کاربرد اوزون در صنعت کاغذ و خمیر کاغذ
با وجود بیش از 20 کارخانه تولید خمیر کاغذ در اقصی نقاط جهان، اوزون با هدف سفیدسازی خمیر یکی از بهترین فناوری‌های موجود به شمار آمده و قادر به برآوردن مطلوبات زیر می‌باشد:
- انطباق با آئین‌نامه‌های اکید زیست‌محیطی
- کیفیت بالاتر خمیر
- هزینه‌های پایین مربوط به تولید خمیر
- قابلیت اطمینان بسیار
- کارکرد ایمن و آسان
مدت بسیاری‌ست که استفاده از اوزون به عنوان ماده‌ی سفیدکننده تحت بررسی قرار دارد. اولین کاربرد صنعتی این ماده در زمینه‌ی سفیدسازی، از حدود 20 سال پیش، با منحنی رشدی پر شتابی آغاز گردید.
سفیدکنندگی خمیر توسط اوزون، نقطه عطفی بدیهی در توسعه‌ی سایر روش‌های موجود است؛ چرا که، علی‌رغم کاهش هزینه‌های ویژه‌ی تولید خمیر، درخشندگی و استحکام بالای آن را فراهم نموده و گزینه‌ای هوشمندانه جهت هم‌راستا کردن سازگاری محیطی با اهداف مبتنی بر کیفیت و بهره‌وری می‌باشد. تولید مطمئن و تضمین‌شده‌ی چندین تن اوزون در محل به صورت روزانه با دسترسی بالا و کارکرد آسان از دیگر دلایل اثبات موفقیت اوزون است.
دلایل به کارگیری اوزون در صنعت کاغذ
اوزون یک مولکول 3 اتمی متشکل از اکسیژن بوده و بالاترین پتانسیل اکسایش را در میان سایر مواد شیمیایی سفیدکننده دارد. این ماده به سرعت با خمیر واکنش داده (در حد چند ثانیه تا چند دقیقه) و نیاز به تجهیزات بزرگ با زمان واکنش طولانی را برطرف می‌سازد. اوزون در قیاس با سفید‌کننده‌ها‌ی دیگر، از منظر واکنش‌های شیمیایی با ساختارهای حاوی لیگنین، جایگزینی مناسب برای کلر است. بر خلاف دی‌اکسید کلر، اوزون نه تنها محصولات جانبی رنگ‌دار را ایجاد نکرده بلکه منجر به تخریب این ترکیبات نیز می‌شود. این تاثیر در مراحل پایانی فرایند سفیدسازی، جهت بهبود درخشندگی نهایی خمیر و کاهش هزینهی شیمیایی مورد توجه قرار می‌گیرد.
لیگنین، lignin
یک پلیمر آلی پیچیده که در دیواره سلول بسیاری از گیاهان رسوب می کند و آنها را سفت و چوبی می کند.
در آخر، از آنجا که محصول جانبی اصلی اوزون، اکسیژن است، گزینه‌ای ایده‌آل برای محدود کردن تشکیل محصولات جانبی کلردار (AOX) طی فرایندهای رایج سفیدکنندگی، محسوب می‌شود.
فناوری سفیدسازی
اخیرا اوزون به عنوان ماده‌ی سفیدکننده در هر دو چوب نرم و سخت استفاده شده و کاربرد آن در خمیرهای غیرچوبی نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
سفیدسازی خمیر طی توالی مستمری از مراحل سفیدکنندگی با استفاده از مواد شیمیایی گوناگون و اعمال شرایطی جهت حذف لیگنین‌های پسماند و از بین رفتن گروه‌های رنگ‌ساز (کروموفوریک)، حاصل می‌شود. یکی از مراحل محتمل در این فرایند «مرحله‌ی Z» است. اوزون می‌تواند به تنهایی در یک مرحله‌ی Z و یا همراه با دی‌اکسید کلر در یک «مرحله‌ی ZD» به کار رود. بسته به نیاز کارخانه و فناوری سفیدسازی که باید اجرا شود، سیستم‌های ترکیبی بهینه برای هر دو سازگاری بالا (HC) و متوسط (MC) جهت وارد کردن اوزون به داخل پالپ، در دسترس می‌باشد.
به لحاظ هزینه‌های عملیاتی و ضمن حفظ کارایی مشابه در لیگنین‌زدایی، اوزون بسیار مقرون‌به‌صرفه است؛ چرا که، هر کیلوگرم اوزون جایگزین 2 تا 4 کیلوگرم دی‌اکسید کلر خالص می‌شود. علاوه بر آن، فیلترهای مرحله‌ی Z قابلیت بازیابی داشته و بار پساب نیازمند تصفیه و مصرف آب شیرین کاهش می‌یابد.
اوزون بهترین انتخاب به منظور تقویت و اجرای موفقیت‌آمیز روش‌های سفیدسازی سبز (سازگار با محیط زیست) است!
تولید اوزون
تولید اوزون نیاز به الکتریسیته و اکسیژن داشته که عموما در محل فراهم می‌شود. در قیاس با سایر مواد شیمیایی سفیدکننده، اوزون به معنای واقعی دارای یک فناوری تولید در محل است؛ به دلیل آنکه، هیچ هزینه‌ای جهت تحویل، حمل‌ونقل و ذخیره‌سازی در بر ندارد. این مسئله، کارخانه‌های خمیرسازی را مستقل از بازار مواد شیمیایی کرده و عدم قطعیت حول پیش‌بینی دسترسی به مواد در کارخانه را برطرف میکند. با تولید اوزون در محل، هیچ هزینهی اضافی و یا پنهانی وجود نخواهد داشت!
مدیریت گاز خروجی
استفاده از اوزون در کارخانه‌ها، فرصتی منحصر به فرد جهت بهره‌جویی مجدد از مولکول‌های اکسیژن را ایجاد میکند. یک مرتبه به منظور تولید اکسیژن و سفیدسازی و بار دیگر برای هر کاربرد دیگری داخل کارخانه که نیاز به اکسیژن دارد (مانند مرحله‌ی Eo، لیگنین‌زدایی، اکسایش مشروبات سفید، غنی‌سازی کوره‌ی آهک و غیره)؛ چرا که گاز خروجی حاوی غلظت اکسیژن کافی برای آن می‌باشد.
حذف اوزون
آثار اوزون موجود در گاز خروجی از مرحله‌ی Z باید قبل از تخلیه در اتمسفر از بین برود. حذف اوزون از این گاز، دانش و تجهیزات به‌خصوصی را می‌طلبد. تخریب کاتالیستی به همراه تخریب شیمیایی اوزون کاهش هزینهی عملیاتی و پایداری تاسیسات نیازمند به تامین اکسیژن را ارائه می‌دهد. سایر روش‌ها مانند تخریب حرارتی به سبب مشکلات مرتبط با ایمنی (مانند آتش‌گیری) و یا تاثیر قابل توجه خوردگی شدید، خطرناک شناخته می‌شوند.
سایر کاربردهای اوزون در کارخانه‌های کاغذ و خمیر
اوزون منجر به حذف آلاینده‌هایی نظیر مواد رنگی و میکروارگانیسم‌ها تا پایین‌تر از آستانه‌‌ی قانونی می‌شود. Xylem قادر به همراهی در طراحی بهترین راه‌حل برای موارد زیر می‌باشد:
- حذف COD جهت برآوردن محدودیات مرتبط با بحث تخلیه
- بهبود زیست تخریب‌پذیری (ترک خوردگی) در ترکیب با تصفیه‌ی بیولوژیکی اعمال‌شده
- حذف ویژه‌ی مواد آلاینده‌ی تعریف‌شده (مانند فنول‌ها،نیتریت‌ها، AOX، سموم و غیره)
- آخرین مرحله‌ی پرداخت (پلیش‌زنی) برای از بین بردن بو، رنگ و یا ضدعفونی کردن*
- جایگزینی بیوسیدها (مثلا برای تصفیه‌ی آب سرد)
- بهبود شاخص حجم لجن (SVI)
- تصفیه و بازیابی پسآب و کاهش مصرف آب
دیدگاهتان را بنویسید