造纸术的起源与发展
造纸术可不是一天就能发明出来的,它经历了漫长的历史演变过程咱们得从最古老的造纸术讲起,才能更好地理解现代造纸术是怎么来的
古老的造纸术
最早发明造纸术的是咱们的汉代,大约在公元前105年左右,一位叫蔡伦的改进了当时的造纸技术那时候的纸啊,可是比现在要粗糙多了,但已经能用来书写了蔡伦用树皮、麻头、破布和旧渔网这些材料,做出了成本更低、质量更好的纸,这就是我们现在说的”蔡伦纸”
《后汉书·蔡伦传》里就记载了蔡伦改进造纸术的事迹,他说蔡伦用树皮、麻头、破布和旧渔网这些废料来造纸,不仅成本低,而且质量还好这可是个了不起的发明啊想想看,如果没有纸,咱们现在还能有这么多书籍、文献保存下来吗
欧洲的造纸术
造纸术后来传到了欧洲,大约在12世纪左右一开始啊,欧洲人不太适应用纸,他们更习惯用羊皮纸但后来,随着纸的普及,欧洲的造纸业也发展起来了到了15世纪,随着印刷术的发明,纸的需求量一下子就上去了
《欧洲造纸史》里提到,欧洲早期的造纸术主要还是用破布和旧羊皮纸,后来才逐渐过渡到用树皮到了18世纪,法国人发明了机械打浆机,大大提高了造纸的效率这个发明可真是太重要了,它让大规模生产纸张成为可能
现代造纸术的诞生
到了19世纪,造纸术又有了新的突破1844年,人贝内特·戴维斯发明了旋转式造纸机,这个发明让造纸的速度大大提高,成本也降低了到了20世纪,随着化学工业的发展,造纸技术又有了新的进步
《造纸工业发展史》里提到,20世纪中叶,造纸业开始大量使用化学品来处理纸浆,这样可以使纸的质量更好,颜色更白但这也带来了一个问题,就是环境污染后来,人们又开始研究更环保的造纸方法,这就是现代造纸术的雏形
废纸回收再利用的技术
现在咱们主要讲的是废纸回收再利用的技术,这也是现代造纸术的一大亮点你知道吗现在全球每年回收的废纸大约有1.3亿吨,这些废纸经过处理后,可以变成新的纸张、纸板、包装盒等等
废纸的分类与收集
废纸回收的第一步是分类和收集不同的废纸,处理方法是不一样的废纸可以分为这几类:
1. 废纸板:比如快递盒、纸箱这些,通常比较厚实。
2. 废报纸:颜色偏黄,纤维比较长。
3. 办公用纸:颜色白,纤维比较短。
4. 混合废纸:各种废纸混在一起,处理起来比较麻烦
我之前去参观过一个废纸回收站,那里的工作人员告诉我,废纸分类非常重要如果分类不好,后面的处理效率就会大大降低比如,如果混进了塑料或者金属,那就得花更多的时间和精力去清理,成本也会增加
废纸的处理过程
废纸的处理过程大致可以分为以下几个步骤:
1. 分选:先用机器把废纸中的塑料、金属、玻璃等杂质分离出来。
2. 破碎:把废纸破碎成小块,这样更容易处理。
3. 水力分选:用水流把不同密度的物质分离开。
4. 筛选:用筛子把不同大小的纤维分离开。
5. 漂白:如果需要,可以用化学品把纸浆漂白,这样出来的纸颜色更白
《废纸回收技术手册》里提到,现代废纸处理厂通常会用多种机器来处理废纸,比如自动分选机、破碎机、水力分选机等等这些机器可以大大提高处理效率,减少人工成本
废纸处理的新技术
现在,废纸处理技术又有了新的发展,比如:
1. 酶处理技术:用酶来分解废纸中的纤维,这样可以使纸浆的质量更好。
2. 等离子体技术:用等离子体来处理废纸,可以更彻底地去除杂质。
3. 超声波技术:用超声波来处理废纸,可以提高分选效率
这些新技术虽然还不太成熟,但已经显示出很大的潜力比如,酶处理技术可以减少化学品的使用,更加环保
现代造纸厂的生产流程
现代造纸厂的生产流程非常复杂,但可以分为以下几个步骤:备料、制浆、抄造、后处理我之前参观过一个大型造纸厂,整个生产过程看得我眼花缭乱,但确实非常高效
备料阶段
备料阶段主要是准备原材料如果是用废纸来造纸,这一步就比较简单,就是收集和分类废纸但如果是用木浆,这一步就比较复杂了
木浆的生产过程大致是这样的:
1. 采伐:先采伐树木。
2. 运输:把树木运到造纸厂。
3. 去皮:去掉树皮。
4. 蒸煮:用化学品把木材中的纤维分离出来
《木材造纸工艺》里提到,现代造纸厂通常会用硫酸盐法来生产木浆,这种方法可以回收大部分化学品,减少环境污染
制浆阶段
制浆阶段主要是把原材料中的纤维分离出来这一步非常重要,因为纤维的质量直接影响到纸的质量
现在常用的制浆方法有:
1. 化学制浆:用化学品来分离纤维,比如硫酸盐法、亚硫酸盐法。
2. 机械制浆:用机械方法来分离纤维,比如研磨法。
3. 半化学制浆:结合化学和机械方法来制浆
《制浆工艺学》里提到,化学制浆的纤维质量最好,但成本也最高;机械制浆的成本最低,但纤维质量最差;半化学制浆则介于两者之间造纸厂会根据需要选择不同的制浆方法
抄造阶段
抄造阶段主要是把纸浆变成纸张这一步是整个生产过程中最核心的环节
抄造过程大致是这样的:
1. 调制:把纸浆调到合适的浓度。
2. 上网:把纸浆倒在造纸机上,形成纸张。
3. 压榨:用压榨机把纸张中的水分压出来。
4. 干燥:把纸张干燥,形成最终的纸张
《造纸机械学》里提到,现代造纸机通常都是连续式的,可以大大提高生产效率而且,现在很多造纸机都带有自动化控制系统,可以精确控制纸张的厚度、水分等参数
后处理阶段
后处理阶段主要是对纸行一些额外的处理,比如涂布、压光、覆膜等等
1. 涂布:在纸张表面涂上一层涂料,可以提高纸张的光滑度和印刷性能。
2. 压光:用压光机把纸张压得更平滑。
3. 覆膜:在纸张表面覆上一层塑料膜,可以提高纸张的防水性和耐磨性
这些后处理步骤可以根据需要选择,比如印刷纸通常需要涂布,包装纸通常需要覆膜
环保与可持续发展的挑战
造纸业虽然非常重要,但也面临着一些挑战,尤其是环保和可持续发展方面现在,全球都在关注造纸业的环保问题,造纸厂也在不断改进技术,减少对环境的影响
环境污染问题
造纸业的主要环境污染问题有:
1. 水污染:造纸过程中会产生大量的废水,如果处理不好,就会污染河流和湖泊。
2. 空气污染:造纸过程中会产生大量的粉尘和有害气体,如果处理不好,就会污染空气。
3. 固体废弃物:造纸过程中会产生大量的固体废弃物,如果处理不好,就会污染土壤
《造纸工业环保手册》里提到,现代造纸厂通常会用废水处理厂来处理废水,用除尘