●Bambuszellstoff-Papierherstellungsprozess
Seit der erfolgreichen industriellen Entwicklung und Nutzung von Bambus sind zahlreiche neue Verfahren, Technologien und Produkte für die Bambusverarbeitung entstanden, wodurch der Verwertungswert von Bambus erheblich gesteigert wurde. Die Entwicklung der mechanisierten Zellstofftechnologie in China hat die traditionelle manuelle Methode abgelöst und führt zu einem industrialisierten Produktionsmodell. Die gängigen Verfahren zur Bambuszellstoffherstellung sind derzeit mechanisch, chemisch und chemisch-mechanisch. Der Anteil des chemisch-mechanischen Bambuszellstoffs in China liegt bei etwa 70 %, der Anteil des chemisch-mechanischen bei unter 30 %. Die Anwendung mechanischer Verfahren zur Bambuszellstoffherstellung beschränkt sich auf das experimentelle Stadium; großtechnische Anwendungen liegen noch nicht vor.
1. Mechanisches Aufschlussverfahren
Das mechanische Zellstoffverfahren zerkleinert Bambus mechanisch zu Fasern, ohne Zugabe von Chemikalien. Es zeichnet sich durch geringe Umweltbelastung, hohe Zellstoffausbeute und einen einfachen Prozess aus. Angesichts der zunehmend strengen Umweltauflagen und der Verknappung von Zellstoffressourcen im Land gewinnt mechanisch hergestellter Bambuszellstoff immer mehr an Bedeutung.
Obwohl die mechanische Zellstoffaufbereitung hohe Ausbeuten und geringe Umweltbelastung ermöglicht, wird sie in der Zellstoff- und Papierindustrie häufig für Nadelhölzer wie Fichte eingesetzt. Aufgrund des hohen Gehalts an Lignin, Asche und 1%igem NaOH-Extrakt in der chemischen Zusammensetzung von Bambus ist die Zellstoffqualität jedoch gering und erfüllt nur schwer die Qualitätsanforderungen für kommerzielles Papier. Industrielle Anwendungen sind daher selten und befinden sich größtenteils noch im Stadium der wissenschaftlichen Forschung und technischen Entwicklung.
2. Chemisches Aufschlussverfahren
Das chemische Aufschlussverfahren nutzt Bambus als Rohmaterial und verwendet das Sulfat- oder Sulfitverfahren zur Herstellung von Bambuszellstoff. Die Bambusrohstoffe werden gesiebt, gewaschen, entwässert, gekocht, kaustifiziert, gefiltert, im Gegenstromverfahren gewaschen, geschlossen gesiebt, mit Sauerstoff delignifiziert und gebleicht. Dieses Verfahren schont die Fasern und erhöht die Aufschlussrate. Der so gewonnene Zellstoff ist von guter Qualität, sauber und weich, leicht zu bleichen und eignet sich zur Herstellung von hochwertigem Schreib- und Druckpapier.
Da beim chemischen Aufschlussverfahren große Mengen an Lignin, Asche und verschiedenen Extrakten entfernt werden, ist die Aufschlussrate beim Bambusaufschluss niedrig und liegt im Allgemeinen bei 45 bis 55 %.
3. Chemisch-mechanische Zellstoffaufbereitung
Die chemisch-mechanische Zellstoffaufbereitung ist ein Verfahren, das Bambus als Rohmaterial verwendet und Merkmale der chemischen und mechanischen Zellstoffaufbereitung vereint. Zu den chemisch-mechanischen Verfahren zählen das halbchemische, das chemisch-mechanische und das chemisch-thermomechanische Verfahren.
Bei der Bambuszellstoffgewinnung und Papierherstellung ist die Zellstoffausbeute des chemisch-mechanischen Aufschlusses höher als die des rein chemischen Aufschlusses und erreicht in der Regel 72–75 %. Die Qualität des so gewonnenen Zellstoffs ist deutlich besser als die des rein mechanischen Aufschlusses und erfüllt die allgemeinen Anforderungen der Papierherstellung. Gleichzeitig liegen die Kosten für die Alkalirückgewinnung und die Abwasserbehandlung zwischen denen des chemischen und des mechanischen Aufschlusses.
▲Produktionslinie für Bambuszellstoff
●Bambuszellstoff-Papierherstellungsanlagen
Die Ausrüstung der Formierungsanlage einer Produktionslinie für Bambuszellstoffpapier ist im Wesentlichen identisch mit der einer Produktionslinie für Holzzellstoff. Der größte Unterschied liegt in den Vorbereitungsabschnitten wie Schneiden, Waschen und Kochen.
Da Bambus eine Hohlstruktur aufweist, unterscheidet sich die Schneidetechnik von der für Holz. Gängige Schneidemaschinen für Bambus sind Walzenschneider, Scheibenschneider und Trommelhacker. Walzen- und Scheibenschneider arbeiten zwar sehr effizient, die Qualität der verarbeiteten Bambusspäne (Späneform) ist jedoch nicht so gut wie bei Trommelhackern. Anwender können die geeignete Schneidetechnik je nach Verwendungszweck des Bambuszellstoffs und Produktionskosten auswählen. Für kleine und mittlere Bambuszellstoffwerke (Ausstoß < 100.000 t/a) reichen inländische Schneidemaschinen aus; für große Bambuszellstoffwerke (Ausstoß ≥ 100.000 t/a) empfiehlt sich der Einsatz international fortschrittlicher Großanlagen.
Anlagen zur Bambusspäne-Waschung dienen der Entfernung von Verunreinigungen. Zahlreiche patentierte Produkte wurden in China entwickelt. Üblicherweise kommen Vakuum-, Druck- und Bandwaschanlagen zum Einsatz. Mittelständische und große Unternehmen können moderne Doppelwalzen-Verdrängungspressen oder Hochleistungs-Entwässerungswaschanlagen nutzen.
Anlagen zur Bambuschip-Herstellung dienen dem Erweichen und der chemischen Trennung der Bambuschips. Kleine und mittlere Unternehmen verwenden vertikale Kochtöpfe oder horizontale Rohrkocher. Große Unternehmen können Camille-Durchlaufkocher mit Diffusionswäsche einsetzen, um die Produktionseffizienz zu steigern und die Zellstoffausbeute entsprechend zu erhöhen. Dies führt jedoch zu höheren Investitionskosten.
1. Die Papierherstellung aus Bambuszellstoff hat großes Potenzial
Auf Grundlage einer Untersuchung der chinesischen Bambusressourcen und der Analyse der Eignung von Bambus für die Papierherstellung kann die forcierte Entwicklung der Bambuszellstoffindustrie nicht nur die Knappheit an Holzrohstoffen in der chinesischen Papierindustrie lindern, sondern auch die Rohstoffstruktur der Branche verändern und die Abhängigkeit von importierten Holzspänen verringern. Einige Wissenschaftler haben festgestellt, dass die Kosten für Bambuszellstoff pro Masseneinheit etwa 30 % niedriger sind als die von Kiefer, Fichte, Eukalyptus usw. und dass die Qualität von Bambuszellstoff der von Holzzellstoff entspricht.
2. Die Integration von Forstwirtschaft und Papierherstellung ist eine wichtige Entwicklungsrichtung
Aufgrund der Vorteile von Bambus hinsichtlich seines schnellen Wachstums und seiner Regenerationsfähigkeit wird die Stärkung des Anbaus schnellwachsender Spezialbambuswälder und die Errichtung einer Produktionsstätte für Bambuszellstoff, die Forstwirtschaft und Papier integriert, zu einer Richtung für die nachhaltige Entwicklung der chinesischen Zellstoff- und Papierindustrie werden, die Abhängigkeit von importierten Holzspänen und Zellstoff verringern und die nationale Industrie entwickeln.
3. Die Zellstoffherstellung aus Bambusclustern birgt großes Entwicklungspotenzial.
In der aktuellen Bambusverarbeitungsindustrie bestehen über 90 % der Rohstoffe aus Moso-Bambus (Phoebe nanmu), der hauptsächlich für Haushaltsgegenstände und Baumaterialien verwendet wird. Auch die Bambuszellstoff-Papierherstellung nutzt vorwiegend Moso-Bambus (Phoebe nanmu) und Cycadeen-Bambus als Rohstoffe. Dies führt zu einem Rohstoffwettbewerb und ist der nachhaltigen Entwicklung der Branche abträglich. Ausgehend von den vorhandenen Bambusarten sollte die Bambuszellstoff-Papierindustrie daher verstärkt die Nutzung verschiedener Bambusarten fördern und insbesondere die vergleichsweise günstigen Cycadeen-Bambusarten, Riesen-Drachenbambus, Phönixschwanz-Bambus, Dendrocalamus latiflorus und andere horstbildende Bambusarten für die Zellstoff- und Papierherstellung optimal nutzen, um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu steigern.
▲Bambusbüschel können als wichtiges Zellstoffmaterial verwendet werden.
Veröffentlichungsdatum: 04.09.2024
