Pappersmassa
ar den huvud
ravara
som anvands vid
pappersframstallning
. Pappersmassa framstalls idag framst av
travirke
, sa kallad
massaved
. (
Returpapper
har kommit att spela en allt storre roll som ravara for papperstillverkning, men man maste harvid skilja mellan pappersmassa (farskmassa) respektive returfiber. Farskmassa ar en nodvandighet for ett antal pappersprodukter, men ocksa nodvandigt for att forse marknaden med tillrackligt med fiber for returfiberatervinningen.) For vissa specialpapper som till exempel sedelpapper och tepasepapper anvands annan typ av vaxtravara sasom
bomulls
- och
linnefiber
respektive
abacafiber
och processerna for hantering av dessa ravaror skiljer sig mycket fran normal massatillverkning.
Pappersmassa framstalls industriellt i stor skala i
massa- och pappersindustri
. Pappersmassans egenskaper beror pa tillverkningsmetod, men massan bestar alltid av separerade fibrer eller fiberdelar, som kan bilda ett natverk med hjalp av
vatebindningar
mellan fibrerna i papperet. Man skiljer mellan mekaniska massor med hogt utbyte, halvkemiska massor, kemiska massor (oblekta eller blekta) och
dissolvingmassor
med lagst utbyte.
Den mekaniska pappersmassan tillverkas genom mekanisk separering av fibrerna med hjalp av sa kallade raffinorer (och fortfarande till viss del med hjalp av slipstenar for slipmassaframstallning). En huvudprodukt bland de mekaniska massorna ar termomekanisk massa (TMP,
thermomechanical pulp
) for tidningspappersframstallning. Genom viss kemisk forbehandling av veden kan andra egenskaper erhallas an for rent mekaniska massor och man inkluderar kemimekaniska massor (CTMP,
chemi-thermomechanical pulp
) i gruppen mekaniska massor. Mekaniska massor innehaller i princip alla vedens bestandsdelar (med mindre kemisk modifiering) varfor utbytet blir hogt, oftast over 90%.
Den kemiska pappersmassan tillverkas genom att man kemiskt, vid hog temperatur, bryter ner och loser ut vissa komponenter ur veden, speciellt lignin, och fibrerna frigors harigenom fran varandra med minimal mekanisk insats. Kemisk massa har lag ligninhalt och bestar till storsta delen av
cellulosa
och
hemicellulosa
. Utbytet for kemiska massor ar oftast under 55%, under 50% for massor som bleks.
[
1
]
Pappersmassa tillverkas i flera steg:
- Forst avbarkas massaveden. Det gors oftast i en
barkningstrumma
som kan vara tiotals meter lang och vaga hundratals ton.
- Veden bestar till storsta delen av
cellulosafibrer
som halls ihop av
lignin
. Langden pa fibrerna paverkar papperskvaliten och skiljer sig at mellan tradslagen:
barrtradsfibrerna
haller langd pa 3?5 millimeter medan
lovtradens
cellulosafibrer ar knappt halften sa langa. For att man ska kunna gora papper av veden maste fibrerna frilaggas fran varandra sa att de senare, pa ett planmassigt satt, ska kunna aterforas i det natverk som bildar sjalva papperet. Fibrerna kan frilaggas pa en rad olika satt:
- Veden kan malas ner och sedan losas upp i vatten. Da erhalls en
mekanisk massa
, vilken ar anvandbar for pappersprodukter som inte kraver hog styrka, till exempel dagstidningspapper. Det finns flera varianter av mekanisk massa. I en process anvands vattenanga, hoga temperaturer och overtryck, vilket ger termo-mekanisk massa (TMP), medan en annan utnyttjar
natriumsulfit
i kombination med varme, vilket ger
kemisk-termomekanisk massa
(CTMP). Gemensamt for papper gjorda av mekanisk massa ar att de tenderar att gulna med tiden eftersom vedens
lignin
aldrig avskiljs fran massan utan ingar som bindningsmaterial i det fardiga papperet. Rent generellt ar CTMP starkare an TMP vilket i sin tur ar starkare an vanlig mekanisk massa.
- Kemisk massa produceras genom att tra
flis
och kemikalier blandas och kokas i stora tryckkarl. Processen innebar att vedens
lignin
som haller ihop
cellulosafibrerna
loses upp utan att trafibrerna bryts sonder. Ligninet och andra upplosta delar av veden avskiljs fran massan, torkas och anvands som bransle i processen. Processkemikalierna atervinns. For framstallning av kemisk massa finns det atminstone tva olika processer -
sulfit-
och
sulfatprocessen
. Kemisk massa ar starkare och renare an mekanisk och sarskilt sulfatmassa anvands for finpapper och sa kallat
kraftpapper
som anvands till sackar och papperskassar. Av sulfitmassan gor man framst tidningspapper, finpapper och tata papper som smor- och bakpapper, men processen har nastan totalt konkurrerats ut av sulfatprocessen. Kemisk massa kan ocksa blandas med mekanisk i olika proportioner vilket gor det mojligt att tillverka papper med ett brett spektrum av egenskaper.
- Massa kan ocksa framstallas av atervunnet papper och kartong. Massa med stort inslag av returfibrer anvands oftast till
kartonger
, tidningspapper och sanitarpapper. Returfibrer kan aldrig helt ersatta farska fibrer fran
skogsravara
eftersom fibrerna slits ner for varje atervinningscykel och far allt samre kvalitet.
- Efter att veden losts upp ar det mojligt att
bleka pappersmassan
sa att vitt papper senare kan framstallas. Tidigare anvandes
klor
till blekningen, numera anvands i huvudsak mer miljovanliga alternativ som
syre
,
ozon
,
vateperoxid
och
klordioxid
.
- Efter blekningen kan pappersmassan antingen direkt pumpas till en
pappersmaskin
, som formar och torkar massan till olika typer av
papper
, eller torkas in till balar och avsattas pa den internationella marknaden for pappersmassa.
Att gora papper fran trafibrer utvecklades under mitten av 1800-talet for att mota den okade efterfragan pa papper. Tidigare anvandes textil
lump
och fiber fran
lin
och en del andra langfibriga vaxter. Begransad tillgang pa dessa ravaror ledde till experiment med att utnyttja vedfibrer.
Runt ar 1840 utvecklade tysken
Friedrich Gottlob Keller
slipprocessen, dar ved slipas mot stora slipstenar, varvid vedfibrerna mekaniskt frigors fran veden. Denna tillverkningsmetod resulterar i det som idag kallas for mekanisk pappersmassa.
Fran 1850 utfordes experiment med att behandla vedflis eller sagspan med kemikalier under forhojt tryck vid temperaturer mellan 140 och 170 °C bland annat av amerikanen
Benjamin Chew Tilghman
, svensken
Carl Daniel Ekman
och den tyske kemisten
Alexander Mitscherlich
gallande den sura
sulfitprocessen
, av amerikanerna Hugh Burgess och Charles Watt gallande den alkaliska s.k. sodaprocessen (egentligen med
natriumhydroxid
som aktiv kemikalie) och av tysken Carl F. Dahl gallande den alkaliska
sulfatprocessen
. Detta ledde till att olika kemiska processer kunde anvandas for att tillverka pappersmassa med laga
ligninhalter
, vilket gav starkare papper.
Ar 1913 fanns i Sverige 168 fabriker for tillverkning av pappersmassa och 73 fabriker for tillverkning av papp och papper. Den kemiska massan var vid denna tid omkring dubbelt sa dyr som den mekaniska massan.
[
2
]