مروری بر روشهای تهیه خمیر کاغذ

خمیرسازی فرایندی است که به وسیله آن چوب به یک توده فیبری (لیفی) تبدیل می شود. به بیان دیگر، خمیرسازی فرایندی است که بر اثر آن پیوند های درونی ساختار چوب می شکنند.

این کار را می توان به طور مکانیکی، گرمایی، یا شیمیایی انجام داد یا تلفیقی از این روشها را به کار برد. روشهای تجارتی موجود را می توان در سه گروه مکانیکی، شیمیایی یا نیمه شیمیایی (یعنی تلفیقی از عملیات شیمیایی و مکانیکی) طبقه بندی کرد (جدول ۴– ۱) .

میزان تولید مربوط به سال ۱۹۷۸ به وسیله هر کدام از روشهای فوق، در جدول ۴-۲ آمده است. حدود ۷۰% خمیر تولید شده در آمریکای شمالی به روشهای شیمیایی است که۹۰% آن را خمیر کرافت تشکیل می دهد. البته بهتر است خمیر کرافت پر بازده و خمیر سولفیت پر بازده را که در محاسبات خمیر شیمیایی سفید نشده کرافت و سولفیت به حساب آمده است در گروه خمیرهای نیمه شیمیایی منظور کنیم.

در جدول ۴-۳ توزیع جغرافیای انواع مختلف صنعت خمیر و کاغذ در آمریکای شمالی، از جمله کارخانه هایی که از الیاف دست دوم و بازیابی شده استفاده می کنند (فصل۱۴) نشان داده شده است.
۴-۱ مقدمه ای بر انواع روشهای خمیر سازی
خمیر سازی مکانیکی

قدیمی ترین و شاید همچنان متداولترین روش خمیر سازی مکانیکی، فرایند گراندوود است که در آن چوب به صورت قطعات بریده شده گرده بینه، در طول به وسیله یک سنگ زبر چرخان با سرعت ۱۰۰ تا ۱۲۰۰ دور در دقیقه، تحت فشار قرار گرفته خرد می شود. در نتیجه این عمل، الیاف از چوب کنده میشوند، ساییده می شوند و با شستشو از سطح سنگ جدا می شوند.

جدول ۴-۱ طبقه بندی عمومی فرایندهای تبدیل چوب به خمیر کاغذ
مکانیکی مکانیکی- شیمیایی شیمیایی
تولیدخمیر با انرژی مکانیکی(بدون مواد شیمیایی یا گرما یا به مقدار اندک) تولید خمیر با تلفیقی از
عملیات شیمیایی و مکانیکی تولید خمیر با استفاده از
مواد شیمیایی و گرما

پر بازده ( ۹۵-۹۰%) بازده متوسط(۹۰-۵۵%) کم بازده (۵۵-۴۰%)
الیاف کوتاه، ناخالص ضعیف و ناپایدار خواص میانه با بعضی
ویژگیهای برجسته الیاف بلند، خالص، محکم و پایدار
کیفیت چاپ پذیری خوب کیفیت چاپ پذیری ضعیف
رنگبری دشوار رنگبری آسان

چند مثال : چند مثال : چند مثال :
گرداندوود سنگی سولفیت خنثای نیمه شیمیایی کرافت
خمیر مکانیکی پالایشی سولفیت
خمیر مکانیکی گرمایی کرافت پر بازده سودا، سودا- آنتراکینون

جدول ۴-۲ تولید خمیر در آمریکای شمالی در سال ۱۹۷۸ (تن مکعب) ۶ ]
نوع خمیر آمریکا کانادا
خمیر حل شونده ۱۲۹۰ *
خمیر کرافت
رنگبری شده ۱۵۵۷۰ ۶۸۵۰

رنگبری نشده ۱۶۹۳۰ ۱۵۹۰
خمیر سولفیت
رنگبری شده ۱۳۰۰ ۵۱۰
رنگبری نشده ** ۳۰۰ ۱۷۹۰
نیمه شیمیایی ۳۶۷۰ ۳۴۰
مکانیکی ۶۷۴۰ ۷۹۵۰
خمیرهای دیگر – ۶۲۰
جمع ۴۵۸۸۰ ۱۹۶۵۰

* همراه با خمیرهای کرافت و سولفیت گزارش شده است . ** توام با خمیر سودا

جدول ۴-۳ توزیع جغرافیایی کارخانه های خمیر و کاغذ در آمریکای شمالی
کاغذ و مقوا خمیر کاغذ سولفیت (رنگبری شده و نشده) کرافت و سودا (رنگبری شده و نشده) نیمه شیمیایی گراندوود (شامل خمیر مکانیکی) مکانیکی پالایشی الیاف دست دوم (شامل خمیر مرکب زدایی شده) متفرقه (شامل باگاس، پنبه ، کتان ، کنف و غیره)
ایالات متحده

آلاباما ۱۷ ۱۶ ۱۳ ۲ ۲ ۴ ۶
آلاسکا ۲ ۲
آریزونا ۲ ۲ ۱ ۱ ۲
آرکانزاس ۱۲ ۹ ۷ ۱ ۲ ۶
کالیفرنیا ۳۹ ۱۰ ۴ ۱ ۵ ۲۶
کلرادو ۲ ۱
کانکتی کوت ۱۳ ۲ ۱ ۹ ۱
دلویر ۵ ۲ ۱

فلوریدا ۱۴ ۱۰ ۱ ۸ ۱ ۱ ۶
جورجیا ۲۴ ۱۵ ۱۱ ۲ ۱ ۵ ۱۱ ۱
ایداهو ۲ ۱ ۱
ایلینویز ۲۲ ۵ ۷ ۲۰ ۲

ایندیانا ۱۷ ۱ ۱ ۱۳
ایوا ۳ ۲ ۱ ۱ ۲
کانزاس ۲ ۲
کنتاکی ۵ ۳ ۲ ۱ ۳

لوئیزیانا ۱۹ ۱۴ ۱۰ ۴ ۲ ۴ ۸ ۱
ماین ۲۳ ۱۴ ۱ ۷ ۹ ۴ ۳
مریلند ۵ ۲ ۱ ۱ ۴
ماساچوست ۴۵ ۲ ۱۲ ۳
میشیگان ۳۷ ۹ ۲ ۳ ۱ ۳ ۱۶ ۱

مینسوتا ۱۲ ۸ ۲ ۱ ۴ ۶ ۲
می سی سی پی ۱۲ ۷ ۴ ۳ ۲
میسوری ۶ ۲ ۳ ۲
مونتانا ۱ ۱ ۱

جدول ۴-۶ (ادامه)
نیوهمپشایر ۲۱ ۳ ۱ ۲ ۸
نیوجرسی ۲۹ ۳ ۳ ۲۲
نیومکزیکو ۱ ۱
نیویورک ۶۳ ۱۴ ۱ ۱ ۲ ۳ ۳ ۲۳ ۳
کالیفرنیای شمالی ۱۹ ۹ ۵ ۲ ۱ ۳ ۵ ۲

اهایو ۴۲ ۹ ۱ ۲ ۴ ۲۹ ۱
اوکلاهما ۷ ۳ ۱ ۱ ۲ ۵
ارگون ۲۵ ۲۱ ۴ ۷ ۳ ۱ ۱۲ ۱۰
پنسیلوانیا ۴۷ ۱۳ ۱ ۳ ۱ ۳ ۲۹ ۲
پورتوریکو ۱ ۱
رودایلند ۱ ۱ ۱

کالیفرنیای جنوبی ۹ ۶ ۴ ۲ ۲ ۴ ۳
تنسی ۱۶ ۱۰ ۲ ۲ ۱ ۵ ۸ ۳
تکزاس ۱۶ ۹ ۶ ۲ ۳ ۱۱
ورمونت ۹ ۱ ۴ ۱ ۴ ۱
ویرجینیا ۱۵ ۹ ۴ ۴ ۳ ۸ ۱
واشینگتن ۲۲ ۲۰ ۶ ۷ ۶ ۱۰ ۵
ویرجینیای غربی ۲ ۲
ویسکانسین ۵۲ ۳۰ ۹ ۴ ۲ ۴ ۶ ۱۱ ۲

جمع ۷۳۶ ۲۹۸ ۲۵ ۱۲۰ ۵۰ ۳۵ ۱۱۲ ۳۴۶ ۲۵
کانادا
آلبرتا ۳ ۲ ۲
بریتیش کلمبیا ۱۳ ۲۳ ۱ ۱۸ ۸ ۲ ۱
مانیتوبا ۳ ۲ ۱ ۱ ۱

نیوبرونسویک ۶ ۱۰ ۳ ۴ ۲ ۴ ۱ ۱
نیوفوندلند ۳ ۲ ۲ ۲ ۱
نوا اسکوتیا ۴ ۵ ۲ ۱ ۳ ۲
انتاریو ۳۶ ۲۲ ۷ ۱۰ ۲ ۱۰ ۱ ۶
کبک ۵۵ ۴۰ ۱۷ ۸ ۲ ۲۴ ۴ ۲
ساسکاچوان ۱ ۱
جمع ۱۲۳ ۱۰۷ ۳۳ ۴۵ ۶ ۵۲ ۱۱ ۱۰ –
جمع کل ۸۵۹ ۴۰۵ ۵۸ ۱۶۵ ۵۶ ۸۷ ۱۲۳ ۳۵۶ ۲۵

نکته ها : ۱) از کارخانه های جامعی که خمیر و کاغذ تولید می کنند دو بار نام برده شده است ؛ به عنوان کارخانه کاغذ. ۲) کارخانه هایی که چند نوع خمیر تولید می کنند فقط یکبار شمرده شده اند. ۳) کارخانه های تعطیل شده نیز در جدول به حساب آمده اند.
خمیر رقیق الیاف و خرده الیاف که به این ترتیب به دست می آید، غربال می شوند تا ریزه چوبها و ساتیر ذرات جدا شوند (شکل ۴-۱). سپس با آبگیری از آن، خمیری به دست می آید که برای کاغذسازی مناسب است. اساس کار ساده است اما تهیه خمیری یکنواخت با بازده و کیفیت خوب، نیاز به کنترل دقیق زبری سطح سنگ، فشار وارد شده بر چوب در سطح سنگ، سرعت آبپاشی و دمای آب دارد.

پیشرفت جدیدی که در خمیرسازی مکانیکی حاصل شده است، شامل ساییدن و خرد کردن خرده چوبها بین دو دیسک چرخان در وسیله ای به نام پالاینده است. در اینجا، خمیر حاصل را خمیر مکانیکی پالایشی (RMP) می نامند. در مقاسیه با خمیر گراندوود سنگی، RMP معمولاً محتوی ایاف بلند بیشتری است و کاغذ حاصل از آن محکمتر است. در طی چند سال گذشته، فرایند RMP توسعه بیشتری یافته است. در کارخانه های جدید یک مرحله نرم سازی مقدماتی گرمایی یا شیمیایی (یا گرمایی- شیمیایی) نیز اضافه شده است. با این عمل، انرژی مورد نیاز برای تولید و پالایش خمیر کاهش می یابد و خمیر حاصل بهتر است. در این راستا، می توان از خمیر گرمایی- مکانیکی (TMP) نام برد که محکمتر از خمیر RMP است و در غربال پس زده اندکی است.

مزیت بزرگ فرایندهای خمیرسازی مکانیکی در این است که می توانند تا ۹۵% وزن خشک چوب را به خمیر تبدیل کنند، اما برای دستیابی به این هدف، به مقدار زیادی انمرژی نیاز هست. کاغذ حاصل بسیار مات است و چاپ پذیری مطلوبی دارد، اما ضعیف است و در برابر نور به زودی رنگین می شود. برای افزایش مقاومت این نوع کاغذها، معمولاً لازم است مقداری خمیر شیمیایی بلند الیاف به خمیر مکانیکی اضافه شود. در گذشته، برای کاغذ روزنامه، معمولاً ۷۵% خمیر گراندوود را با ۲۵% خمیر شیمیایی مخلوط می کردند. امروزه با استفاده از TMP به خمیر گراندوود، خمیر شیمیایی کمتری مورد نیاز است.

شکل۴-۱ گراندوود سنگی درخت نوئل
خمیرهای مکانیکی را غالبا از منابع سوزنی برگ به دست می آورند. ایاف کوتاهتر و نازکتر پهن برگان، در جریان تبدیل مکانیکی به خمیر، معمولاً به شدت آسیب می بینند و خمیر حاصل از آنها ضعیف و شبیه آرزد است، در نتیجه، کاغذ حاصل نیز بسیار ضعیف است (شکل ۴-۲). بعضی از پهن برگها، مخصوصاً صنوبر، خمیری با براقیت مطلوب تولید می کنند به طوری که با مخلوط کردن این با خمیرهای مکانیکی سوزنی برگ، خمیری با خواص نوری مطلوب به دست می آید.

خمیرسازی شیمیایی
هدف در فرایندهای تولید خمیر شیمیایی، تجزیه و حل لیگنین و خارج ساختن آن ماده است به طوری که آنچه که بر جای می ماند سلولز و همی سلولز به صورت الیاف سالم و نسبتاً تغییر نیافته است (شکلهای ۴-۳ و ۴-۴) . در عمل، با روشهای تولید خمیر به طریق شیمیایی، می توانند قسمت عمده لیگنین را خارج کنند، این روشها مقداری همی سلولز و سلولز را نیز تجزیه می کنند، در نتیجه در مقایسه با فرایندهای مکانیکی، بازده خمیر شیمیایی کمتر است و در حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد نسبت به مقدار چوب اولیه است.

در فرایندهای شیمیایی، خرده چوبها (چیپس) در دمای بالا و فشار بالا با مواد شیمیایی مناسب در محلول آبی پخته می شوند. دو فرایند مهم از این نوع عبارت اند از فرایند کرافت (قلیایی) و فرایند سولفیت (اسیدی). فرایند کرافت، به دلیل داشتن مزایایی در بازیابی مواد شیمیایی و استحکام مطلوب خمیر، موقعیت برتر را به دست آورده است. فرایند سولفیت، که تا سال ۱۹۳۰ رایجتر بود، مجدداً مورد توجه قرار گرفته است و ممکن است گسترش بیشتری پیدا کند.

شکل ۴-۲ گراندواندوود سنگی صنوبر( کاتن وود)

شکل ۴-۳ خمیر کرافت سوزنی برگ

شکل۴-۴ خمیر کرافت پهن برگ

در جدول ۴-۴ فهرستی از روشهای شیمیایی و نیمه شیمیایی متداول گردآوری شده است. در این فصل، راجع به هر کدام از روشها به اختصار شرح داده خواهد شد. در فصل ۵، فرایندهای مکانیکی شرح داده می شود و در فصلهای ۶ و ۷، شرح دو فرایند سولفیت و کرافت به تفصیل خواهد آمد.
فرایند کرافت
در فراینذ کرافت، خرده چوبها (چیپس) در محلولی از هیدروکسید سدیم (NaOH) و سولفید سدیم (Na2S) پخته می شوند. قلیا سبب تخریب مولکول لینگین و تبدیل آن به مولکولهای کوچکتر می شود که به صورت نمک سدیم در مایع پخت حل می شوند. از خمیر کرافت کاغذ محکمی تولید می شود (kraft در زبان آلمانی به معنای”محکم”) ، اما خمیر رنگبری نشده بسیار تیره رنگ (قهوه ای) است. گازهای حاصل از عملیات پخت کرافت، عمدتا سولفیدهای آلی و بسیار بدبو هستند ؛ این، خود یک مسئله زیست محیطی مهم پیش می آورد.

فرایند کرافت حدود ۱۰۰ سال پیش ، با تغییری چند در فرایند سودا (که در آن فقط از هیدروکسید سدیم به عنوان ماده شیمیایی فعال استفاده می شود)، توسط کارل اس.دال با اضافه کردن سولفات سدیم به مایع پخت به وجود آمد. تبدیل سولفات سدیم به سولفید سدیم در جریان پخت ، تغییری ناگهانی در سینیتیک واکنش و در بهسازی خواص خمیر حاصل از پخت سوزنی برگان به وجود آورد . در واقع ، استفاده از سولفات سدیم در بازاریابی و بازسازی مایع پخت کرافت ، سبب گردیده است که گاهی این فرایند را “فرایند سولفات ” بنامند.
وجود سولفید سدیم در مایع پخت، تاثیر چندانی بر تولید خمیر از پهن برگان ندارد و خمیر پهن برگان هنوز هم عمدتا به روش سودا تهیه می شود.

انواع خمیر کرافت با نامهای مختلف تولید می شود. خمیر رنگبری نشده، بر اثر پخت کوتاهتر، با بازده بیشتر تولید می شود (لینگین آن بیشتر است) و برای تولید کاغذ بسته بندی و مقوا مناسب است. خمیر رنگبری شده، لینگین کمتری دارد و برای تولید کاغذ تحریر مناسب است .

جدول ۴-۴ روشهای شیمیایی و نیمه شیمیایی مهم
کرافت سولفیت اسیدی بیسولفیت NSSC
مواد شیمیایی NaOH H2SO3 Na2SO3
Na2S M(HSO3)
M=Ca, Mg, Na, NH4 M(HSO3)

M= Mg, Na, NH4 Na2CO3
زمان پخت (ساعت) ۲-۴ ۲۰-۴ ۲-۴ ۱-۲۵/.
pH مایع پخت +۱۳ ۲-۱ ۵-۳ ۹-۷
دمای پخت ºC)¬¬¬)
۱۸۰-۱۷۰ ۱۳۵-۱۲۰ ۱۶۰-۱۴۰ ۱۸۰-۱۶۰

فرایند سولفیت
در فرایند سولفیت، برای تخریب و انحلال پذیر کردن لیگنین، از مخلوطی از اسید سولفورو (۳H2SO) و یون بی سولفیت (־۳HSO) استفاده می شود. در اینجا مکانیسم تأثیر شیمیایی چنان است که لیگنین، با ساختار مولکولی نسبتاً تغییر نیافته، به صورت نمکهای اسید لیگنوسولفونیک خارج می شود. یون مثبت همراه با یون بی سولفیت می تواند یون کلسیم، منیزیم، سدیم، یا آمونیوم باشد. فرایند سولفیت را می توان در گستره وسیعی از pH انجام داد. “سولفیت اسیدی” فرایند سولفیتی است که در مجاورت مقدار اضافی اسید سولفوروی آزاد ( pH1 تا ۲) انجام می شود، در حالی که پخت بی سولفیت در شرایطی با قدرت اسیدی کمتر (pH 3 تا ۵) عملی می شود.

در مقایسه با خمیر کرافت، خمیر سولفیت رنگ روشنتری دارد و به آسانی سفید می شود، اما استحکام کاغذ حاصل کمتر از کاغذ کرافت است. فرایند سولفیت، در مورد چوب سوزی برگانی از قبیل نوئل، نراد و تسوگا و پهن برگانی از قبیل صنوبر و اوکالیپتوس به خوبی عمل می کند؛ اما سوزنی برگان پر رزین و پهن برگان تانن دار برای این فرایند مناسب نیستند. این حساسیت به نوع چوب، همراه با استحکام کمتر کاغذ حاصل و دشواری بیشتر در بازیابی مواد شیمیایی، دلایل اصلی سیر نزولی تدریجی کاربرد فرایند سولفیت در مقایسه با فرایند

کرافت است. تمایل موجود نسبت به تبدیل تمامی درخت به خرده چوب، موقعیت فرایند سولفیت را متزلزل تر می کند، چون این فرایند نسبت به همراه بودن پوست با خرده چوبها حساس است. مزیتهای هر کدام از دو فرایند شیمیایی کرافت و سولفیت در جدول ۴-۵ خلاصه شده است. در شکل ۴-۵، به صورت نمودار، مقاومت سه خمیر کرافت، سولفیت، و بی سولفیت مقایسه شده است.

جدول ۴-۵ مزیتهای نسبی دو روش شیمیایی مهم : کرافت در مقایسه با سولفیت
الف) مزیتهای فرایند کرافت
۱- محکمترین خمیر را تولید می کند.
۲- از سیستم بازیابی مؤثر و قوی برخوردار است.
۳- با انواع گونه های چوبی کار می کند.
۴- وجود پوست را تحمل می کند.

ب) مزیتهای فرایند سولفیت
۱- خمیر براق تولید می کند که رنگبری آن آسان است.
۲- بازده در مرحله رنگبری زیاد است.
۳- پالایش خمیر آسان است.

شکل ۴-۵ مقایسه مقاومت کششی و فاکتور پارگی خمیرهای زده نشده و زده شده تا درجه روانی حدودCSF250
بسته به نوع مصرف مورد نظر، انواع خمیرهای سولفیت تولید می شوند. نوع پربازده، معمولاً با پخت خرده چوب در مایعی با اسید سولفوروی آزاد کمتر، یعنی با یون بی سولفیت به عنوان جزء شیمیایی فعال برتر، تهیه می شود.
خمیرسازی به طریق نیمه شیمیایی

در خمیرسازی به طریق نیمه شیمیایی، دو روش شیمیایی و مکانیکی با یکدیگر تلفیق می شوند. خرده چوبها (یا قطعه چوبها) تحت تاثیر مواد شیمیایی تا حدودی نرم می شوند و بقیه عملیات با روشهای مکانیکی و غالباً در پالاینده های دیسکی ادامه می یابد (به عنوان نمونه، نمودار گردشی در شکل۴-۶ را ببینید). بازده خمیر در روشهای نیمه شیمیایی، شامل گستره کامل مقادیر بازده از مکانیکی خالص تا شیمیایی خالص است؛ یعنی ۵۵% تا ۹۰% نسبت به چوب خشک. انواع خمیر حاصل، کاربردهای مشخصی دارند و از بعضی خواص مخصوص به خود برخوردارند.

شکل ۴-۶ نمودار یک کارخانه خمیرسازی نیمه شیمیایی مدرن که با استفاده از پخت پیوسته عمل می کند.
به عنوان یک مثال مهم، خمیرهایی با بازده حدود ۷۵% ، سفتی خاصی دارند که آنها را برای لایه میانی و کنگره ای مقوا مناسب می سازد.
کوششهایی که در جهت بهبود خمیرسازی به روش نیمه شیمیایی بعمل آمده، به اضافه کردنن مواد شیمیایی در ضمن عملیات مکانیکی انجامیده است. این روش در حال تکوین و تکامل است، ولی هنوز یک تغییر در فرایند تولید خمیر با روشهای مکانیکی به شمار می آید و نه یک روش جدید (فصل ۵).

تلاشهای مهم دیگر در زمینه بهبود خمیرسازی مکانیکی، به پیدایش روشهای شیمیایی- مکانیکی انجامیده است که عمدتاً برای بهره برداری از منابع پهن برگان طراحی شده اند. در فرایند سودای سرد از سود سوزآور در دمای معمولی برای نرم کردن چیپس ها قبل از پالایش استفاده می شود. با این عمل، خرده چوبها متورم می شوند و پیوندها و اتصالهای ساختاری می شکنند درحالیکه لیگنین زدایی روی نمی دهد. بازده خمیر بین ۸۵ تا ۹۰% است و مقدار انرژی مصرفی تقریباً نصف انرژی مورد نیاز در یک فرایند مکانیکی عادی است. در مقایسه با خمیر گراندوود سنگی، خمیر فرایند سودای سرد خواص نسبتاً بهتری دارد.

یک روش شیمیایی- مکانیکی دیگر مناسب برای پهن برگان، فرایند گراندوود شیمیایی است. در این فرایند، قطعه چوبها، پیش از آسیاب شدن، در مایع سولفیت قلیایی (در دما و فشار زیاد) پخته می شوند. گرچه با این روش گاهی نتایج خوبی به دست می آید، اما همواره این مشکل وجود دارد که نفوذ مواد شیمیایی به درون چوب ناقص است. از این رو امروز از این روش بندرت استفاده می شود.

مهمترین روشهای شیمیایی- مکانیکی، فرایندهای کرافت و سولفیت پربازده است. در هر مورد، پخت تا سطح لیگنین زدایی جزئی و محدود انجام می پذیرد و لیفی کردن خرده چوب کمی پخته شده، به طور مکانیکی عملی می شود. میزان پیشرفت پخت، بازده را کنترل می کند؛ افزایش بازده، به معنای نیاز به انرژی بیشتر در مرحله لیفی کردن است.
فرایند سولفیت خنثی، که عمدتاً در مورد پهن برگان به کار می رود، مهمترین فرایند نیمه شیمیایی مورد استفاده در دنیاست. در این فرایند که به کوتاهی NSSC نامیده می شود، از مایع پخت سولفیت سدیم استفاده می شود که برای خنثی کردن اسیدهای آلی آزاد شده از چوب در ضمن پخت، با کربنات سدیم بافر شده است.

برای حذف گوگرد از فرایند، برخی از پختهای نیمه شیمیایی با استفاده از کربنات سدیم و هیدروکسید سدیم انجام می شود ۱. بعضی از کارخانه ها بویژه آنهایی که به یک کارخانه کرافت نزدیکند، از “مایع سبز” (کربنات سدیم + سولفید سدیم) آن کارخانه استفاده می کنند ۲ . آمار کارخانه های تولید کننده کاغذ کنگره ای میانی مقوا در سال ۱۹۷۸ در آمریکای شمالی به شرح زیر بوده است ۳ :

فرایندهای نیمه شیمیایی
تعداد کارخانه ها
NSSC 21
مایع سبز ۸
بدون گوگرد ۱۰
سایر فرایندها ۳

مایعات مصرف شده در عملیات خمیرسازی نیمه شیمیایی را نمی توان مستقیماً در نهرها و رودخانه ها ریخت، چون در این مایعات مواد شیمیایی زیادی به هدر می رود و آلودگی شدیدی نیز در آبها ایجاد می شود. بازیابی مواد از مایع مصرف شده در این فرایندها را می توان به آسانی با سیستم بازیابی یک کارخانه کرافت یا سولفیت موجود انجام داد. هنگامی که اینگونه بازیابیها میسر نیست، سوزاندن روی بستر روان، روش متداولی است که به کار می رود (فصل ۱۰). درباره فرایند خمیرسازی NSSC و روشهای بازیابی مربوطه مقاله مفیدی در سال ۱۹۷۳ منتشر شده است ۴. یک مقاله مروری جامع نیز درباره خمیرسازی شیمیایی پربازده در سال ۱۹۷۲ انتشار یافته است ۵.
در جدول ۴-۶، مقایسه ای بین خمیرهای نیمه شیمیایی نوئل حاصل از پنج روش متفاوت، و گستره کامل بازده آنها به عمل آمده است. تغییر پارامترهای مربوط به مقاومت خمیر کرافت نوئل در گستره وسیعی از بازده ها نیز در شکل ۴-۷ نشان داده شده است.

جدول ۴-۶ اثر بازده خمیر بر خواص خمیر نیمه شیمیایی نوئل، تولید شده در فرایندهای مختلف
( روانی همه خمیرها، CSF500)

نوع خمیر بازده خمیر رنگبری نشده لیگنین در خمیر براقیت مصرف نسبی انرژی مکانیکی حجم
Cc/g ضریب ترکیدن طول پارگی کشش ضریب پارگی مقاومت در حالت تازه خورده

بی سولفیت ۳/۸۷ ۶/۲۷ ۲/۶۱ ۱/۱۳ ۰۲/۲ ۲۵ ۰/۵ ۸/۱ ۵۲ ۲۰
۸/۸۱ ۸/۲۷ ۱/۵۶ ۱/۱۵ ۷۸/۱ ۶۰ ۸/۸ ۶/۲ ۶۴ ۳۰۰
۶/۷۶ ۱/۲۶ ۲/۵۵ ۶/۱۱ ۵۰/۱ ۷۵ ۴/۱۰ ۹/۲ ۶۳ ۵۸۰
۰/۷۴ ۲/۲۵ ۲/۵۴ ۲/۷ ۴۸/۱ ۸۱ ۴/۱۱ ۰/۳ ۶۴ ۶۶۰
۹/۶۵ ۴/۲۳ ۱/۵۵ ۶/۷ ۴۱/۱ ۹۳ ۱۲/۴ ۱/۳ ۷۰ ۱۱۲۰
۲/۵۷ ۳/۱۹ ۶/۶۱ ۲/۵ ۳۹/۱ ۹۱ ۵/۱۱ ۸/۲ ۶۹ ۱۵۵۰
۵/۵۵ ۷/۱۲ ۳/۶۴ ۶/۲ ۳۲/۱ ۹۴ ۳/۱۲ ۲/۳ ۷۶ ۱۴۴۰

سولفیت ۰/۸۹ ۷/۲۸ ۴/۶۰ ۴/۶ ۷۳/۲ ۱۷ ۰/۴ ۸/۱ ۷۰ ۰
۲/۸۳ ۵/۳۰ ۲/۵۷ ۷/۵ ۹۶/۱ ۳۶ ۵/۶ ۴/۲ ۶۷ ۱۶۰
۵/۷۶ ۰/۳۰ ۶/۵۳ ۱/۵ ۷۸/۱ ۴۷ ۶/۷ ۶/۲ ۷۴ ۲۰۰
۸/۷۲ ۹/۲۸ ۵/۵۲ ۷/۵ ۶۲/۱ ۵۸ ۸/۸ ۷/۲ ۶۷ ۳۴۰
۶/۶۴ ۵/۲۳ ۷/۵۳ ۱/۱ ۵۹/۱ ۶۵ ۷/۹ ۸/۲ ۷۸ ۵۴۰
۷/۵۹ – ۳/۶۰ ۶/۱ ۵۰/۱ ۶۹ ۲/۱۰ ۰/۳ ۷۶ ۹۰۰
۰/۵۱ ۲/۷ ۵/۶۴ ۴/۲ ۳۴/۱ ۷۹ ۸/۱۰ ۴/۳ ۸۰ ۱۲۴۰
سولفیت خنثی ۸/۸۶ ۱/۲۸ ۶/۵۲ ۸/۲۲ ۷۰/۱ ۵۳ ۲/۸ ۵/۲ ۶۰ ۲۸۰
۲/۷۹ – ۸/۵۱ ۶/۱۶ ۶۱/۱ ۶۵ ۸/۹ ۷/۲ ۶۱ ۴۵۰
۱/۷۲ ۸/۲۴ ۵/۵۱ ۴/۱۶ ۵۴/۱ ۸۱ ۰/۱۱ ۹/۲ ۷۵ ۶۸۰
۷/۶۹ ۴/۲۳ ۳/۵۰ ۹/۱۷ ۵۳/۱ ۹۲ ۵/۱۲ ۰/۳ ۶۸ ۸۸۰