Бумажная инженерия - это отрасль инженерии, которая связана с использованием физических наук (например, химии и физики) и наук о жизни (например, биологии и биохимии ) в сочетании с математикой применительно к преобразованию сырья в полезные бумажные продукты и побочные продукты. . [1] В этой области применяются различные принципы технологического проектирования и единичных операций для производства бумаги , химикатов , энергетики.и сопутствующие материалы. Следующая временная шкала показывает некоторые из ключевых шагов в развитии науки химической и биотехнологической инженерии: [2]
С точки зрения наследия, эта область включает разработку и анализ широкого спектра термических, химических и биохимических операций, используемых при производстве целлюлозы и бумаги, и касается подготовки сырья из деревьев или других природных ресурсов путем варки целлюлозы. процесс, химическая и механическая предварительная обработка этих регенерированных биополимерных (например, в основном, но не исключительно на основе целлюлозы ) волокон в жидкой суспензии, высокоскоростное формование и начальное обезвоживание нетканого полотна, развитие свойств объемного листа с помощью контроль энерго- и массообменных операций, а также последующая обработка листа нанесением покрытия, каландрирование и другие химические и механические процессы.[1]
Приложения [ править ]
Сегодня бумага и химическое машиностроение используются для производства самых разных продуктов. Лесное хозяйство и биология, химия и (био) химическая промышленность производят органические и агрохимические продукты (удобрения, инсектициды, гербициды), олеохимические вещества , ароматизаторы и ароматизаторы, продукты питания, корма , фармацевтические препараты , нутрицевтики , химикаты , полимеры и энергию из биологических материалов.
Полученные в результате продукты бумажной техники, включая бумагу, картон и различные производные бумаги, широко используются в повседневной жизни. Бумажная промышленность является не только частью химического машиностроения, но и тесно связана с управлением лесным хозяйством , переработкой продукции и массовым производством бумажных носителей.
Методы [ править ]
Механическое измельчение [ править ]
В процессе механической варки целлюлозы «измельчение» и «рафинирование» являются двумя основными методами, используемыми для создания пульпы. Шлифовка - это метод прижатия бревен и стружки к токарному камню для получения волокон. При рафинировании древесной щепы обрабатывают химикатами или нагреванием, а затем дробят предметы между двумя дисками, один или оба из которых вращаются. Существует четыре основных типа варки целлюлозы в рафинере, включая механическую варку целлюлозы, термомеханическую варку, химико-механическую варку и химико-термомеханическую варку. [3] Дальнейшее описание каждого процесса содержится по этой ссылке: [4] Механическая варка целлюлозы по сравнению с химической варкой является относительно недорогой и имеет высокий выход целлюлозы (85–95%). Тем не мение,получаемая бумага обычно непрочная, поскольку удерживает лигнин.[1]
Химическая варка целлюлозы [ править ]
Процесс химической варки целлюлозы используется для химического расщепления лигнина, находящегося в стенках ячеек материала, подвергаемого процессу. После отделения целлюлозных волокон от лигнина образуется пульпа, которую затем можно обработать для создания прочной бумаги, коробок и гофрированного картона. Химическую варку целлюлозы можно охарактеризовать двумя основными методами: сульфатным ( крафт-процесс) варка целлюлозы и сульфитная варка, и эти два метода имеют разные преимущества. Сульфатная варка целлюлозы может выполняться на широком диапазоне сортов деревьев, что приводит к созданию прочного типа бумаги. И наоборот, сульфитная варка дает больший объем целлюлозы, которую легче отбеливать и обрабатывать. Однако сульфатная варка целлюлозы более широко используется, поскольку продукт более долговечен, а химические вещества, используемые в процессе, могут быть восстановлены, что приводит к минимальному загрязнению окружающей среды. [5]
Дальнейшая обработка целлюлозы [ править ]
Затем пульпа обрабатывается устройством, которое превращает пульпу в сетку из волокон. Затем эту волоконную сеть прессуют, чтобы удалить всю воду, а затем бумагу сушат, чтобы удалить все следы влаги.
Завершение [ править ]
После того, как вышеуказанные процессы были завершены, полученную бумагу покрывают небольшим количеством фарфоровой глины или карбоната кальция для модификации поверхности, а затем размер бумаги изменяется в зависимости от ее предполагаемого назначения.
Утилизация продукта [ править ]
Обычно рециркулируемый материал сначала подвергается механической или химической варке, чтобы превратить его в форму пульпы. Полученная пульпа затем обрабатывается так же, как и обычная пульпа; однако иногда добавляется оригинальное волокно для улучшения качества и внешнего вида продукта.
Связанные поля и темы [ править ]
 | Этот раздел имеет формат списка , но может читаться лучше как проза . ( Август 2014 г. ) |
Сегодня область бумажной и биотехнологической инженерии разнообразна и охватывает области от биотехнологии и нанотехнологий до производства электроэнергии .
- Агротехника
- Биомолекулярная инженерия
- Биохимическая инженерия
- Биологическая инженерия
- Моделирование химических процессов
- Химическая инженерия
- Химический реактор
- Вычислительная гидродинамика
- Коррозионная инженерия
- Инженерия окружающей среды
- Динамика жидкостей
- Пищевая инженерия
- Лесная инженерия
- Теплопередача
- Массообмен
- Материаловедение
- Микрофлюидика
- Нанотехнологии
- Окружающая среда
- Полимеры
- Контроль над процессом
- Разработка процесса
- Развитие процесса
- Техника безопасности
- Процессы разделения
- Текстильная инженерия
- Термодинамика
- Транспортные явления
- Единичные операции
- Водные технологии
Колледжи и университеты [ править ]
| Этот раздел имеет формат списка , но может читаться лучше как проза . ( Август 2014 г. ) |
Обычно предлагается в качестве специализации в области химического машиностроения: [6]
- Соединенные Штаты
- Обернский университет
- Технологический институт Джорджии
- Университет Майами
- Университет штата Северная Каролина
- SUNY ESF
- Университет штата Мэн
- Университет Миннесоты
- Вашингтонский университет
- Университет Висконсина - Стивенс Поинт
- Университет Западного Мичигана
- Канада
- École Polytechnique de Montréal
- Университет Макгилла
- Университет Макмастера
- Университет Британской Колумбии
- Университет Нью-Брансуика
- Université du Québec à Trois-Rivières
- Университет Торонто
- Европа
- Политический университет Каталонии , Испания
- Дармштадский технологический университет , Германия
- Дрезденский технологический университет , Германия
- Гренобльский ИЯФ , Франция
- Хельсинкский технологический университет , Финляндия
- Лундский технологический институт , Швеция
- Технологический университет Тампере , Финляндия
- Технический университет Граца , Австрия
- Санкт-Петербургский государственный технологический университет растительных полимеров , Россия
- Технический университет Лодзи , Польша
- Манчестерский университет , Великобритания
- Университет Або Академи , Финляндия
- Азиатско-Тихоокеанский регион
- Академи Технологии Палп дан Кертас
- Университет Монаша [7]
- Индийский технологический институт, Рурки
- Южно-Китайский технологический университет
См. Также [ править ]
|
|
|
Ссылки [ править ]
- ^ a b c «Сименс АГ. Целлюлозно-бумажные технологии» . Siemens AG . Архивировано из оригинала на 6 ноября 2010 года . Проверено 23 ноября 2010 года .
- ^ История химической инженерии - в Государственном университете Северной Каролины (и в целом).
- ^ Р. Густафсон (nd). «Варка и отбеливание» . Вашингтонский университет. Архивировано из оригинала на 14 января 2011 года . Проверено 23 ноября 2010 года .
- ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 14 января 2011 года . Проверено 24 ноября 2010 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Департамент экологии штата Вашингтон (nd). "Химические целлюлозные заводы" (PDF) . Проверено 23 ноября 2010 года .
- ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала 9 июня 2010 года . Проверено 21 апреля 2010 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка ):
- ^ "Австралийский институт целлюлозы и бумаги (APPI)" . Университет Монаша . Проверено 29 июля 2010 года .
| vтеБумага | |
|---|---|
| |
| Типы |
|
| Материалы |
|
| Характеристики |
|
| Производство и обработка |
|
| Промышленность |
|
| |
Категория
Commons
