Chlórnan sodný v papierenskom priemysle

Papier a papierenský priemysel zohrávajú dôležitú úlohu aj v digitálnej ére. Na celom svete sa ročne vyrobí viac ako 400 miliónov ton papiera a lepenky. Priemerný človek na svete spotrebuje ročne približne 50 kg papiera. Najčastejšie sa vyrába baliaci papier a kartón, ktoré sa v posledných rokoch stávajú čoraz populárnejšími vzhľadom na rozmach online nakupovania.

Výroba celulózy a papiera je reťaz zložitých chemických procesov, pri ktorých sa používajú nebezpečné chemikálie. Jedným z nich je chlórnan sodný. Iné, ekologickejšie alternatívy spôsobili pokles jeho používania, ale veľké množstvá tejto látky sa stále používajú pri výrobe papiera a tiež v procesoch recyklácie odpadového papiera.

Papierenský priemysel

Papierenský priemysel sa neustále vyvíja a dnes nepochybne čelí úplne iným výzvam ako napríklad pred 30 rokmi. Papierenský a lesnícky priemysel ako celok sa však rozvíja pomalšie ako predtým, pretože priestor po zmenšujúcom sa trhu s grafickým papierom vypĺňajú iné výrobky. Dopyt po obaloch celosvetovo rastie, rovnako ako dopyt po hygienických papieroch a buničine na hygienické výrobky.

Dvaja najväčší výrobcovia papiera na svete sú Čína a Spojené štáty. Čína je skutočná veľmoc. Podiel čínskej výroby na svetovom trhu je z roka na rok významnejší. Nárast výroby v tomto sektore bol v posledných rokoch zaznamenaný aj v Japonsku, Brazílii a Rusku.

Na druhej strane India, Južná Kórea a Kanada zaznamenali klesajúci trend. V Poľsku sa výroba sústreďuje najmä v mestách Kostrzyn, Kielce, Štetín a Świecie. Domáci trh sa považuje za vysoko monopolizovaný. Hlavní výrobcovia vyrobia až 6 000 ton papiera ročne. Prevládajúce trendy sú podobné trendom na medzinárodnom trhu. V posledných rokoch sa podiel baliaceho papiera na celkovej výrobe zvýšil až o 6 % v porovnaní s predchádzajúcimi rokmi.

Keďže papier možno klasifikovať ako obnoviteľnú surovinu, jej zhodnocovanie má v papierenskom priemysle kľúčový význam. Papier a lepenka tvoria takmer 20 % celosvetového komunálneho odpadu, ale zároveň majú jednu z najvyšších mier recyklácie spomedzi všetkých odpadov.

V krajinách Európskej únie sa zhodnocuje približne 70 % zberového papiera. Žiaľ, Poľsko je na tom oveľa horšie – v našej krajine sa zhodnocuje v priemere 42 % zberového papiera. V dnešnom svete je selektívny zber odpadového papiera bezpochyby nevyhnutnosťou. Recyklácia umožňuje šetriť energiu, znižovať znečistenie vody a ovzdušia a pomáha tiež chrániť miliardy stromov pred výrubom.

zdroj: PPC

Bielenie celulózovej buničiny v procese výroby papiera

Ako sa vyrába papier? Samotná technológia je prekvapivo veľmi zložitá a vyžaduje si veľa znalostí a skúseností. Papier sa vyrába z vhodne pripravenej buničiny z rastlinných vlákien rozpustených vo vode. Takáto príprava buničiny sa často vykonáva chemickými metódami s použitím lúhu (koncentrovaný vodný roztok hydroxidu sodného) alebo hydroxidu sodného. V priemysle je obľúbený tzv. kraftovací proces, pri ktorom sa odstraňuje lignín, ktorý spája vlákna. Ďalšou fázou spracovania vláknitej hmoty je flotácia a bielenie.

Pri bielení sa používajú vhodné chemikálie na zvýšenie belosti buničiny. Tento proces sa používa, keď sa očakáva, že konečný výrobok bude veľmi čistý a odolný voči žltnutiu. Na tento účel sa často používa chlórnan sodný. Ďalším jej využitím v celulózovom a papierenskom priemysle je výroba karbometylcelulózy (CMC) z pilín.

Bieliace vlastnosti chlórnanu sodného

V celulózovo-papierenskom priemysle sa používajú dva typy bieliacich chlórnanov: chlórnan sodný a chlórnan vápenatý. Prvá z nich sa však určite používa častejšie. Vo všeobecnosti táto fáza nasleduje po chlorácii a alkalickej extrakcii. Môže ísť o jednostupňový alebo viacstupňový proces. Metóda bielenia chlórnanom sodným je jednou z najstarších metód bielenia. Toto bielidlo oxiduje niekoľko chromoforických skupín lignínu, a tým odfarbuje. Okrem toho rozpúšťa prírodné farbivá a iné nečistoty. Treba mať na pamäti, že nejde o selektívny typ bielidla. Napáda nielen lignín, ale aj celulózu, najmä ak reakcia nie je primerane kontrolovaná.

zdroj: PPC

Účinnosť bielenia chlórnanom sodným závisí od nasledujúcich faktorov:

• pH – v počiatočnej fáze je najlepšie udržiavať pH medzi 9 a 11. Počas procesu sa pH znižuje v dôsledku tvorby organickej kyseliny a oxidu uhličitého a zvyčajne nepresahuje 7. Môže tiež zvýšiť spotrebu bielidla. Na druhej strane udržiavanie vysokého pH na začiatku procesu môže vážne ovplyvniť počiatočnú rýchlosť reakcie;
• čas procesu – dôležitý faktor pri bielení chlórnanom sodným. Ideálne podmienky pre túto fázu sú 1 – 4 hodiny. Kratší čas ovplyvňuje účinok bielenia, ak je čas príliš dlhý, môže dôjsť k rozkladu vlákien. Príliš dlhé bielenie má vždy negatívne dôsledky;
• Teplota – spotreba bielidla sa zvyšuje, ak teplota nie je primerane kontrolovaná. Vysoká teplota rozkladá celulózové vlákna, ale urýchľuje reakciu a znižuje spotrebu. Optimálna teplota závisí od viacerých faktorov, ako je konzistencia buničiny, pH a pomer bielenia;
• charakter buničiny – aj to je faktor, ktorý významne ovplyvňuje bieliacu schopnosť chlórnanu sodného. V porovnaní s tvrdým drevom sa buničina z mäkkého dreva pomerne ťažko bieli. Ďalším faktorom je čerstvosť paliva, čím čerstvejšie, tým ľahšie sa bieli.

Iné bieliace prostriedky

Bieliacim prostriedkom je často chlórnan sodný. Používajú sa však aj iné chemikálie:

• kaustická sóda (koncentrovaný vodný roztok hydroxidu sodného),
• Kyselina chloroctová,
• kyslík,
• oxid chloričitý,
• peroxid vodíka.

Rôzne chemikálie používané pri bielení buničiny majú svoje výhody a nevýhody. Napríklad kyslík je lacný, ale musí sa používať vo veľkých množstvách a s drahým vybavením. Oxid chloričitý zabezpečí vysoký jas bez poškodenia buničiny, ale musí sa vyrábať na mieste v celulózke a papierni. Peroxid vodíka sa používa veľmi ľahko, ale je pomerne drahý. Je to výnimočná zlúčenina a v závislosti od podmienok procesu sa môže používať ako chemikália na konzervovanie alebo rozkladanie lignínu.

Chlórnan sodný v ponuke skupiny PCC

Skupina PCC ponúka širokú škálu látok, ktoré sú nevyhnutné v celulózovom a papierenskom priemysle. Patria medzi ne lúhy, odpeňovače, disperzanty, antielektrostatiká a zmäkčovadlá. Jedným z nich je chlórnan sodný GREENLINE s číslom CAS 7681-52-9. Je tiež známy ako chlorečnan sodný alebo sodná soľ kyseliny chlórovej. Výrobok je dostupný výlučne v tekutej forme.

Chlórnan sodný je zástupcom anorganických chemických zlúčenín. Vzniká počas procesu nasýtenia vodného roztoku hydroxidu sodného chlórom. Vo voľnom stave je táto zlúčenina nestabilná, má mierne žltú farbu, ktorú niektorí definujú ako slamenú žltú. Jeho charakteristickým znakom je štipľavý zápach chlóru. Okrem oxidačných vlastností ničí baktérie a pôsobí antisepticky. Má vysoký obsah aktívneho chlóru, minimálne 150 g/l. Energia používaná vo výrobnej technológii pochádza z obnoviteľných zdrojov, čo znižuje uhlíkovú stopu.

Okrem použitia v papierenskom priemysle má chlórnan sodný mnoho ďalších rovnako dôležitých funkcií. Príklady použitia chlórnanu sodného vyrábaného skupinou PCC:

• medicíne ako antibakteriálny a antivírusový prostriedok,
• ako dezinfekčný prostriedok na vodu v bazéne,
• výrobok na rozpúšťanie sanitárnych a technických usadenín,
• v zubnom lekárstve ako antiseptikum,
• na výrobu modifikovaného potravinárskeho škrobu v potravinárskom a farmaceutickom priemysle.

Pozývame vás, aby ste sa oboznámili s ponukou chlórnanu sodného skupiny PCC, ktorá je k dispozícii na portáli produktov.

Čítaj viac z kategórie: Zo Slovenska