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A pulp mill is a manufacturing facility that converts wood chips or other plant fiber sources into a thick fiber board which can be shipped to a paper mill for further processing. Pulp can be manufactured using mechanical, semi-chemical, or fully chemical methods. The aim of pulping is to break down the bulk structure of the fiber source, be it chips, stems or other plant parts, into the constituent fibers. Chemical pulping achieves this by degrading the lignin and hemicellulose into small, water-soluble molecules that can be washed away from the cellulose fibers without depolymerizing the cellulose fibers.
The earliest known methods for preparing pulp for paper making were water-powered, in 8th-century Samarkand, Abbasid Caliphate. Fibre source must be prepared before milling, which may occur in mechanical pulp mills, chemical pulp mills, or chemi-mechanical pulp mills.
Description
A pulp mill is a manufacturing facility that converts wood chips or other plant fiber sources into a thick fiber board which can be shipped to a paper mill for further processing. Pulp can be manufactured using mechanical, semi-chemical, or fully chemical methods (kraft and sulfite processes). The finished product may be either bleached or non-bleached, depending on the customer requirements.
Background
The aim of pulping is to break down the bulk structure of the fiber source, be it chips, stems or other plant parts, into the constituent fibers. Wood and other plant materials used to make pulp contain three main components (apart from water): cellulosefibres (desired for papermaking), lignin (a three-dimensional polymer that binds the cellulose fibres together) and hemicelluloses, (shorter branched carbohydrate polymers).
Le procédé de pâte chimique y parvient en dégradant la lignine et l'hémicellulose en petites molécules hydrosolubles qui peuvent être éliminées par lavage des fibres de cellulose sans dépolymériser ces dernières (la dépolymérisation chimique de la cellulose les fragilise). Les différentes méthodes de pâte mécanique, telles que la pâte à la broyat (GW) et la pâte mécanique de raffinage (RMP), consistent à séparer physiquement les fibres de cellulose les unes des autres. Une grande partie de la lignine reste adhérente aux fibres. La résistance est altérée car les fibres peuvent être coupées. Les procédés de pâte hybrides apparentés utilisent une combinaison de traitements chimiques et thermiques pour amorcer un processus de pâte chimique abrégé, suivi immédiatement d'un traitement mécanique pour séparer les fibres. Ces procédés hybrides comprennent la pâte thermomécanique (TMP) et la pâte chimio-thermomécanique (CTMP). Les traitements chimiques et thermiques réduisent la quantité d'énergie requise ultérieurement par le traitement mécanique, ainsi que la perte de résistance subie par les fibres.
La source de fibres la plus courante pour les usines de pâte à papier est le bois à pâte . D'autres sources courantes sont la bagasse et les cultures à fibres.
Histoire
Les premières méthodes connues de préparation de la pâte à papier étaient alimentées par l'eau, au VIIIe siècle à Samarcande , dans le califat abbasside .
Le moulin
La plupart des informations relatives à la technologie présentées dans les sous-sections suivantes proviennent de l'ouvrage de C.J. Biermann. La chimie des différents procédés de fabrication de la pâte à papier est décrite dans l'ouvrage de Sjöström.
Préparation de la source de fibres
La première étape dans toutes les usines utilisant le bois comme source de fibres consiste à retirer l' écorce . Celle-ci contient relativement peu de fibres utilisables et fonce la pâte. L'écorce retirée est brûlée, avec d'autres matières végétales inutilisables, afin de produire la vapeur nécessaire au fonctionnement de l'usine. Presque tout le bois est ensuite réduit en copeaux avant d'être transformé pour en extraire les fibres.
Removal of the bark is done in a barker (or debarker). The bark adhesion is about 3–5kg/cm2 in the growing season (summer) and 2-3 times higher in the dormant season (winter). The bark of frozen logs is even more difficult to remove.
In chemical pulp mills, the bark introduces unwanted contaminants such as calcium, silica, and aluminum that cause scaling and give an extra loading for the chemical recovery system. Birchbark contains betulin, a terpenoid that easily creates deposits in a pulp mill.
Mechanical pulp mills
The earliest mills used sandstone grinding rollers to break up small wood logs called bolts, but the use of natural stone ended in the 1940s with the introduction of manufactured stones with embedded silicon carbide or aluminum oxide. The pulp made by this process is known as stone groundwood pulp (SGW). If the wood is ground in a pressurized, sealed grinder the pulp is classified as pressure groundwood (PGW) pulp. Most modern mills use chips rather than logs and ridged metal discs called refiner plates instead of grindstones. If the chips are just ground up with the plates, the pulp is called refiner mechanical pulp (RMP), if the chips are steamed while being refined the pulp is called thermomechanical pulp (TMP). Steam treatment significantly reduces the total energy needed to make the pulp and decreases the damage (cutting) to fibers. Mechanical pulp mills use large amounts of energy, mostly electricity to power motors which turn the grinders. A rough estimate of the electrical energy needed is 10,000 megajoules (MJ) per tonne of pulp (2,750kWh per tonne)
Chemical pulp mills
