เรื่องของกระดาษ : วิธีทำเยื่อแบบใหม่

มีวิธีทำเยื่อแบบใหม่ที่น่าสนใจหลายวิธี และเริ่มมีการปฏิบัติเป็นการนำร่องแล้ว หนึ่งในวิธีการที่มีประสิทธิภาพเรียกว่าการทำเยื่อด้วยสารละลาย (Solvopulping) โดยการใช้แอลกอฮอล์ในการแยกเซลลูโลสออกจากลิกนิน แอลกอฮอล์ที่ใช้สามารถหมุนเวียนกลับเข้าสู่กระบวนการผลิตได้ใหม่ และลิกนินที่ถูกแยกออกมาจะนำไปใช้ในอุตสาหกรรมอื่นๆ ได้ (ตัวอย่างเช่น การผลิตกาวสำหรับติดสันหนังสือ หรือสารที่มีประโยชน์และความสำคัญอย่าง วานิลลิน ( Vanillin: เป็นสารที่ให้กลิ่นวานิลา) ซึ่งเป็นสารเคมีที่มีความซับซ้อนใช้ในการปรุงแต่งกลิ่นรส และใช้ในอุตสาหกรรมน้ำหอม) เยื่อกระดาษที่ได้จากกระบวนการผลิตแบบนี้มีความบริสุทธิ์และต้องฟอกขาวเพียงเล็กน้อย

เป็นที่น่าเสียดายว่า ในปัจจุบันวิธีการนี้ใช้ได้เฉพาะกับไม้เนื้อแข็ง เช่น เบิร์ช แอสเพน หรือ บีช เท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้นในการบำบัดแอลกอฮอล์ซึ่งติดไฟง่ายอาจจะก่อให้เกิดปัญหาการระเบิดตามมา โรงงานทำเยื่อด้วยสารละลายสามารถดำเนินงานในเชิงพาณิชย์ได้ด้วยขีดความสามารถการผลิตเพียง 200 ตันต่อวัน ในขณะที่โรงผลิตเยื่อคราฟท์ จะผลิตเยื่อกระดาษได้ประมาณ 1,000 – 1,500 ตันต่อวัน ซึ่งต้องการปริมาณไม้ซุงมากกว่า

ในเยอรมนีได้พัฒนาการทำเยื่อด้วยสารละลายขึ้น โดยการใช้กรดอะซิติกร่วมกับกรดไฮโดรคลอริก ซึ่งประสบผลสำเร็จดีในห้องปฏิบัติการ

อีกโครงการหนึ่งของเยอรมนีคือการค้นคว้าเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการผสมผสานการใช้กระแสไฟฟ้าตามกรรมวิธีอิเลคโทรไลซิส (Electrolysis) มาใช้ร่วมกับวิธีการทำเยื่อด้วยสารละลาย วิธีนี้จะแยกลิกนินบริสุทธิ์ด้วยเมธานอลและโซดาไฟ ซึ่งสามารถหมุนเวียนกลับไปใช้ในกระบวนการผลิตได้อย่างต่อเนื่อง

การทำเยื่อความร้อน-เชิงกลอีกวิธีหนึ่งที่น่าสนใจคือกระบวนการระเบิดเยื่อไม้ ชิ้นไม้สับจะถูกทำให้อิ่มตัวด้วยสารเคมี จากนั้นป้อนเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์ (Reactor) และอบไอน้ำความดันสูงในอุณหภูมิที่สูงมากคือประมาณ 6 เท่าของอุณหภูมิที่ใช้ในวิธีทำเยื่อเชิงกล เนื้อไม้จะถูกสลายลงไปสู่องค์ประกอบพื้นฐาน เยื่อจะอ่อนตัวและง่ายต่อการฟอกขาว

อีกวิธีหนึ่งเป็นการรวมวิธีการทำเยื่อเคมีและวิธีการทำเยื่อเชิงกลเข้าด้วยกันเรียกวิธีกึ่งเคมีโดยใช้ซัลไฟด์ที่เป็นกลาง (Neutral Sulphite Semichemical : NSS) โดยการต้มชิ้นไม้สับในสารประกอบกำมะถัน จากนั้นเข้าสู่กระบวนการทำเยื่อเชิงกล เยื่อกระดาษที่ได้ใช้สำหรับการผลิตกระดาษลูกฟูก กระดาษแข็งที่ใช้ผลิตบรรจุภัณฑ์

เรื่องของกระดาษ : วิธีทำเยื่อเคมี

ปัจจุบัน การทำเยื่อเคมีแบ่งเป็น 2 กระบวนการหลักๆ และทั้งสองกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้สารที่มีกำมะถันเป็นองค์ประกอบ โรงงานผลิตเยื่อเคมีจึงมักส่งกลิ่นก๊าซไข่เน่า การทำเยื่อเคมีจะให้เส้นใยที่บริสุทธิ์ กล่าวคือเส้นใยจะมีส่วนของลิกนินและสารอื่นๆ เหลือน้อยมาก เนื่องจากเนื้อไม้ร้อยละ 50 เท่านั้นที่มีเซลลูโลสเป็นส่วนประกอบ ดังนั้นเนื้อไม้ไม่ถึงครึ่งจึงแปรรูปเป็นกระดาษ ส่วนที่เหลือจะถูกเผาเป็นเชื้อเพลิง ให้พลังงานและไอน้ำสำหรับการใช้ในกระบวนการทำเยื่อต่อไป

เยื่อเคมีและเฉพาะอย่างยิ่งเยื่อคราฟท์ มีความแข็งแรงกว่าเยื่อเชิงกล จึงเหมาะสำหรับทำกระดาษแข็ง กระดาษลูกฟูก รวมทั้งกระดาษพิมพ์และกระดาษชำระลิกนินที่เจือปนอยู่ในเส้นใยมีผลให้เนื้อกระดาษมีสีเหลืองเวลาถูกแสง กระบวนการนี้เรียกว่าความขาวสว่างคืนตัว (Brightness reversion) กระดาษที่ผลิตด้วยเยื่อเคมีประกอบด้วยลิกนินปริมาณน้อยจึงไม่มีปัญหาในเรื่องสีเหลืองเวลาที่กระดาษถูกแสง เยื่อเคมียังสามารถทำให้บริสุทธิ์มากยิ่งขึ้นสำหรับใช้ผลิตสารเสริมแต่งอาหาร พลาสติกสำหรับห่อหุ้มอาหาร และใยสังเคราะห์จำพวกเรยอง

จากเยื่อ(Pulp)สู่กระดาษ(Paper)

การที่ไม้ถูกนำมาเป็นวัตถุดิบสำหรับทำกระดาษ ก่อให้เกิดปัญหาที่เฉพาะเจาะจงขึ้น   ลิกนิน (lignin) ซึ่งมีหน้าที่เสริมเซลลูโลสในลำต้นให้แข็งแรงนั้นเป็นยางไม้เหนียวทนทาน  โดยทั่วไปเนื้อไม้ประกอบด้วยเซลลูโลสร้อยละ 50   ลิกนินร้อยละ 30 และอีกร้อยละ 20 เป็นสารประกอบอื่นๆ เช่น น้ำมันหอมระเหย และคาร์โบไฮเดรตกลุ่มหนึ่งซึ่งเป็นที่รู้จักกันในนาม เฮมิเซลลูโลส (Hemicellulose)

ในการทำกระดาษ  เซลลูโลสจะถูกแยกจากส่วนประกอบอื่นๆ ของเนื้อไม้เพื่อนำมาผลิตเป็นเยื่อกระดาษ แล้วนำมาใช้ทำกระดาษต่อไป   “การทำเยื่อ” นี้สามารถทำด้วยกรรมวิธีทางเคมีโดยต้มเนื้อไม้กับสารเคมี  หรือด้วยกรรมวิธีเชิงกลโดยการสับบดเนื้อไม้  กระบวนการทำเยื่อแต่ละวิธีเหมาะสำหรับต้นไม้แต่ละชนิด เพราะต้นไม้ต่างชนิดกันนั้นจะมีลักษณะเฉพาะของเนื้อไม้ที่แตกต่างกัน

ต้นไม้สามารถจำแนกได้เป็นสองกลุ่ม คือ ไม้เนื้อแข็ง และ ไม้เนื้ออ่อน  ไม้เนื้อแข็งเป็นไม้ผลัดใบ เช่น เมเปิ้ล (Maple) เบิร์ช (Birch) บีช (Beech) และยูคาลิปตัส (Eucalypt)  ต้นไม้เหล่านี้ให้เส้นใยเซลลูโลสที่สั้น (ยาวประมาณ 1 ถึง 2 มิลลิเมตร)  ไม้เนื้ออ่อนเป็นต้นไม้จำพวกสน (Conifer) เช่น สน (Pine)  สพรูซ ( Spruce)  และเฟอร์ (Fir)  ต้นไม้เหล่านี้ให้เส้นใยที่ยาวกว่า (ยาว 3 ถึง 5 มิลลิเมตร) จึงให้เยื่อกระดาษที่แข็งแรงกว่า  ไม้เนื้อแข็งมีสัดส่วนเส้นใยเซลลูโลสสูงกว่า  ในขณะที่ส่วนไม้เนื้ออ่อนมียางไม้มากกว่า