کاربرد سولفور سدیم در تولید خمیر کاغذ

سولفور سدیم ، ماده جامد زرد رنگی است که در آب، محلول بوده و در صنایع مختلف برای تولید محصولات متنوع به کار می رود. از این ماده در دباغی پوست و چرم، کاغذسازی، نساجی، صنایع معدن، تولید رنگ و ... استفاده می شود. سدیم سولفید در دو گرید صنعتی و آزمایشگاهی در بازار به فروش می رسد. یکی از کاربردهای این ماده، استفاده از آن در صنعت کاغذسازی و تولید خمیر کاغذ است.

همانطور که می دانید تولید کاغذ در کارخانه کاغذسازی شامل مراحل مختلفی است؛ از خرد کردن و تولید چیپس چوب گرفته تا تولید خمیر کاغذ و افزودن مواد شیمیایی، همه با استفاده از مواد شیمیایی متنوع انجام می گیرند. یکی از مواد شیمیایی که در تولید خمیر کاغذ به کار می رود، سولفور سدیم است. پس از آنکه چیپس های چوب در کارخانه تحت فرآیندهای کنترل شده در دما، فشار و محدوده زمانی مناسب آماده سازی شدند، در تماس با محلولی حاوی هیدروکسید سدیم یا مخلوطی از هیدروکسید سدیم و سولفور سدیم قرار داده می شود.

پس از پایان فرآیندهای فوق، بقایای پالپی شکل از محلول جداسازی می شوند، عملیات شستشو بر روی آن ها اجرا شده و وارد مراحل بعدی فرآیند می گردند. در برخی موارد، عملیات بازیابی بر روی بقایای پالپی چیپس های چوب که در مراحل قبلی تولید شده اند، انام می شود. بنابراین، این اجزا تحت فرآیند اکسیداسیون قرار گرفته و موجب می شود از انتشار ترکیبات سولفور فرار جلوگیری کند. در ادامه، این اجزا وارد تبخیر کننده ها شده و در نهایت در کوره ها سوزانده می شوند. در این مرحله، ترکیبات آلی، نمک های سدیم (مانند سولفور سدیم) و مواد معدنی به حالت مذاب در می آیند. سولفور سدیم در اجرای فرآیندهای فوق نقش مهمی ایفا می کند. این ماده سرعت حذف لیگنین چوب را افزایش داده و در نتیجه موجب می شود فرآیند پالپی شدن بهتر صورت گیرد.

فرآیند تهیه و پخت خمیر کاغذ با مواد شیمیایی شامل استخراج سلولز از چوب است؛ در این فرآیند، لیگنین موجود در بافت چوب که به فیبرهای آن، محکم متصل شده است با استفاده از مواد شیمیایی نظیر هیدروکسید سدیم و سولفور سدیم جداسازی می شوند. 4 روش کلی برای پخت خمیر کاغذ با مواد شیمیایی وجود دارد؛ روش کرافت، روش سولفید، روش نیمه شیمیایی با سولفید های طبیعی و روش استفاده از محلوله سودا، این 4 روش اصلی هستند.

از میان 4 روش فوق، 3 روش اول، آلودگی بیشتری برای محیط زیست ایجاد می کنند. انتخاب اینکه کدام روش فوق باید برای فرآیند تهیه و پخت خمیر کاغذ با مواد شیمیایی اجرا شود به عواملی نظیر محصولات تولیدی مورد نظر، گونه های چوب در دسترس و فاکتورهای اقتصادی بستگی دارد. البته میزان تولید سولفور سدیم در جهان نیز استفاده از این ماده در تولید خمیر کاغذ را تحت تأثیر قرار می دهد.

استفاده از ترکیب سولفور سدیم برای حذف لیگنین موجود در چیپس چوب در فرآیندهای کارخانه، دقیقاً پس از اکسیداسیون و بازیابی مواد سلولزی در کوره ها انجام می شود. درصدی از مواد بازیابی شده، توسط محلول هایی از این ترکیب و هیدروکسید سدیم آماده سازی شده و مجدداً به ابتدای چرخه پخت خمیر کاغذ وارد می شوند.

علاوه بر ترکیب سولفور سدیم ، سایر مواد شیمیایی نیز در تولید خمیر کاغذ استفاده می شوند که هر کدام دارای یک خاصیت و کاربرد متفاوت هستند. مهم ترین ترکیباتی که حضور آن ها در خمیر کاغذ ضروری است، مواد سفید کننده یا رنگ بر هستند. کلرین، دی اکسید کلرین، اکسیژن، هیدروژن پراکسید، اوزون، سدیم هیپو کلرین و مواد فعال تمیز کننده دیگر برای از بین بردن رنگ زرد و تیرگی های ناشی از لیگنین و سلولز چوب در خمیر کاغذ به کار می روند.

ترکیبات فوق به عنوان اکسید کننده لیگنین چوب عمل می کنند و فرآیند پخت آن را تسهیل می بخشند. از میان ترکیبات نامبرده در قسمت قبلی، هیدروژن پراکسید، کلرین و کلرین دی اکسید، متداول ترین رنگ برها هستند. به دلیل اینکه کیفیت نهایی کاغذهای تولید شده در کارخانه برای تولید کنندگان اهمیت زیادی دارد، در حال حاضر استفاده از هیدروژن پراکسید برای رنگ بری و سولفور سدیم برای حذف لیگنین چوب در کارخانه های کاغذسازی توصیه می شوند.