулозе и папира запошљавају обимну групу за одржавање за сервисирање своје процесне опреме, укључујући столаре, електричаре, механичаре инструмената, изолаторе, машинисте, зидаре, механичаре, млинове, молере, цевоводе, механичаре за хлађење, лимаре и завариваче. Заједно са њиховим изложеностима специфичним за трговину (види Обрада метала обрада метала Занимања поглавља), ови трговци могу бити изложени било којој опасности у вези са процесом. Како су операције млина постале аутоматизованије и затворене, операције одржавања, чишћења и осигурања квалитета постале су највише изложене. Заустављање постројења за чишћење посуда и машина је од посебне забринутости. У зависности од организације млина, ове операције може обављати интерно особље за одржавање или производно особље, иако је уговарање подуговора са особљем које није у фабрици, које може имати мање услуга подршке здрављу и безбедности на раду, уобичајено.

Поред изложености процеса, операције фабрике целулозе и папира подразумевају неке значајне изложености за особље за одржавање. Пошто процеси обраде целулозе, опоравка и котлова укључују високу топлоту, азбест се у великој мери користио за изолацију цеви и судова. Нерђајући челик се често користи у судовима и цевима током процеса целулозе, опоравка и бељења, а донекле иу производњи папира. Познато је да заваривање овог метала ствара паре хрома и никла. Током прекида рада на одржавању, спрејеви на бази хрома могу се применити да би заштитили под и зидове котлова за рекуперацију од корозије током пуштања у рад. Мерење квалитета процеса у производној линији се често врши коришћењем инфрацрвених и радио-изотопских мерача. Иако су мерачи обично добро заштићени, механичари инструмента који их сервисирају могу бити изложени зрачењу.

Неке посебне изложености могу се појавити и међу запосленима у другим операцијама подршке млиновима. Радници електричних котлова рукују кором, отпадним дрветом и муљем из система за третман отпадних вода. У старијим млиновима радници уклањају пепео са дна котлова, а затим поново затварају котлове наношењем мешавине азбеста и цемента око решетке котла. У савременим енергетским котловима, овај процес је аутоматизован. Када се материјал уноси у котао са превисоким нивоом влаге, радници могу бити изложени повратним ударима продуката непотпуног сагоревања. Радници одговорни за третман воде могу бити изложени хемикалијама као што су хлор, хидразин и разне смоле. Због реактивности ЦлО₂, ЦлО₂ генератор се обично налази у ограниченом подручју, а оператер је стациониран у удаљеној контролној соби са екскурзијама за прикупљање узорака и сервисирање филтера за слану погачу. Натријум хлорат (јаки оксидатор) који се користи за стварање ЦлО₂ може постати опасно запаљив ако се дозволи да се пролије на било који органски или запаљив материјал и затим се осуши. Сва просута средства треба да се навлаже пре него што се наставе радови на одржавању, а сву опрему треба темељно очистити након тога. Мокру одећу треба држати мокром и одвојено од уличне одеће, док се не опере.

Објављена у Главни сектори и процеси

Опширније...

Monday, 28 March 2011 20:24

Повреде и немалигне болести

Повреде

Доступне су само ограничене статистике о стопама незгода уопште у овој индустрији. У поређењу са другим производним индустријама, стопа незгода у Финској 1990. била је испод просека; у Канади су стопе од 1990. до 1994. биле сличне другим индустријама; у Сједињеним Државама стопа из 1988. била је нешто изнад просека; у Шведској и Немачкој, стопе су биле 25% и 70% изнад просека (ИЛО 1992; Воркерс' Цомпенсатион Боард оф Бритисх Цолумбиа 1995).

Најчешћи фактори ризика за озбиљне и фаталне несреће у индустрији целулозе и папира су сама опрема за производњу папира и екстремна величина и тежина бала и ролни целулозе или папира. У студији владе Сједињених Америчких Држава о смртним случајевима на раду од 1993. до 1979. у фабрикама целулозе, папира и картона из 1984. године (Министарство трговине САД 1993.), 28% је било због тога што су радници били ухваћени у или између ротирајућих ваљака или опреме („тачке за угриз“). ) и
18% је било због пригњечења радника од пада или превртања предмета, посебно ролни и бала. Други узроци вишеструких смртних случајева укључивали су струјни удар, удисање водоник-сулфида и других токсичних гасова, масивне термалне/хемијске опекотине и један случај топлотне исцрпљености. Пријављено је да се број озбиљних несрећа повезаних са машинама за папир смањује уградњом новије опреме у неким земљама. У сектору прераде све је чешћи рад који се понавља и монотон, као и употреба механизоване опреме са већим брзинама и силама. Иако нису доступни подаци специфични за сектор, очекује се да ће овај сектор имати веће стопе повреда од прекомерног напора повезаних са радом који се понавља.

Немалигне болести

Најдобро документовани здравствени проблеми са којима се сусрећу радници у фабрикама целулозе су акутни и хронични респираторни поремећаји (Торен, Хагберг и Вестберг 1996). Изложеност изузетно високим концентрацијама хлора, хлор-диоксида или сумпор-диоксида може настати као резултат цурења или другог поремећаја процеса. Изложени радници могу развити акутну повреду плућа изазвану хемикалијама са тешком упалом ваздушних пролаза и ослобађањем течности у ваздушне просторе, што захтева хоспитализацију. Обим оштећења зависи од трајања и интензитета излагања и специфичног гаса који је укључен. Ако радник преживи акутну епизоду, може доћи до потпуног опоравка. Међутим, у случајевима мање интензивног излагања (такође обично као резултат поремећаја у процесу или изливања), акутна изложеност хлору или хлор диоксиду може изазвати каснији развој астме. Ова астма изазвана иритантима је забележена у бројним извештајима о случајевима и недавним епидемиолошким студијама, а тренутни докази указују да може трајати много година након инцидента излагања. Радници који су на сличан начин изложени и који не развију астму могу доживети упорно повећану иритацију носа, кашаљ, пискање и смањење протока ваздуха. Радници који су у највећем ризику од ових инцидената изложености укључују раднике на одржавању, раднике у постројењима за бељење и грађевинске раднике у фабрикама целулозе. Високи нивои изложености хлор диоксиду такође изазивају иритацију очију и осећај да се виде ореоли око светла.

Неке студије морталитета су указале на повећан ризик од смрти од респираторних болести међу радницима у фабрикама целулозе који су били изложени сумпор-диоксиду и папирној прашини (Јаппинен и Тола 1990; Торен, Јарвхолм и Морган 1989). Појачани респираторни симптоми су такође пријављени код радника у фабрикама сулфита који су хронично изложени ниским нивоима сумпор-диоксида (Скалпе 1964), иако се повећана опструкција протока ваздуха обично не јавља међу популацијама фабрика целулозе уопште. Симптоми иритације дисајних путева такође пријављују радници изложени високим концентрацијама терпена у ваздуху у процесима опоравка терпентина који су често присутни у фабрикама целулозе. Такође је пријављено да је прашина меког папира повезана са повећаном астмом и хроничном опструктивном болешћу плућа (Торен, Хагберг и Вестберг 1996).

Изложеност микроорганизмима, посебно око дрвне сечке и гомила отпада, скидача коре и преса за муљ, ствара повећан ризик за реакције преосетљивости у плућима. Чини се да су докази за ово ограничени на изоловане извештаје о случајевима преосетљивог пнеумонитиса, који може довести до хроничних ожиљака на плућима. Багасоза, или преосетљиви пнеумонитис повезан са излагањем термофилним микроорганизмима и багасу (нуспроизвод шећерне трске), још увек се виђа у млиновима који користе багасу за влакна.

Остале респираторне опасности које се обично сусрећу у индустрији целулозе и папира укључују испарења од заваривања нерђајућег челика и азбест (погледајте „Азбест“, „Никал“ и „Хром“ на другим местима у Енциклопедија). Радници на одржавању су група која ће највероватније бити изложена ризику од ових изложености.

Редукована једињења сумпора (укључујући водоник-сулфид, диметил дисулфиде и меркаптане) су јаки иританти ока и могу изазвати главобољу и мучнину код неких радника. Ова једињења имају веома ниске прагове мириса (ппб опсег) код особа које претходно нису биле изложене; међутим, међу дугогодишњим радницима у индустрији, прагови мириса су знатно виши. Концентрације у опсегу од 50 до 200 ппм изазивају мирисни замор, а субјекти више не могу да открију карактеристичан мирис „покварених јаја“. При вишим концентрацијама, излагање ће довести до несвестице, респираторне парализе и смрти. Смртни случајеви повезани са изложеношћу смањеним једињењима сумпора у затвореним просторима догодили су се у фабрикама целулозе.

Пријављено је да је кардиоваскуларни морталитет повећан код радника који се баве производњом целулозе и папира, са неким доказима о реакцији на излагање који указују на могућу везу са изложеношћу смањеним једињењима сумпора (Јаппинен 1987; Јаппинен и Тола 1990). Међутим, други узроци за ову повећану смртност могу укључивати излагање буци и рад у сменама, а оба су повезана са повећаним ризиком од исхемијске болести срца у другим индустријама.

Проблеми са кожом са којима се сусрећу радници у фабрикама целулозе и папира укључују акутне хемијске и термичке опекотине и контактни дерматитис (иритирајући и алергијски). Радници у фабрикама за производњу целулозе често имају алкалне опекотине на кожи као резултат контакта са врућим течностима за пулпу и кашама калцијум хидроксида из процеса опоравка. Контактни дерматитис је чешћи међу радницима у фабрикама папира и прерађивачима, јер су многи адитиви, средства против пене, биоциди, мастила и лепкови који се користе у производњи папира и производа од папира примарни иританти и сензибилизатори коже. Дерматитис може настати услед излагања самим хемикалијама или руковања свеже третираним папиром или папирним производима.

Бука представља значајну опасност у целој индустрији целулозе и папира. Министарство рада САД проценило је да су нивои буке преко 85 дБА пронађени у преко 75% постројења у индустрији папира и сродних производа, у поређењу са 49% постројења у производњи уопште, и да је преко 40% радника било редовно изложено нивои буке преко 85 дБА (УС Департмент оф Цоммерце 1983). Нивои буке око машина за папир, дробилица и котлова за рекуперацију обично прелазе 90 дБА. Операције конверзије такође имају тенденцију да генеришу високе нивое буке. Смањење изложености радника око машина за папир обично се покушава коришћењем затворених контролних соба. У конверзији, где је оператер обично стациониран поред машине, ова врста контролне мере се ретко користи. Међутим, тамо где су машине за претварање биле затворене, то је довело до смањене изложености папирној прашини и буци.

Претерано излагање топлоти сусрећу се радници у фабрикама папира који раде у просторима за машине за папир, при чему се бележе температуре од 60°Ц, иако у објављеној научној литератури нису доступне студије о ефектима излагања топлоти на ову популацију.

Објављена у Обрасци болести и повреда

Опширније...

Више...

Monday, 28 March 2011 20:25

Рак

Изложеност бројним супстанцама које је Међународна агенција за истраживање рака (ИАРЦ) означила као познате, вероватне и могуће карциногене могу се појавити у операцијама целулозе и папира. Азбест, за који се зна да изазива рак плућа и мезотелиом, користи се за изолацију цеви и котлова. Талк се у великој мери користи као адитив за папир и може бити контаминиран азбестом. Други адитиви за папир, укључујући боје на бази бензидина, формалдехид и епихлорохидрин, сматрају се могућим канцерогенима за људе. Хексавалентна једињења хрома и никла, настала заваривањем нерђајућег челика, познати су карциногени плућа и носа. Дрвену прашину је ИАРЦ недавно класификовао као познати канцероген, углавном на основу доказа о раку носа код радника који су били изложени прашини од тврдог дрвета (ИАРЦ, 1995). Издувни гасови дизела, хидразин, стирен, минерална уља, хлоровани феноли и диоксини, и јонизујуће зрачење су други вероватни или могући карциногени који могу бити присутни у раду млина.

Спроведено је неколико епидемиолошких студија специфичних за операције целулозе и папира, које указују на мало конзистентних резултата. Класификације изложености у овим студијама често су користиле широку индустријску категорију „пулпа и папир“, па чак и најспецифичније класификације груписале су раднике према врстама целулозе или великим површинама творница. Три кохортне студије у литератури до данас укључивале су мање од 4,000 радника свака. Тренутно је у току неколико великих кохортних студија, а ИАРЦ координира међународну мултицентричну студију која ће вероватно укључити податке од више од 150,000 радника у производњи целулозе и папира, што омогућава много конкретније анализе изложености. Овај чланак ће прегледати доступно знање из студија објављених до данас. Детаљније информације могу се добити из раније објављених рецензија ИАРЦ-а (1980, 1987. и 1995.) и Торен, Перссон и Вингрен (1996). Резултати за малигне болести плућа, желуца и хематологије су сумирани у табели 1.

Табела 1. Резиме студија о раку плућа, карциному желуца, лимфому и леукемији код радника на целулози и папиру

Proces опис	локација студије	Тип студирати	Лунг рак	стомак рак	Лимфом НХЛ/ХД^§	Леукемија
Сулпхите	Финска	C	0.9	1.3	Кс / Кс	X
Сулпхите	САД	C	1.1	0.7	-	0.9
Сулпхите	САД	C	0.8	1.5	1.3 / Кс	0.7
Сулпхите	САД	PM	0.9	КСНУМКС *	2.7*/Кс	1.3
Сулфат	Финска	C	0.9	0.9	0/0	X
Сулфат	САД	C	0.8	1.0	2.1/0	0.2
Сулфат	САД	PM	1.1	1.9	КСНУМКС / КСНУМКС *	1.7
хлор	Финска	C	КСНУМКС *	-	-	-
Сулфит/папир	Шведска	CR	-	КСНУМКС *	-	-
Папирна прашина	Канада	CR	КСНУМКС *	-	-	-
Фабрика хартије	Финска	C	КСНУМКС *	1.7	Кс / Кс	-
Фабрика хартије	Шведска	C	КСНУМКС *	-	-	-
Фабрика хартије	САД	C	0.8	2.0	-	2.4
Фабрика хартије	Шведска	CR	1.6	-	-	-
Фабрика хартије	САД	PM	1.3	0.9	Кс / КСНУМКС	1.4
Плоча млин	Финска	C	КСНУМКС *	0.6	Кс / Кс	X
Електрана	Финска	C	0.5	2.1	-	-
Одржавање	Финска	C	1.3	КСНУМКС *	1.0 / Кс	1.5
Одржавање	Шведска	CR	КСНУМКС *	0.8	-	-
Целулозе и папира	САД	C	0.9	1.2	0.7 / Кс	1.8
Целулозе и папира	САД	C	0.8	1.2	1.7 / Кс	0.5
Целулозе и папира	Шведска	CR	0.8	1.3	1.8	1.1
Целулозе и папира	Шведска	CR	-	-	2.2/0	-
Целулозе и папира	Шведска	CR	1.1	0.6	-	-
Целулозе и папира	САД	CR	КСНУМКС *	-	-	-
Целулозе и папира	САД	CR	1.1	-	-	-
Целулозе и папира	САД	CR	-	-	—/4.0	-
Целулозе и папира	Канада	PM	-	1.2	3.8*/—	-
Целулозе и папира	САД	PM	КСНУМКС *	0.5	4.4/4.5	2.3
Целулозе и папира	САД	PM	0.9	КСНУМКС *	1.6/1.0	1.1
Целулозе и папира	САД	PM	0.9	1.2	КСНУМКС / КСНУМКС *	1.4
Целулозе и папира	САД	PM	-	КСНУМКС *	1.4	КСНУМКС *

Ц = кохортна студија, ЦР = студија случаја, ПМ = студија пропорционалног морталитета.
* Статистички значајна. ^§ = Где је одвојено пријављено, НХЛ = не-Ходгкинов лимфом и ХД = Ходгкинова болест. Кс = 0 или 1 пријављен случај, није израчуната процена ризика, — = Нема пријављених података.

Процена ризика већа од 1.0 значи да је ризик повећан, а процена ризика испод 1.0 указује на смањење ризика.

Извор: Адаптирано из Торен, Перссон анд Вингрен 1996.

Рак респираторног система

Радници на одржавању у фабрикама папира и целулозе имају повећан ризик од рака плућа и малигних мезотелиома, вероватно због изложености азбесту. Шведска студија је показала троструко повећан ризик од плеуралног мезотелиома међу радницима на пулпи и папиру (Малкер ет ал. 1985). Када је изложеност даље анализирана, 71% случајева је било изложено азбесту, а већина је радила на одржавању млина. Повећање ризика од рака плућа међу радницима на одржавању такође је показано у шведским и финским фабрикама целулозе и папира (Торен, Саллстен и Јарвхолм 1991; Јаппинен ет ал. 1987).

У истој финској студији, двоструко повећан ризик од рака плућа примећен је и међу радницима у фабрици хартије и картону. Истраживачи су направили накнадну студију ограничену на раднике у фабрикама целулозе изложене једињењима хлора и открили троструко повећан ризик од рака плућа.

Неколико других студија радника на целулози и папиру показало је повећан ризик од рака плућа. Канадска студија је показала повећан ризик међу онима који су били изложени папирној прашини (Сиемиатицки ет ал. 1986), а америчке и шведске студије су показале повећан ризик међу радницима у фабрици папира (Милхам и Демерс 1984; Торен, Јарвхолм и Морган 1989).

Гастро-интестинални карциноми

Повећан ризик од рака желуца је индициран у многим студијама, али ризици нису јасно повезани ни са једном области; стога је релевантна изложеност непозната. Социо-економски статус и навике у исхрани су такође фактори ризика за рак желуца и могу бити збуњујући; ови фактори нису узети у обзир ни у једној од прегледаних студија.

Повезаност између рака желуца и рада са пулпом и папиром први пут је виђена у америчкој студији 1970-их (Милхам и Демерс 1984). Утврђено је да је ризик још већи, скоро удвостручен, када су радници на сулфитима одвојено прегледани. У каснијој студији је такође утврђено да радници у САД-у који раде на сулфиту и млевењу имају повећан ризик од рака желуца (Робинсон, Ваквеиллер и Фовлер 1986). Ризик исте величине пронађен је у шведској студији међу радницима у фабрикама целулозе и папира из области у којој се производила само сулфитна пулпа (Вингрен ет ал. 1991). Амерички радници у фабрици папира, картона и целулозе у држави Њу Хемпшир и Вашингтон имали су повећану смртност од рака желуца (Сцхвартз 1988; Милхам 1976). Субјекти су вероватно били мешавина радника у фабрици сулфита, сулфата и папира. У шведској студији, троструко повећан морталитет од рака желуца пронађен је у групи коју су чинили радници у фабрици сулфита и папира (Вингрен, Клинг и Акелсон 1985). Већина студија пулпе и папира пријавила је вишак рака желуца, иако неке нису.

Због малог броја случајева, већина студија других карцинома гастроинтестиналног тракта је неубедљива. Повећан ризик од рака дебелог црева међу радницима у процесу сулфата и производњи картона је забележен у финској студији (Јаппинен ет ал. 1987), као и међу радницима у производњи целулозе и папира у САД (Солет ет ал. 1989). Инциденција рака жучних путева у Шведској између 1961. и 1979. године била је повезана са подацима о занимањима из Националног пописа становништва из 1960. (Малкер ет ал. 1986). Утврђена је повећана инциденција рака жучне кесе међу радницима у фабрици папира. Повећан ризик од карцинома панкреаса примећен је у неким студијама радника у фабрици папира и радника сулфита (Милхам и Демерс 1984; Хеннебергер, Феррис и Монсон 1989), као и у широкој групи радника на целулози и папиру (Пицкле и Готтлиеб 1980; Вингрен ет ал., 1991). Ови налази нису поткрепљени другим студијама.

Хематолошке малигне болести

Питање лимфома међу радницима у фабрикама целулозе и папира првобитно је обрађено у америчкој студији из 1960-их, где је откривен четвороструко повећан ризик од Хоџкинове болести међу радницима који се баве производњом целулозе и папира (Милхам и Хессер 1967). У наредној студији, испитан је морталитет међу радницима у фабрикама целулозе и папира у држави Вашингтон између 1950. и 1971. године и примећен је удвостручен ризик од Хоџкинове болести и мултиплог мијелома (Милхам 1976). Ово истраживање је праћено анализом морталитета међу члановима синдиката целулозе и папира у Сједињеним Државама и Канади (Милхам и Демерс 1984). Показало је скоро троструко повећан ризик од лимфосаркома и саркома ретикулум ћелија међу радницима сулфитима, док су радници на сулфату имали четвороструко повећан ризик од Хоџкинове болести. У америчкој кохортној студији, примећено је да радници са сулфатима имају двоструки ризик од лимфосаркома и ретикулосаркома (Робинсон, Ваквеиллер и Фовлер 1986).

У многим студијама у којима је било могуће истражити појаву малигних лимфома, утврђен је повећан ризик (Вингрен ет ал. 1991; Перссон ет ал. 1993). Пошто се повећани ризик јавља и код радника у производњи сулфата и сулфита, то указује на заједнички извор изложености. У одељењима за сортирање и дробљење, изложености су прилично сличне. Радна снага је изложена дрвној прашини, терпенима и другим једињењима која се могу издвојити из дрвета. Поред тога, оба процеса пулпе избељују се хлором, који има потенцијал да створи хлорисане органске нуспроизводе, укључујући мале количине диоксина.

У поређењу са лимфомима, студије о леукемијама показују мање доследне обрасце, а процене ризика су ниже.

Друге малигне болести

Међу радницима америчке фабрике папира са претпостављеном изложеношћу формалдехиду, пронађена су четири случаја рака уринарног тракта након 30 година латенције, иако се очекивао само један (Робинсон, Ваквеиллер и Фовлер 1986). Сви ови појединци су радили у просторијама за сушење папира у фабрикама папира.

У студији случај-контрола из Масачусетса, тумори централног нервног система у детињству су били повезани са неодређеним очевим занимањем као радник у фабрици папира и целулозе (Ква и Фине 1980). Аутори су своје посматрање сматрали случајним догађајем. Међутим, у три наредне студије, такође су откривени повећани ризици (Јохнсон ет ал. 1987; Насца ет ал. 1988; Куијтен, Бунин и Насс 1992). У студијама из Шведске и Финске, уочен је двоструко до троструко повећан ризик од тумора на мозгу међу радницима у фабрикама целулозе и папира.

Објављена у Обрасци болести и повреда

Опширније...

Monday, 28 March 2011 20:27

Питања животне средине и јавног здравља

Пошто је индустрија целулозе и папира велики потрошач природних ресурса (тј. дрвета, воде и енергије), она може бити велики допринос проблемима загађења воде, ваздуха и земљишта и била је под великом контролом последњих година. Чини се да је ова забринутост оправдана, имајући у виду количину загађивача воде која се ствара по тони пулпе (нпр. 55 кг биолошке потражње за кисеоником, 70 кг суспендованих чврстих материја и до 8 кг органохлорних једињења) и количине пулпе произведене на глобалном нивоу на годишњем нивоу (приближно 180 милиона тона 1994. године). Поред тога, само око 35% коришћеног папира се рециклира, а отпадни папир је главни допринос укупном светском чврстом отпаду (око 150 милиона од 500 милиона тона годишње).

Историјски гледано, контрола загађења није разматрана при пројектовању фабрика целулозе и папира. Многи процеси који се користе у индустрији развијени су без обзира на смањење запремине ефлуента и концентрације загађивача. Од 1970-их, технологије за смањење загађења постале су саставне компоненте дизајна млинова у Европи, Северној Америци и другим деловима света. Слика 1 илуструје трендове у периоду од 1980. до 1994. у канадским фабрикама целулозе и папира као одговор на неке од ових еколошких забринутости: повећана употреба производа од дрвног отпада и папира који се може рециклирати као извора влакана; и смањена потражња за кисеоником и хлорисаним органским материјама у отпадној води.

Слика 1. Индикатори животне средине у канадским фабрикама целулозе и папира, од 1980. до 1994. године, који показују употребу дрвног отпада и папира који се може рециклирати у производњи и биолошку потражњу кисеоника (БОД) и органохлорних једињења (АОКС) у ефлуенту отпадних вода.

Овај чланак разматра главна питања животне средине у вези са процесом целулозе и папира, идентификује изворе загађења унутар процеса и укратко описује технологије контроле, укључујући екстерни третман и модификације у постројењу. Питања која произилазе из дрвног отпада и фунгицида против сапстаина детаљније су обрађена у поглављу Дрво.

Проблеми загађења ваздуха

Емисије оксидисаних једињења сумпора у ваздуху из фабрика целулозе и папира изазвале су штету на вегетацији, а емисије редукованих једињења сумпора изазвале су притужбе на мирисе „покварених јаја“. Студије међу становницима заједница фабрика целулозе, посебно деце, показале су респираторне ефекте повезане са емисијом честица, иритацију слузокоже и главобољу за које се сматра да су повезани са смањеним једињењима сумпора. Од процеса целулозе, они са највећим потенцијалом да изазову проблеме загађења ваздуха су хемијске методе, посебно крафт пулпирање.

Оксиди сумпора се емитују по највећим стопама из сулфитних операција, посебно оних које користе базе калцијума или магнезијума. Главни извори укључују ударе у дигестор шарже, испариваче и припрему течности, при чему операције прања, просијавања и опоравка доприносе мањим количинама. Пећи за рекуперацију крафт-а су такође извор сумпор-диоксида, као и електрични котлови који користе угаљ или нафту са високим садржајем сумпора као гориво.

Редукована једињења сумпора, укључујући водоник-сулфид, метил меркаптан, диметил сулфид и диметил дисулфид, скоро су искључиво повезана са процесом крафт пулпе и дају овим млиновима њихов карактеристичан мирис. Главни извори укључују пећ за рекуперацију, дувачки дигестор, вентиле за растерећење дигестора и вентилационе отворе за прање, иако испаривачи, резервоари за топљење, испаривачи, пећ за сушење креча и отпадна вода такође могу да допринесу. Неке операције сулфита користе редукциона окружења у својим пећима за опоравак и могу имати повезане проблеме са смањеним мирисом сумпора.

Гасове сумпора које емитује котао за рекуперацију најбоље је контролисати смањењем емисија на извору. Контроле укључују оксидацију црне течности, смањење сумпорности течности, котлове за регенерацију са слабим мирисом и правилан рад пећи за регенерацију. Сумпорни гасови из дигестора дувањем, вентили за растерећење дигестора и испаравање течности могу се сакупљати и спаљивати - на пример, у пећи за креч. Димни гасови сагоревања могу се сакупљати помоћу пречистача.

Оксиди азота настају као продукти сагоревања на високим температурама и могу настати у било ком млину са котлом за рекуперацију, котлом за регенерацију или пећи за сушење креча, у зависности од услова рада. Формирање азотних оксида може се контролисати регулисањем температуре, односа ваздух-гориво и времена боравка у зони сагоревања. Остала гасовита једињења имају мањи допринос загађењу ваздуха у млиновима (нпр. угљен моноксид од непотпуног сагоревања, хлороформ из операција бељења и испарљиве органске материје од растерећења дигестора и испаравања течности).

Честице настају углавном из операција сагоревања, иако резервоари за растварање мириса такође могу бити мањи извор. Више од 50% честица из млина за целулозу је веома фино (мање од 1 μм у пречнику). Овај фини материјал укључује натријум сулфат (На₂SO₄) и натријум карбонат (На₂CO₃) из пећи за регенерацију, пећи за креч и резервоара за растварање талога, и НаЦл из нуспроизвода сагоревања трупаца који су ускладиштени у сланој води. Емисије из пећи за креч укључују значајну количину крупних честица услед увлачења калцијумових соли и сублимације натријумових једињења. Грубе честице могу такође укључивати летећи пепео и органске производе сагоревања, посебно из електричних котлова. Смањење концентрације честица може се постићи пропуштањем димних гасова кроз електростатичке филтере или пречистаче. Недавне иновације у технологији електричних котлова укључују спалионице са флуидизованим слојем које сагоревају на веома високим температурама, резултирају ефикаснијом конверзијом енергије и омогућавају сагоревање мање уједначеног дрвног отпада.

Проблеми загађења воде

Контаминирана отпадна вода из фабрика целулозе и папира може изазвати смрт водених организама, омогућити биоакумулацију токсичних једињења у рибама и нарушити укус воде за пиће низводно. Ефлуенти отпадних вода целулозе и папира се карактеришу на основу физичких, хемијских или биолошких карактеристика, при чему су најважнији садржај чврстих материја, потреба за кисеоником и токсичност.

Садржај чврстих материја у отпадној води се типично класификује на основу фракције која је суспендована (у односу на растворену), фракције суспендованих чврстих материја која се може таложити и фракција било које од тих фракција које су испарљиве. Фракција која се може таложити је најнеприхватљивија јер може формирати густи слој муља близу тачке испуштања, који брзо исцрпљује растворени кисеоник у пријемној води и омогућава пролиферацију анаеробних бактерија које стварају метан и редуковане гасове сумпора. Иако се чврсте материје које се не таложе обично разблажују водом која их прима и стога су мање забрињавајућа, оне могу пренети токсична органска једињења до водених организама. Суспендоване чврсте материје које се испуштају из фабрика целулозе и папира укључују честице коре, дрвена влакна, песак, песак из механичких млевења целулозе, адитиве за производњу папира, остатке течности, нуспроизводе процеса третмана воде и микробне ћелије из операција секундарног третмана.

Деривати дрвета растворени у течностима за пулпу, укључујући олигосахариде, једноставне шећере, деривате лигнина ниске молекуларне тежине, сирћетну киселину и солубилизована целулозна влакна, главни су доприносиоци и биолошкој потражњи за кисеоником (БПК) и хемијској потражњи за кисеоником (ЦОД). Једињења која су токсична за водене организме укључују хлорисане органске материје (АОКС; од бељења, посебно крафт пулпе); смолне киселине; незасићене масне киселине; дитерпенски алкохоли (посебно од скидања коре и механичког пулпе); јувабиони (посебно од сулфита и механичког пулпе); производи разградње лигнина (нарочито од сулфитне пулпе); синтетичке органске материје, као што су слимициди, уља и масти; и процесне хемикалије, адитиви за производњу папира и оксидовани метали. Хлороване органске материје су биле од посебне забринутости, јер су акутно токсичне за морске организме и могу се биоакумулирати. Ова група једињења, укључујући полихлоровани дибензо-p-диоксини, били су главни подстицај за минимизирање употребе хлора у бељењу пулпе.

Количина и извори суспендованих чврстих материја, потреба за кисеоником и токсична пражњења зависе од процеса (табела 1). Због солубилизације екстраката из дрвета са мало или нимало хемијског опоравка и смолне киселине, и сулфита и ЦТМП пулпе стварају акутно токсичне ефлуенте са високим БПК. Крафт млинови су историјски користили више хлора за бељење, а њихови ефлуенти су били токсичнији; међутим, ефлуенти из млинова крафта који су елиминисали Цл₂ у избељивању и употреби секундарни третман обично испољава малу акутну токсичност ако је постоји, а субакутна токсичност је у великој мери смањена.

Табела 1. Укупне суспендоване чврсте материје и БПК повезане са нетретираним (сировим) ефлуентом различитих процеса пулпе

Процес пулпинга	Укупне суспендоване материје (кг/тона)	БОД (кг/тона)
Гроундвоод	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
Тмп	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
ЦТМП	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
Крафт, небељен	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
Крафт, бељен	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
Сулфит, ниског приноса	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
Сулфит, висок принос	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
Отклањање мастила, без ткива	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС
Отпадни папир	КСНУМКС-КСНУМКС	КСНУМКС-КСНУМКС

Суспендоване чврсте материје су постале мањи проблем јер већина млинова користи примарно бистрење (нпр. гравитационо таложење или флотацију раствореног ваздуха), које уклања 80 до 95% чврстих материја које се могу таложити. Технологије секундарног третмана отпадних вода као што су газиране лагуне, системи активног муља и биолошка филтрација се користе за смањење БПК, ЦОД и хлорисаних органских материја у ефлуенту.

Модификације процеса у постројењу за смањење таложних чврстих материја, БПК и токсичности укључују суво скидање коре и транспорт трупаца, побољшано просијавање струготине како би се омогућило равномерно кување, продужену делигнификацију током пулпе, промене у операцијама опоравка дигестивних хемикалија, алтернативне технологије бељења, високоефикасно прање пулпе, опоравак влакана из беле воде и побољшано задржавање изливања. Међутим, поремећаји у процесу (нарочито ако доводе до намерног испуштања алкохолних пића) и промене у раду (посебно коришћење незачињеног дрвета са већим процентом екстрактивних материја) и даље могу изазвати периодичне продоре токсичности.

Релативно недавна стратегија контроле загађења која у потпуности елиминише загађење воде је концепт „затвореног млина“. Такви млинови су атрактивна алтернатива на локацијама на којима недостају велики извори воде који би деловали као токови за снабдевање процеса или ефлуент. Затворени системи су успешно имплементирани у ЦТМП и млиновима на бази натријум сулфита. Оно што разликује затворене млинове је то што се течни ефлуент испарава, а кондензат се третира, филтрира, а затим поново користи. Остале карактеристике затворених млинова су затворене просторије за сито, противструјно прање у фабрици за избељивање и системи за контролу соли. Иако је овај приступ ефикасан у смањењу загађења воде, још није јасно како ће на изложеност радника утицати концентрисање свих токова загађивача унутар млина. Корозија је главни проблем са којим се суочавају млинови који користе затворене системе, а концентрације бактерија и ендотоксина се повећавају у рециклираној процесној води.

Руковање чврстим материјама

Састав чврстих материја (муља) уклоњених из система за третман течних отпадних вода варира, у зависности од њиховог извора. Чврсте материје из примарног третмана се углавном састоје од целулозних влакана. Главна компонента чврстих материја из секундарног третмана су микробне ћелије. Ако млин користи хлорисана средства за избељивање, и примарне и секундарне чврсте материје могу такође да садрже хлорисана органска једињења, што је важно разматрање при одређивању обима потребног третмана.

Пре одлагања, муљ се згушњава у гравитационим седиментационим јединицама и механички одводи у центрифугама, вакуум филтерима или тракастим или вијчаним пресама. Муљеви из примарног третмана се релативно лако одводе. Секундарни муљ садржи велику количину интрацелуларне воде и постоји у матрици слузи; стога захтевају додавање хемијских флокуланата. Када се довољно исуши, муљ се одлаже у копнене примене (нпр. распростире се на обрадивом или шумском земљишту, користи се као компост или као средство за регенерацију земљишта) или се спаљује. Иако је спаљивање скупље и може допринети проблемима загађења ваздуха, може бити корисно јер може уништити или смањити токсичне материјале (нпр. хлорисане органске материје) који би могли да створе озбиљне еколошке проблеме ако би се излили у подземне воде из примене на копну. .

Чврсти отпад може настати у другим млиновима. Пепео из електричних котлова може се користити у слојевима путева, као грађевински материјал и као средство за сузбијање прашине. Отпад из пећи за креч може се користити за модификацију киселости земљишта и побољшање хемије земљишта.

Објављена у Обрасци болести и повреда

Опширније...

Monday, 28 March 2011 19:50

Општи профил

Еволуција и структура индустрије

Сматра се да је производња папира настала у Кини око 100. године нове ере користећи крпе, конопљу и траву као сировину, и ударање о камене малтере као оригинални процес одвајања влакана. Иако се механизација повећавала током година, методе серијске производње и извори пољопривредних влакана остали су у употреби до 1800-их. На прелазу тог века патентиране су машине за континуалну производњу папира. Методе за израду целулозе дрвета, богатијег извора влакана од крпа и трава, развијене су између 1844. и 1884. и укључивале су механичку абразију, као и хемијске методе соде, сулфита и сулфата (крафт). Ове промене су покренуле модерну еру производње целулозе и папира.

Слика 1 илуструје главне процесе производње целулозе и папира у садашњој ери: механичко добијање целулозе; хемијско пулпирање; репулпирање старог папира; креирање папира; и претварање. Данашња индустрија се може поделити у два главна сектора према врсти производа који се производе. Пулпа се углавном производи у великим млиновима у истим регионима као и жетва влакана (тј. углавном шумски региони). Већина ових фабрика такође производи папир – на пример, новински папир, папир за писање, штампање или папир за марамице; или могу производити картоне. (Слика 2 приказује такав млин, који производи избељену крафт целулозу, термомеханичку целулозу и новински папир. Обратите пажњу на железничку станицу и пристаниште за отпрему, простор за складиштење струготине, транспортере за чипс који воде до дигестора, котао за рекуперацију (висока бела зграда) и језерце за пречишћавање отпадних вода) . Засебне операције конверзије се обично налазе у близини потрошачких тржишта и користе тржишну целулозу или папир за производњу кеса, картона, контејнера, марамица, папира за умотавање, украсних материјала, пословних производа и тако даље.

Слика 1. Илустрација тока процеса у операцијама производње целулозе и папира

Слика 2. Комплекс савремене фабрике целулозе и папира смештен на обалном пловном путу

Цанфор библиотека

Последњих година постоји тренд да производња целулозе и папира постане део великих, интегрисаних компанија за шумске производе. Ове компаније имају контролу над операцијама сече шума (види Шумарство поглавље), глодање дрвета (види Дрвна индустрија поглавље), производња целулозе и папира, као и претворбе. Ова структура осигурава да компанија има стални извор влакана, ефикасно коришћење дрвног отпада и сигурне купце, што често доводи до повећања тржишног удела. Интеграција је деловала у тандему са све већом концентрацијом индустрије у мањем броју компанија и све већом глобализацијом како компаније теже међународним инвестицијама. Финансијски терет развоја постројења у овој индустрији подстакао је ове трендове да омогуће економију обима. Неке компаније су сада достигле ниво производње од 10 милиона тона, слично као у земљама са највећом производњом. Многе компаније су мултинационалне, неке имају фабрике у 20 или више земаља широм света. Међутим, иако многи мањи млинови и компаније нестају, индустрија и даље има стотине учесника. Илустрације ради, првих 150 компанија чини две трећине производње целулозе и папира и само једну трећину запослених у индустрији.

Економски значај

Производња целулозе, папира и производа од папира сврстава се међу највеће светске индустрије. Млинови се налазе у више од 100 земаља у сваком региону света и директно запошљавају више од 3.5 милиона људи. Главне земље које производе целулозу и папир су Сједињене Државе, Канада, Јапан, Кина, Финска, Шведска, Немачка, Бразил и Француска (свака је произвела више од 10 милиона тона 1994; видети табелу 1).

Табела 1. Запосленост и производња у производњи целулозе, папира и картона 1994. године, одабране земље.

Земља *	Број запослен у индустрији	Каша		Папир и картон
		Број млинова	Производња (1,000 тона)	Број млинова	Производња (1,000 тона)
Аустрија	10,000	11	1,595	28	3,603
Бангладеш	15,000	7	84	17	160
Бразил	70,000	35	6,106	182	5,698
Канада	64,000	39	24,547	117	18,316
Кина	1,500,000	8,000	17,054	10,000	21,354
Чешка	18,000	9	516	32	662
Финска	37,000	43	9,962	44	10,910
Бивши СССР**	178,000	50	3,313	161	4,826
Француска	48,000	20	2,787	146	8,678
Nemačkoj	48,000	19	1,934	222	14,458
Индија	300,000	245	1,400	380	2,300
Италија	26,000	19	535	295	6,689
Јапан	55,000	49	10,579	442	28,527
Кореја, Република	60,000	5	531	136	6,345
Мексико	26,000	10	276	59	2,860
Пакистан	65,000	2	138	68	235
Пољска**	46,000	5	893	27	1,343
Румунија	25,000	17	202	15	288
Словачка	14,000	3	304	6	422
Јужна Африка	19,000	9	2,165	20	1,684
Шпанија	20,180	21	626	141	5,528
Шведска	32,000	49	10,867	50	9,354
Тајван	18,000	2	326	156	4,199
Тајланд	12,000	3	240	45	1,664
Турска	12,000	11	416	34	1,102
Јединствен Краљевство	25,000	5	626	99	5,528
Сједињене Америчке Државе	230,000	190	58,724	534	80,656
укупан светски	„3,500,000	9,100	171,479	14,260	268,551

* Укључене су земље ако је више од 10,000 људи било запослено у индустрији.

** Подаци за 1989/90 (ИЛО 1992).

Извор: Подаци за табелу прилагођени из ППИ 1995.

Свака држава је потрошач. Светска производња целулозе, папира и картона износила је око 400 милиона тона 1993. Упркос предвиђањима о смањеној употреби папира у време електронског доба, од 2.5. године постоји прилично стабилна годишња стопа раста производње од 1980% (слика 3) . Поред економске користи, потрошња папира има културну вредност која произилази из његове функције у бележењу и ширењу информација. Због тога су стопе потрошње целулозе и папира коришћене као индикатор друштвено-економског развоја нације (слика 4).

Слика 3. Производња целулозе и папира широм света, 1980. до 1993. године

Слика 4. Потрошња папира и картона као индикатор привредног развоја

Главни извор влакана за производњу целулозе током прошлог века било је дрво из умерених четинарских шума, мада је у новије време употреба тропског и бореалног дрвета све већа (видети поглавље Дрво за податке о индустријској сечи обловине широм света). Пошто су шумовити региони света генерално ретко насељени, постоји тенденција да постоји дихотомија између подручја која производе и користе. Притисак еколошких група да се очувају шумски ресурси коришћењем залиха рециклираног папира, пољопривредних усева и плантажних шума са кратком ротацијом као извора влакана може променити дистрибуцију постројења за производњу целулозе и папира широм света у наредним деценијама. Очекује се да ће друге силе, укључујући повећану потрошњу папира у земљама у развоју и глобализацију, такође играти улогу у премештању индустрије.

Карактеристике радне снаге

Табела 1 показује величину радне снаге која је директно запослена у производњи целулозе и папира и операцијама прераде у 27 земаља, које заједно представљају око 85% светске запослености целулозе и папира и преко 90% фабрика и производње. У земљама које троше већину онога што производе (нпр. Сједињене Америчке Државе, Немачка, Француска), операције конверзије обезбеђују два посла за сваког у производњи целулозе и папира.

Радна снага у индустрији целулозе и папира углавном има послове са пуним радним временом у оквиру традиционалних управљачких структура, иако су неке фабрике у Финској, Сједињеним Државама и другде постигле успех са флексибилним радним временом и тимовима за ротацију послова који су сами управљали. Због својих високих капиталних трошкова, већина операција пулпе се одвија континуирано и захтева рад у сменама; ово не важи за постројења за конверзију. Радно време варира у зависности од обрасца запошљавања који преовладава у свакој земљи, са распоном од око 1,500 до више од 2,000 сати годишње. Године 1991. приходи у индустрији су се кретали од 1,300 УСД (неквалификовани радници у Кенији) до 70,000 УСД годишње (квалификовано производно особље у Сједињеним Државама) (ИЛО 1992). Мушки радници преовлађују у овој индустрији, а жене обично представљају само 10 до 20% радне снаге. Кина и Индија могу чинити горњи и доњи крај распона са 35% односно 5% жена.

Менаџмент и инжењерско особље у фабрикама целулозе и папира обично имају универзитетску обуку. У европским земљама, већина квалификоване радне снаге (нпр. произвођачи папира) и велики део неквалификоване радне снаге имају неколико година стручног образовања. У Јапану, формална обука и усавршавање у кући су норма; овај приступ усвајају неке компаније из Латинске Америке и Северне Америке. Међутим, у многим операцијама у Северној Америци и земљама у развоју, неформална обука на послу је чешћа за послове плавих крагника. Истраживања су показала да у неким пословима многи радници имају проблема са писменошћу и да су слабо припремљени за доживотно учење које је потребно у динамичном и потенцијално опасном окружењу ове индустрије.

Капитални трошкови изградње модерних фабрика целулозе и папира су изузетно високи (нпр. изградња фабрике бељеног крафта која запошљава 750 људи могла би коштати 1.5 милијарди долара; фабрике хемијско-термомеханичке целулозе (ЦТМП) која запошљава 100 људи могла би коштати 400 милиона долара), тако да постоје велике економије обима са објектима високог капацитета. Нова и ремонтована постројења обично користе механизоване и континуиране процесе, као и електронске мониторе и компјутерске контроле. Они захтевају релативно мало запослених по јединици производње (нпр. 1 до 1.2 радна сата по тони пулпе у новим индонежанским, финским и чилеанским млиновима). Током последњих 10 до 20 година, производња по запосленом се повећала као резултат инкременталног напретка у технологији. Новија опрема омогућава лакшу промену између циклуса производа, ниже залихе и производњу у правом тренутку према клијентима. Повећање продуктивности довело је до губитка радних места у многим произвођачким земљама у развијеном свету. Међутим, дошло је до повећања запослености у земљама у развоју, где се граде нове фабрике, чак и са ретко кадром, представљају нове продоре у индустрију.

Од 1970-их до 1990. године, дошло је до пада од око 10% у односу на радна места плавих оковратника у европским и северноамеричким операцијама, тако да они сада представљају између 70 и 80% радне снаге (ИЛО 1992). Употреба уговореног рада за изградњу млинова, одржавање и операције сече дрвета се повећава; многе операције су известиле да су 10 до 15% њихове радне снаге на лицу места извођачи радова.

Објављена у 72. Индустрија папира и целулозе

Опширније...

" ОДРИЦАЊЕ ОД ОДГОВОРНОСТИ: МОР не преузима одговорност за садржај представљен на овом веб порталу који је представљен на било ком другом језику осим енглеског, који је језик који се користи за почетну производњу и рецензију оригиналног садржаја. Одређене статистике нису ажуриране од продукција 4. издања Енциклопедије (1998).“