بازیافت کاغذ - جلسه سوم
اهداف: شناخت صنعت کاغذ - آشنایی با الیاف کاغذ
وسایل مورد نیاز:
انواع کاغذ ( کاغذ A4 ، کاغذ دفترچه، روزنامه، دستمال کاغذی، دستمال حوله ای آشپزخانه)
صنعت کاغذسازی
به نظر شما آیا از چوب تیره رنگ که سخت و محکم است می توان کاغذی نرم و سفید ساخت؟
آیا اصلاً زندگی بدون کاغذ امکان دارد؟
با وجود این که صنعت کاغذسازی یکی از مهم ترین صنایع موجود در جهان می‌باشد، اما اکثر مردم در مورد چگونگی ساخت کاغذ اطلاع چندانی ندارند. در این جلسه قصد دارم شما را بیشتر با این صنعت شگفت انگیز آشنا کنم.
کاغذ چگونه ساخته می شود؟
همه‌ی قسمت‌های بیرونی و درونی چوب درختان از الیاف سلولزی ساخته شده است. که به کمک ماده‌ی شیمیایی به نام لیگنین بهم متصل شده اند. با خارج کردن لیگنین و جداکردن الیاف از یکدیگر و دوباره کنار هم قرار دادن آن ها کاغذ درست می‌شود. الیاف مورد نیاز برای ساخت کاغذ منابع مختلفی می تواند داشته باشد. بعضی از کاغذها مستقیماً از الیاف جدید سلولزی درختان و یا از چوب خرده های صنایع الوار سازی ساخته می شوند، درحالی‌که بعضی دیگر از الیاف قدیمی کاغذهای باطله درست می شوند. هر ساله کاغذهای بیشتری تولید می شوند و این کاغذها دوباره بازیافت می شوند.
الیاف کاغذی تا چندین مرتبه می توانند در ساخت کاغذ استفاده شوند. کاغذ غالباً از الیاف چوبی ساخته می شود. اما بعضی از کاغذها نیز از الیاف پنبه، نی، کنف، بامبو و ... تهیه می شود. برای مثال پول کاغذی از الیاف پنبه تهیه می شود.
اگر در ساخت کاغذ از الیاف بلند سلولزی سوزنی برگان استفاده شود، کاغذهای محکم‌تری بدست می آید و برژس الیاف کوتاه سلولزی پهن برگان، کاغذهایی با استحکام کمتر درست می‌کنند. با توجه به نوع نیاز می توان از انواع الیاف سلولزی انواع کاغذها از مقوای محکم برای حمل بار گرفته تا دستمال کاغذی نرم برای مصارف بهداشتی را ساخت. به طور کلی مراحل ساخت کاغذ به ترتیب زیر می باشد:
• در مرحله اول تنه‌ی درخت قطع شده و پس از شستشو به تکه های کوچک خرد می شود. تکه های کوچک چوب با توجه به اندازه شان تقسیم بندی می شوند و به قسمت الیاف سازی( pulping ) منتقل می شوند. در این قسمت، ذرات ریز چوب با آب و بعضی مواقع با مواد شیمیایی مخلوط شده و به آن ها حرارت داده می شود تا الیاف آن ها به طور کامل از یکدیگر جدا شوند. الیاف در این قسمت حالت خمیری شکل و آبکی دارند و pulp نامیده می شوند (شکل زیر). اگر این مخلوط زیر میکروسکوپ دیده شود، الیاف جدا شده ی چوب به راحتی در آن قابل مشاهده است.
خمیر کاغذ
• مرحله دوم کشیدن آب از مخلوط خمیری شکل الیاف می باشد. حدود 99% وزن این مخلوط را آب تشکیل می دهد. این مخلوط روی یک صفحه‌ی بسیار بزرگ و بسیار بسیار طویل اسپری می‌شود. آب اضافی مخلوط در این مرحله کشیده می شود. این آب در ته صفحه جمع آوری می‌شود. این صفحه به مانند یک آبکش بسیار بزرگ عمل می‌کند. آبی که از این مرحله بدست می آید دوباره در مراحل دیگر فرایند کاغذسازی استفاده می شود و دور ریخته نمی شود (شکل زیر).
الیاف باقیمانده در روی صفحه بهم می‌چسبند و برای این که آب بیشتری از آن ها خارج شود، از بین چندین غلطک بسیار بزرگ کشیده می شوند. بعد از اتمام این مرحله بازهم خمیر کاغذی شکل به دست آمده حدود 60% آب دارد.
آب گیری و صاف کردن خمیر کاغذ
• مرحله سوم خشک کردن کاغذ می‌باشد. در این مرحله کاغذ از بین استوانه های فلزی بسیار بزرگ که درون آن ها از بخار پر شده رد می شود. بدین ترتیب رطوبت کاغذ باز هم گرفته شده و بیشتر خشک می‌شود. با حرارت دادن و خشک کردن ورقه های خمیری شکل کاغذی، الیاف آن بیشتر بهم نزدیک و متصل می شوند و باعث می شود که کم کم از حالت خمیری شکل به حالت کاغذی شکل در آیند.
• در انتها ورقه خشک شده ی کاغذ از بین غلطک‌های سنگین آهنی بسیار بزرگ کشیده می‌شود تا ضخامت آن در تمام قسمت‌ها یکسان شود. بدین ترتیب کاغذ برای مصارف گوناگون آماده می‌شود. کاغذ ساخته شده به دور قرقره های بزرگی جمع آوری می‌شود (شکل سه). این قرقره های کاغذ گاهی تا 10 متر طول و حدود 20 تن وزن دارند!
قرقره کاغذ
از هر درخت چه مقدار کاغذ می توان تولید کرد؟
پاسخ به این سوال کمی مشکل است چون الیافی که برای ساخت کاغذ استفاده می شود، تماماً فقط از الیاف تازه درختی نمی باشد. همان طور که پیش تر اشاره شد، الیاف مورد نیاز برای ساخت کاغذ سه منبع متفاوت می تواند داشته باشد:
تنه درخت، چوب خرده های الوار سازی و کاغذهای باطله. بسیاری معتقد هستند که برای ساخت یک تن کاغذ حدود 17 درخت تنومند باید مصرف شود. پس می توان نتیجه گرفت که اگر هر ساله یک تن کاغذ کمتر مصرف شود، در انتهای یک سال حدود 17 تنه درخت کمتر از محیط زیست حذف می گردد! این یک گمان بیش نیست.
چرا که هر ساله نیاز به کاغذ بیشتر و بیشتر می شود. چاره بهتر این است که با بازیاف مجدد کاغذهای باطله، الیاف مورد نیاز ساخت کاغذ را تامین کنیم. یاد آوری می شود که درختان منابعی تجدید پذیر هستند. یعنی اگر درختان کنهه و قدیمی برای ساخت کاغذ قطع شوند، همواره می توان درختان جدید را جایگزین آن ها کرد. پس صنعت کاغذ هرگز عامل تخریب کننده ی طبیعت و محیط زیست نیست اگر و اگر روش‌های درست آن پیاده سازی شود.
جستجو و تحقیق کنید
آزمایش کنید: نگاهی نزدیک تر به الیاف کاغذی
وسایل لازم: میکروسکوپ و انواع کاغذ ( کاغذ A4 ، کاغذ دفترچه، روزنامه، دستمال کاغذی، حوله کاغذی آشپزخانه)
می‌دانید که مهم ترین جزء یک کاغذ الیاف سلولزی آن می‌باشد. یک الیاف کاغذی از تار موی انسان نیز نازک تر است. در این آزمایش، شما الیاف کاغذهای مختلف را در زیر میکروسکوپ می‌توانید ببینید.
نمونه ی الیاف زیر میکروسکوپ
روش کار: ابتدا جدولی مطابق جدول (2) حاضر کنید. سپس هر کدام از کاغذها را به قطعات کوچک پاره کنید. لبه های پاره شده نازک تر هستند و به مراتب شکل بهتری از الیاف را نشان خواهند داد. قطعه پاره شده را زیر میکروسکوپ قرار دهید. الیاف را مشاهده کنید. سپس به پرسش‌های زیر پاسخ دهید:
• شرح دهید که برای هر نوع کاغذ چه می بینید
• از زیر میکروسکوپ مشاهده کنید که الیاف چگونه مشابه یا متفاوت هستند؟
• چه عواملی می تواند باعث تفاوت الیاف باشد؟
• آیا متفاوت بودن الیاف می تواند دلیلی بر متفاوت بودن نوع کاغذ و نوع استفاده آن باشد؟ توضیح دهید.
تکلیف: جدول شماره 2 را حاضر کرده و آن را تکمیل نمایید.
محل بازدید/ اردو/ خرید: برای آشنایی بیشتر با صنعت بازیافت کاغذ، از کارخانه های بازیافت کاغذ که معمولاً خارج از شهر تأسیس می‌شوند بازدید نمایید.
منابع مطالعه: برای اطلاع بیشتر در زمینه بازیافت کاغذ به منابع زیر مراجعه نمایید.
فصل ششم از کتاب سیستم مدیریت مواد زاید جامد شهری/ تألیف: دکتر محمد علی عبدلی/ انتشارات سازمان بازیافت و تبدیل مواد، شما را با استفاده مجدد و بازیافت مواد، پتانسیل مواد، بازیافت کاغذ و نمودار نرخ بازیافت کاغذ های باطله در جهان آشنا می سازد.
سایت معرفی شده در مورد درختان، تهیه کاغذ با استفاده از درختان و بازیافت کاغذ، اطلاعات مفیدی در اختیار شما قرار می‌دهد.
مطالب مرتبط:
بخش پروژه های دانش آموزی تبیان
تهیه: بهاره امینی - تنظیم: فاطمه گودرزی
