Tag: เยื่อกระดาษ

ก๊าซคลอรีนทำให้เกิดสารประกอบอินทรีย์คลอรีนที่มีพิษ

ในเทคโนโลยีการฟอกขาวที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเยื่อเคมีนั้น  ลิกนินถูกสลายและกำจัดออกไปด้วยก๊าซคลอรีน  เยื่อกระดาษจะถูกฟอกขาวในอีกหลายขั้นตอนโดยการใช้คลอรีนไดออกไซด์หรือไฮโพคลอไรท์

โดยเฉลี่ยแล้ว การฟอกขาวเยื่อคราฟท์หนึ่งตัน จะใช้คลอรีนประมาณ 50 ถึง 80 กิโลกรัม หลังจากขั้นตอนสุดท้ายแล้ว  คลอรีนร้อยละ 10 จะผสมกับโมเลกุลของอินทรียสารจากเนื้อไม้และถูกปลดปล่อยพร้อมกับของเสียจากโรงงาน  ดังนั้นการฟอกขาวเยื่อกระดาษจึงก่อให้เกิดกลุ่มสารประกอบคลอรีนที่เป็นพิษ เรียกว่า สารประกอบอินทรีย์คลอรีน (Organochlorine)

กระบวนการฟอกขาวก่อให้เกิดสารประกอบอินทรีย์คลอรีนนับ 1,000 ชนิด แต่เรารู้จักเพียง 300 ชนิดเท่านั้น  ดังนั้น จึงเป็นการยากที่จะอธิบายองค์ประกอบทางเคมีของของเสียทั้งหมดที่โรงงานผลิตเยื่อกระดาษปล่อยออกมาได้อย่างถูกต้องแม่นยำ  อย่างไรก็ตาม ปริมาณของสารประกอบอินทรีย์คลอรีนที่ถูกปล่อยออกมานั้นสามารถตรวจวัดได้  โดยการใช้ค่าตัวแปรใดตัวแปรหนึ่งระหว่าง Absorbable Organic Halogen – AOX หรือ Total Organically-bound Chlorine-TOCI

โรงงานผลิตเยื่อเคมีซึ่งใช้เทคโนโลยีการฟอกขาวที่ใช้กันทั่วไปโดยปกติจะปล่อย AOX  หรือ TOCI ประมาณ 5 ถึง 8 กิโลกรัมต่อเยื่อกระดาษที่ฟอกขาวแล้ว 1 ตัน  และระบายของเสียลงสู่ทะเลสาบ แม่น้ำ และมหาสมุทร  ถ้าโรงงานผลิตเยื่อคราฟท์มีกำลังผลิตเยื่อ 600 – 1,000 ตันต่อวัน  และ AOX 1 กิโลกรัมเป็นตัวชี้วัดว่ามีปริมาณสารประกอบอินทรีย์คลอรีน 10 กิโลกรัม จึงชัดเจนว่าโรงงานผลิตเยื่อกระดาษและอุตสาหกรรมกระดาษคือผู้ก่อมลภาวะที่เกิดจากสารประกอบอินทรีย์คลอรีนรายใหญ่  โดยเฉลี่ยแล้วโรงงานผลิตเยื่อกระดาษก่อให้เกิดสารประกอบอินทรีย์คลอรีนประมาณ 30 – 80 ตันต่อวัน

เรื่องของกระดาษ : การทำเยื่อคราฟท์

ในกระบวนการซัลเฟตหรือคราฟท์ (Kraft: จากภาษาเยอรมันมีความหมายว่าแข็งแรง) ประกอบด้วยการต้มชิ้นไม้ด้วยโซดาไฟ เยื่อกระดาษที่ได้จะมีสีน้ำตาลเข้มอย่างถุงกระดาษสีน้ำตาลและมีความแข็งแรงมาก  นับจากสงครามโลกครั้งที่สอง การทำเยื่อโดยกรรมวิธีคราฟท์แพร่หลายมากที่สุดในโลก  เป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการขจัดยางไม้และลิกนินออกจากไม้เนื้ออ่อน  ในขณะที่เยื่อกระดาษยังคงมีความแข็งแรงและมีคุณภาพสูง  สิ่งนี้นำไปสู่การตัดทำลายป่าไม้เนื้ออ่อนอันกว้างใหญ่ไพศาลของอเมริกาเหนือ และสแกนดิเนเวีย

การทำเยื่อคราฟท์แบบที่ไม่ฟอกขาวเป็นระบบปิด  เศษเนื้อไม้ที่เหลือประกอบด้วยสารเคมีที่เป็นพิษมาก เช่น กรดยางไม้ จะนำมาเผาใช้เป็นเชื้อเพลิง  และสารเคมีที่ใช้ในการทำเยื่อมากกว่าร้อยละ 95 ก็จะนำมาใช้อีกในรอบการผลิตครั้งต่อไป  เพราะฉะนั้น สารเคมีที่ใช้ในระหว่างกระบวนการผลิตจึงมีปริมาณน้อยมากอย่างน่าประหลาดใจ  เยื่อคราฟท์ 1 ตัน หรือ 1,000 กิโลกรัม ใช้โซเดียมซัลเฟตเพียง 20 กิโลกรัมและแคลเซียมคาร์บอเนต 75 กิโลกรัม

อย่างไรก็ตาม การผลิตเยื่อคราฟท์ก็ยังปล่อยสารพิษสู่สิ่งแวดล้อม  การผลิตเยื่อคราฟท์ 1 ตัน ปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์ประมาณ 1 ถึง 3 กิโลกรัมสู่บรรยากาศ  ซัลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นหนึ่งในสารหลักที่ก่อให้เกิดฝนกรด  กระบวนการผลิตยังก่อให้เกิดกลิ่นก๊าซไข่เน่าอย่างรุนแรง ประเทศที่มีประชากรหนาแน่นอย่างเยอรมนีตะวันตกจึงออกกฎหมายห้ามผลิตเยื่อกระดาษด้วยกรรมวิธีคราฟท์โดยเด็ดขาด

เส้นใยเซลลูโลสที่สูญหายระหว่างกระบวนการผลิตนั้น  จะถูกระบายไปพร้อมกับของเสียจากโรงงาน  และสามารถทำให้เกิดแพเส้นใย (Fibre beds)  ซึ่งจะต้องใช้ออกซิเจนมากมายในการย่อยสลาย  สิ่งมีชีวิตอื่นซึ่งอยู่บริเวณรอบๆ ของท่อน้ำทิ้งของโรงงานจึงขาดอากาศหายใจ

วัตถุมีพิษจากกากของเสียจากกระบวนการทางเคมีต้องบำบัดด้วยวิธีการทางชีวภาพ เช่น การใช้แบคทีเรียย่อยสลาย

เกลืออลูมินั่มซึ่งใช้ทำให้น้ำในกระบวนการผลิตมีความบริสุทธิ์นั้น เป็นพิษอย่างยิ่งต่อปลาบางชนิด อาทิ ปลาแซลมอน  และการปนเปื้อนโดยอุบัติเหตุ (การปล่อยน้ำเสียลงแหล่งน้ำสาธารณะ) ที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งอาจก่อให้เกิดหายนะภัยร้ายแรงต่อพืชและสัตว์น้ำที่อยู่ด้านท้ายน้ำได้

ข้อเสียอีกประการหนึ่งของกรรมวิธีคราฟท์ คือถ้านำเยื่อกระดาษสีน้ำตาลเข้มที่ได้จากกระบวนการไปผลิตกระดาษขาว  จะต้องมีการฟอกขาวอย่างเข้มข้น  เทคโนโลยีการฟอกขาว มีผลกระทบและทำลายสิ่งแวดล้อม  มิหนำซ้ำเยื่อกระดาษยังจะเจือปนด้วยไดออกซินซึ่งเป็นสารพิษรุนแรง

ถึงแม้ว่าการใช้ของเหลือจากกระบวนการทำกระดาษเป็นเชื้อเพลิงจะมีส่วนประหยัดพลังงาน  แต่ขณะเดียวกันก็เท่ากับเป็นการมองข้ามคุณค่าที่แท้จริงของของเหลือเหล่านั้นซึ่งได้แก่ ลิกนิน ยาง และน้ำมัน (สน)  สารเหล่านี้ถูกเผาทำลายแทนที่จะสกัดออกมาและนำไปใช้ประโยชน์ตามศักยภาพการในอุตสาหกรรมอื่นๆ ซึ่งสามารถใช้สารเหล่านี้เป็นวัตถุดิบอยู่แล้ว

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