KA

KIT

FA

BR

İKA

LAR

I SER

İSİ

4

KA

SIM

20

09

KA

ĞIT

FA

BR

İKA

LAR

I SER

İSİ

6

ŞUB

AT

20

10

MÜNİR KARINCAOĞLU

Kağıt ve Karton Üretimi, Birinci Cilt, Münir Karıncaoğlu, Şubat 2010

Karşıyaka İzmir, peeceng@gmail.com

i

KAGIT VE KARTON

ÜRETİMİ

Cilt 1

ÜRETİM HATTI

ii

iii

ÖNSÖZ

Kağıt ve karton üretimini anlamayı sağlayacak bu seri, üç ayrı ciltte verilmektedir. Birinci cilt

üretim hattına ayrılmıştır. İkinci cilt, fabrika içinde kullanılan kimyasallar, yardımcı

maddeler, donanımlar ve diğer ekipmanlarla ilgilidir. Üçüncü cilt ise yardımcı tesislerle

ilgilidir.

Kağıt üretimi konusunun pek çok detayları olması nedeniyle bunların her birinin

anlaşılabilmesi ve aktarılabilmesi çok zordur. Ülkemiz koşullarında teknolojinin kendisi

geliştirilememektedir. Bu nedenle bilgiler dış kaynaklardardan alıntılar şeklinde elde

edilmektedir. Türkçedeki en önemli kaynak CASEY tarafından yazılan ve SEKA tarafından

tercüme edilen üç ciltlik eserdir. Bu gün bakıldığında teknolojik olarak çok geride kaldığı

görülmektedir.

Fabrikalar kendi içindeki detayları tam olarak dışarıya yansımamaktadır. Çoğunlukla bu

bilgilerin eskidikleri için kopyalanmaları mümkün değildir. Kağıt fabrikalarının dışa açıkmış

gibi görünmelerine rağmen adeta soyutlanma derecesinde kapalı olmaları, onların gelişmeleri

önündeki en büyük engeldir.

Elbette fabrikaların sırları olmak durumundadır. Bu sırlar uzun elekle, vakum sistemiyle veya

kurutma grubuyla ilgili olmamalıdır. Kağıt eğitimini verecek, üniversiteler dışında özel

kurslar bulunmamaktadır. Tappi dokümanları güncel olmalarına rağmen çok pahalı ve özel

kağıt dili ile, İngilizce olarak yazılmıştır. Anlaşılmaları için hem ingilizceyi, hem de kağıdı

bilmek gerekmektedir.

Bu kitap aynı serideki diğer kitaplar gibi konuyu belirli ölçüler içinde anlatmaktadır.

Okuyanlara yardımcı olması dileğiyle.

Münir Karıncaoğlu, Elektrik Mühendisi

10 Şubat 2010

iv

1

BÖLÜM 1

GİRİŞ

“Dönüşümlü Kağıt İşletmeciliği Temel Bilgiler” adlı kitapta, kağıt fabrikalarında

kullanılan terimler anlatılmaya çalışılmıştı. Bu terimler insanlara kağıt fabrikaları

içinde ortak bir dilin olduğunu söylemektedir. Bu dil anlaşılmadan kağıt fabrikası

içinde diğer konuları öğrenmek ve iletişim kurmak zorlaşmakta ve yıldırıcı

olmaktadır. Kendine özgü kağıt terimleri oluşturmuş fabrikalara bile

rastlanmaktadır. Kağıtçılık dili, sanki yabancı bir ülkenin dili kadar çok sayıda

terimi içinde barındırmaktadır. Diğer dillerde de kağıt ile ilgili terimler özel

sözlükler hazırlanacak kadar geniştir.

Kağıt fabrikalarında, temel kavramları öğrenmeden işe başlanması, yeni

çalışmaya başlayacakları korkutmaktadır. Eski çalışanlardan bazıları ise konuları

birleştiremedikleri, için kendilerine söylendiği kadarıyla işe katılım sağlamaktadır.

Eğitimin amacı bireyden azami ölçüde yararlanmak ve onun verimliliğini

arttırmaktır. Oysa eğitim ihmal edilmektedir.

Daha önceki “Kağıt Fabrikaları” serisinde çıkan tüm kitaplarda, mümkün olduğu

kadar kavramlar ön plana alınmıştır. Kavramın kendisi öğrenilmeden bir konunun

anlaşılması zorlaşmaktadır. Bazı olayların oluşum mekanizmaları da

açıklanmalıdır. Ortak amaç, her alanda bilgi yoluyla verimliliğin sağlanmasıdır.

İşletme içinde bilgi aktarımı genellikle yapılmamakta veya yapılamamaktadır.

Eğitim, kişilerin görerek öğrenmesine kalmaktadır. Burada kasıt aramak da

gereksizdir. Günün uğraşıları yorucu ve bazen streslidir. Oysa eğitim ortamı daha

rahat olmak durumundadır. Bilenle bilmeyenin, uygulayanla uygulamayanın,

gelişenle gelişmeyenin birbirinden ayrılmaları ve eksikliğin tespit edilip, kişiye

uygun çözümler aranması gerekmektedir.

Bilgi birikimi fabrikalardaki çalışma süresiyle ilgiliymiş gibi görülmekte ve

tecrübeli görülenlerin bildikleri varsayılmaktadır. Hatalar bu düşünceden

kaynaklanmaktadır. Detaylar yazılı metinlerde saklıdır. Yazılı metinlerden bilgi

2

almak yok denecek kadar azdır. Ya kitap yoktur, ya da olanlar özel kitaplıklarda

durmaktadır. Görerek öğrenilmiş bazı değersiz bilgiler, bu sayede fabrikadan

fabrikaya taşınarak çoğalmaktadır. İşletme içinde eğitimsizliğin ortaya çıkması

sadece sorunlar ortaya çıktığında ve olaylar mercek altına alındığında

farkedilmektedir. Bu durumda ise çözüm üretmek yerine kişiler hakkında hüküm

verilerek veya onlar defterden silinerek yola devam edilir. Eksikliğin giderilmesi,

yani kök nedenin düzeltilmesi, genellikle unutulmaktadır. Kağıt konusunda eğitim

kurumlarının olmaması üzücüdür.

Kitabın içindeki bilgiler, eski çalışan teknisyenlerle, yeni işletmeye başlayan

mühendislere kaynak oluşturmaktadır. Bu kitapta temel terimlerin bilindikleri

varsayılmaktadır. İlk kitapta çok az değinilen “nasıl çalışır” konuları bu kitapta

ağırlık basmaktadır. Her konudan elbette daha geniş kapsamlı yeni bir kitap

çıkartılabilir. Fakat bu tür bilgiler, daha çok TAPPI gibi kuruluşların hazırladığı

detaylı çalışmalardan elde edilmelidir. Detaylara yönelecek kişilerin bu yayınları

okumaları tavsiye edilir.

Çeşitli türkçe kağıt terimlerinin ingilizce karşılıkları da verilmeye çalışılmıştır. Bu

konuda ayrıca İngilizce-Türkçe sözlük hazırlanmaktadır. Bunun amacı uluslar

arası literatürün takibi sırasında kelimelere aşina olunmasını sağlamaktır.

Türkiye’de selüloz üretimi, bir fabrika dışında olmadığından kitapta selüloz

üretimi hakkında bilgi verilmemiştir. Fakat bir kağıt fabrikasında, kağıt

konveyöründen, bobin makinasına kadar olan ekipmanlar ve ekipman grupları

görülebilecektir. Bunlar yapılırken, yeri geldiğinde “Kağıt Fabrikaları” serisinde

çıkan diğer kitaplardan alıntılar yapılacaktır. Kitap birden fazla ciltten oluşmakta

ve ilk ciltte üretim hattı verilmektedir. Diğer ciltler bu kitabı tamamlayıcı özellikte

olacaktır.

Resimlerdeki ekipmanların hangi firmaya ait oldukları dikkate alınmamalıdır. Bu

resimler eldeki çeşitli kaynaklardan temin edilmiştir. Çeşitli şemalar ise bilgisayar

yazılımlarıyla üretilmiştir. Konuların hazırlanmasında kullanılan kaynaklar, kitabın

sonuna eklenmiştir. Türkçe kaynak bulunması zor olduğu için TAPPI ve diğer dış

kaynaklardan alıntılar yapılmıştır. Bunun nedeni bilgilerin doğru olmasına

gösterilen özendir.

3

Ham madde

Türkiye selülöz kaynakları kıt olan bir ülkedir. Bu nedenle selülöz üretimi (bir

fabrika dışında) yapılmamaktadır. Selülöz üretimi başlıbaşına büyük bir

organizasyondur. Fabrikanın kullanabileceği orman alanları, kütüklerin fabrikaya

nakli ve işlenmesi yoğun çabalar ve büyük yatırımlar gerektirir. Bu tür fabrikalar

ham madde kaynaklarına yakın olmak için orman içine ve nehir kenarına

kurulmuşlardır. Bazıları nakliyeyi nehir üzerinden kütüklerin nehre atılmasıyla

yapmaktadırlar. Bu nedenle çalışma alanı çapı oldukça büyük olmaktadır. Bu tür

yatırımların bütçesi olağan üstü büyüktür.

Oysa hurda kağıdın ham madde olarak kullanılması fabrika alanını

küçültmektedir. Özellikle oluklu kağıt hurdaları (OCC=Old Corrugated Cardboard)

ham madde kaynağı olarak kullanılmaktadır. Selülözde olduğu gibi bu fabrikalar

da ham madde kaynaklarına yakın olmak isterler. Bu nedenle büyük şehirlerin

kenarını tercih ederler. Bu şehirlerde ortaya çıkan atık kağıt bireysel toplayıcılarla

çok geniş ve karmaşık bir yapıdadır. Marketler, matbualar, kentlerin belediye

çöplükleri ve çöp bidonları ham madde temini için kullanılan kaynaklardır. Bunlar

yetmediğinde komşu şehirler ve en sonunda diğer ülkeler kullanılan ek alanlardır.

Ülkemizde bazı fabrikalar selülöz ithal ederek çalışırlar. Bunlar genellikle fotokopi

kağıtları, kartonlar ve temizlik kağıtları üretirler. Ham madde olarak selülöz pek

çok ülkeden ve pek çok ağaç türünden sağlanır. Doğrudan selülöz kullanan

fabrikalar, bunları bir karışım veya reçete olarak kullanırlar. Bazılarında ikincil

elyaf (Secondary fiber) olarak da adlandırılan hurda kağıt, reçetede katkı

maddelerinden biri olarak kullanılır. İşlenerek belirli oranlarda selülöz hamuruna

karıştırılır.

Selülöz ilk gruplandırma olarak esmer ve bayaz selülöz diye ayrılır. Bir diğer

gruplandırma ağacın cinsine bağlı olarak uzun ve kısa elyaflı selülözler olarak

yapılır. Başka bir gruplandırma selülözün elde edilmesiyle ilgilidir. Kimyasal

selülöz, yarı kimyasal selülöz ve mekanik selülöz olarak sınıflandırma yapılır. En

nihayetinde ayni ağaç türünde olmasına rağmen, selülözün menşei de, yani

ülkesi de sınıflandırmada rol oynar.

4

Kağıt üretimi için elyafın bu kadar çok kaynaktan üretilmesi son yıllarda çevre ve

enerji temini gibi konuların zorlamasıyla ve talepteki yoğunluk nedeniyle

olmaktadır. Kağıt üretiminde geri dönüşüm dünya da % 50 nin üzerinde

seyretmektedir (Bakınız Tablo 1.1). Fiili üretim ise % 50 civarındadır. Konu hurda

kağıt olduğunda, hurda kağıdın sınıflandırılması da gerekmektedir. Gazete

kağıdından veya oluklu kağıtlardan fotokopi kağıdı üretilemez. Sınıflandırmada 5

temel grup bulunmakta ve bu grupların altında, 80 civarında alt grup

bulunmaktadır. Ana gruplar aşağıda verilmiştir:

Karışık hurda,

Oluklu ambalaj hurdaları, (OCC)

Eski gazete kağıtları, (ONP=Old Newspapers)

Selülöz alternatifi hurdalar, (beyaz basılmamış matbua artıkları ve

kenar ıskartaları bu sınıftandır ve oldukça kıt ve pahalı ham

maddelerdir.)

Yüksek vasıflı matbua artıkları

Selülöze göre hurda kağıt işlem basamakları, kirlilikler nedeniyle daha fazla

olmaktadır. Selülözden kağıt imalatında önemli noktalar, elyaf karışımındaki

oranlar ve öğütmedir. Hurda kağıtta kirlilikler, toplama ve cinslerine göre ayırma

sırasında azaltılsa da, hurda balyalarında % 5 lere varan oranda kirlilik

görülmektedir. Bu değerler laboratuar analizlerinde daha kesin rakamlarla tespit

edilebilir. Cinslerine ayırmada da yoğun işçilik nedeniyle ayırma mükemmel

olmamaktadır. Giderek ayırma sorunları atmaktadır.

ÜlkeDönüşüm toplama oranı %

Dönüşüm kullanım oranı

ABD 56 37İngiltere 64 77Avrupa 65 49

Tablo 1.1 Dönüşümlü kağıt toplama ve kullanma oranları

(Kaynak: AF&PA ve CPI Fact Sheet, ABD ve İngiltere 2007, Avrupa 2006)

Hurda kağıt kullanan fabrikaların artması ham maddeye olan ihtiyacı

körüklemekte ve fiyatlar artmaktadır. Sonuç olarak hurdanın daha karışık ve

yabancı maddelerin daha özensiz ayrılmasına neden olmaktadır. İşte bu durum

hurda ile çalışan fabrikaların önündeki en büyük handikaplardandır. Kağıt

5

fabrikalarında hamur hazırlama kısmının tasarımında, kirliliklerin türleri ve

oranları önemlidir. Bu konularda bile Türkiyede hatalı verilerle yatırım

yapılmaktadır.

Sürekli hurda kağıt döngüsü de karşılaşılan ikinci büyük handikaptır. Sürekli

hurda kağıdın dönüşümü dayanımları azaltmakta ve ölü elyaf miktarını

arttırmaktadır. Tüm bu sorunlar hurda kağıt işleyen fabrikalarda verimsizliğe

neden olmaktadır. Şekil 1.1 de hurda kağıt işleyen bir balya presi görülmektedir.

Şekil 1.1 Hurda kağıt presleme tesisinden bir görünüş

Kağıt üretimine genel bakış

Bu gün kağıt üretimi geçmişten farklı bir teknikle yapılmaz. Hamurun

hazırlanması, safiha oluşturma, presleme, kurutma, tutkallama ve kalenderleme

aşamaları vazgeçilmez yöntemlerdir. Bunun yanında son iki yüzyıldır değişen şey

deytaylardır. Her süreç bugün bile araştırma konusudur. En azından ekolojik

konulara ilgi fazladır. Elyafla kullanıcı arasındaki zincir buna katkı sağlamaktadır.

Zincirde kağıt sanayii ve ona ham madde, kimyasallar ve ekipmanlar sağlayan

firmalar yanında matbualar, mürekkep ve baskı makinaları yapanlar ve satanlar

da bulunmaktadır. Hurda kağıt dönüşümü hızla gelişmektedir.

6

Araştırma ve geliştirme ekonuları aşağıda verilmektedir:

Girdileri (ham madde, enerji, su ve kimyasallar) ve gürültüyü azaltmak,

Çalışma sürelerini ve ekipman ömrünü uzunlaştırmak,

Kağıt kalitesini ve dönüşümü geliştirmektir.

Bunlar yapılırken aşağıdaki konular ön plana alınmaktadır:

Üretim sürecini anlamak, yakından ve detaylarıyla incelemek

Gramajları düşürerek aynı kalitede ve işi yapacak üretim yapmak,

Hurda kağıt girdisini arttırmak,

Elyafla dolgu ve kaplama maddelerini değiştirerek kaliteyi arttırmak,

Yanki kurutucularda ve elekte güvenli çalışma koşulları yakalamak,

Makinanın aşınmaması için yeni yöntemler geliştirmek,

Çalışanların sayısını azlatmak

Araştırma ve geliştirme için kullanılan araçlar ve bilimsel konular aşağıdadır:

İleri ölçme sistemleriyle süreç analizleri yapmak,

İleri kontrol teknikleri kullanarak süreçlerin simülasyonu yapmak,

Kağıt elyaflarının biçimsel özelliklerini araştırmak,

Kimyasalların işlevselliğini geliştirmek,

Sonlu elemanlar yöntemi ve hesaplamalı akışkanlar dinamiğini kullanmak

Mikro ve nano düzeyde görsel teknikler geliştirmek,

Malzeme bilimini kullanmak.

Kağıt üretiminde kullanılan ürünler şunlardır:

Elyaflar,

o Kimyasal ve mekanik selülözler,

o Hurda kağıtlar,

Dolgu maddeleri ve pigment boyalar,

Kimyasal katkı maddeleri,

Kaplama kağıtta kullanılan pigmentler.

Kağıt yapımı ham maddelerin işlenmesiyle başlar. (Şekil. 1.2)

7

Şekil 1.2 kağıt üretiminin aşamaları

Tüm maddelerinin kullanımında optimum değerler hedef alınır. Katkı maddeleri

fabrikaya hazır veya hazırlanmak üzere gelir. Ham maddenin hazırlanmasında,

ihtiyaçlar yapılacak işlemleri belirler. Selülöz kullanımı hamur hazırlama

bölümünüde ekipmanların azalmasını sağlar. Bu da, daha az enerji kullanımı

demektir. Hurda kağıdın selülözden ucuz olması ona olan talebi arttırmaktadır.

Elyafın hazırlanması makina bütesinde son bulur.

Hamur hazırlamayı, makina yaklaşım bölgesi (approach flow) takip eder ve

hamur kasasıyla son bulur. Bu bölgenin görevi:

Farklı kimyasalları dozajlamak ve karıştırmak,

Hamur kasasına sürekli, kaliteli ve düzenli hamur akışını sağlamaktır.

Kağıt makinasının görevi kullanıcının talep ettiği kağıdı veya kartonu üretmektir.

Kağıt veya kartonda, makina yönünde ve eninde özelliklerin düzgün olması

istenir. Kağıt makinasında aşağıdaki bölümler bulunur:

Hamur kasası,

Elek bölümü,

Pres bölümü,

Kurutma bölümü,

Hurda Kağıt

Mekanik Sel.

Kimyasal Sel.

Dolgu

Kimyasallar

Kaplama

Hamur

hazır-

lama

App.

Flow

Kağıt

Maki-

nası

Kapla -

ma ve

diğer.

Döküntü sistemiElekaltı

8

Tutkal presi,

Bazen kaplama bölümü,

Kalender,

Mal sarıcı

Buradan sonra kağıt tamponla alınarak müşteriler için bobin makinalarında

işlenir. Genellikle ve ekonomik nedenlerle kaplama ve süperkalenderleme makina

dışında yapılır. Bu gün kağıt makinası bölümleri olarak yaygınlaşmaktadır.

Üretim sırasında oluşan döküntüler ve elek altı sularındaki elyaflar geri kazanılır.

Elek altı suyu (White water) makinada ve yaklaşım bölgesinde kullanılır. Taze su

fıskiyelerde gereklidir.

Kağıt üretim hattı boyunca, üretimin gereği, kesafette sürekli değişme olur.

Düşük, orta ve yüksek kesafet terimleri sıklıkla kullanılır ve kullanım yerine göre

anlamı değişkendir. (Tablo 1.2) de kesafetler işleme göre verilmektedir.

Kesafetin içinde dolgu maddeleri de bulunmaktadır.

Yapılan işlem Düşük kesafet Orta kesafet Yüksek kesafet

Pulperleme 6 ve altında 6-12 12-18

Eleme 1,5 ve altında 1,5-4,5 -

Temizleme 1,5 ve altında 1,5-2,5 2,5-6

Beyazlatma - 10-15 25-35

Öğütme 3 ile 6 arası 10-15 28-35

Hamur kasası 2 nin altında - 2 nin üstünde

Tablo 1.2 Çeşitli işlemlerde kesafetin anlamı

9

BÖLÜM 2

HAMUR HAZIRLAMA

Giriş

Hamur hazırlama bölümünde çeşitli kaynaklardan gelen ham maddeler, yani ham

elyaf, hamur haline getirilerek, kağıt üretebilecek özelliklerde işlenir. Kağıt

hamuru doğrudan selülözden olduğu kadar, hurda kağıttan da elde edilir. Çeşitli

türde kağıt ve karton üretilmesi nedeniyle, kağıt hamuru da çeşitlilik gösterir.

Elyaf ham maddesi dökme olabileceği gibi, balyalar halinde veya entegre selülöz

fabrikalarında olduğu gibi, hamur halde kullanılır. Kağıt makinasına geldiğinde,

özellikleri son derecede sabit, içine çeşitli katkı maddeleri ve kimyasal maddeler

katılmış halde, belirli kesafette ve kalitede özellik kazanmış olur. Bu özellikleri

kağıdın kalitesini ve makinanın sorunsuz çalışabilmesini sağlar.

Hamur hazırlama bölümünde, birbiri ardına sıralanmış çeşitli işlem kademeleri

bulunur. Her bir kademenin ve ekipmanın verimliliği ve güvenilirliliği kendi

tasarım özellikleri yanında kesafet, kirlilik (rejek), gibi hamurun özelliklerine de

bağlıdır. Ayrıca hamura katılan kimyasallar ve diğer katkı maddeleri de verimlilik

ve kalitede etkilidir.

Bazı işlemler tek kademede tamamlanırken, diğerleri birden fazla kademede

tamamlanır. Bir kısım işlemlerde, hamura istenilen özellik kazandırılırken, ek

özellikler veya olumsuzluklar ortaya çıkar. Hamur hazırlama sistemindeki

işlemleri belirleyen, kullanılan ham maddenin özellikleri ve üretilecek kağıdın

özellikleridir. Hurda kağıttan elde edilen kağıtlarda elyafın temizliği ve yabancı

maddelerin uzaklaştırılması önemlidir. Kimyasal selülözlerde ise düğümlerin

açılması için refinerlerde öğütme yoluyla elyafın işlenmesi önem kazanır.

Bir hamur hazırlama ünitesinde aşağıdaki gibi üç ana işlem basamağı söz

konusudur (Şekil 2.1):

Elyafın üretilmesi

10

Elyafın geri kazanılması

Atıkların işlenmesi

Şekil 2.1. Hamur hazırlamada işlemlerin gruplandırılması

Elyafın üretilmesi: Ham elyafı girdi olarak kullanmak yoluyla, kağıt

makinasında kullanılacak hamurun elde edilmesi için gereken işlemler olarak

özetlenebilir. Bu işlemler arasında aşağıda adı geçenler bulunmaktadır: Ham

elyaf kümelerinin bağımsız elyaflara ayrılması (pulperleme), elyaflardan

kirliliklerin ayrılması (temizleme), elyaftan suyun ayrılması (teksif), elyafın

işlenmesi ve kalan kirliliklerin ayrılması.

Elyafın geri kazanılması: İyileştirme sürecinde atılan elyaflı sudan, diğer katı

maddeler ayrıştırılır, suyun içindeki kirlilikler alınır. Burada ayrıştırma işlemi

devam etmektedir.

Atıkların ayrılması: Hem ekonomik hem de ekolojik nedenlerle atık suyun

içinden katı maddeler alınarak su ayrıştırılır. Kağıt türüne göre bir miktar su

geri döndürülerek yeniden kullanılır. Kalan su atılır.

11

Hamur hazırlama ünitesinde detayları ilerdeki bölümlerde verilecek olan bir dizi

elyaf hazırlama işlemi yapılır. Aşağıda özet olarak çeşitli işlem basamakları ve

bunların yapılış amaçları verilmektedir:

Hamurun elde edilmesi ve elyaflarına ayırma: Ham elyafın sulandırılarak

hamur hale getirilmesi sonucu pompa ile basılabileek kıvam elde edilir.

Burada kesafet % 1 ile % 6 arasında değişmektedir. Bunun sonucunda

gerekiyorsa hamur elyaflara ayrılır. Hurda kağıt işlenmesinde kağıt dışı

parçacıklar ve mürekkep parçacıkları elyaflardan ayrılmalıdır. (Slushing,

deflaking)

Eleme (Screening): Hamur içinden şekil, büyüklük ve istenmeyenler gibi

ayrılması istenilenleri ayırma işlemi.

Fraksinasyon (Fractionation): Elyafları istenilen kriterlere göre, genellikle

uzunluklarına göre ayırma işlemi.

Santrfüj temizleme (Centrifugal cleaning): Hamur içindeki istenmeyen

parçacıkları ayırma işlemi. Genellikle daha yoğun olan cisimler ve düğümler,

elyaftan bu yolla ayrıştırılır.

Öğütme (Refining): Elyafın şeklini, boyunu ve yüzeyinin yapısını değiştirmek

için yapılan işlem.

Seçici yüzdürme veya seçici flotasyon (Selective flotation): Hamurdan elyaf

içindeki farklı yüzey özelliklerine sahip, (hidrofobik) ıslatılamayan parçacıkların

yüzdürmeyle ayrıştırılması işlemi.

Seçici olmayan yüzdürme veya flotasyon (Nonselective flotation): Sudan katı

parçacıkların ayrıştırılması işlemi.

Beyazlatma, renk giderme (Bleaching): Sarı veya esmer elyafa gerekli

parlaklık ve ışık özelliğinin kazandırılması işlemi.

Yıkama (Washing): Çok küçük katı parçacıkların hamurdan ayrıştırılması

işlemi.

Su alma (Dewatering): Hamurdan su alınması işlemi.

Dispersiyon (Dispersing): Kirlilik ve yapışkan maddelerin, mürekkep

parçacıklarının kağıtta görülmemesi için boyutunu küçültme işlemi.

Büteye alma ve karıştırma (mixing and storing): Düzgün bir hamur karışımı

elde edebilmek ve bunu depolayabilmek için, hamurun üzerinde karıştırıcı

takılı bütelere alınması.

12

Hurda kağıt işlenmesinde ayrıştırma işlemlerinin önemi büyüktür. Hurda kağıt

hamurunun içinde aşağıdaki yabancı maddeler bulunmaktadır:

Kağıt üretimi sürecinde bazı kimyasal maddeler kullanılır. Bunlar boyalar,

kaolin gibi dolgu malzemeleri, kağıdın üzerine kaplanan kaplama malzemeleri

ve çeşitli amaçlar için kullanılan kimyasallardır.

Kağıda sonradan tabaka halinde uygulanan mürekkepler, vernikler, folyolar,

tutkallar ve parafin türü maddelerdir.

Kağıdın kullanımı sırasında, toplanırken veya depolanırken üzerine yapışan

zımbalar, teller, cam kırıkları, kum ve çimento artıklarıdır.

Katı parçacıklar hurda kağıt içinde çok çeşitli türlerde ve değişik özelliklerde

bulunurlar. Ayırma için seçilen kriterler elyaf kaybını önleyecek türde, kaliteli

elyafın özelliklerinden farklı olmak durumundadır. Bunlardan bazıları, parçaların

büyüklüğü, şekli, bozunma özellikleri, yoğunluğu ve hidrofobik özellikleridir.

Aşağıda Tablo. 2.1 de kirlilikler yoğunluk ve parçacık büyüklüğüne bağlı olarak

sınıflandırılmıştır.

Kirliliğin türüYoğunluğu

g/cm³Parçacık

büyüklüğüMetal 2,7-9 1 mm den büyük

Kum 1,8-2,2 1 mm den büyük

Dolgu ve kaplama 1,8-2,6 0,001-1 mm arası

Mürekkep 1,2-1,6 0,001-1 mm arası

Yapışkanlar 0,9-1,1 0,001-1 mm arası

Parafinler 0,9-1,0 0,001-0,01 mm arasıStraforlar 0,3-0,5 0,1 mm den büyük

Plastikler 0,9-1,1 0,1 mm den büyük

Tablo 2.1 Hamur içindeki kirliliklerin özellikleri

Yukarıda belirtilen kirliliklerin, makinanın düzgün çalışması ve kağıt kalitesi

açısından hamurdan uzaklaştırılmaları gerekir. Dolgu maddeleri bir dereceye

kadar hamur tarafından tolere edilebilirler. Aşağıda Şekil 2.2 de parçacık

büyüklüklerine göre ayırma işlemleri verilmektedir.

13

Şekil 2.2 parçacık büyüklüğüne göre ayırma yöntemleri

Seçici olmayan yüzdürme, (buna çözünmüş havalı flotasyonda denir) sudan

küçük parçacıkların alınmasınında oldukça etkilidir. (DAF)

Yıkama yoluyla temizlikte çok küçük parçacıklar elyaftan uzaklaştırılır. Bu

işlemde kullanılacak suyun miktarı ve özelliği verimlilik açısından önemlidir.

Seçici yüzdürmede suyu bünyesine almayan türde strafor gibi parçacıklar,

farklı parçacık büyüklüğü aralığında sudan ayrıştırılırlar.

Eleme ise (Screening) daha büyük ve kübik parçacıkların ayrılmasında oldukça

etkili bir yöntemdir.

Bazı parçacıkların uzaklaştırılmaları oldukça zordur. Bunlar yapı olarak çok küçük

parçalarla, naylon parçaları gibi büyük alana sahip veya yapışkanlar gibi esnek

deforme olabilen parçalardır. Kademeli temizleyiciler sudan ağır ve büyük

parçacıkların ayrıştırılmasında etkili ekipmanlardır.

İlerleyen bölümlerde hamur hazırlama ünitelerinde kullanılan ana üretim süreçleri

ve bu süreçlerin çalışma mantıkları verilecektir. Bu süreçlerde kullanılan

ekipmanlar da görülebilecektir. Bu ekipmanlar kullanılan ham maddenin

özelliklerine göre değişkenlik göstermektedir.

Mükemmel

Kötü

Kirliliğin büyüklüğü mm

Kirli

liği a

yırm

a yö

ntem

i DAF

Yıkama

Eleme

Seçici olmayan

yüzdürmeSantrifüj

temizleme

14

HAMUR HAZIRLAMA BÖLGESİNDE KULLANILAN ANA ÜRETİM SÜREÇLERİ

VE EKİPMANLARI

Ham maddenin beslenmesi

Ham madde beslemesinde ana amaç, üretim tonajına uygun miktarda ham

maddeyi pulpere aktarabilmektir. Besleme pulper tipine bağlı olarak kesikli veya

sürekli olabilir. Kağıt ham maddesi olan selüloz veya hurda kağıt, balyalar halinde

veya dökme olarak beslenir. Entegre kağıt fabrikalarında selülöz fabrikasından

hamur olarak besleme yapılır. Öyle bile olsa, özellikle duruşlarda döküntülerin

işlenmesi için pulpere ihtiyaç bulunur.

Selülöz ve hurda balyaları tellerle bağ yapılırlar. O nedenle bağ tellerinin

kesilmesi durumunda ortamdan otomatik olarak uzaklaştırılmaları gerekir. Teller

kesildikten sonra gene otomatik olarak rulo haline getiriler ve kolayca ortamdan

uzaklaştırılır.

Selülöz balyaları küçük olduklarından, balya beslemesinde kesiklilik yaşanmaması

için önce selülöz istifleme raflarında yığılırlar. Bu istifleme forklift operatörüne

zaman kazandırır. Balyalar buradan teker teker alınarak tel kesme ve tel ayırma

ünitesine gelirler. Bu işlemlerden sonra balyalar, kesilmemiş tellerin tespit

edilmesi için, manyetik dedektörlü bir bölmeden geçerler. Kusurlu balyaların

telleri elle kesilip alınır.

Tel ayırma sistemlerinde % 96 oranında bir verimlilik bulunur. Verimliliğe etki

eden iki ana unsur makinanın kendisi ve balya kalitesidir. Balyalar 180°

döndürülerek alt üst edilirler. Daha sonra da pulpere gönderilmek üzere balya

konveyörüne yüklenirler. Kesikli pulperlerde pulpere alınan miktarın bilinmesi

gerekir. Bu tür durumlarda bir balya tartım sistemi bulunur. Tel kesme ve

besleme konveyörleri çok çeşitli kapasitelerde üretilmektedir. Bazıları saatte 180

balyaya kadar besleme yapabilmektedir.

Hurda kağıt işleyen fabrikalarda kağıtlar balyalı veya dökme olarak beslenirler.

Bir fabrikada aynı anda her iki yöntem de kullanılabilir. Genellikle balyaların

15

büyüklüğü ve bağ yapıları son derece değişkendir. Bu nedenle otomatik tel

kesme üniteleri hurda kağıtla çalışan işletmelerde daha önemli hale gelir. Balya

telleri genellikle ortamdan uzaklaştırılır. Kuyruk halatı bulunan düşük kesafetli

pulperlerde, kuyruk oluşumuna katkısı nedeniyle teller ortamdan uzaklaştırılmaz.

Bu tür tel kesme ünitelerinde de kesim verimi % 96 civarındadır. Kesilmemiş

teller elle kesilerek balyanın serbest kalması sağlanır.

Aşağıda Şekil 2.3 de bir hurda kağıt balya teli kesme sisteminin resmi

görülmektedir.

Şekil 2.3 Tel kesme ünitesi

Otomatik olarak tellerin kesilmesi sonrasında preslenmiş balyanın açılması

gerekir. Bunu yapacak olan ünite balya açıcıdır. Gevşek balya konvyör üzerinde

belirli bir yükseklikte pulpere gönderilir. Uzaklığı ölçen bir ağırlık ölçü sistemi

balya yüksekliğinden ağırlığı yakalamaya çalışır. Konveyör motorunun hız

kontrolu, besleme miktarını ayarlamakta kullanılır. Bu sistemler saatte 120 balya

besleyebilecek büyüklüklere kadar imal edilirler.

Pulperde hamurun açılması

Pulperde elyaf açmanın amacı kuru olan elyaf kümelerini ıslatarak ve

parçalayarak, elyafı tanelerine ayırmak ve onları pompalarla basılabilecek hale

getirmektir. Pulper ihtiyacı hamur hazırlama süreçlerinden ilkidir. Pulperleme

ihtiyacı kağıt makinasında ortaya çıkan kuru döküntüler için de gereklidir. Bu

nedenle çeşitli pulperler üretilmiştir.

Balya

Tel kesme ünitesiBalya

açıcı

16

Puperleme sırasında uygulanan parçalama kuvvetinin, ham maddenin bağlanma

gücünün üstünde olması gerekir. Islatma yoluyla elyafları birbirine bağlayan

hidrojen bağları zayıflar. Parçalama kuvveti selülözde yaklaşık % 85 ile % 98

arasında azalır. Selülöz içinde bağlayıcı kimyasallar bulunmaz. Hurda kağıtlarda

ise bağlayıcılıkta azalma % 60 ile % 80 arasındadır. Hurda kağıtlarda bu nedenle

pulperleme sıcak olarak yapılır. Elyafın açılmasının zor olduğu durumlarda

pulperdeki hamur sıcaklığı 75 °C nin üzerine kadar çıkartılır. Yaş dayanımın iyice

arttığı durumlarda, asit ve baz türü çeşitli kimyasallar parçalamaya yardımcı

olarak kullanılır.

Elyafın açılması sırasında ortaya çıkan güçler, akmaya karşı direnç, parçacıklarda

pozitif ve negatif yönde ivme ihtiyacı ve yapışkanlık nedeniyledir. Akma direnci

ve hızlanmaya karşı koyan mukavemetler birlikte çalışarak, kesme gerilimini

yaratır. Parçacıklarda ivme görülmesi, atalet momenti nedeniyledir. Pulperde

rotor çevresine tutunmanın nedeni yapışkanlık, ivme mukavemeti ve mekanik

güçlerdir.

Selüloz için pulperde elyaf açma aşamaları şöyledir:

Ham maddenin belirlenen miktarda pulpere beslenmesi,

Kuru ham maddenin hızla ıslatılması,

Ham maddeyi elyaflarına ayrılacak kadar kuvvet uygulanması

Hamurun boşaltılması

Hurda kağıt işlenmesi durumunda ek bazı işlemlerin yapılması gerekir:

Tahta parçası, cam ve diğer parçalanabilir katı maddelerin daha fazla

parçalanmadan kaba olarak pulperden uzaklaştırılması,

Naylon torbalar, ipler, bez parçaları, yapışkan bantlar, folyolar ve tel parçaları

gibi elyaf dışı cisimlerin pulperden alınması,

Beyazlatma yapılacaksa bazı kimyasalların hamura katılması.

Düşük kesafet pulperleri

Ham maddeye, üretim kapasitesine ve kirlilik miktarına göre pulper tipi ve hamur

kesafetleri değişmektedir. Kesafetler % 5 ile % 28 arasında değişmektedir.

17

Pulperleme süresi 5 dakika ile 40 dakika aralığındadır. Pulperler genellikle

paslanmaz çelikten ve düşey konumludur. Tabandaki pulper bıçağı hamuru

kesmeye yarar. Pulperin duvarlarına, çarpma elemanları yerleştirilmiştir. Pulper

tabanına doğru hamuru ve atıkları yönlendirici klavuz parçalar bulunur. Bu

parçalar hamuru pulper duvarlarına doğru yönlendirir. Şekil 2.4 de düşük

kesafetli bir pulper kesiti ve hamur hareketi görülmektedir.

Şekil 2.4: Düşük kesafet pulperi

Düşük kesafet pulperleri tabanda düz bir bıçağa sahiptir. Bıçak çevresinin çizgisel

hızı saniyede 15-20 metre arasındadır. Bu tür pulperler % 4-6 arasındaki

kesafette çalışırlar. Tabanda bıçağın altında hamurun geçmesi için 6-20 mm

deliğe sahip bir elek bulunur. (Şekil 2.5)

Şekil 2.5 Düşük kesafet pulperi bıçak ve eleği

Çöp kapanı

halat

Kuyruk

kesici

Hamur

çıkışı

Tahrik

18

Bu tür pulperlerde çalışma sürekli veya kesikli olabilir. Hurda kağıt işlenmesi

durumunda sürekli pulperlerde tabana çöken aşırı kirlilikler pulperin çalışmasını

ve kaliteyi olumsuz etkilr.

Şekil 2.6 da pulper dibindeki çöpün alınma yöntemi görülmektedir. Pulper

içindeki ağır katı çöpler, çöp kapanına merkezkaç kuvvetiyle savrulur ve dışarı

çıkamaz. Çöp kapanının tabanında ardışık iki adet pnömatik zaman kontrollu

sürgülü on-off vana bulunur. Ağır çöpler bu vanalar aracılığıyla çöp miktarına

bağlı olarak zaman ayarıyla aşağıya dökülür. Kapana dolan kirli hamur ise

buradan disk seperatöre gelir. (Buna türbo seperator da denmektedir, bir tür

yatay pulperdir.) Disk seperatörün iki işlevi bulunur. Birinci amacı temiz hamurla,

kirli hamuru ayırmaktır. İkinci amacı ise deflaker gibi çalışıp parçalamamış elyaf

kümelerinin boyutunu küçültmektir. Disk seperatör temizlenmiş hamuru geri

alarak, kalan kirli ve halâ parçalanmamış hamuru döner sepetli eleğe gönderir.

Döner sepetli elek bu karışımın içinden rejekleri alarak, kalanları pulpere boşaltır.

Şekil 2.6 Çöp kapanı ile çöpün pulperden alınması (Voith)

Pulper içine sarkıtılan halat bir başka kaba temizleme işlemi yapar. Naylon

torbalar, folyolar, kumaşlar, ipler ve balya tellerini toplar. Oluşan kuyruk zaman

ayarlı olarak pulperden dışarıya çekilir. Kuyruk oluşumu sürekli, belli bir çapta

yapılmalıdır. Pulper tahrik sistemi ve hamur kalitesi kuyruk uzamalarından ve

halat

Kuyruk

kesiciHamur

çıkışı Çöp

kapanı

Döner sepetli elek

hamur

Disk seperatör

19

kalınlaşmasından etkilenir. Böyle durumlarda kuyruk kopar ve pulperden alınması

gerekir. Bunun için pulper durdurulur ve kuyruk çıkartılır. Üretim sırasında oluşan

kuyruk kolay taşınabilmesi için hidrolik bir makasla periyodik olarak kesilir.

Orta ve yüksek kesafet pulperleri

Orta kesafet pulperlerinde kesafet % 12 civarındadır. Yüksek kesafet

pulperlerinde ise, kesafet % 19 lara kadar çıkar. Her iki pulper türünde de rotor

bir çam ağacına benzer. Tabanda elek bulunmaz. Çünkü pulper kesikli (beç

usulü) çalıştırılır. Çevrenin çizgisel hızı saniyede 12 ile 17 metredir. Bu tür

pulperler hurda kağıtta kullanılmaktadır. Şekil 2.7 de yüksek kesafet pulperi

görülmektedir.

Şekil 2.7 Yüksek kesafet pulperi

Her beçte telleri alınmış ve açılmış hurda balyası ve gerekli su pulpere yüklenir.

Pulperde parçalama süresi ham maddeye bağlıdır. Genllikle 15-20 dakika civarı

açma için yeterlidir. Bu süre tecrübe ile daha iyi belirenir. Yüksek kesafet

pulperinden hamurun indirilmesi, akışkanlığın kolaylaştırılması ve eleme

yapılabilmesi için hamura su ilave edilmesisi gerekir (Şekil 2.8) .

Hamur çıkışı

20

Yeterli elyaf açılımı sağlandıktan sonra, kesafeti düşürmek için hamura su ilave

edilerek karıştırılır. Kesafeti düşürülen hamur disk seperatöre gönderilir. Burada

kaba eleme ve elyaf açma işlemi yapılır. Uygun olan hamur disk seperatörden

pulper boşaltma bütesine (Dump Chest) gönderilir. Kirli hamur ise önce bir ara

tankta kesafeti düşürülür ve oradan döner sepetli eleğe alınır. Döner sepetli

elekte rejekler ayrılarak temizlenen hamur disk seperatöre geri gönderilir. Ayrılan

rejeklerin suyunun iyi alınması gerekir. Atılacak rejeklerden su alınmazsa katı

atık bölgesinde sularını bırakarak bu bölgeyi bataklık haline getirir. Çıkan elyaflı

su sisteme geri döndürülür.

Şekil 2.8 Yüksek kesafet pulperinde çöpün alınması (Voith)

Tambur (Drum) pulperler

Üçüncü bir pulper türü tambur (Dum pulper) şeklindeki yatık döner pulperlerdir.

Bu pulperlerde çalışma kesafeti % 14% ile % 28 arasındadır. Pulperlerde tahrik

çevreden yapılır. Pulper bir miktar çıkışa doğru eğiktir. Bu yapı çimento döner

fırınlarının yapısına veya tromel tür kurutuculara benzer. Daha çok gazete

kağıdı, fluting ve testliner gibi kolay açılabilen türde hurda kağıtlar için kullanılır.

Yapışkanların, kirliliklerin ve ince folyo kaplamaları gibi cisimlerin elyaftan

ayrılabilmesi çok sınırlıdır. Şekil 2.9 da kurulu bir tesisteki tambur pulper

görülmektedir. Türkiyede ki oluklu kağıt üreten kağıt fabrikalarında bu tür

pulperler kullanılmamaktadır.

Yüksek kesafet pulperi

Döner sepetli elek

Pulper bütesine

Disk seperatör

Ara tank

su

su

21

Şekil 2.9 Döner pulperler

Bu pulperler parçalama yanında kaba eleme de yaparlar. Pulperde birinci bölme

parçalama bölgesi, ikinci bölge kaba eleme bölgesidir. Dönüş hızı çevresel olarak

saniyede 100 ile 120 metre arasındadır. Tambur çapı 2,5-4 metre aralığındadır.

Pulper uzunluğu 30-40 metredir. Uzunluğun üçte ikisi parçalama bölgesidir. Kaba

temizlik için kesafet %3 ile % 5 arasında ve delik çapı 6-9 mm dir. (Şekil 2.10).

Şekil 2.10 Tambur tip döner pulperin iç görünüşü

Pulper içine, dönerken kenarlarda açılmamış elyafın tutunmasını sağlayacak

elemanlar monte edilmiştir. Elyafın açılması iki şekilde gerçekleşir:

Tambur pulper Tambur elek

Balyası açılmış

hurda kağıt

İticiBoşaltıcı

Ön sulandırma

Fıskiyeler

Yüksek kesafet çıkışı

Hız 2,5 m/sHız 1,5 m/s

22

1. Dönerken duvara tırmanarak geriye düşme parçalamaya yardımcı olur.

2. Düşme sonucu etrefa saçılan su ıslanmayı ve parçalanmayı kolaylaştırır.

Döküntü pulperleri

Kağıt makinasının altındaki döküntü pulperleri elek, pres ve mal sarıcı ve varsa

tutkal pres, kuşeleme gibi bölümlerinin altında bulunur. Elekteki kenar ıskartaları

ve kağıt kopmalarında, preslerde safiha bağlanana kadar, hamur pulpere

dökülür. yaş kısımda elyaf açılımı çok kolay olur. Tutkal presin ve mal sarıcının

altındaki pulperlerde kağıt kuru olduğu için açılma zaman ister. Döküntü

pulperleri safiha eninde tasarlanırlar. Kapasiteleri üretim kapasitesine eşittir.

Kağıt koptuğunda döküntü pulperi çalışmaya başlar. Fıskiyeler gerekli suyu

pulpere gönderirler. Kesafet genellikle % 3-5 arasında ve düzensizdir. Pulper

yapısı parçalamayı sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Pulper bıçağı uygulaması

yanında, yatay olarak monte edilmiş karıştırıcılar da kullanılmaktadır. Hamur

çıkışı bir elek içinden sağlanır. Şekil 2.11 ve Şekil 2.12

Şekil 2.11 Döküntü pulperi bıçak aksamı

Yuvarlak delikli

elekHamur çıkışı

Pulper bıçağı

Şekil 2.12 Geniş

Deflakerde (Elyaf açıcı)

Deflakerde hamur işlemenin amacı elyaf kümelerinin dağı

tanelerinin elde edilmesidir. Bu işlemin sonunda kümelenmiş elyafın tamamen

ortadan kaldırılması beklenir. Bu işlem kağıt kalitesinde ve ileri

aşamalarında çalışmayı kolaylaştırarak

Özellikle açılmış elyafların temizlenmesi kolaylaşır. Pulperden sonraki aşamalarda

elyaf açılımı sağlar. Disk

kademeli temizlik eleklerinin elyaf açma özellikleri sınırlıdır. Deflaker da işlenecek

elyaf % 3 ile % 5 arası kesafettedir.

Şekil 2.13 Deflaker

Çıkış

Geniş bir makinada döküntü pulperi iç görünü

açıcı) işleme ve elyafın dağıtılması

emenin amacı elyaf kümelerinin dağıtılarak

tanelerinin elde edilmesidir. Bu işlemin sonunda kümelenmiş elyafın tamamen

ortadan kaldırılması beklenir. Bu işlem kağıt kalitesinde ve ileri

aşamalarında çalışmayı kolaylaştırarak hamuru işleme sorunlarını

Özellikle açılmış elyafların temizlenmesi kolaylaşır. Pulperden sonraki aşamalarda

ğlar. Disk seperatörlere benzer sonuçlar alınır. Pompaların ve

temizlik eleklerinin elyaf açma özellikleri sınırlıdır. Deflaker da işlenecek

kesafettedir. (Şekil 2.13).

Şekil 2.13 Deflaker iç görünüşü

GirişÇıkış

23

öküntü pulperi iç görününtüsü

larak, tek tek elyaf

tanelerinin elde edilmesidir. Bu işlemin sonunda kümelenmiş elyafın tamamen

ortadan kaldırılması beklenir. Bu işlem kağıt kalitesinde ve ilerideki işlem

nı çözmeye yarar.

Özellikle açılmış elyafların temizlenmesi kolaylaşır. Pulperden sonraki aşamalarda

lar alınır. Pompaların ve

temizlik eleklerinin elyaf açma özellikleri sınırlıdır. Deflaker da işlenecek

24

Deflaker içinde sabit bir stator ve hareketli bir rotor plakası vardır. Her iki plaka

üzerinde dişler bulunur. Rotor ve stator ikilisinin üzerinde bulunan dişlerin

arasından geçen elyaf kümeleri, aldıkları darbelerle dağılırlar. Mekanik yapısı bir

refinere, dişli yapısı da bir dispergere benzer. (Şekil 2.14) Bazılarında stator çift

diskli refinerler gibi iki tanedir. Aralarında rotor dönmektedir. Bazı deflekerlar

konik rotor ve statorludur.

Şekil 2.14 Konik Deflakerın iç görünüşü, rotor/stator

Rotorun çevresel hızı saniyede 25 ile 40 metre arasındadır. İşlenecek elyaf

kümelerinin büyüklüğü dişlilerin yapısını ve sıklığını belirler. Şekil 2.15 de kaba

ve ince dişli iki rotor tasarımı görülmektedir.

Şekil 2.15 Kaba ve ince deflaker rotorları

Kaba rotor İnce rotor

25

Deflaker da işlenecek hamur için harcanacak enerji, kuru bazda ton başına kw

olarak hesaplanır. Buna spesifik enerji denir. (Kuru bazda ifadesi içinde rutubet

olmayan anlamındadır. Buna kemik kuruluğu da denir.) Düşük mukavemetli

kağıtlarda ton başına 20 ile 40 kw parçalama enerjisi harcanır, yani spesifik

enerji 20-40 kw/ton dur. Genellikle yüksek değerler daha iyi elyaf açılımını ifade

eder.

Deflakerda enerji tüketimi rotorla stator arasındaki boşluğun azaltılmasıyla artış

gösterir. Kesafetin artması da enerji tüketimini arttırır. Rotor yapısının ince veya

kaba dişli olması da enerji tüketiminde etkilidir. Çalışma verimi, tecrübe veya

laboratuar analizleriyle anlaşılır.

Deflakerda işlem bir kez yapılır. Çok güçlü ham maddelerde birden fazla

defalekerdan geçirme gerekebilir. Bu tür elyafların dispergerde açılmaları daha iyi

sonuç verir.

Eleme (Screening)

Elemenin amacı elyaf özelliği olmayan ve boyutları küçülen katı parçacıkların

ortamdan uzaklaştırılmasıdır. Katı parçacıklar arasında plastikler, elyaf düğümleri

ve lif kümeleri bulunur. Hamur yuvarlak delikli veya yarıklı bir açıklıktan geçer.

Genellikle hamur elyaflarının büyüklüğü, ip parçalarından büyük ve katı

parçacıklardan küçüktür. Katı parçacıklar elek gözeneklerinden geçemez ve bir

miktar hamurla birlikte rejek olarak çıkar.

Temizleyici rotoru dönerken eleğe temas etmez, fakat hamuru eleğe doğru itecek

darbeler yaratır. Böylece eleğin tıkanmasını önler. Eleklerde parçalama işlemi

yapılmaz. Elek girişi ile çıkışı arasındaki basınç farkı, sıkştırılabilen elyafların

deliklerden geçmesine neden olur. Bu nedenle sıkıştırılabilen yumuşak kirlilikler

elekten geçerler. Basınç farklılığını fazla arttırmak elemeyi olumsuz etkiler.

Sıkıştırılabilen kirlilikler deliklerden geçerek hamurda kalırlar.

26

Eleme ham madde türüne bakılmaksızın, her tür hammadede yapılması gerekir.

Hurda kağıtla çalışılırken temizlik işleri birden fazla kademede ve farklı gözenekli

eleklerle yapılır. İlk temizleme kademesi kaba temizleme olarak adlandırılır. Bu

kademenin rejekti ve bir miktar hamur ikinci bir eleğe gelerek daha iyi bir

temizleme yapılır. Bu kademede de rejekler ve bir miktar hamur çıkar. Her

kademede bir miktar kirlilik adım adım azaltılır.

Son temizlik kademesinden çıkan kirlilik elyaf kaybına neden olur. Yüksek rejek

oranı aynı zamanda yüksek elyaf kaybı demektir. Temizleme ünitelerinin

verimliliği efektif ayırmanın teorik maksimum ayırmaya olan oranıdır. Maksimum

teorik temizleme oranı yüz olarak kabul edildiğinde, temizlik fiili olarak % 98

gerçekleşmişse:

Temizlik verimi=98/100= % 98 dir.

Kademelerin çoğalması elyaf kaybını azlatarak verimliliği arttırırken, yatırım

maliyetini ve enerji sarfiyatını da arttırır. Bu nedenle eleme daima ham madde

özellikleri, temizlik verimi, elyaf kaybı, üretim miktarı ve üretimde güvenilirlilik

beklentisi gibi kriterler göz önüne alınarak yapılır. Bu bilgilerden sonra eleme

kademelerine daha detaylı bakılacaktır.

Kaba eleme

Kaba elemede hem sepetli hem de disk seperatörler kullanılır. Aşağıda Şekil 2.16

da bir disk separatörün içi görülmektedir. Düşük kesafet pulperinin yatay

görünümüne benzemektedir. Konik bir gövdesi, bıçak şeklindeki rotoru, eleği ve

çevreye yerleştirilmiş tampon takozları bulunmaktadır. Elek delikleri 2-4 mm

arasındadır. Rotorun çevresel hızı saniyede 20-30 meteredir. Disk şeklindeki

elekten % 6 nın altındaki kesafetler geçebilir. Kaba elemede birinci kademe

olarak kullanılması yanında, elyaf parçalama özelliği nedeniyle birinci kaba eleğin

arkasından ikinci kademe olarak, rejekleri ve elyaf kümelerini dağıtmak için de

kullanılabilir. Elyaf kümelerinin dağıtılmasının ileri aşamalarda yararı olacaktır.

27

Şekil 2.16 Disk seperatör (Türbo seperatör)

Kaba temizlemede kullanılan sepetli elekler ince temizleme eleklerine benzer. Tek

farkı eleğin rotor olarak dönmesi ve bıçakların sabit olmasıdır. Bu tür makina

yapısı sadece kaba elemede bulunur. (Şekil 2.17).

Şekil 2.17 Kaba temizleme eleği

Katı atık miktarına bağlı olarak rotor yapısı değişmektedir. (Şekil 2.18) Bu tür

eleklerin elyaf kümelerini dağıtması disk seperatörlere göre çok azdır ve sonucu

rotorun yapısı belirler. Silindirik sepetlerde kesafet % 5 in altındadır.

Giriş

Hamur

çıkışı

rejek

Elek sepeti

Rotor

Yatak

Gövde

Montaj plakası

Gres

memesi

28

Şekil 2.18 Kaba eleme rotoru (Voith)

Kaba temizlikte son kademe yüksek miktarda atıkla çalışır. Bu nedenle yüksek

verimli ve az elyaf kayıplı olmalıdır. Şekil 2.19 de basınçsız ve % 1-4 arasında

kesafetle çalışan son kademe bir kaba temizleyici görülmektedir.

Şekil 2.19 Son kademe kaba temizleyici

Elek delikleri 2-4 mm arasındadır. Rotor elyafı elekten sıyırma işlemi yaparken

rejekleri çıkışa yönlendirir. Bu ilerleme sırasında fiskiyelerle su ilavesi yapılırak

elyafla kirlilikler birbirlerinden ayrılır.

Başka bir tür kaba elek, kuyruklu elektir. (Şekil 2.20). Kuyruklu elek iki

bölgelidir. Alt bölgesi basınçlı disk seperatör gibi çalışırken üst bölgesi silindirik

sepetli elek gibi çalışır. Her iki bölgede de yuvarlak delikler bulunur. Basınçlı

Giriş

Çıkış

Giriş

Çıkış

Rejek

29

elekler de son kademe kaba temizliğinde elyaf açmak ve çöp ayırmak için

kullanılmaktadır.

Şekil 2.20 Basınçlı son kademe temizleyici

İnce eleme

İnce elemede çeşitli tipte silindirik sepetli elek kullanılmaktadır. Bunlar aşağıdaki

özellikleri nedeniyle farklılıklar gösterir:

Düzgün hamur akışı için çeşitli gövde yapılarındaki geometri,

Darbe özelliklerini yaratmayı amaçlayan rotor yapıları,

Hamurun girişi ve çıkışına göre rotorun konumu,

Çevresel hızları,

Hamurun merkezkaç veya merkeze doğru akışı

Deliklerin şekli ve büyüklüğü,

Deliklerden geçen hamurun hızı

Boşluklara yakın bölgelerde hamuru etkilemek için yapılan özel tasarım.

İnce eleme kesafeti % 1,5 ın altındadır. Rotorlar bu kesafetler için tasarlanmıştır.

Çevresel hızları saniyede 10-30 metredir. (Şekil 2.21)

Giriş

Çıkış 1 Elek tablası

Ağır

rejekler

Çıkış 2Rotor

Orifis

Rejek

Elek sepeti

Rotor

tamburu

30

Şekil 2.21 İnce elek rotorları

İnce elek sepetleri 0,1-0,4 mm açıklığında olurlar. Elek gözenekleri yarıklıdır.

Bazı sepetler matkapla işlediğinden yarık ölçüleri delme aparatına bağlı olarak

toleranslıdır. Çubuklu olan sepetlerde çubuklar kaynakla tutturulmuş ve

taşlanmıştır. (Şekil 2.22) Çubukların şekli ve açısısal montajı, yarığa elyafın

girişini, dolayısıyla elemenin kapasitesini belirler. Daha küçük yarıklar ve düşük

açılar daha iyi temizleme yaratır veya tersi olur. Bunun yanında ince yarıklar ve

düşük giriş açısı eleme kapasitesini de düşürecektir. Çalışma sırasında yarığın

geometrisini düzenli tutabilmek için eleme öncesinde hamurdan aşındırıcı

parçaların uzaklaştırılmış olması gerekir. Bu nedenle hurda kağıt işlenmesinde,

temizleme öncesi düşük kesafet temizleyicileri konması gerekir.

Şekil 2.22 Sepetlerde çubuklu elek yapısı.

Rotor dönüş yönü

A Kesiti

31

İnce elemede son kademe elekleri kalite yaratmak için yarıklı sepet şeklindedir.

Çalıştırma beç veya sürekli tarzda olabilir. Sürekli çalıştırmada, beç tipine göre

temizlik artarken, elyaf kaybı da artar. Beç tarzında yıkama sırasında elyafların

yanında, hamura daha fazla kirlilik geçecektir. Şekil 2.23 de son kademe eleği

görülmektedir.

Şekil 2.23 İnce eleme son kademe eleği iç görünüşü

Her ince temizlik sistemi çeşitli kademelerden oluşur. Her bir kademede hamur

girişi ve rejek çıkışları kendi aralarında ihtiyaca göre bağlantılıdır. Şekil 2.24 (a-b)

de ileri besleme, Şekil 2.24 (c) de tam kaskat çalışma ve Şekil 2.24 (d) yarı

kaskat çalışma şekillerine ait şemalar görülmektedir. Şekil 2.24 (e) de seri

bağlantı görülmektedir.

Şekil 2.24 (a) İleri besleme

Rejek

Elek sepeti

Rotor

Rejek

bölgesi

Giriş

Çıkış

Rejek

32

Şekil 2.24 (b) İleri besleme ve son kademede seri besleme

Şekil 2.24 (c) Tam kaskat besleme

Şekil 2.24 (d) Yarım kaskat besleme

Şekil 2.24 (e) Seri besleme

33

Kaskat sistemlerde daha yüksek temizleme yapılabilmektedir. İleri besleme çöp

birkimlerinin kolayca ayrılabileceği yerlerde pompalarla birlikte avantaj sağlarlar.

Seri bağlama düşük elyaf kayıpları açısından daha uygundur. Bu bağlama şekli

birinci, ikinci ve üçüncü kademeler olarak sıralanır.

Fraksinasyon (elyaf seçme)

Eleme hamur içinde askıdaki çöplerin ayrılması için uygulanır. Prensip olarak

fraksinasyonda elyaf girişi ve rejek çıkışı elemeye benzemekle birlikte, fraksiyon

elyafları uzun ve kısa olarak seçmede yani ayrıştırmada kullanılır. Özellikle esmer

test liner gibi çift katlı kağıtlarda, elyaflar alt ve üst kata farklı uzunluklarda

gönderilir. Genellikle kısa elyaf örtücülüğü ve yüzey düzgünlüğü sağlaması

nedeniyle üste verilir. Oluklu kağıdı üreten çift elekli makinalarda fraksinasyon

vazgeçilmez olarak kullanılmaktadır. Elyaf elemede, eleme oranı % 5-25

arasındayken, fraksinasyonda elyaflar üretim ihtiyacına göre % 30-40 olarak

ayrıştırılır. Fraksinasyon düz eleklerle ve sislindirik sepetlerle yapılır.

Fraksinasyon sonucunda uzun ve kısa elyaflar kısmen birbirlerinden ayrılırlar.

Uzun elyafların içinde kısa elyaflar, kısa elyafların içinde de uzun elyaflar

görülecektir. Bu işlem sadece elyaflarda istenilen zenginleşmeyi sağlayabilir. Ham

maddenin özellikleri, kesafetin durumu, elyafların eleğe giriş açısı seçiciliği

etkiler. Eleme sırasında rejekler arasında uzun elyaflar yoğunluktadır.

Santrifüj temizleme ve siklon temizleyiciler

Santrifüj temizlemede, kağıt kalitesini olumsuz olarak etkileyecek olan, hamur

içindeki askıda bulunan yabancı parçacıklar alınır. Bunlar içinde aşındırıcı kum ve

cam parçaları ile tıkanmaya yol açacak düğümler bulunur. Etkili ayrıştırma

yoğunlukla ilgili olduğundan elyafla benzeşen yabancı maddeler uzaklaştırılamaz.

Santrifüj temizleme diğer temizleme yöntemlerini tamamlayıcı bir işlemdir.

Elemeden farkı, temizlenecek hamuru sıkıştırarak deforme etme olayı yoktur.

Bunlara hidrosiklonlar da denilmektedir.

34

Hidrosiklonlar, her tür ham madde ile çalışılırken kullanılmaktadır. Hamur

hazırlamada çeşitli noktalarda hidrosiklonlardan yararlanılır. Yüksek kesafetli

hidrosiklonlar (%2–%5) pulper çıkışında kullanılmaktadır. Orta kesafetteki

hidrosiklonlar % 2 kesafetle çalışır. Düşük kesafetliler içinse, kesafet aralığı %0.5

ile %1.5 arasındadır. Bu türler hamur hazırlamada yaklaşım bölgesinde

(Approach Flow sisteminde) kullanılmaktadır. Yüksek yoğunluklu yani metal,

cam, kum ve katı diğer parçalar gibi ağır cisimler pulper çıkışında yakalanmaya

çalışılır. Bunların parçacık büyüklükleri 10-100 mm arasındadır. Hafif rejekler

içinse parçacık büyüklükleri 8–20 mm aralığındadır. Bunlar çeşitli plastik

parçaları, straforlar ve yapışkan (wax) birikimleridir.

Şekil 2.25 Hidrosiklon temizleyici

Hidrosiklonlarda parçacıkların ayrılma prensibi hızla hamuru siklon içine

göndermektir. (Şekil 2.25). Bu esnada ağır parçacıklar siklon içinde duvara doğru

fırlatılırken, ağırlıkları nedeniyle dibe doğru giderler. Hamur ise üstten dışarıya

Temiz hamur

Giriş

Sulandırma

Rejek

35

alınır. Tabana doğru olan akış hafif ve ağır rejekleri temiz hamurdan uzaklaştırır.

Siklon içinde santrifuj kuvvet, temiz hamuru üstten alırken, aksiyel kuvvet

rejekleri tabana iterek ayrıştırır.

Hidrosiklon temizleyicilerin verimi aşağıdaki nedenlerle artar:

Küçük çapın yaratacağı santrifüj kuvvetle ve hamur hızıyla verim artar.

(Hamur hızı siklona giriş ve siklondan çıkıştaki basınç farklılığına bağlıdır.)

Düşük kesafet, hamurun yukarıdan uzaklaşmasına yardımcı olur.

Hamurun ve rejeklerin birbirine karışmaması verimi arttırır.

Parçacıkların sudan yoğun olmaları ayrıştırmaya yardımcı olur.

Yoğunluk yanında, parçaların büyüklüğü ayrıştırmayı kolaylaştırır.

Siklonun hidrodinamik yapısı ayrıştırmada önemlidir.

Hidrosiklonların girişinde temiz hamur ve rejeklerin akışları yönüne bağlı olarak

hidrosiklonlar karşı akımlı veya aynı yönlü (Uni flow) temizleyiciler olarak

adlandırılırlar. Şekil 2.26 de her iki akış yönüne göre santrifüj temizleyiciler

görülmektedir.

Şekil 2.26 Santrifüj temizleyicilerin akış yönüne göre çalışması

Karşı akışta ağır cisimlerin temizlenmesinde giriş ve temiz hamur çıkışı yukarıda

rejek çıkışı ise aşağıdadır. Hafif rejekler alınacaksa hamur girişi ve rejek çıkışı

üsttendir. Pararlel akışlılarda, rejeklerle hamur aynı yönden, farklı yerlerden

çıkmaktadır. Genelikle temizleyicilerde giriş, rejek ve temiz hamur çıkışı olarak üç

Rejek

Giriş GirişGirişGiriş

Karşı akışlı Paralel akışlı

Temiz Hamur

Temiz Hamur

Temiz

Hamur

Rejek

RejekRejek

Rejek

Ağır

Temizleyici

Ağır

Temizleyici

Hafif

Temizleyici

Hafif

Temizleyici

36

yol bulunmaktadır. Dört yollu temizleyiciler de bulunmaktadır. (Giriş, temiz

hamur çıkışı, hafif rejek çıkışı ve ağır rejek çıkışı.) Bazı temizleyicilerde ise hava

çıkışını sağlayacak beşinci bir çıkış bulunmaktadır.

Yüksek kesafetli temizleyiciler

Yüksek kesafet temizleyicileri pulperden sonra kullanılırlar. Burada kesafet % 2

ile % 5 hatta % 6 arasındadır. Bunlar çapları ve boyları itibariyle en büyük

temizleyicilerdir. Temizleme kademelerine girmeden önce çapı 1 mm den

yukarıda olan parçacıkların alınması hedeflenir. Parçacık yoğunlukları sudan

oldukça fazladır. Bu parçacıklar tıkanma, sıkışma, aşınma ve diğer türde makina

hasarlarına yol açarlar. Temizleyiciyr girişte kesafet ölçümü sorun olmaktadır.

Çoğunlukla karşı akım prensibiyle çalışırlar. Bazı türlerinde rotor bulunur. Aşağıda

Şekil 2.27 da rotorlu ve rotorsuz tip yüksek kesafet temizleyicileri görülmektedir.

Şekil 2.27 rotorsuz ve rotorlu ağır rejek temizleyicisi

Rejeklerin çıkışı çöp kapanı ile beç usulü yapılır. Sürekli tiplerde son kademede

çöp kapanı bulunur. Bu türlerde rejek sulandırılarak temizlenir. Bu sistem Şekil

2.28 de görülmektedir.

Rotorlu bir temizleyiciRotorsuz bir temizleyici

Çıkış

Çıkış

GirişGiriş

Rejek Rejek

Çöp kapanı

37

Şekil 2.28 Yüksek kesafet temizleme kademeleri

Orta kesafet temizleyicileri

Orta kesafet temizleicileri % 2 kesafetlerde çalışır. Ölçüleri yüksek kesafetli

temizleyicilerden daha küçük ve tek kademeleidir. Diğer temizleyiciler gibi

amaçları kendisinden sonrak ekipmanları korunmaktır.

Düşük kesafet temizleyicileri ve temizleme sistemleri

Düşük kesafet temizleyicilerinde kesafet aralığı % 0,5 ile % 1,5 arasındadır. Çok

küçük çaplı olurlar. Genellikle üç yönlüdürler. Düşük kesafet ve yüksek santrfüj

kuvveti nedeniyle parçacıkları ayırma etkisi fazladır. Diğer yandan fazla enerji

harcanmasına neden olurlar. Rejekleri sürekli olarak atarlar.

Küçük kum parçacıklarını ayırmadaki başarıları nedeniyle pahalı sepetleri olan

eleme ünitelerini aşınmaktan ve sıkışmaktan korurlar. Temizlik sırasında

savurma kuvveti nedeniyle çevredeki kesafet daha fazla olur. Aynı zamanda

parçacıklar da aynı kuvvet tarafından çevreye savrulur.

Yüksek kesafet temizleyicileri

Su girişi Su

girişi

Çöp kapanı

Çöp kapanı

Sedimantasyon tankı

Düşük kesafetli

temizleyici

38

Rejekler nedeniyle çıkış ucunda tıkanma olmaması ve rejeklerle birlikte elyaf

kaybolmaması için, alttan su verilir. Temizleyici tasarımında su verilmesi

nedeniyle, rejekle hamurun karışmaması sağlanır. Şekil 2.29 de rejek atılan koni

ucundaki detaylar görülmektedir.

Şekil 2.29

Düşük yoğunluk temizleyicileri günümüzde tutkal birikintilerin, ve plastik

köpükleri atmak için kullanılırlar. Özellikle tutkal parçacıkları eleme nedeniyle

şekilsiz ve çok küçük topaklar halinde olabilir. Bunların atılabilmesi için tek şart

yoğunluklarının sudan hafif olmasıdır.

Bir temizleme sistemi dörde kadar kademelendirilmiş olabilir. Birinci kademenin

rejekleri sulandırılarak ikinci kademeye verilir. Temiz hamur birinci kademe

girişine geri döner. İkinci kademenin rejekleri üçüncü kademeye gelir. Üçüncü

kademede temizlene hamur ikinci kademeye girer. Üçüncü kademe rejekleri

dördüncü kademeye verilir. Dördüncü kademede temizlenen hamur üçüncü

kademe girişine verilir. Rejekler ise beşinci kademeye gelir. Beşinci kademede

temiz hamur dördüncü kademenin girişine verilir ve rejekler atılır. Bu tür

temizleyici kademelerine kaskat sistemli temizleyici kademeleri denir. (Şekil

2.30).

39

Şekil 2.30 Kaskat sistemde temizleyici kademelerinin dizilişi ve çalışması

Temizleyici elemanları biraraya gelerek paket halinde temizleyici kademelerini

oluşturur. Bağlantılar sistematik hale getirildiği için montaj kolaylığı sağlanır.

Temiz hamur çıkışı ve rejek çıkışı kollektör şekline getirilmiştir. Şekil 2.31 de

böyle bir birinci temizleme kademesi grubu görülmektedir. .

Şekil 2.31 Birinci temizleme kademesi grubu

Giriş ÇıkışBirinci kademe

İkinci

kademe

Üçüncü

kademe

Dördüncü

kademe

Beşinci

kademe

Rejekler

Seyreltme suyu

40

Özel bir tip temizleyicide gövde dönmektedir. Amaç daha yüksek santrifüj kuvveti

elde etmektir. Bu nedenle yoğunluğu bire yaklaşan yapışkanlar da ortamdan

uzaklaştırılabilmektedir.

Öğütme (Refinerde işleme)

Öğütmenin veya elyafları dövmenin amacı, elyaf şeklini kullanıma uygun olacak

şekilde tasarlamaktır. Bunun iki nedeni vardır:

Kağıt üretim sürecini iyileştirmek,

Üretilmiş kağıda istenilen özellikleri kazandırmak.

Örneğin elekte ve preslerde iyi su bırakma özelliği istenir. Ayrıca elekte

formasyonun kaliteli olması arzu edilir. Safihanın dayanımı arttırmak, yaş olan

safihanın elekten prese ve preslerden kurutma grubuna kopmadan geçmesini

sağlar. Kağıt özellikleri arasında dayanımla ilgili bazı tanımlar bulunur. Bunlar

çekme mukavemeti (tensile strength), yırtılma direnci (tear resistance), patlama

mukavemeti (bursting strength), katlama dayanımı (folding strength, folding

endurance), bükülme dayanımı (stiffness, bending resistance, Young’s modulus),

basınç endeksi (bulk modulus), hava geçirgenliği (air permeability), opaklık

(opacity) ve basılabilirliliktir (printability). Öğütme sırasında hamurun, dolayısıyla

kağıdın özellikleri az veya çok etkilenir. Bu nedenle öğütme parametrelerinin

optimizasyonu sağlandığında sağlıklı sonuçlar elde edilecektir.

Öğütme kimyasal selülözlerde son derece önemlidir. Mekanik selülöz ve hurda

kâğıtlarda daha az öneme sahiptir. Hurda kâğıtta öğütme genellikle dayanımı

arttırmak ve düğümleri azaltmaktır.

Öğütmeyle elyafların şekli değişir. Boyları kısalır, enlerinden bölünürler, çökmeler

ve liflenmeler olur. Düşük kesafetlerde öğütme kesafeti % 3 ile % 6 arasındadır.

Yüksek kesafetlerde ise, genellikle hurda kağıtlarda % 30 lara kadar çıkar.

Öğütülecek elyaflar rotor ve stator arasından geçirilirler. Düşük kesafette

öğütmeyi etkileyen parametreler şunlardır:

Elyafların geometrik şekli

41

Öğütmeye harcanan spesifik enerji (Ton elyaf başına harcanan enerji)

Spesifik kenar yükü

Şekil 2.32 de bir öğütücü (refiner) bıçağı görülmektedir. Rotordaki bıçak ile

statordaki bıçak arasındaki açı (kesme açısı=cutting angle), çubukların genişliği

ve keskinliği ve elyaf özelikleri öğütmede ana parametrelerdir. Bıçak aşınmaları

nedeniyle bıçak ağızlarında belli şekillenmeler oluşur.

Şekil 2.32 Bir öğütücü bıçağı parçası

Net öğütüm enerjisi bir ton elyafı öğütmek için harcanan enerjidir. Burada

enerjinin tamamı elyaf üzerinde harcanmaktadır. Refiner yüklüyken çekilen

enerjiden, yüksüzken ve içinden hamur geçerken çekilen enerji çıktıktan sonra

kalan miktara net öğütüm enerjisi denilmektedir. Rotor ve statorun birbirine

yaklaştırılması ile elektrik enerjisi elyafa aktarılır. Spesifik kenar yükü, çekilen

net enerjinin, bir saniyede geçen bıçak ağızları uzunlukları toplamına

bölünmesine denir. Wat-saniye/metre olarak birimlendirilir. Yüksek spesifik kenar

yükü kesmenin olduğunu, düşük değer ise fibrilleşmenin olduğunu ifade eder.

Jordan tip Geniş açılı Dar açılıMotor gücü 263 250 200Yüksüz güç 132 85 35Net öğütüm enerjisi 131 165 165Dönüş hızı 419 360 740Verim % 50 66 82

Toplam bıçak ağzı m/saniye

3000080000

2300044000

30000150000

Spesifik kenar yüküW s/m

4,361,64

7,174.75

5,51,1

Tablo 2.2 Çeşitli öğütücülerde elde edilen bazı veriler

42

Fibrilleşme ile kesmenin mukayese edilmesi durumunda, kesmenin elyaf

dayanımını azaltacağı ortadadır. Bu durum suyun bırakılmasını kolaylaştırır ve

formasyonu iyileştirir. Bu nedenle kısa elyaf yaratmak için öğütmenin dar açılı,

dar enli ve keskin köşeli bıçaklarla yapılması ve yüksek spesifik kenar yükü

alınarak yapılması önerilir. Süzülme değerini arttırmak için (SR; Schopper

Riegler) daha az öğütüm enerjisi gerekmektedir.

Bunun tersine fibrilleştirmek için rotor ve stator bıçalarının açısı daha büyük açılı,

spesifik kenar yükü düşük olmalıdır. Sonuç formasyona ve su geçirimine olumsuz

etki ederken, dayanımlar artmaktadır. Fibrilleştirme türü öğütüm geçirgenliği

arttırmak için daha fazla enerji gerektirir.

Günümüzün düşük kesafetli öğütücüleri çift diskli veya konik öğütücülerdir. Şekil

2.33 de çift diskli öğütücü görülmektedir. Rotorun her iki tarafın da bulunanbıçak

ağızları ile statorun bıçak ağızları karşılıklı çalışırlar. Bıçakların birbirne

yaklaşmasıyla öğütücü yüklenir. Çevresel hız saniyede 25 metredir.

Şekil 2.33 Çift diskli öğütücü

Dişli kovanı

Boşluk ayarı

Eksen üzerinde hareketli rotor Yağlama

Eksenel hareketli

şaft ve rulmanı

GirişÇıkış

43

Şekil 2.34 de silindirik rotor ve statorlu öğütücü görülmektedir. Hamur ortadan

öğütücüye girer. Çıkışa doğru ilerlerken öğütüm gerçekleşir. Öğütme enerjisi

rotor ve stator arasındaki boşluğun ayarlanmasıyla olur. Konik bir ilerleme vardır.

Şekil 2.34 Silindirik bıçaklı öğütücüler

Yüksek kesafetli öğütücülerde (% 30ve üzeri) öğütme elyafların birbirine

sürtünmesiyle sağlanır. Bu nedenle elyafta kesafetin yükseltilmesi gerekir.

Maliyet açısından elyaf kesafetinin yükseltildiği durumlarda öğütme de yapılır.

Yüksek kesafetli öğütme elyaf uzunluklarını bir yere kadar koruyarak, elyafa

yüksek dinamik mukavemet, yüksek uzama ve gözeneklilik kazandırır. Bu tür

öğütme özel refinerlerle veya dik dispergerlerle yapılır. Bu tür çalıştırmada hamur

buharla ısıtılmaz.

Serbestlik (Canada Standard Freeness=CSF, veya Schopper Riegler= SR) değeri

öğütmenin etkisini ölçmek için kullanılan özelliklerdir. Maalesef bu değerler

gerçekten öğütme hakkında kabaca fikir verirler. Aynı CSF veya SR değerinde,

aynı hamur, laboratuarda farklı öğütücülerde işlendiğinde kağıdın özelliklerinin

çok değiştiği görülür. Benzer sonuçlar kağıt makinasında da alınmaktadır. Elyaf

uzunluğunun dağılımı, spesifik yüzey veya elyafların esnekliği öğütme hakkında

daha iyi bilgiler vermektedir.

Hamur

beslemesi

Hamur

çıkışı

Hamur

çıkışıBoşluk

ayarı

Rotor

Stator

44

Şekil 2.35 Laboratuarda elyaf öğütüm ve ölçümü

SR değerini arttırmak için gereken enerji miktarı her 1 değer artışı için 0,5 kw ile

2 kw arasındadır. Bu değer hamur cinsine göre ve öğütme koşullarına göre

değişmektedir. Bazı kağıt fabrikaları laboratuarda refiner kullanırlar. Şekil 2.35)

to check the incoming fiber materials and to elaborate optimum refining

conditions for their individual furnishes.

Flotasyon (Yüzdürme)

Seçici flotasyon

Seçici flotasyon, hamur hazırlama sistemlerinde, kağıt üretim sürecinde iyileşme

sağlanması amacıyla yapılır. İşlemin amacı mürekkepler, yapışkan bant artıkları

(Stickies) kaplama pigmentleri, çeşitli tutkallar gibi kirlilikleri, hamurdan

uzaklaştırmaktır. İşlem sırasında hava kabarcıkları gerektiğinden, ortama hava

verilir.

Hava kabarcıklarının parçacıkları yakalama özelliği vardır. Parçacıklar hava

kabarcıklarına tutunarak yüzeye tırmanırlar. Yüzeyde köpük birikimi olur. Bu

köpük yüzeyden uzaklaştırılır. Flotasyonun amacı, yararlı elyafı tutup, kir

Su

Elyaf

Pulper ve büte Pompa Refiner Örnek alma

45

parçacıklarını ortamdan uzaklaştırmaktır. Bu tür su almayan parçacıklara

hidrofobik (sudan korkan, suyu iten) parçacıklar denir.

Ayrıştırılması beklenen parçacıkların büyüklüğü 10 mm den başlar ve 500 mm ye

kadar sınırlıdır. Mürekkep giderme (Deinking) oluklu hurda artıkları ve gri

kartonlar dışında, beyaz kağıtlarda yaygın olarak kullanılır. Mürekkebin ayrılması

parlaklığı arttırır, kağıda canlılık kazandırır. Diğer kirlilikler alındığında ise, kağıtta

temiz bir görünüm ortaya çıkar. 50 mm ve üstündeki parçacıklar kağıtta

rahatlıkla görülebilir ve kaliteyi düşürür.

Hurda kağıt karışımının cinsine ve kağıt spesifikasyonuna bağlı olarak, birden üçe

kadar flotasyon ünitesi kullanılabilir. Mürekkebin giderilebilmesi hurda kağıt

karışımına, işletmede kullanılan suyun sertliğine ve kağıttan beklentiye bağlı

olarak değişir. Fabrika koşullarını optimumda tutabilmek için, aynı koşulların

oluşturulduğu laboratuar türü bir flotasyon ünitesi üzerinde denemeler yapılır. İyi

bir mürekkep giderme için, üretim sırasında bazı ortam koşullarının sağlanması

gerekir:

Parçacıklar ortamda rahatça hareket edebilmelidir. Böylece elyaflardan

kolayca ayrılabilirler.

Parçacıkların şekli ve büyüklüğü yüzmeye müsait olmalıdır. Bunun anlamı

büyük parçacıkların yüzebilmeleri için küçültülmeleri, çok küçük parcacıkların

bir araya toplanmaları ve düz levha gibi olanların hacimi hale gelmesi gerekir.

Parçacıklar hidrofobik özellikte, sudan etkilenmeyecek türde olmalıdır, değilse

ortama bir miktar yüzey aktif maddeler (surfactants) katılarak parçacıkların

yüzeyi kaplanmalıdır.

Hava kabarcıklarının hareketi serbest olmalıdır. Bunun için kesafetin düşük

olması gerekir.

Hava kabarcıklarının çapı 1 mm civarında ve yeterli sayıda olmalıdır. Düzgün

dağılım için karıştırma da yapılmalıdır.

Öteden beri çok çeşitli flotasyon üniteleri kullanılmıştır. Tüm ünitelerde hava

kabarcıkları üretilir ve üstte biriken parçacıklar yönünden zengin köpükler

ortamdan alınır.

46

Hava kabarcıklarının üretimi: Hava kabarcıkları yaratmanın yolu, havayı

gözenekli sinterlenmiş bir metal veya seramikten geçirmektir. Hava

kabarcıklarının büyüklüğü, hamurun yüzey gerilimine, verilen havanın

hacimsel miktarına, hava enjektörlerine ve hamurun hareketine bağlıdır.

Hareketli karıştırıcısı olan dinamik karıştırıcılarla birlikte basınçlı hava

uygulanır. Sabit karıştırıcı uygulamasında kabarcık büyüklüğü hamurun

özelliğine bağlı olarak değişkenlik gösterir. Toplam hava akışının, toplam

hamur akışı oranına bağıl hava yükü denir. Bağıl hava yükü genellikle %

300 dür ve özel durumlarda % 1000 e çıkar.

Hava kabarcıklarıyla parçacıkların çarpışması: Çarpışma parçacıklarla

hava kabarcıklarının buluşabilme olasılığına bağlıdır. Ortamın geçirgenliği

buluşmayı hızlandırır. Hareketli karıştırıcılar kullanılarak çarpışma olasılığı

çabuklaştırılır. Sabit karıştırıcılarda kabarcıklarla, parçacıkların o anda

ortamda bulunmaları gerekir. Güçlü karıştırma yüksek buluşma olasılığı

demektir.

Parçacıklarla zenginleşen hava kabarcıklarının yüzeye taşınması:

Parçacıkla hava kabarcığı buluştuğunda, birbirlerinden ayrılmamaları

sağlanmalıdır. Ayrılma tıpkı buluşma gibi türbülanslı ortamda gerçekleşir. Bu

nedenle buluşma sonrası kabarcığın yüzeye çıkış mesafesinin mümkün olduğu

kadar kısa ve hareketsiz tutulması gerekir. Öte yandan hamurun yüksekliği

avantajdır. Bir kez su yüzeyinde elyaflı köpük oluşturulduktan sonra, bu

tabakanın hareket ettirilmemesi yani dağılmaması gerekir.

Köpüğün uzaklaştırılması: Köpük serbest olarak taşkanla bir savaktan

alınır. Bu arada bir süpürücü köpükleri almaya yardımcı olur. Bazı

tasarımlarda köpükler emilerek alınır. Genellikle basınç farklılığından

yararlanılır. Basınçlı iç bölgeden vakumlu dış bölgeye doğru köpük akışı

sağlanır.

Hücre yapısı: Hücre yapısı genellikle açık tiptir. Kapalı tip olanlar bu günlerde

çevresel nedenlerle yaygınlaşmaktadır. Kapalı tiplerde düşük bir basınç veya

vakum bulunur. Bir ünite çeşitli hücrelerden oluşmaktadır. Birinden çıkan

elyaflı su diğerine girerek seri dolaşır. Bu aşamalarda da çeşitlilikler

sağlanmıştır. Dikey veya yatay hücre grupları, birbirlerine bağlanmıştır. Özel

bir tipinde düşey siklon modeli yapılmış ve kabarcıklar santrifüj kuvvetle

merkeze doğru yönlendirilmiştir.

47

Şekil 2.36 den 2.41 a kadar olan resimlerde şematik olarak farklı tipte ve

markada flotasyon üniteleri görülmektedir. Aşağıda Şekil 2.36 ve 2.37 da kapalı

ve basınçlı bir ünite görülmektedir.

Şekil 2.36 ve 2.37 Kadant-Lamort tipi flotasyon ünitesi

Bu tiplerde 3 ile 5 hücre üstüste yerleşmiştir. Hareket en üstten aşağı doğrudur.

Üsttekinden çıkan hamur alttakine geçer. Havalandırma sabit tip karıştırıcılarla

olur. Hava aşağıdan yukarıya doğru yükselir ve köpük basınçla borulardan

dışarıya atılır. Bir rejek vanası rejek oranını kontrol etmek için kullanılır.

Şekil 2.38 ve 2.39 da yatayda sıralanmış hücrelerden oluşan bir grup flotasyon

ünitesi görülmektedir. Hava dağıtıcı motor, hava temini ve dağıtımında kullanılır.

Hücrenin iç ve dış bölmeleri arasında basınç farklılığı, askıdaki köpüğü diğer

hücreye iter. Köpük bir savaktan rejek kanalına atılır.

Şekil 2.38 ve Şekil 2.39 Metso Flotasyon ünitesi

48

Şekil 2.40 da ve 2.41 de oval bir hücre yapısı görülmektedir. Her hücrede hava

girişi bağımsızdır. Sabit karıştırıcılar bulunur. Köpük tabakası bir savaktan

alınarak ortak bir kanala verilir. Köpük içinde atık parçacıklar yanında, dolgu

malzemeleri, kısa ve ölü elyaflar bulunur. Değerli olan elyafın kaybı minimuma

indirilmelidir. Rejeklerin azaltılması, parlaklık ve temizlik üzerinde olumsuzluk ve

kalite bozukluğu yaratır. Bu nedenle ikinci bir flotasyona gerek olabilir.

Şekil 2.40 ve Şekil 2.41 Voith Flotasyon ünitesi

Rejek içinde çok miktarda hava bulunur. Havanın alınmaması ikinci flotasyon

ünitesinin çalışmasını olumsuz etkiler. Havanın alınması mekanik köpük kırıcılarla

yapılır. Flotasyon üniteleri % 0,8 ile % 1,5 kesafetlerde çalışırlar. Hamur sıcaklığı

40–70 °C arsındadır ve hafif baziktir (pH 7–9). Su sertliği ise 5–30 °dH.

(°dH=alman sertliği, 1 °dH bir litre suda 10 mg CaCO3 demektir)

Selektif olmayan flotasyon (Dissolved Air Flotation, DAF)

Bu tür flotasyon sistemleri suyun katı parçacıklardan temizlenmesinde kullanılır.

Amaç suyun içinde bulunan ve mekanik olarak alınamayan ve istenmeyen

parçacıkların alınmasıdır. Kül, yapışkanlar, ölü elyaflar ve her tür öğütüm artıkları

bu yolla sudan ayrıştırılır. Bu tür unsurlar su kalitesini ve dolayısıyla üretim

kalitesini bozarlar. Flotasyon üitesinde parçacıkları yakalamak için hava

kabarcıkları kullanır. Bunun için temizlenecek su, basınçtan kurtarılmış hava ile

doyurulur. Bu nedenle ünite, çözülmüş havalı Flotasyon (DAF) adını almıştır.

49

Bu ünitelerde yapılan işlemler çeşitli basmaklara ayrılır:

Topaklaşmanın sağlanması: Katyonik polimerler, topaklaşma (floklaşma,

flocculation) sağladıklarından, topaklaştırıcı (Flokülant, flocculant) adını alır.

Katyonik reçine temizlenecek suya ilave edilir. Küçük parçacıklar bir araya

gelerek topaklaşırlar. Bunun yanında suda çözünmüş askıda parçacıklar

olarak, anyonik atıklar da (anionic trash) bulunur. Topaklaştırıcı yanında

pıhtılaştırıcı (coagulants) kullanılarak, bu tür çözünmüş maddelerin

pıhtılaşarak topakların içine girmesi sağlanır.

Kabarcık oluşumu: Önce bir tank içinde bir miktar işlenecek suyun 7 bar

basınçlı havaya doyması sağlanır. Havanın çözülme miktarı basınca bağlıdır.

Sıcaklık arttıkça çözünme azalır. Çözünmeyen havanın olumsuz etkisi olur.

Suyun basınçtan kurtulmasıyla su içinde çok küçük ve düzenli hava

kabarcıkları oluşur.

Yüzdürme (Flotation): Havayla zenginleşen az miktardaki temizlenecek su

ana su akıntısının içine verilerek flotasyon tankına gönderilir. Hava

kabarcıkları topaklanmaya neden olarak yüzmeye başlarlar. Tankın veya

havuzun yüzeyinde topaklar birikirler. Topakların çözülmemesi için hareketler

son derece tavaş olur.

Balçığın alınması, temizlenmiş su çıkışı: Şekillenen ve dengeye gelen

yüzeydeki köpüklü balçık, döner kepçeyle ortamdan alınır. Temizlenen su

tankın altından uzaklaştırılır.

Temizliğin yapıldığı tank oldkça büyüktür. Genellikle dairesel kesitli olmasına

rağmen dikdörtgen tanklar da mevcuttur. Metal veya beton tanklar olabilir.

Tasarım mevcut alana, ünitenin süreçteki yeriyle ve suyun kalitesi ve miktarıyla

ilgilidir.

Şekil 2.42 ve 2.43 dairesel kesitli DAF ünitelerini göstermektedir. Havayla

zenginleşen atık su üstten ve ortadan havuza verilir. Döner kepçe balçığı sıyırır

ve deşarja gönderir. Temizlenmiş su alttan alınır. Tank çapları 25 metreye

kadardır ve kapasiteleri saatte 2500 m³ ü işleyecek durumdadır.

50

Şekil 2.42 ve Şekil 2.43 Flotasyon ünitesi (Meri Entsorgungstechnik).

Hurda kağıtlarda ağartma (Bleaching)

Hamur hazırlama ünitesinde ağartmanın amacı elyafın optik özelliklerinin

iyileştirilmesidir. Hamurun canlılığı veya parlaklığı (brightness) arttırılırken

renklerdeki ton farklılıkları azaltılarak düzenli dağılım sağlanır. İki tür ağartma

işlemi yapılmaktadır:

Oksitleyerek ağartma: Hidrojen peroksitle yapılan ağartma,

İndirgeyerek ağartma: Sodyum dithionite (sodium hydrosulfite) veya FAS

(formamidine sulfinic acid) ile yapılan ağartma.

Her iki yöntemde de kimyasal reaksiyon söz konusu olduğundan kullanılan

kimyasalın tipi, miktarı, hamurun pH değeri, sıcaklığı ve işlem süresi (retention

time) önemlidir. İhtiyaca göre her iki yöntemin birleştiği sistemler bulunabilir.

Kullanılan kimyasalar kağıttaki istenilen özelliğe bağlı olarak seçilir.

Peroksitle ağartmada kostik (NaOH) veya sodyum silikat ve bazen yüksek

sıcaklıkta bağlayıcılar (chelating agents) kullanılır. Kostik ve peroksitin dozajı

sararmayı önleyecek düzeyde olmalıdır. Bu en ekonomik ağartmayı sağlar. Bu tür

ağartma yüksek kesafetlerde (% 30) daha etkilidir. Bir disperger kullanılması

durumunda, ağartıcılar hamura burada verilerek etkinlik sağlanır. Verilecek

dozajlar peroksit için % 1 ile % 2 yeterlidir. Hamur buradan ağartma kulesine

gönderilir. İşlem süresi 30 dakika ile 90 dakika arasında sürer. Ortam sıcaklığı 60

ile 90 °C arasındadır. Hamurun pH değeri 10 – 11 arsındadır. Kazanılan parlaklık

51

% 2 ile % 11 (ISO) civarındadır. Bu değerler ham maddeye ve ortam koşullarına

bağlıdır. Şekil 2.44 de bir ağartma sistemi görülmektedir.

Şekil 2.44 Peroksitli ağartma sistemi

Ekonomik olarak indirgeyici ağartma yapmanın yolu hamurun oksijensiz

olmasıdır. Çünkü sodyum hidrosülfit havanın oksijenine hassastır. Bu nedenle

hamurun havasının alınması gerekir. Kesafet % 10 ile % 15 arasında olmalıdır.

FAS oksijene daha az hassas bir madde olduğundan kesafet % 30 olabilir. FAS ın

karıştırılması için dispergere ihtiyaç bulunur. En iyi sonuç dispergerde basınç

altında 120 °C de alınır.

Her iki kimyasalda pompa girişine verilerek karışım sağlanır. Dozaj miktarı % 0.4

ile % 1.0 (dithionite) arasındadır. FAS kullanımında dozaj % 0.2 ile % 0.6

arasındadır. İndirgeme yöntemi, oksitleme yöntemine göre daha hızlı olur. Bu

nedenle daha küçük ekipman gerektirmektedir. Reaksiyon süresi 15 ile 60 dakika

arasındadır. Ortam sıcaklığı 60 °C - 95 °C, pH değeri 6.5 to 7.5 (dithionite) ve

10.0 - 10.5 (FAS) arasındadır. Şekil 2.45 de indirgeme yöntemi kullanan ağartma

sistemi görülmektedir.

Dengeleme

helezonu

Disperger

Ağartma kimyasalları

Buhar Yüksek kesafet ağartma kulesi

Vidalı pres

Şekil 2.45 İndirgeme

Yıkama

Yıkama, hamur hazırlama ünitesinde elyaftan çözünebilir ve kağıt üretimini

olumsuz etkileyecek diğer katı maddeleri

askıda kalan katı maddeler arasında

Çözünmüş maddeler, COD değerlerini

Bunların yanında ölü elyaflar, katı parçacıklar, kaplama maddeleri, mürekkepler,

mikro yapışkanlar ve dolgu maddeleri de diğer katı parçacıklar

Devletlerde yıkama yoluyla mürekkep parçacıklarını

uygulamadır. Yıkama bir tür filtre etme ve kesafeti arttırma işlemidir. Yıkanarak

alınanan parçacıklar 30 mm den küçüktür. Parçacıklar küçüldükçe yıkamanın

etkisi artar. Yıkama girişinde kesafeti düşürülür ve çıkışta yükseltilir.

teorik temizlik miktarı çıkan

pratikte elde edilemez.

Yıkanacak hamur miktarı, hamur üzerinde yapılacak diğer işlemler ve üretilecek

kağıdın özellikleri yıkama ünitesinin kullanımını ve türünü belirler.

temizlenmesi için seçici olmayan bir flotasyon ünitesine ihtiyaç bulunur. Bunun

anlamı yüksek miktarda kayıp ol

elek dönüşüne sahip diskli teksif eleğidir. Sabit filtreli, eğimli elekli, fıski

Disk filtre

Ağartma kimyasalları

İndirgeme yöntemi kullanan bir ağartma tesisi

hamur hazırlama ünitesinde elyaftan çözünebilir ve kağıt üretimini

diğer katı maddeleri ayırmak için uygulanır.

maddeler arasında, organik ve inorganik maddeler bulunur.

COD değerlerini etkileyen maddelerle, anyonik atıklardır.

Bunların yanında ölü elyaflar, katı parçacıklar, kaplama maddeleri, mürekkepler,

mikro yapışkanlar ve dolgu maddeleri de diğer katı parçacıklar

Devletlerde yıkama yoluyla mürekkep parçacıklarını temizleme yaygın bir

uygulamadır. Yıkama bir tür filtre etme ve kesafeti arttırma işlemidir. Yıkanarak

parçacıklar 30 mm den küçüktür. Parçacıklar küçüldükçe yıkamanın

etkisi artar. Yıkama girişinde kesafeti düşürülür ve çıkışta yükseltilir.

çıkan fitratın giren hamura oranıyla bulunur. Bu rakam

Yıkanacak hamur miktarı, hamur üzerinde yapılacak diğer işlemler ve üretilecek

kağıdın özellikleri yıkama ünitesinin kullanımını ve türünü belirler.

temizlenmesi için seçici olmayan bir flotasyon ünitesine ihtiyaç bulunur. Bunun

anlamı yüksek miktarda kayıp oluşması demektir. Yıkama makinası bir tür yüksek

elek dönüşüne sahip diskli teksif eleğidir. Sabit filtreli, eğimli elekli, fıski

Borutank ve

orta kesafet

pompası

Kule tip büteAğartma kulesiAğartma kimyasalları

52

ağartma tesisi

hamur hazırlama ünitesinde elyaftan çözünebilir ve kağıt üretimini

ayırmak için uygulanır. Çözünmüş ve

organik ve inorganik maddeler bulunur.

anyonik atıklardır.

Bunların yanında ölü elyaflar, katı parçacıklar, kaplama maddeleri, mürekkepler,

bulunur. Birleşik

temizleme yaygın bir

uygulamadır. Yıkama bir tür filtre etme ve kesafeti arttırma işlemidir. Yıkanarak

parçacıklar 30 mm den küçüktür. Parçacıklar küçüldükçe yıkamanın

etkisi artar. Yıkama girişinde kesafeti düşürülür ve çıkışta yükseltilir. Maksimum

giren hamura oranıyla bulunur. Bu rakam

Yıkanacak hamur miktarı, hamur üzerinde yapılacak diğer işlemler ve üretilecek

kağıdın özellikleri yıkama ünitesinin kullanımını ve türünü belirler. Çıkan filtratın

temizlenmesi için seçici olmayan bir flotasyon ünitesine ihtiyaç bulunur. Bunun

şması demektir. Yıkama makinası bir tür yüksek

elek dönüşüne sahip diskli teksif eleğidir. Sabit filtreli, eğimli elekli, fıskiyeli ve

Kule tip büte

53

basınçlı elek türünde yıkayıcılar bulunmaktadır. Diskli teksif eleklerine ait bir

örnek Şekil 2.46 da görülmektedir.

Şekil 2.46 Bir diskli ikiz yıkayıcı

Bu ikiz yıkayıcıda, her iki diske giriş, ayrı ayrı ve merkez valsle elek arasınadır.

Filtrat ve yıkanmış hamur ayrılarak uzaklaştırılır. Bu tür makinalar 350 ile 1000

metre hızda çlışır. Hamur elekle sıkılarak suyu alınır. Giriş kesafeti % 0,7 ile %

1,5 arasında olabilir. Çıkışta kesafet %5 ile % 10 arasında bir değere yükselir.

Yıkama etkisi safiha kalınlığına bağlı olarak değişir. Gramaj yükseldikçe yıkama

etkisi azalır. Filtrat içindeki kül ve toz elyaf da gramaja bağlı olarak değişir.

Büyük parçacıklar daha çok tutunuma sahiptir.

Teksif ve hamurdan suyun alınması

Teksifle ilgili işlemlerde hamurun içindeki suyun ve bu suyla birlikte erimiş katkı

maddelerinin alınması sağlanır. Suyun alınmasının teknolojik ve ekonomik

nedenleri vardır. Bunların başlıcaları şunlardır:

Hamurdan kimyasal maddeler, kirlilikler ve sıcaklık alınmış olur.

Hamurun kesafeti başka işlemler için istenilen düzeye getirilir.

Atık su veya elek altı suyundan elyaf kazanılır.

Giriş Merkez valsi Regüle valsi Gergi valsi

Tahrik valsi Fitrat çıkışı Merkez valsi

Vidalı kriko

Giriş

54

Yaş elyaf tabakaları oluşturmak (yaş elyafın nakli için) veya rejeklerin suyunu

almak için kesafet arttırırlır.

Su alma işlemi bir tür filtreleme işlemidir. Burada kesafeti yükseltilmiş hamurla

kesafeti çok düşük elyaflı su (filtrat) birbirinden ayrışır. Filtre işleminin başında

katı maddelerin tutunumu son derece düşükken kesafet arttırğında tutunum

artar. Tersine, filtrat içindeki katı parçacıklar ise azalır. Su alma işleminde hedef

filtratın sıfır kesafete düşürülmesidir. Pratikte bu mümkün olmaz. Dolaysıyla

tutunma tam olarak gerçekleşmez. Yıkamada katı parçacıklar ortamdan alındığı

için teksif işlemine göre avantajlıdır.

Suyun hamurdan alınması için çeşitli tipte makinalar kullanılmaktadır. Bunlardan

başlıcaları döner teksif elekleri, belt filtreler, ikiz elekler (twinwire), disk filtreler,

vidalı presler ve eğimli eleklerdir. Bunlar birbirlerinden çeşitli yönlerde farklı

sistemlerdir:

Suyu alabilmek için kullanılan kuvvetler birbirinden farklıdır. Yer çekimi

kuvveti, vakum etkisi, eğimli bir yüzeye elek tarafından baskı uygulanması,

mekanik baskı uygulama gibi yöntemler kullanılır. Giriş kesafeti % 0.5% dan

% 3.5 a kadar değişir.

Çıkış kesafetinden beklenen değerler % 3 kesafetten başlayarak % 30

kesafetlere kadar çıkar.

Filtratın kesafeti ppm derecesinde düşük ve yüzde ile ifade edilemeyecek

kadar azdır.

Makina seçiminde teknolojik ve ekonomik beklentiler ön planda tutulur.

Döner tamburlu teksif elekleri

Döner tamburlu teksif eleklerinde açık bir perfore silindir üzerine ince gözenekli

bir elek takılmıştır. Bu parça hamur içinde dönerek suyun ayrılmasını sağlar.

Şekil 4.47 da bu tür teksif eleğinin iki farklı tipi görülmektedir.

55

Şekil 2.47

Besleme kesafeti % 0.5 ile % 2.5 arasındadır. Tamburun dönüşüyle elek üzerinde

bir tabaka oluşur. Suyun alınmasını kontrol etmenin yolu elek dışındaki hamurla,

elek içindeki filtrat arasında seviye oluşturmaktır. Oluşan seviye basınç farklılığı

yaratır. Artan basınç farklılığı kesafeti arttırır. Şekil 2.47 (a) da düşük kesafetli bir

teksif eleği görülmektedir. Bu durumda kesafet % 3 ile % 4 arasındadır. Kesafeti

yükselen hamur bir oluktan alınır. Daha yüksek kesafetlere çıkmak için (% 5–

%6) tambur üzerine bir pres valsi oturtulmuştur. Bu tiplerde suyunu kaybeden

hamur raspa ile valsten sıyrılır. Filtrat ise eleğin içindeki bir borudan aşağıya

akar.

Belt Filtreler ve ikiz presler

Buradaki temel mantık, süzülecek hamurun yatay dönen bir elek üzerine

beslenmesidir. Suyun alınması ya yer çekimi ile, ya da, elek altından yapılan

vakumla sağlanır. Bu türlere belt filtre denir. Suyun alınması hamuru üstten

kapatan ikinci bir elekle (ikiz elek) arttırılabilir. En yüksek kesafet ise, ikiz eleğin

Hamur

girişi

Filtrat çıkışı

(a)

Filtrat çıkışı

(b)

Hamur

girişi

Hamur

çıkışı

Hamur

girişi

Hamur

girişi

56

yanında birden fazla pres nipi oluşturularak sağlanır. Şekil 2.48 de böyle bir

uygulama görülmektedir. Bunlara da ikiz elekli presler denilir. İkiz elekli presler

de iki eleğin yanında presleme için baskısı bulunur. Bu türlerde vakum

uygulamasıyla % 25 ile % 50 arasında kesafet yakalamak mümkündür.

Şekil. 2.48 İkiz elekli pres ünitesi

Diskli teksif elekleri

Bunlarda delikli bir disk üzerine ve altına elek geçirilmiştir. Çeşitli sayıda diskler

birbiri ardına eşit aralıklarla yerleştirilmiştir. Ekipmanın uzunluğu 12 metreye

kadar çıkar. Elek çapları ise 3.0–5.5 m kadar olabilir. Diskler yarıya kadar

hamurla doludur. Suyu hamurdan ayıran kuvvet hamurun ve filtratın seviyesidir.

Diskler dakikada 5-20 metre çevresel hızda dönerler. Bu esnada disk

yüzeylerinde hamur tabakası oluşur ve ağırlıklarıyla geriye düşerler. Şekil 2.49

de böyle bir diskli teksif eleği görülmektedir.

Kesafeti yükselen hamurlar bir savaktan alınarak toplanır. Filtrat ise merkezde

bulunan içi boş şaft aracılığıyla uzaklaştırılır.

57

Şekil 2.49 Diskli teksif eleği

Disk Filtreler

Disk filtrelerle diskli teksif elekleri birbirlerine çok benzerler aralarındaki farklar

bunlara vakum uygulanması ve kullanım amaçlarıdır. Bu tür filtreler su

devrelerinde, elek altı suyunu temizlemek ve pulper sonrası kesafeti arttırmak

için kullanılır. Giriş kesafetleri % 0.5–% 1.3 arasıda değişirken çıkış kesafetleri

%12– %18 e kadar çıkar. Filtre diskleri diskli teksif eleklerine benzer. Disk filtre

dönerken yüzeyde oluşan elyaf tabakası, hem filtratla hamur arasındaki basınç

farklılığı, hem de vakumla ayakta kalır. Özellikle vakum nedeniyle tabaka yerinde

kalır. Bu sayede hamurdan su alma işlemi devam eder. Kalınlaşan hamur

tabakası diskin üstüne monte edilmiş fıskiyelerle disklerin arasındaki konveyöre

oluklardan düşürülür. Daha sonra disk yüzeyleri fıskiyelerle temizlenir ve yeniden

hamura dalmaya hazır hale getirirlir. Başlangıçta filtreleme yer çekimi kuvvetiyle

olur. Filtrat kesafeti hamur tabakası tam oluşmadığından oldukça bulanıktır.

Hamur tabakası oluşup kalınlaştıkça kesafet azalır. Filtrat ayrıldıktan sonra iki

yolu takip eder. Temiz olan kısım filtre temizliğinde fıskiyelerde kullanılır. Bazen

üçüncü bir yolla daha temiz olan filtrat alınır. Şekil 2.50 da böyle bir filtrenin iç

yapısı görülmektedir.

58

Şekil 2.50 Disk filtrenin iç yapısı

Vidalı presler

Vidalı preslerde bir gövde, perfore bir elek ve döner konik bir vida bulunur. (Şekil

2.51)

Şekil 2.51 Vidalı Presin iç görünüşü

Çıkış Bölgesi

Kurutma

Bölgesi

Osilatörlü

Fıskiyeler

Bulanık

filtrat

Bölgesi

Temiz

Filtrat

Bölgesi

Bulanık

Filtrat

Temiz

Filtrat

Kesif

hamur

çıkışı

Hamur

girişi

Giriş Süzülme bölgesi

Elek sepeti

Filtrat

VidaÇıkış

59

Hamur vida tarafından ileriye doğru itilir. Elek ve vida konik yapıdadır. Vida

şaftında da bu koniklik görülür. İtme hareketi hamurun sıkışmasına neden olur.

Elekle gövde arasında bir boşluk bulunur. Sıkışma hamurdaki suyun elekten

gövdedeki boşluğa süzülmesine neden olur. Yüksek kesafetli hamur vidanın uç

tarafından alınır. Fitrat ise elekle gövde arasından alınır. Bu türlerde filtrat

kesafeti oldukça yüksektir. Bu nedenle hamurdan su alınmasında kullanılabilecek

kaba bir ayırma özelliğine sahiptir. Genellikle atıkların suyunun alınmasında

kullanılır.

Elyafları dağıtma (Dispergerler ve Dispersiyon)

Harman yapısına ve üründen beklentiye göre hamurun dağıtılmasındaki amaçlar

aşağıda verilmektedir:

Hamur içindeki kirlilikleri gözle farkedilemeyecek kadar küçültmek,

Yapışkanların (stickies) büyüklüğünü azaltmak,

Hurda kağıttaki kaplama ve tutkal parçacıklarını elyaftan sökmek,

Parfinlerin (wax) dağılmasını sağlamak,

Mürekkep parçacıklarını elyaftan ayırmak,

Elyaf kümelenmelerini dağıtmak

Hamuru mekanik ve kimyasal olarak işlemek,

Hamura ağartma kimyasalları vermek,

Hamurdaki mikro organizmaları öldürmek.

Elyafları ve kirliklikleri dağıtma ihtiyacı sadece hurda kağıt işlenirken ortaya çıkar.

Üretim kademesi olarak, kesafetin arttırıldığı (%25 - %35) bir bölgeye disperger

kurulur. Ağartma için kimyasalların verilmesi dispergerde başlar. Üründen

yüksek kalite beklendiğinde, iki disperger kullanılır.

Hamur içindeki kirliliklere ve elyaf kümelerine yüksek kesme kuvveti uygulayarak

dağılmalarını sağlar. Kesme kuvvetinin, Hamurdaki tüm parçaları birbirine

bağlayan kuvvetin üstüne çıkması istenir. Bu nedenle hamur kesafeti % 24 ile %

30 arasında tutularak, kesme kuvvetinin hamura daha fazla geçmesi sağlanır.

Hamurun ısıtılması kirliklerin ve elyafların bağlarını gevşemesini kolaylaştırır.

Şekil 2.52 de komple bir dispersiyon ünitesi görülmektedir.

60

Şekil 2.52 Disperger ünitesi (Voith)

İyi bir dispersiyon sisteminde üç işlem aşaması bulunur:

Kesafetin % 4 lerden % 22-35 arasına çıkarılması,

Hamurun sıcaklığının 90 °C ile 130 °C lere çıkarılaması,

Hamura dağıtma kuvveti uygulanması.

Hamurun içindeki su, vidalı presle veya ikiz elekli presle alınır. Gerekli hamur

sıcaklığı doğrudan hamura buhar verilerek yapılır. Bunun için, ya bir helezon, ya

da doğrudan dispergerin kendisi kullanılır. Yüksek hızlı dispergerler disk tipi

(Şekil 2.53) ve düşük hızlılar ise hamur yoğurucusu (Şekil 2.54) şeklindedir.

Şekil 2.53 Disk disperger

Vidalı pres

Disperger

Dengeleme

helezonuBuhar

61

Şekil 2.54 Yoğurucu disperger

Disk disperger bıçakları genellikle dişli yapıdadır. Şekil 2.55 de dişli yapıda bir

disperger bıçağı görülmektedir.

Şekil 2.55 Disk disperger bıçak dişleri

Rotor ve stator dişleri birbirlerinden 1 mm veya daha az aralıklıdır. Çevresel hız

saniyede 50 ile 100 metre arasındadır. Ton elyaf başına gereken spesifik enerji

saatte 50-80 Kw arasındadır. Nadiren 150 kw a çıkar. Disk dispergerler elyafların

62

serbest kalması için yüksek sıcaklıklarda çalışırlar. Ayrıca kesafet arttırılarak

elyafların ve parçacıkların daha iyi dağıtılması sağlanır.

Yoğurucu tip disperger bıçak dişleri, disk disperger bıçak dişlerine göre çok

kabadır. Rotor ile stator arasında 10 mm boşluk bulunur. Çevresel hız saniyede

5 ile15 metre arasındadır. Tasarım açısından bir veye 2 şaftlı olanları bulunur.

Yoğurucu tip dispergerlerde tüketilen enerji ton başına saatte 30 kw ile 80 kW

arasında değişir. Özel durumlarda 120 kw a çıkar. Bu tip elyaf dağıtıcılar düşük

sıcaklıklarda çalışabilirler.

Yoğurucu tip dispergerlerde enerji dispergere verilen hamur miktarıyla yani giriş

kesafetiyle değiştirilebilir. Disk dispergerlerde ise tüketilecek enerji miktar, disk

öğütücülerde olduğu gibi rotorla stator arasındaki boşluğun değiştirilmesiyle

ayarlanabilir. Her iki dispergerin mukayese edilmesi durumunda, aralarında bazı

farklılıklar görülecektir:

Disk dispergerler yapışkan (stickies) maddelerin ve kirliliklerin dağıtılmasında

avantaj sağlarlar.

Yoğurucu tür dispergerler yüksek gözeneklilik ve hacim istendiğinde öncelikle

kullanılırlar.

Karıştırma ve depolama

Karıştırma, hamur içindeki tüm unsurların karıştırma etkisiyle düzgün olarak

dağılmasını sağlar. Bir büte içinde karıştırma yapılırken, tüm hacmin sürekli

olarak karışması istenir. Bu nedenle karıştırmaya harcanacak enerji miktarı

oldukça yüksektir.

Bütelerde karıştırma işi, genellikle hamur kesafetinin % 3-% 5 arasında olduğu

durumlarda yapılır. En az enerji kullanımı ile en iyi karıştırmanın sağlanması için,

büte çapının yüksekliğe oranı 1:1 veya 1:1,6 arasında olmalıdır. Hamur

karıştırıcıları gemi pervanelerine benzerler. Şekil 2.55 de böyle bir hamur

karıştırıcısı görülmektedir.

63

Şekil 2.55 Karıştırıcı örnekleri ve büteye yandan montajı

Spesifik enerji miktarı hamurun bir metre kübü için 0,2 kw dan başlar ve 0,5 kw

a kadar çıkar. Enerji tüketimini tayin eden faktörler bütenin büyüklüğü,

geometrik yapısı, hamurun cinsi ve kesafettir. Depolama sırasında hamur

karıştırılmazsa elyaf ve su birbirinden ayrılarak faz oluştururlar. Bu durumdan

kaçınılmalıdır. Hamurun farklı bölgelerini, aralıklarla karıştırmak topaklaşmayı

önlemek için yeterli olmaktadır. Böylece enerji tasarrufu sağlanmış olur.

Düşey karıştırıcılarda çeşitli seviyelerde, birden fazla pervane bulunabilir. Çok

büyük çaplı bütelerde karıştırıcı bir elips çizerek hareket eder. Enerji talebi bir

metreküp hamur için 0,02 kw ile 0,1 kw arasındadır. Büyük kule bütelerde taban

kısmında çap daralması olur. Şekil 2.56(a) da kule tipi hamur büteleri

görülmektedir. Sadece alt bölgedeki hamur karıştırılır. Bu durumda hamur

kesafeti daha yüksek olabilir (% 10 ve üzeri). Burada hamurun sürekli

kullanılıyor olması yani aşağı doğru ilelemesi gerekir. Çıkışa doğru hamur

inceltilerek pompayla basılabilecek hale getirilir. Bu durumda hamurun faz

yapması önlenmiş olur. Küçük ve orta boy bütelerde kullanılan hareketli bir

karıştırıcı ve büte içindeki görünüşü Şekil 2.56 (b) de verilmektedir.

64

Şekil 2.56 (a) Konik tabanlı bir büte ve karıştırıcısı

Şekil 2.56 (b) Hareketli bir dikey karıştırıcı ve hamurun hareketi

65

Hamur hazırlamaya bütün bir sistem olarak bakış

Hamur hazırlama bölümünün amacı, ham maddeyi, kağıt makinasının, ürünün ve

nihayetinde müşterinin taleplerine uygun hale getirmek için değiştirmektir. Ham

madde selülöz ve hurda kağıtlar gibi çeşitli kaynaklardan elde edilir. Günümüzde

en büyük kaynak hurda kağıtlar olmaktadır. Hurda kağıt, çeşitli türlere göre

ayrılırken bir miktar da yabancı maddelerden temizlenir. Bu nedenle üretim

süreçleri ham madde kaynağının yapısı göz önüne alınarak tasarlanır.

Selülözden hamur hazırlama

Selülözden kağıt üretimi için, hamur hazırlama tasarımı oldukça sadedir. Selülöz

hurda kağıda göre çok temizdir. Kağıdın türüne ve kağıt makinasının tek veya çift

elekli oluşuna göre, çok çeşitli ham madde türleri, muhtelif oranlarda harmanlar,

değişen kalitede ve makinanın çalıştırılabilirliliği dikkate alınarak, ham madde

kullanılır. Bunların herbirinin hamur hazırlamada işlenmesi farklıdır.

Entegre kağıt fabrikalarında, kağıt ve selülöz üretimi birlikte yapılır. Bu

fabrikalarda selülöz doğrudan hamurdan kağıda çevrilir. Entegre olmayan

fabrikalarda ise selülöz kurutularak balya veya dökme olarak pazarlanır. Entegre

fabrikalarda hamurun hazırlanmasında yol kısalarak genellikle öğütme yapılır.

Oysa entegre olmayan fabrikalarda selülöz balyalarla alınarak pulperden

başlamak üzere bir dizi işlemden geçirilir. Şekil 2.57 de kimyasal selülözle çalışan

birinci hamur kağıt fabrikasının hamur hazırlama sistemi görülmektedir.

Ham (virgin) selülöz balyalarla alınır. Besleme bir konveyörle yapılır. Balya

tellerinin elle veya otomatik olarak çok iyi temizlenmesi gerekir. Balyalar düşük

kesafet pulperlerinde suyla parçalanır. Pulper kesafeti % 4 ile % 6 arasında

değişir. Düşük kesafetli pulperlerden sonra ağır rejekleri almak için siklon

temizleyiciler kullanılır. Siklon temizlemeden amaç, kendisinden sonraki

ekipmanları mekanik hasarlardan korumaktır. Yüksek kesafette çalışan

deflakerlarda elyaf kümeleri bireysel elyaflara ayrılır. Bu işlem aynı zamanda

kağıtta balık gözü tabir edilen dağılmamış elyafların yarattığı oluşumu engeller.

66

Şekil 2.57 Kimyasal selülöz işleyen bir hamur hazırlama

Bundan sonraki aşama öğütmedir. Öğütme kağıt kalitesi üzerinde önemli rol

oynar. Ham selülözün çeşitli kaynaklardan gelmesi nedeniyle, öğütme işlemi ham

maddenin cinsine göre değişir. Öğütme ile kağıdın dayanım özellikleri,

formasyonu ve elektrik yalıtımı gibi beklentiler veya yağ geçirimsizliği gibi

özellikler değişir. Aynı konu, makinanın düzgün çalıştırılması için de önemlidir.

Hurda kağıttan hamur hazırlama

Hurda kağıt işleyen hamur hazırlama sistemleri çok değişkenlik gösterir. Bunun

nedeni çok çeşitli kağıt türleri olması ve kağıt harmanının çeşitlilik göstermesidir.

Ayrıca kağıt dışı maddelerin kağıdın toplandığı kaynağa göre değişmesi kirlilikleri

farklılaştırır. Bunun yanında atık su ve katı atıklarla ilgili kanunlar ve gürültü ile

ilgili mevzuat dikkate alınmak durumundadır. Hurda kağıt kullanımında üretimde

verimlilik yanında ekonomik nedenler de, hamur hazırlamanın şekillenmesinde

önemli seçim unsurlarıdır.

Arıtmadan dönen su

Besl

eme

Düş

ük k

esaf

et

pulp

eri

Pulp

er b

ütes

i

Ağır

reje

k

tem

izle

me

Def

lake

r (o

psiy

onel

)

Öğü

tme

Ham

ur B

ütes

i

67

Basım amaçlı kullanılan kağıt türleri için hamur hazırlama

Birinci ve ikinci hamur kağıt türlerinin üretiminde kullanılmış gazete, kitap

dergilerin yanında, matbulardan çıkan kenar kesimi artıkları kullanılır. Bu türlerde

genellikle mürekkep giderme işlemi yapılır.

Eski gazete artıkları ONP (Old NewsPapers),

Eski dergiler OMG (Old MaGazines),

Karışık ofis artıkları MOW (Mixed Office Wastes),

Kuşeli veya kuşesiz birinci hamur hurdaları da CWF (Coated Wood Free) ve

UWF (Uncoated Wood Free) bunlar arasındadır.

Bu türlerde ağartılmamış ikinci hamur (mekanik selülöz kökenli) hurdalardan

kaçınılır. Bu türlerde optik özellikleri iyileştirmek için yüksek ağartma özelliği

gerekir.

Hurda elyaftan beyaz hamur elde edecek hamur hazırlama tesislerine genellikle

Mürekkep Giderme (DIP=Deinked Pulp) ünitesi adı verilir. Çoğu kez mürekkep

giderme seçici flotasyonla yapılır. Özel durumlarda temizlik kağıtlarında yıkama

ile mürekkep giderme yapılır. Mürekkep gidermede ana parametreler, parlaklık

(brightness) kalitesi, yapışkan (stickies) oranının azlığı, kirlilikler ve kül

miktarıdır.

İkinci hamur hurdaları işleyen hamur hazırlama sistemleri

Basım amaçlı kullanılan kağıtlar içinde gazete kağıdı hurda kağıdın en fazla

kullanıldığı türdür. Türkiye’de olmasa da dünyada gazete kağıdı üreten pek çok

kağıt fabrikası bulunmaktadır. % 100 hurda kağıttan elde edilen süperkalenderli

(SCB) kağıt üretimindeki gelişmeler ve düşük gramajlı kuşe kağıt üretimi

Avrupa’da oldukça yaygınlaşmaktadır. Yüksek kaliteki süperkalenderli A sınıfı

(SC-A) ve yüksek kaliteli düşük gramajlı kuşe kağıtlarda (LWC) ise hurda kağıt

kullanımları % 30 lara yükselmiştir.

Eski gazete kağıdı ve eski dergi hurdaları kullanan tesislerde hurda kullanım oranı

% 40-60 civarındadır. Bu tür hurdaları kullanan kağıt fabrikalarının kağıt kaliteleri

68

belirli özelliklerde olmak durumundadır. Tablo 2.2 de kağıtta beklenen önemli

parametreler verilmektedir.

TürDIP

ParlaklıkISO

DIPKir sayımımm²/m²

DIPYapışkanlar

mm²/kg

DIPKül miktarı

%ONP-OMG

karışık45-48 1500-3000 4000-8000 20-25

Gazete kağıdıONP

60-62 100-200200 ün altında

12-16

İyi gazete kağıdı

İyi ONP65-68 100-200

200 ün altında 12-16

SüperkalenderliSC

65-68 50-100 100 ün altında

12-16

Düşük gramajlıKuşe LWC

68-72 50-100 100 ün altında

9-13

Tablo 2.2 ONP/OMG/SC/LWC kağıtlarda Avrupa kalite değerleri

Şekil 2.58 de beyaz kağıt türleriyle ilgili bir hamur hazırlama ünitesinde

görülebilecek temel işlem basamakları verilmektedir.

Dönüşümlü kağıt genellikle balyalarla ve bazen dökme olarak fabrikaya gelir.

Hurda kağıt balyaları konveyöre beslenmeden önce telleri kesilerek otomatik

olarak alınır. Genellikle yüksek kesafetli, beç usulü çalışan bir pulperde hamur

açılır. Balyalar pulpere düşmeden önce tartılırlar. Tartım konveyör üzerinde

konveyör ayaklarına monte edilmiş, Load-cell üniteleri bulunan bir sistemle

yapılır. Pulper içinde elyafın parçalanması için gereken su ve ağartma

kimyasalları ölçüye göre daha önce konulmuştur.

Pulperde elyafın açılması için, hamur kesafeti oldukça yüksek değerde, %15 ve

üzerinde tutulur. Bunun amacı elyafı daha iyi açmak ve kirliliklerle, yabancı

cisimleri fazla parçalamayacak bir ortam oluşturmaktır. Tambur tip pulperlerde

kesafet % 28 lere çıkar. Tambur pulperlerde çalıştırmada süreklilik vardır.

Diğerlerinde beç usulü parçalama yapılır.

69

Şekil 2.58 Beyaz hurda işleyen bir hamur hazırlama

Besleme

Yüksek kesafetli

Pulperleme

Ağır rejekler

Delikli eleme grubu

Pulper bütesi

Hafif rejek elekleri (opsiyonel)

Flotasyon ünitesi 1

Teksif eleği 1

Teksif eleği 2

Disperger

Ek beyazlatma için

kule opsiyonel

Flotasyon ünitesi 2

Teksif eleği 3

Opsiyonel ağartma ve silolama

Reje

kler

in te

ksifi

Çam

uriş

lem

eSu

arıt

ımı

Su a

rıtım

ı

Hafif rejek temizliği

Düşük kesafet elekleri

70

İkinci hamur kökenli hurda kağıtların mürekkebinin iyi ayrılabilmesi için alkali

(bazik) ortam gerekir. Sodyum hidroksit (NaOH) mürekkep parçacıklarının

ayrılmasında yardımcı bir unsurdur. Sodyum silikat ise tekrar mürekkebin elyafa

bağlanmasını önler. Ayni zamanda sodyum hidroksit nedeniyle oluşan sarılığı da

dengeler. Yıkama aşamasında sabun ve yüzey gerilimin azaltan diğer yüzey aktif

maddeler kullanılırlar.

Pulperde açılan hamurun içinden, yoğunluğu hamura göre yüksek olan metal,

kum ve cam türü yabancı maddeler yüksek kesafet temizleyicilerinde alınır. Bu

işlemden sonra, daha büyük yabancı maddeler % 4,5 kesafette kaba elekten

geçirilerek temizlenir. Temizleyici olarak disk elekler kullanılır. Disk eleklerin delik

çapları 4 ile 16 mm arasındadır. Bunun peşinden orta kesafette delikli eleklerde

temizleme yapılır. Burada delik çapı 1 mm dir ve amacı düz parçacıkların

hamurdan alınmasıdır. Orta kesafetten kasıt % 3,5 kesafettir. Kaba temizlik

sonrası hamur pulper bütesine iner.

Bunun peşinden orta kesafette yapışkanlar ve diğer yuvarlak parçacıkların

temizlenmesi için siklon temizleyiciler kullanılır. Burada ekipmanlara zarar

verecek kumlar hamurdan alınır. (Yüksek kalite beklentisi durumunda ikinci bir

temizleyici elek kullanılır ve kesafet daha da düşer. Burada kesafet % 2

civarında ve elekler 0,2 mm yarıklı tiptedir.) Bazı ara büteler resimde

gösterilmemiştir. Mürekkep giderme ünitesi beyaz hurda kağıttan hamur üretimi

için vazgeçilmez bir kademedir. Fabrikanın can damarı durumundadır. Burada

kesafet % 1,2 ye inmiştir. Mürekkep giderme (DIP) flotasyon ünitesinde yapılır.

Amaç mürekkep parçacıklarının, diğer hidrofobik özellikli parçacıkların ve küllerin

elyaftan alınmasıdır. Mürekkep giderme kimyasallarından olan sabun ve yüzey

gerilimini azaltan maddeler, ya pulperde yada mürekkep gidermeden önce

hamura verilir. Sabunun her iki noktadan birden verilmesi yaygın bir

uygulamadır.

Çok kademeli ince temizleme 0,15 mm yarıklı eleklerle yapılır. Eğer yarıklı elek

sistemde ilk defa burada kullanılıyorsa, yani daha önceki aşamalarda

kullanılmamışsa, kum alma işleminin öncelikle yapılmış olması gerekir.

71

İnce eleme sonrasında hamurun kesafetinin arttırılması şarttır. Bu işlem disk

filtrelerle yapılır. Kesafeti % 30 ve üstüne çıkarmak amacıyla ek su alma işlemi,

ikiz elekli presle veya vidalı presle yapılır. Dispergerle işlemede bu işlem

gereklidir. Dispersiyon yüksek sıcaklıklarda yapılır. Isıtma için hamurun içine

doğrudan buhar verilir veya ıstıma bir helezonda gerçekleşir. Dispergerde hamur

içinde kalmış olan kirlilikler de alınmış olur.

Eğer, mürekkep gidermeye ek olarak başka ağartma işlemi yapılacaksa,

dispergerde kesafetin yüksek olduğu ve karıştırmanın yüksek düzeyde olduğu

noktada, hidrojen peroksit gibi oskitlendiricileri kullanmak uygun olur. Ağartma

kimyasallarının elyafta tutunum süresine ihtiyacı vardır. Bu nedenle disperger

sonrasında ağartma süresi kazanmak için, ağartma kulesine ihtiyaç bulunur.

Yukarıda anlatılan süreç mekanik selülözden yapılmış kağıtların hurdalarındaki

mürekkebi gidermek için geçerlidir. Son zamanlarda işin daha iyi yapılabilmesi ve

kağıttaki kaliteyi arttırmak için ikinci bir ağartma süreci kullanılmaktadır. Bu

işlemde hamurda kalmış, gözle görülebilecek mürekkepler, yapışkanlar ve diğer

hidrofobik parçacıklar küçültülerek görünmez hale getirilir. İkinci ağartma

kademesinde, hamurun kesafetinin arttırılması gerekir. Bu aşamada kesafet %

12 ye çıkartılır. Özellikle yüksek kalite beklenen süperkalenderli kağıt türleriyle

(SC), Düşük Gramajlı kuşe kağıtlarda (LCW) bu işlem uygulanacaksa yeniden

kesafetin % 30 un üzerine çıkarılması gerekir. Burada da ısıtma ve dispergerden

geçirme işlemi tekrarlanır. Hamurda geriye kalan mürekkepler, yapışkanlar ve

kirlilikler, ebat olarak gözle görülebilecek büyüklüğün altına indirilir.

Ek olarak yapılacak oksitlendirici ağartma bir disk filtre veya ikinci bir disperger

kademesiyle yapılır. İndirgeyici ağartmada ise kimyasal olarak hidrosulfit,

sodyumdityonite veya FAS kullanılır. Son olarak hamur depolama kulesine

pompalanır. Tablo 2.3 de işlem basamaklarının kalite değerleri üzerindeki etkileri

görülmektedir. Yüksek değerde mürekkep giderme ünitesi kurulmasında (DIP)

son bir aşama da düşük kesafette elyafın en az bir refinerde öğütülmesi yapılır.

Burada refiner, hamur makina yaklaşım bölgesine (approach flow) gelmeden

önce, depolama kulesinden sonra monte edilir. Burada öğütme yoluyla, kağıttan

beklenen mukavemet, ve yüzey özellikleri gibi kağıt kalitesini etkileyen

özelliklerin elyafa kazandırılması amaçlanır.

72

Kalite Parlaklık Benek miktarı

Yapışkan oranı

Kül oranı

Çöp oranı

Elyaf tasarımı

Pulperleme ve kaba eleme

Küçük mürekkepparçalarını alma

Daha büyük mürekkep parçalarını alma

Eleme yeteneği kazandırma

Kaba temizlik

Yüksek kesafetli temizleme

Ağır cisimleri alma

Orta kesafette delikli elek

Azalma

Geniş alanlı parçaları alma

Düşükkesafette siklon tem.

Çöp ve kumları alma

Düşükkesafette elekli tem.

Azalma

Kübik ve yuvarlak parçacıkları alma

Flotasyon1Mürekkep almada artış

Azalma Azalma Azalma

Ağır rejek temizleme Azalma

Kum, çöp ve leke yapıcıları alma

İnce temizleme

Azalma Azalma

Kübik ve yuvarlak parçacıkları alma

Yıkama ve teksif

Mürekkep almada artış

Azalma

Dispersiyon1

Daha küçük mürekkep parçacıkları alma

Parçacık büyüklüğü düşürme

Parçacık büyüklüğü düşürme

Flotasyon 2Mürekkepalmada artış

Azalma Azalma Azalma

Dispersiyon2

Daha küçük mürekkep parçacıkları alma

Parçacık büyüklüğü düşürme

Parçacık büyüklüğü düşürme

Oksitleyici ağartma

Artış

İndirgeyici ağartma

Artış

Öğütme Güçlenmeesneklik

Tablo 2.3 Hamur hazırlama işlemlerinin kalite üzerindeki etkileri

73

Birinci hamur hurdaları işleyen hamur hazırlama sistemleri

Birinci hamur (Kimyasal selülöz) hurdaları, karışık ofis artıkları (MOW=Mixed

Office Wastes), kuşeli ve kuşesiz kağıt hurdaları (CWF and/or UWF) temizlik

kağıdı üretiminde ve yazı tabı kağıtlarında kimyasal selülözün yerine hammadde

olarak kullanılır. Tablo 2.4 de bu tür kağıtlar için ham madde kalite değerleri ve

kalite talepleri verilmektedir. Tipik bir birinci hamur kağıt hurdası işleyen hamur

hazırlama ünitesiyle, ikinci hamur hurdası işleyen hamur hazırlama ünitesi

arasında benzerlikler görülür. Şekil 2.59 da hamurun akış yolu görülmektedir.

TürDIP

ParlaklıkISO

DIPKir sayımımm²/m²

DIPYapışkanlar

mm²/kg

DIPKül miktarı

%Karışık MOW/UWF/CWF

60–70 1000–5000 5000–20000 15–25

Temizlik Kağıtları, tissue

80–90 < 150 < 200 < 2

Selülöz alternatifi hurdalar

80–90 < 100 < 20–40 < 5

Tablo 2.4 MOW/UWC/MWC kağıtlarda Avrupa kalite değerleri

Birinci hamur hurdalarını işlemede ikinci hamura göre temel fark kesafetin

arttırıldığı kısımlarındadır (Şekil 2.57). Temizlik kağıtlarında % 2 olan düşük kül

değerini yakalayabilmek için hamurda yıkama yapılır. Bu ise elyafın sulanması

nedeniyle teksif işlemini gerektirir. Yıkama sonucu alınan filtrat içinde çok

miktarda kül bulunur. Külün filtrattan alınması için DAF (dissolved air flotation)

üniteleri kullanılır. Bu nedenle elyaf geri kazanmada ve enerji kullanımında verim

oldukça düşer.

Birinci hamur selülöz muadili hurdalarda kağıt için verilen değerler çok iddialı

olduklarından, bunların sağlanabilmesi için, en az bir yıkama ünitesi ve ikinci bir

disperger gerekir.

74

Şekil 2.59 Birinci hamur işleyen bir hamur hazırlama ünitesi

Besleme

Yüksek kesafetli pulper

Pulper bütesi

Ağır rejekleri temizleme

Delikli eleme grubu

Orta kesafet temizleyiciler

Orta kesafet elekleri

Flotasyon 1

Düşük kesafet elekleri

Yıkama

Tesksif

Disperger

Ağartma

Flotasyon 2

Düşük kesafetli temizleme

Opsiyonel yıkama

Opsiyonel su giderme

Opsiyonel DispergerAğartma

Depolama

Takv

iye

su

arıtm

adan

döne

n

Tem

izle

nmiş

su

Reje

k te

n s

u a

lma

Çam

uriş

lem

eTe

miz

lenm

iş s

uTe

miz

lenm

iş s

u

75

Ambalaj hurdalarında hamur hazırlama sistemi

Ambalaj kağıtlarının üretiminde hurda kağıt kullanımı oldukça yaygındır. Tüm

dünyada kullnım oranı % 60 ları bulur. % 100 oluklu hurdalarını kullanan

fabrikalar yaygınlaşmıştır. Hurda kağıtta ana kaynak evler, fabrikalar ve

marketlerdir. Bu kağıtlara dünyada verilen genel ad eski oluklu kutulardır (Old

Corrugated Containers veya Old Corrugated Cardboards=OCC). Oluklu

hurdalarında yabancı madde miktarı matbua artıklarından çok fazla ve çeşitlidir.

Dönüşüm sonucunda özellikle esmer olanlarda kalite giderek düşer. Ayni

zamanda, makinanın çalıştırılabilmesi zorlaşırken, üretim maliyetleri artar ve

hamur hazırlama sistemi üzerinde ciddi yaptırımlar meydana gelir. Bunun sonucu

hamur hazırlama sistemleri eski zamanlarda kurulanlara göre karmaşıklaşmakta

ve karmaşıklığı her geçen gün artmaktadır. Hamur hazırlamada dikkate alınması

gereken kriterlerler, temizlik, mukavemet değerleri, elyaf verimliliği ve toplam

verimliliktir. Kağıdın optik özellikleri giderek önem kazanmakta ve baskı

yapılabilir kağıda doğru bir gidiş gözlenmektedir.

Oluklu kağıtları çoğu kez çok katlı olarak üretilirler. Bu nedenle farklı elyaf

katmanlarından oluşurlar. Bunun sonucu hamur hazırlama kısmında da farklı

sistemler bulunur. Yüzde yüz hurdadan, çok katlı üretim için farklı hamur

hazırlama hatları kurulur. Fraksinasyon elyafı sınıflandırmada kullanılan temel

işlemlerden biridir.

Şekil 2.60 da ambalaj kağıtları için iyi tasarlanmış fraksiyon ünitesi olmayan bir

hamur hazırlama sistemi görülmektedir. Dönüşümlü kağıt hurdaları balyalarla

gelirler. Gelen balyalar konveyörle pulpere verilmeden önce telleri kesilir, fakat

telleri alınmaz. Pulper düşük kesafetlidir (%4.5– % 5.5). Pulperde teller, ipleri,

naylon torbaları, tekstil artıklarını toplayarak halatla dışarıya alınmasını sağlar.

Pulper içinde biriken çeşitli kirlilikler bir çöp kapanınyla dışarı alınır. Pulper

içinden çöplerin alınarak elyaflarının geri kazanılması başlı başına bir döngü

oluşturur. Pulperde açılan hamur içinde ağır rejekler olduğundan temizleme

kademesinde ilk temizlik yapılır. Bu hamurun içinde % 20 oranında ayrılmamış

elyaf kümeleri bulunur. Pulper bütesi içinde hamura yeterli süre verilerek kalan

elyafların da karıştırıcı ile açılması sağlanır.

76

Şekil 2.60 fraksiyonu olmayan bir hamur hazırlama sistemi görülmektedir.

Pulper bütesinden sonra hamur delikli elekte % 3,5 kesafette kaba olarak

temizlenir. Bu bölüm hamurdaki açılmamış elyaf miktarıyla ilgili olarak tasarlanır.

Açılmamış elyafın yüksek oranda olması durumunda bıçaklı delikli elek (Disk elek,

türbo seperatör) kullanılır. Delik çapları 2,4 mm dir. Bunların yarıklı eleklerden

üstünlüğü elyaf açma özellikleridir. İkinci kademesinde 1,6 mm delikli olanı

kullanılır. Bunların bağlantıları seridir. Delikli elekten sonra açılmamış elyaf % 4 e

düşürülmelidir. Bu değer daha sonraki temizlik kademelerinin daha iyi

çalışmalarını sağlar.

Balya besleme

Düşük kesafet

pulperi

Ağır rejekleri temizleme

Pulper bütesi

Delikli eleme grubu

Hamurda ince

kum temizliği

Düşük kesafet elekleri

Teksif eleği

Büte

Reje

kte

elya

f te

miz

liği

Ger

i kaz

anılm

ış s

u

takv

iyes

i

77

Hamur içinde ilk kaba ağır rejek kademesinden sonra ikinci bir ağır rejek alımı

gerekir. Bunun için kesafetin düşürülmüş olması gerekir. (Kesafet Kontrolu)

Düşük kesafetli sepetli ince elek kademeleri bu aşamada kullanılır ve elek

yarıkları 0,0–0,15 mm dir. Bu kademelerde yapışkanlar ve diğer kirlilikler alınır.

Kesafeti düşürülen hamurun teksif eleklerinde suyunun alınması gerekir. Böylece

daha az bir hacimde yüksek depolama gücü yakalanmış olur.

Fraksiyon kullanan bir hamur hazırlama sistemi Şekil 2.61 da verilmektedir.

Türkiyedeki oluklu hurda işleyen fabrikalarda fraksinasyon ünitesi kullanımı

yaygındır. Delikli elekten sonra hamur 0,20-0,15 mm lik yarıklı elekte ayrıştırılır.

Belirli oranlarda elyaf uzunluğuna göre ayrılır. Kısa elyaflı hamur çoğunluktadır ve

fraksinatörün kabul (accept) çıkışından alınır. İçindeki kumların alınması için

temizleyiciye gönderilir. Hamur bütesine gönderilmeden önce kesafeti teksif

eleklerinde arttırılır.

Fraksinatörün rejek çıkışından ise uzun elyaflı hamur alınır. Bu kısım kütle olarak

daha az olmasına rağmen daha çok işlemden geçirilmesi gerekir. Uzun elyafların

yanında hamurun içinde çok miktarda kirlilik bulunur. Bu nedenle en az bir

kademeli ağır rejek temizleyisinde temizlenmesi gerekir. Bu aşamadan sonra

hamurda ince temizlik kademeleri ile temizlik yapılır.

Bazı durumlarda müşteri beklentileri çok kaliteli görünümü olan bir kağıt yönünde

olabilir. Bu durumda optik yönden temiz görünüm önemli hale gelir. Böyle

durumlarda disperger kirlilikleri küçülterek homojen görüntü elde etmek için

önemlidir.

Eğer hurda kağıt içinde “WAX” parafin türü kaplama maddeleri varsa (Amerikan

hurdalarında yaygınlıkla görülmektedir) her iki hamurda hafif rejekleri

temizlemek ve uzun elyafta dispersyon uygulanmalıdır. Hurda kağıtta

mukavemet arttırmak isteniyorsa refiner kullanılması önerilen yöntemdir.

78

Şekil 2.61 Fraksiyon kullanan bir hamur hazırlama sistemi

Besleme

Reje

kten

su

alm

a

Düşük kesafet pulperi

Ağır rejekler

Pulper bütesi

Delikli eleme grubu

Fraksinasyon

Uzun elyafları

temizleme

Uzun elyafaları

eleme

Kısa elyaf

temizleme

Kısa/uzun

teksif

Uzun elyafları

disperse etme

(opsiyonel)

Depolama

Takv

iye

su

79

Döküntülerin işlenmesi

Dmküntü kağıt fabrikalarında sürekli olarak üretim sırasında çıkar ve önemli bir

ham madde kaynağıdır. Çıktığı noktalar, eleklerde kenar şeritleri yaş olarak,

bobin makinasında ise kuru olarak süreklilik gösterir. Mal sarıcıda tampon

değişiminde preslerde ve tutkal preste kağıt kopmalarında da döküntü ortaya

çıkar. Bu döküntüler, makina yaklaşım bölgesine (approach flow) hamur halinde

pompalanırlar.

Döküntünün işlenmesi pulperlerde safihanın açılmasıyla başlar. Makinanın

altında, ilgili bölgelerde, makina eninde pulperler kuruludur. Bobin makinaları

içinde ayrıca pulper bulunur.

Döküntü işleme sistemini makinanın ihtiyaçları belirler. Bazen döküntünün çeşitli

nedenlerle arttığı olur. Başta kesafetin ayarlanması için teksif eleği olmak üzere,

temizlik kademeleri ve elyaf dağıtıcılar (deflaker) bulunur. Döküntü sistemlerinde

yeterli depolama yapılabilmesi ve diğer hamurla belirli oranlarda kontrol edilerek

karıştırılması önemlidir. Asıl üretilecek kağıdın değerleri dikkate alınarak karışım

oranı tespit edilir. Renkli kağıtlarda anında karıştırma mümkün olmayabilir.

Hurda kağıt işlemede çevresel amaçlı işlemler

Hurda kağıtla çalışılırken, hamur hazırlama sistemleri maliyetin düşürülmesi,

fabrikanın çalıştırılabilmesi ve çevre mevzuatı açısından çok önemlidir. Çevresel

ünite faaliyetleri arasında, rejeklerin işlenmesi, çamurun işlenmesi ve suyun

işlenmesi bulunmaktadır. Pulperden çıkan kaba rejeklerin suyu % 60 kesafete

kadar delikli eleklerde alınır. Eğer ısıtılmada kullanılacaksa, metaller alındıktan

sonra kalanlar parçalanarak yakılır.

Flotasyondan ve DAF ünitelerinden çıkan çıkan ince rejekler de % 60 kuruluğa

kadar çıkartılarak suyu alınır. Bunlar ya, yakılmaya gönderilir ya da briket

imalatında kullanılır. Su arıtımında da maliyet ve çevre mevzuatı nedeniyle geri

kazanım ön plana çıkar. Suyun tekrar kullanılabilmesi için üretilen kağıdın

parlaklığı, temizliği, veya kokuşmuşluğu dikkate alınır.

80

Üretim süreçleri mühendisliği ve otomasyon

Günümüzde fabrikaların çok karmaşık hale gelmesi nedeniyle süreç mühendisliği

ve otomasyon mükendislikleri çok gerekmektedir. Mühendislik çalışmaları, süreç

basamaklarını planlamayı, kağıt üzerinde yerleştirmeyi, düşük enerji harcayacak,

çevre koşullarına uyacak ve yatırımı ekonomik kılacak şekilde madde balansını,

doğru ölçüde pompa, boru, büte seçimini ve tasarımını kapsar.

Usta işi bir hamur hazırlamada büte sayısı neredeyse yok gibidir. Bunun yerini hız

kontrollu fan pompaları almaktadır. Otomasyon sistemi hamur hazırlamada

gerekli işlem basamaklarınının doğru sırada yapılmasını, kesafetin, akışın,

basıncın, seviyenin, sıcaklığın ve enerji tüketiminin istenilen sürede ve istenilen

değerlerde tutulmasını sağlar. Otomasyonun etkin kullanımı da büte ihtiyacını

azaltacaktır.

Devreye alırken ve devreden çıkarken, gerek işlem gruplarının, gerekse hamur

hazırlamanın kendisinin DCS üzerinden özel yazılımlarla kontrolu yapılmaktadır.

Her tür değişiminde, türe uygun süreç değişimi sağlanabilmektedir. Gerekli set

değerleri operatör veya yazılım tarafından değiştirilebilmelidir.

Her alt sistemde üretim kontrol değerleri kayıplar da dikkate alınarak hesaplanır.

Kalite kontrol anlayışı otomasyonda yeni yaklaşımlar getirmektedir. Bunun

örneği, operatörün bütedeki hamurun parlaklığını set edebilmesidir. Bu amaçla

ölçülen değere göre gerekli kimyasallar hesaplanarak geri besleme yerine, ileri

besleme yoluyla sorun çözülmeye çalışılır. Bu yöntem ölü süreyi ortadan

kaldırarak, daha düşük bir maliyetle, daha düzgün bir ağartma sağlamaktadır.

Buna eklenecek bir maliyet kontrol modülü, çok kademeli ağartma

sistemlerinde en kaliteli ve en düşük maliyetli ağartma kimyasalları dozajını

hesaplayarak sistemde uygulamaktadır.

81

BÖLÜM 3

SU DEVRELERİ

Bir kağıt fabrikasında su, enerji ve ham madde kadar önemli bir unsurdur.

Hamurun bir yerden bir yere nakli sulandırarak olmaktadır. Suyun ayrıca,

temizlik, soğutma sızdırmazlığın sağlanması, yatakların yağlanması ve

bağlayıcılık özellikleri bulunmaktadır. Eski fabrikalarda bir ton kağıt üretimi için

500 ton su kullanılmaktayken halen bu rakam 10-15 ton arasındadır. Bu ciddi

düşüş kağıt üretiminde bazı kapalı su devrelerinin kurulmasıyla sağlanmıştır.

Geçmişte taze su ile yapılan pek çok iş, temizlenmiş su ile yapılmaktadır.

Taze su

Bir kağıt fabrikası, hemen yanında nehir gibi bir su kaynağı yoksa, kullanacağı

suyu derin kuyu açarak sağlar. Bu su Türkiye’de genellikle içilecek kalitede

olduğundan ikinci bir işleme gerek görülmez. Buhar üretimi dışında, fotoğraf

kağıdı, sigara kağıdı gibi bazı özel kağıtlar için suyun yumuşatılması gerekir.

Yeraltı kaynaklarındaki azalma nedeniyle kağıt üretimi için gerekli taze su

miktarının düşürülmesi gerekmektedir. Soğutma ünitelerinde ısınan taze su,

başka işlerde kullanılmak üzere depolanır. Taze suyun kullanıldığı yerlerin sayısı

oldukça azalmıştır. Bunlar arasında, buhar üretimi, kimyasal hazırlama,

sulandırma, salmastralar, vakum pompaları sızdırmazlıkları ve keçeler için bazı

yüksek basınçlı fıskiyeler yer almaktadır.

Üretim sürecinde kullanılan sular

Üretim sürecinde suyun defalarca kullanılması onun işlenmesiyle mümkündür. Bu

tür sular hamura su verilmesi ve alınması sırasında kullanılırlar. Suyun içindeki

bazı maddelerin sürekli döngü nedeniyle giderek artması, kalitesini taze suya

göre düşürür. Son yıllarda kağıt üretim süreçlerinde bazı değişiklikler olmaktadır:

82

Kullanılan hurda kağıt oranları giderek artmaktadır.

Asidik ortamdan nötr ortama doğru gidilmektedir.

Su tüketimi giderek düşmektedir.

Bu değişikliklerin tamamı üretimde sorunların artması anlamına gelir. Özellikle

zararlı maddelerin suda artması söz konusudur. Bu maddeler:

Selülözden gelen reçine ve lignin türevleri,

Taze sudan gelen çürümüş bitki artıklarının oluşturduğu asitler,

Döküntülerden gelen, kağıt kaplamasında kullanılan bağlayıcılar, tutkallar ve

yapıştırıcılar,

Kimyasallardan gelen yağ asitleri, silikatlar nişastalar ve diğerleridir.

Tablo 3.1 de üretimde kullanılan suyun içindeki zararlı maddeler ve kaynakları

verilmektedir. Bu maddeler kağıt üretiminde kullanılan kimyasallarda verimsizlik

başta olmak üzere, kağıtta azalan optik ve dayanım değerleri, kötü tutkallama,

kötü koku oluşumu, su süzülümünde ve kurutmada olumsuzluklar ve makina

hızında düşme gibi sonuçlar yaratırlar.

Kimyasal bileşik KaynağıSodyum silikat Peroksitli ağartma ve hurda kağıtta

mürekkep gidermePolifosfat tuzu Dolgu dispersanlarıPoliakrilat Dolgu dispersanlarıNişasta Kaplı döküntü, hurda kağıtHümik asit Taze suLignin türevleri,Semiselülözler,Lignosülfonat tuzları

Kimyasal veya mekanik selüloz

Yağ asitleri Mekanik selülöz, mürekkep giderme

Tablo 3.1 Zararlı bileşikler ve kaynakları

Bu maddeler, kağıt üzerinde kötü görüntü ve kopmalara neden olan, birikinti ve

köpük oluşumunun temel nedenleridir. Zararlı maddeler arasında, anyonik

oligomerler, poli-elektrolitler, noniyonik hidrokolloidler de bulunabilir. Bunların

tamamı suda anyonik kül olarak ölçülebilir. Bunlara ayni zamanda çözülmüş

askıdaki maddelerde (Dissolved Colloidal Substances=DCS) denir. Katyonik

retansiyon kimyasallarıyla ve katyonik nişastalarla ve yaş dayanım arttırıcılarla

83

etkileşime girerek çökelmelere neden olur. Kimyasal oksijen talebi ölçülerek

(COD) ölçümleri yapılabilir.

İnorganik çözülmüş tuzlar iletkenliği arttırırlar. Tuzlar ayni zamanda üretim

performansında ve kağıdın özelliklerindede değişme yaratır. Elektrolitler elyafın

şişmesini azaltırken, kloriti de azaltır. Bunun sonucu korozyon oluşumu başlar. En

nihayetinde askıdaki katı parçacıklar fıskiyelerde sorun yaratır.

Su devreleri

Kağıt üretiminde tüm döngülerde su devreleri ile doğrudan veya dolaylı bağlantı

bulunur. Su devrelerinin amacı gereken yerde gerekli miktarda ve kalitede suyu

verebilmektir. Bir kağıt fabrikasında birden fazla su devresi bulunur. Şekil 3.1

Kağıt makinası ve yaklaşım bölgesinde beyaz su (white water) döngüleri

bulunur.

Hamur hazırlama kısmında ise beyazlatmaya bağlı olarak, birle üç arasında

su döngüsü bulunur.

Şekil 3.1 Kağıt fabrikalarında su devreleri

Arıtma üniteleri genellikle fabrikanın bitişiğinde onun bir parçası durumundadır.

Bazı fabrikalarda atık su sistemi dış dünyaya kapalıdır. Bunun anlamı alınan taze

suyun ton kağıt başına 1,5 tonu geçmemesidir. Bunun bir tonu kağıdın

kurutulmasında açığa çıkarken, yarım tonu da rejek içinde kalır.

DEV

RE 1

DEV

RE 2

Hamur

Hazırlama Approach Flow

Kağıt makinası

Taze

Taze su

Rejek ve atıklar

84

Su yönetimi her modern fabrikada olması gereken bir olgudur. Su yönetiminin

başarılı olabilmesi için aşağıda belirtilen noktalara uyulmasında fayda vardır:

Süreç tasarımının etkinliği, örneğin hamur kesafetinin her işlemde mümkün

olduğunca yüksek tutulması, zararlı maddelerin suya geçmeden kağıt

hamuruyla birlikte taşınmasını sağlar (% 30 kesafette).

Taze suyun sadece kağıt makinasında yüksek basınç fıskiyelerinde

kullanılması, her işlemde fazla suyun bir geriye gönderilmesi ve atık suyun ilk

işlem basamağından yapılması (en düşük kaliteli su).

Çok makinalı fabrikalarda her makinanın sularının diğerine karıştırılmaması.

Katı maddelerle zararlı maddelerin arıtılması için böbrekler gibi çalışan

sistemler kullanılmalıdır.

Her işlem aşamasında suya, depodaki hamur miktarına yetecek nişasta

verilmesi, devreye girişlerde ve kağıt kopmalarında kontrolsuz nişasta

verilmesinin önlenmesi.

Beyaz su devreleri

Beyaz su devreleri kağıt makinası ve yaklaşım bölgesinde bulunur. Üç ayrı beyaz

su döngüsü söz konusudur. Birinci döngü, eleklerden doğrudan süzülen suların

oluşturduğu döngüdür. Elekaltı suyu olarak da adlandırılır. Hamur kasasına gelen

hamurun sulandırılmasında ve profil kontrolunda kullanılır.

İkinci beyaz su döngüsü formasyon kasalarından ve preslerden gelen sulardır.

Preslerdeb gelen su eğik elekte kaba olarak temizlenrek alınır. Birinci döngünün

taşkanı da buraya gelir. Bu su bir ara tankta biriktirtilerek hamur hazırlamada

kesafetin %12–%30 den %4–%12 ye düşürülmesinde ve döküntünün

ıslatılmasında kullanılır. save-all unit.

Üçüncü döngü, ikinci beyaz su devresinin bir kısmı ve kenar kesici fıskiyeden

tavalara gelen sulardır. Tava suları hamur hazırlamada hmur içinde ve su

temizliğinde kullanılır. Modern kağıt makinalarının çoğunda disk filtre bulunur. Bu

disk filtre tavalardan gelen ve 2. Beyaz su döngüsünden alınan suyu temizler .

İçine bir miktar hamur atılarak disk filtrenin bir elyaf tabakası oluşturması

sağlanır. Bu tabaka genellikle disk filtre büyüklüğünü son derece küçültecektir.

85

Disk filtreli tava suları içinde son derece az parçacık bulundurur ve süper temiz

su elde edilir. Bu su taze su alternatifi olarak kullanılır. Temzizlenmiş su bir

tankta depolanır. Biraz bulanık olan filtrat tekrar girişe verilerek, elyaf tabakası

approach flowda hamura verilir. Kül ve ölü elyafın uzaklaştırılması istendiğinde,

tava sularını temizlemek için DAF (dissolved air flotation) üniteleri kullanılır. Bu

durumda DAF’ın rejekleri atılmak durumundadır. Disk filtrenin DAF’a üstünlüğü

filtrat kalitesi, kimyasal kullanmama, daha küçük alanda çalışmadır.

Makina ve approach flow kısmı su döngüleri toplamda su fazlası verirler. Bunun

iki nedeni vardır. Birinci neden taze su fıskiye ve kimsallarda sulandırma

işlemidir. İkinci neden ise, hamurun bu bölgeye safihadaki (% 50) kesafetten

daha yüksek kesafetle (%12-30) gelmesidir. Tavalardan alınan sular geriye temiz

filtrat olarak takviye suyu (Make-up water) şeklinde gönderilir. Bu su ilave olarak

DAF ünitelerinde temizlenir.

Hamur hazırlamada bulunan diğer su devreleri

Bazı durumlarda kağıt makinasında sadece bir su döngüsü kullanılır. Bunun

örneği kimyasal selülözün tek elyaf kaynağı olması veya düşük kaliteli ambalaj

kağıtlarıdır. Mekanik selülüöz veya hurdadan iyi kalitede ambalaj kağıtları

üretilecekse nakinanın düzgün çalıştırılabilmesi ve kalitenin yakalanabilmesi için

su devreleri ayrılmalıdır. İyi bir kalite hedeflenmişse hamur hazırlamada birle üç

arasında su döngüsü kurulması gerekir. Döngüler hamurdan su çekilmesi

sırasında ayrılabilir. Disk filtre, ikiz elekler, vidalı preslerden gelen filtratlar aynı

döngü içinde geriye döndürülerek, hamurun sulandırılmasında yeniden

kullanılmalıdır. Bu sular ayrı bir tankta toplanmalıdır. Bu tür döngülerin sularının

ayrı tanklarda toplanması, taşmaların önüne geçerek atık arıtma ünitesinde

dengelerin bozulmasını ve sisteme su takviyesini önler.

Rejeklerden veya çamurdan çıkan sular kötü kalitededir. Bunlar genellikle DAF

ünitelerinde işlenir. Taze su kullanımı dikkate alınarak bunların bir kısmı yeniden

kullanılabilir. Bu suları kullanmanın en iyi yolu temizlik için kullanılan sulardır.

Pıhtılaştırıcı (coagulant) ve floklaştırıcı kimyasallar kullanılarak zararlı maddeler

DAF ünitelerinde alınabilir. Bazı kağıtlarda yüksek kül miktarı sorun yaratır. Külün

uzaklaştırılması yıkamayla sağlanabilir. Bu günlerde vidalı pres filtratlarının

86

külünü gidermek çok yaygınlaşmıştır. Genellikle vidalı pres filtratı DAF ünitesine

gönderilmektedir.

Aşağıda kağıt türüne göre iki su devresi örneği verilmektedir:

Beyazlatması olan gazete kağıdı için su devresi

Şekil 3.2 de hurda kağıt olarak gazete kağıdı kullanan ve mürekkep giderme

tesisi olan modern bir gazete kağıdı fabrikasının su devreleri görülmektedir.

Sistemde üç farklı su devresi bulunmaktadır. Bunların ikisi hamur hazırlamada

biri kağıt makinasındadır.

Şekil 3.2 Gazte hurdası işeyen modern bir fabrikanın su devreleri

Tavaları takiben bir DAF ünitesi bulunmaktadır. DAF 1 kağıt makinasından

tavalardan ve kısmen HH 2 devresine ait disk filtreden gelen zararlı maddelerin

87

alınması için kullanılmaktadır. DAF 2 rejek ve çamur dan gelen suları filtre

etmede kullanılmaktadır. Temizlenen suyun bir kısmı 1 nolu devrede kullanılırken

kalan arıtma ünitesine gönderilmektedir.

Oluklu kağıtlar için su devresi

Oluklu kağıtlarında su devreleri beyaz yazı tabı kağıtlarına göre daha sadedir.

Genellikle bir su devresi yeterli olmaktadır. Modern fabrikalarda düşük kesafetli

temizleme olması nedeniyle teksif işlemine gerek olduğundan iki su devresi

kullanılmaktadır. Bunun birincisi makinada yaklaşım bölgesinde ikincisi de hamur

hazırlama kısmındadır. Şekil 3.4 de modern bir fluting ve testliner üreten

fabrikada kullanılan su devreleri görülmektedir.

Şekil 3.4 Oluklu kağıt makinalarında kullanılan su devreleri

88

Taze su sadece kağıt makinasında kullanılmaktadır. İki numaralı beyaz su

döngüsü teksif işleminden sonra yeniden sulandırmada kullanılmaktadır. Tava

suları pulperde ek olarak kullanılmaktadır. Teksif eleğinin filtratları ise pulperde

ana su kaynağı olarak kullanılmaktadır. Atık su rejeklerden çıkarak arıtma

ünitesine gitmektedir.

Kapalı bir su devresi oluşturmada zorluklar

Suyun defalarca kullanılmasının önünde bazı zorluklar bulunmaktadır. Atılan su

miktarı düştükçe suyun kimyasal oksijen ihtiyacı (COD değeri) artmaktadır. Bu

ise yukarıda anlatılan çeşitli sotunlara yol açmaktadır. Bu nedenle bir miktar taze

su ilavesi gerekmektedir. (Tablo 3.2).

Uygulama yeriBir ton kağıda gerekli atık su Bozucu etkileri

Yazı tabı kağıtlarıçok devreli ve karşı akım prensibine göre

8–10

Kağıt kalitesinde düşmeKeçe/fıskiye tıkanmasıTutunumda azalmaKireç taşı oluşumuŞlaym oluşumu

Mukavva ve oluklu kağıtları tek veya çok devreli sadece fıskiyeleriçin su arıtımı

3–5

Koku sorunları (su ve üründe)KorozyonÇökelti oluşumu

Tablo 3.2 Su sistemini kapatmada sınırlar

Sonuç olarak yazı tabı kağıdındaki çok devreli su sistemleri karşı akım prensibine

göre çalışır ve kısmen su temizleme işlemi yapılır. Bu sayede su tüketimi ton

kağıt başına 8–10 tona düşürülmüştür. Bundan daha fazla sistemin kapatılması

zararlı maddelerin artmasına neden olur. Bu ise kağıt kalitesini olumsuz etkiler.

Optik özellikler düşerken, kirlilik miktarı artmaya başlar. Bu durumda kağıt

makinasının çalıştırılmasında güçlükler yaşanır. Keçelerde geçirimsizlik artarken,

fıskiyelerde tıkanmalar yaşanır. Çökelme ve şlaym oluşumu görülür.

Oluklu kağıtların üretiminde de suyun azaltılması durumunda benzer sorunlar

ortaya çıkar. Bu türlerde atık su miktarı ton üretim için 3–5 tonun üzerinde

olmalıdır. Daha fazla sistemin kapatılması durumunda, kağıtta ve fabrikanın

89

içinde kokuya neden olur. Korozyon artarken çökelmeler başlar ve kağıt

makinasının çalıştırılabilmesi sorunlu hale gelir, verimlilik düşer.

Sıfır atık sulu sistemler

Sıfır atık su demek taze su tüketiminin ton kağıt başına 1,5 ton olması demektir.

Bu durumda zararlı maddelerin yaratacağı sorunlar ön plana çıkarak kağıda

yansımaya başlar. Bunun çözümü böbrek benzeri teknolojileri (kidney

technologies, http://ec.europa.eu/research/growth/pdf/press-room-paper-

kidney.pdf) kullanmaktır. (Böbrek vücuda giren suyu değil kandaki suyu

temizler.) Böbrek teknolojileri pıhtılaştırma ve yüzdürme (coagulation ve

flocculation) yanında DAF ünitelerini ve biyolojik arıtmayı (anaerobik/ aerobik)

birleştiren sistemlerdir. Bunların yanında membran teknolojileri ile filtreleme ve

ters ozmoz yöntemleri de kullanılmaktadır. Şekil 3.5 de sıfır atık su kullanan bir

fabrikadaki sistem verilmektedir. (kaynak: Voith).

Şekil 3.5 Sıfır atık su kullanan bir fabrikadaki su devresi

Bazı oluklu kağıdı üreten fabrikalarda sıfır atık sistemleri kullanılmaktadır. Bunlar

anaerobik ve aerobik biyolojik arıtma sistemlerini COD değerlerini düşürmek için

HA

MU

R

HA

ZIR

LA

MA

Ap

pro

ach

Flo

w

Kağ

ıt m

akin

ası

TAZE

SU

Biyolojik arıtma

(Anaerobik ve

aerobik)

WW 1

WW 2

90

kullanmaktadır. Bu fabrikaların sıfır atık su hedefleri çeşitli nedenlere dayanır.

Atık su bedellerindeki fazlalık nedeniyle bunu yapan fabrikalar vardır. Bir başka

neden taze suyun bulunmamasıdır. Membran filtreler pilot ölçekte kurulmaktadır.

Ve işletme giderleri çok fazladır.

91

BÖLÜM 4

Makina yaklaşım bölgesi (Approach Flow)

Yaklaşım bölgesi kağıt makinası hamur kasası ile hamur hazırlama arasında kalan

bölgedir. Bu bölgede hamur hazırlamada açılan ve temizlenen elyaf türleri çeşitli

oranlarda karıştırılır, sulandırılır, kimyasallar ve dolgu maddeleri eklenir, son

temizlikleri yapılır, havası alınarak, makina kapasitesine göre kesafeti ve kuru

madde miktarı belirlenir ve hamur kasasına gönderilir. Sabit debide, sabit,

basınçta, sabit kesafette, sabit karışımda hamurun makinaya verilmesi kağıdın

kalitesinde ve gramajında düzgünlük sağlar. Bunun için:

Özellikle hamurun ve beyaz suyun ölçülerek karıştırılması

Hamurun düzgün karıştırılması ve düzgün elyaf ve su dağılımı

Sabit akışta hamur kasasına beslenmesi gerekir.

Şekil 4.1 Modern bir kağıt fabrikasında yaklaşım bölgesi

Hamurun

orantılı olarak

karışımı

Döküntülerden

Tavalardan

gelenHam

haz

ırlam

adaa

n

Tavalara

Yakl

aışı

mbö

lges

i

tem

izlik

kad

emel

eri

Hav

agi

derm

e

Yakl

aşım

bölg

esi

elek

leri

Kağı

t M

akin

ası

form

er e

lek

Elyaf geri kazanma ve hamur hazırlamaya

Ham

urla

bey

az s

uyun

karış

tırılm

ası

92

Şekil 4. 1 de modern bir makinadaki yaklaşım bölgesi görülmektedir. Son

temizlik ve elek kademeleri kağıt makinasının aşınmasını önlerken kağıt kalitesini

arttırır. Bazı fabrikalarda ekonomik nedenlerle hamur hazırlamada yapılması

gereken bazı işlemler yaklaşım bölgesinde yapılmaktadır. Kalite ve düzgün

makina çalıştırılması için hamurdan hava alma işlemi de yapılmaktadır. Hamur

kasasına giden hamurun kesafeti otomasyonla çözülmektedir. Bunun yanında

özel mühendislik tasarımları hamur kasasında uygulanmaktadır.

Ölçme, oranlama ve karıştırma

Öncelikle çeşitli elyafların ölçülerek, belirli oranlarda hamur harmanı yapılması

gerekir. Dolgu maddelerine bakılmaksızın hamurun kesafeti % 3-4 arasında sabit

tutulmaya çalışılır. Bu nedenle her elyaf türünün kesafetinin sabitlenmesi esastır.

Sonuçta kağıdın türüne ve gramajına göre kesafet 0,1 ile 1,5 arasında olacak

şekilde elekaltı suyu ile karıştırılır. İdeal olarak hamur sabit bir kesafet ve

dağılıma getirilir. Kesafet dağılımındaki bozukluk kağıdın gramajının

dalgalanmasına neden olur.

Geçmişte çok büyük tanklar kullanılarak hamur karışımının dağılımı karıştırıcılarla

düzeltilmeye çalışılırdı. Modern makinalarda hamur kasasına saniyede 1,5 m³

hamur verilmektedir. Bunun anlamı bir iki saat kapasiteli karışım tanklarının çok

büyük hacimde ve oldukça pahalı olması demektir. Bu hacimlerde hamurdan

hava alınması da mümkün olmaz. Ayrıca tür değişimlerinin hızlı yapılması

isteniyorsa büyük kapasiteli tanklarda hamurun bitmesi uzun zaman alır. Oysa

tür değişimi hızla yapılabilmelidir. Bu nedenle ölçme ve hamurun suyla

karıştırılması, düzenli hamur temininde büyük tanklara göre daha kaliteli ve

avantajlıdır.

Hamurun harmanlanması

Modern makinalarda yaklaşım bölgesindeki karışım büteleri ve makina büteleri

çok küçük tutulmakta, hatta kısmen özel harmanlama/karıştırma sistemleriyle

yer değiştirmektedir. Bu bir tür hidrolik karıştırıcıdır ve bütenin hemen önündedir.

Karıştırma işlemi bütede devam eder. (Şekil 4.2). Burada tüm elyaf türleri bir

karıştırma borusuna gelir Kesafeti yüksek olandan ve dolgusu fazla olandan

başlayarak hamur sırayla alınır. Bu hamur ayni zamanda disk filtrelerde maya

93

olarak kullanılır. Diğer düşük ve değişken kesafetli hamurlar karıştırma bütesinde

düzenli hele getirilir. (Şekil 4.1 de bağlantılara da bakılması)

Şekil 4.2 Çeşitli hamur türlerinin ölçülerek harmanlanması

Hamurla beyaz suyun karıştırılması

Çok büyük kapasiteli beyaz su depolarında mikrobik kirlenmeler oluşur ve tür

değişimlerinde sorunlar yaşanır.

Şekil 4.3 Hamurla beyaz suyun karıştırılması

-Hamur hazırlamadan

-Döküntülerden

-Tavalardan gelen elyaflar

-Dolgular

-KatkılarFiltrelerde maya

amaçlı kullanım

Hava

gidermeden

gelenTavalardan gelen

Beyaz su

-Temizleyicilerden gelen

-Eleklerden geri döngü

Kesif

hamur Fan

pompası

94

Bu nedenle şekil 4.3 de görülen türde hamur ve beyaz su karışımı sağlayacak

tasarımlar geliştirilmiştir. Bu tür karıştırıcıların başka görevleri de vardır. Bunlar

hava gidermeden, temizleyicilerden ve eleklerden geri dönen hamurları kesif

hamur alınmadan önce beyaz suya karıştırmaktır. Şekil 4.1 e bağlantılar için

bakılmalıdır. Geri döngülerin knetik enerjisinden yararlanılarak karışım sağlanır.

Kesif hamur karıştırıcının alt noktasından karışım borusunun merkezine doğru

yapılır. İyi bir karışım, beyaz su karışımı ile hamurun hız farlılığı ile sağlanır.

Son temizlikler ve son eleme

Yaklaşım bölgelerinde temizlik ve elekten geçirme son bir denetim amacını taşır.

Hamur hazırlama bölgesinde yeterli temizlik ve eleme işlemleri yapılmışsa ayrıca

bu işlemlerin tekrarlanması gerekmez. Fakat özellikle oluklu kağıtlarda bu

işlemler yaklaşım bölgesi içinde yeniden alınmış olabilir.

Son temizlik

Temizliklerin çok kademeli siklon temizleyicilerle, çok küçük kirlilikleri almak için

yapıldığı daha önce belirtilmişti. Bu kirlilikler arasında özellikle yoğunluğu

hamurdan fazla olan, kum, cam kırıkları, ufak kıymıklar, zımba telleri ve metal

talaşları bulunur. Kuşe kağıt hurdalarında son kademeden oldukça zengin dolgu

maddesi ve pigmentler atılır. Bu minerallerin geri kazanılmasıyla rejek miktarı

azaltılır. Büyük çapta olan dolgular ve mineraller ise rejekte bırakılır.

Son eleme

Döküntülerde dahil tüm elyaf daha önce elense bile, yapışkanlar nedeniyle elyafta

yeniden kümelenmeler oluşur. Bu nedenle basınçlı elek öncesi son kez eleme

yapılması zorunlu hale gelir. Çoğu zaman elekler yuvarlak gözenekli seçilir.

Üretim alanına bağlı olarak eleklerde bazı özellikler aranır.

Çok düşük darbe yapacak rotor çubukları,

Çok iyi işlenmiş düğüm yartmayan yüzey taşlaması,

Basit ve bozulmaz yapı ve

Hava kabarcığı yaratmayan yapı bu özellikler arasındadır.

95

Hava giderme

Hamur içinde kalan hava, üretim sırasında sorun yaratır. Bunlar aşağıda

verilmiştir:

Süzülme kapasitesini düşürür,

Kopmalara yol açar,

Çalışma üzerinde etkili olur,

Eleme ve pompalamada sorunlara yol açar,

Köpük oluşumunu arttırır,

Hidrofobik maddelerin birikmesine yol açar,

Mikrop üretimi hızlanır.

Kötü formasyon nedeniyle kağıt kalitesi düşer.

Kağıtta küçük delikler ve çevresinde kirlilik görülür,

Pompalarda kavitasyona neden olur,

Hamur debisinde ve basınçta değişmeler ve darbeler meydana gelir,

Kötü gramaj profili ile sonuçlanır.

Hava giderme işlemi fiziksel olarak sulandırılmış hamurda vakumla sağlanır.

Yüksek kapasiteli makinalarla kaliteli kağıtlarda uygulanır. Hava giderme

tanklarında vakum uygulanır. (Şekil 4.5 ).

Şekil 4.5 Hava giderme tankı iç görünümü

Giriş

Çıkış

Taşkan

Vakum hattı

96

Burada hava büyük bir yüzey elde edilerek hamurdan çekilir. Vakumun yüksek

olması nedeniyle ortam sıcaklığında bir tür kaynama olayı yaşanır. Örneğin 50 °C

lerde 0,87 bar vakumda kaynama gerçekleşir. Vakum değerini hamurun sıcaklığı

belirler. Taşkan oluşabilmesi için hamurun vakum gücünü yenecek yükseklikten

akması gerekir. Başka bir yöntem santifüj gaz alma pompalarıdır. Hamurun

dönüşü sırasında gaz açığa çıkarak alınır. Köpük söndürücülerle kimyasal olarak

gaz giderme işlemi de yapılmaktadır.

Yaklaşım bölgesinin performansı sadece iyi ekipmanlarla sağlanamaz. Bunun

yanında esaslı bir proje tasarımı olması gerekir. Borulama ve bütelerin

yerleşiminin düzgün çalışmada önemi çoktur. Akış yönünde tüm borularda aşağı

doğru bir eğim olması gerekir. Hamur hızının ayrışmaya, şlayma ve iplenmeye

neden olmayacak hızda olması gerekir. Çoğunlukla boru içleri kaynak çapaklarına

karşı taşlanmalıdır. Dozajlama yapılacaksa verilen kimyasalların kesme etkisinde

kalmaması gerekir. Dozajlama sırasında hızlı ve iyi bir karışım sağlanmalıdır.

Yaklaşım bölgesinde işlemlerin sağlıklı olabilmesi kesafet, akış, basınç, vakum ve

seviyelerin hızlı ve doğru şekilde kontrol altına alınmasıyla mümkündür. Hamur

kasası basıncındaki salınım, makina yönünde gramaj oynamalarına yol açar.

Hamur kesafetindeki sapmalarda ise, hem makina yönünde, hem de makina

eninde gramaj değişikliği oluşur. Kağıt makinasında su tutunumu (retansiyon) ve

hamurun kimyasal dengesi sabit götürülmek zorundadır. Retansiyon kontrolu

elek altı suyunun kesafeti kontrol edilerek ve gerekli kimyasal kontrol sağlanarak

yapılmaktadır. Dolgu maddeleri, renk, hava alımı, katyonik talep (zeta

potansiyel) kontrolu yaygınlaşmıştır. Tek tek süreç değiçkenlerini kontrol etmek

yerine birleşik kontrol kavramları kullanılmaktadır. Süreç kontrolu, yerini

süreçlerin ortak yönetimine bırakmaktadır.

97

BÖLÜM 5

Kağıt ve karton üretimi

Kağıt makinalarına genel bakış

Kağıt makinasının amacı sürekli şekilde makina eninde ve yönünde düzgün safiha

üretebilmektir. Kağıt makinası, yaklaşım bölgesi de dahil olmak üzere

Hamur kasası,

Elek bölümü,

Pres grubu,

Kurutma grupları,

Nişasta presi (seçmeli)

Kuşe/kaplama bölümü (seçmeli)

Son kurutma grupları

Kalender

Mal sarıcıdan oluşur.

Mal sarıcıdan sonra tampon, bobin makinasında, müşteri isteklerine göre bobin

haline getirilir. Bobinler ambalajlanarak sevke hazır hale getirilir.

Çeşitli kağıt türlerine göre harman yapılacak şekilde makina yerleşimi yapılır.

Ekonomik ve kalite nedeniyle makinalar yazı tabı kağıdı, oluklu kağıtları, özel

kağıtlar ve temizlik kağıtları üretecek şekilde, imalatçı tarafından çeşitlendirilir.

Çeşitlendirmede makinanın hızı, eni, elek kısmı, presler ve kurutma grupları

üzerinde farklılıklar oluşur. Makina eni müşteri talepleriyle doğrudan ilgilidir.

Oluklu kağıtlarında 2,5-3,3 metre ve onun katları standart hale gelmiştir. Bu

nedenle 5-7 ile 5-10 metre eninde makina görmek yaygındır.

Kağıt makinaları 150 yılı aşkın süredir seri olarak üretilmekle birlikte pek çok

değişim son 30 yıldır yaşanmaktadır.

Hurda kağıt kullanımında ciddi miktarda artış ve makina hızlarının artması

nedeniyle çalışırken keçe temizlikliği yapılmaktadır.

98

Hamurun pH değeri asidik ortamdan nötr ortama geçmiştir. Bu durum kalsit

kullanımını sağlamış ve daha dayanıklı kağıtlar üretilebilmiştir.

Hidrolik hamur kasaları daha hızlı makinalara olanak sağlamıştır. İkiz elekli

former elekler kullanılmaya başlamıştır.

Hamur kasasında profil düzeltmek için sulandırma yapılarak daha ince

gramajlarda kağıt üretimi mümkün olmuştur.

İkiz former elekler safihada Z yönünde alt ve üstte simetrik ve düzenli bir su

drenajı sağlayarak daha hızlı makinalar yapılmasını sağlamıştır.

Kurutmaya giren katı madde miktarı “Shoe preslerle” arttırılmıştır. Bu durum

safihanın dayanımını arttırarak makina çalışma performansını yükseltmiştir.

Tek nipli shoe pres makina hacmini ve maliyetini azaltmıştır.

Preslerde çekiş ortadan kalkarken yüksek hızda makina performansı artmıştır.

Kurutma gruplarında grup çekişleri kalkmış ve makina verimliliği ve hızı

artmıştır. Enine daralma eğrisi düzelmiştir. (Kağıtta enine daralma, ende

düzgün dağılım göstermez ve U şeklinde bir profil oluşur. Bu bozuk profil

kağıtta ıslak baskı sırasında düzensiz genişlemeye neden olur.)

Sentetik elek ve keçeler düzgün su süzülümü sağlamış ve uzun ömürlü

ürünler üretilmektedir.

Süreç kontrolu gelişmiş, operatörlerin ekran üzerinden üretimi izlemeleri,

kalite ile ilgili gidişat eğrilerini görebilmeleri, makinanın durumunu izleyip

gereken önlemleri alabilmeleri sağlanmıştır.

Makina hızları artmış, bu günlerde 2100 metrelere kadar yükselmiştir.

Makina enleri 10 metrenin üzerine çıkmıştır.

Kalenderlerde yumuşak kaplamalar hızlı makinalara uygulanmış ve yüksek

kaliteli kağıt türleri üretilebilmiştir.

1550 metre/dakikanın üzerinde, makinada üzerinde kuşe ve kalenderleme

yapılabilmektedir.

Kuşe ve kalenderleme makinaya dahil olduğunda makina veriminde düşme

olmaktadır. Üreim hattındaki en zayıf zincir olarak toplam makina verimi (OEE)

düşmektedir. Öte yandan bu işlemlerin makina dışında yapılması kalitede son

derece düşüklük yaratmaktadır. Bu nedenle makina üzerinde kaplama ve

kalenerleme yaygınlaşmaktadır.

Günümüzde kağıt üretimi karmaşıklaşmış ve ekipmanlara olan güvenin artması

gerekmiştir. Ayrıca ekipmanlarda tolerans değerleri son derece önemli, hale

99

gelmiştir. Gramajı yakalayabilmek adına, hamur kasası cetvel ağzı 10 metre

açıklıkta 10 mikron (0,01 mm) toleransla işlenmektedir. Kalenderlerde hassasiyet

3 mikrona düşmüştür. Bu değer 60 mikron safiha kalınlığında % 5 hassasiyet

anlamına gelmektedir.

Kağıt makinaları günde 24 saat ve bütün yıl boyunca çalışırlar. Kısa planlı veya

plansız duruşları olur. Bunlar üretim kaybı anlamına geldiklerinden süreler

kısalmaktadır.

Kestirimci bakım veya elek, keçe, vals değişimleri planlı duruşlardır. Üretim ve

bakım tarafından programlar birleştirilerek yapılırlar. Plansız duruşlar, kağıt

kopmaları veya arızalar nedeniyle olur.

Üretim sırasında safihayı etkileyen çeşitli kuvvetler bulunur. Bunlar:

Safihanın bir yüzeyden uzaklaşmasına neden olan kuvvetler. Bunlar safihanın

yüzey özelleklerinden veya kesafet gibi nedenlerden bağımsız kuvvetlerdir.

Bir yüzeyden ayrılırken oluşan vakum kuvveti. Yüzeyle safiha arasındaki açıya

ve makina hızına bağlıdır.

Hareketli bir havanın safiha üzerinde yaratacağı dinamik basınç kuvveti.

Desteksiz kalan safihaya etki eden kuvvet, havanın hızına ve çarpma

şiddetine bağlıdır.

Safihanın boşlukta kendi ağırlığından kaynaklanan kuvvet. Safihanın ağırlığına

ve boşluğun uzunluğuna bağlıdır.

Serbest çekişte meydana gelen santrifuj kuvvetler. Makina hızına ve safiha

ağırlığına bağlıdır.

Safiha ile bir yüzey birleşmeden önce, araya giren havanın yaratacağı dinamik

basınç kuvveti. Makina hızına bağlıdır ve havanın sürtünme kuvveti dikkate

alınmamıştır.

Mekanik çekiş kuvveti. Yukarıdaki kuvvetleri yenecek büyüklükte ve safihayı

güvenle taşıyacak olan kuvvet.

Safihaya uygulanan çekiş kuvveti safihanın kopmadan gidebilmesi için onun

dayanımından küçük olmalıdır. Çekiş kuvvetinin uygulanması safihayı hızlandırır.

Kuruma sırasında safihada ende ve boyda daralma görülür. Bunun anlamı eğer

safihaya harici bir kuvvet uygulanmazsa safihanın giderek hızının azalması

demektir. Daralma nedeniyle meydana gelen çekme kuvveti de safihanın

100

dayanma değerinin altında olmalıdır. Kurumanın başlangıcında, safihada rutubet

oranı yüksek olduğundan dayanma kuvveti düşük olur. Kuruma arttıkça daralma

artar.

Kağıdın uzama potansiyeli safihanın kuruluğuna bağlıdır. Kuru safihada uzama

çok düşük olur. Yaş safihada düşük mukavemet olması nedeniyle ve kuru

safihada düşük uzama değeri nedeniyle grupların hız kontrollarına, pres nip

değerlerine, tutkallama presine ve kalendere dikkat edilmesi gerekir. Yüksek hızlı

makinalarda serbest çekişe müsaade edilmemelidir. Safihadaki enine ve boyuna

düzensizlikler de kopmada etkilidir. Aşağıda Türkiye’de bir makinada ölçülen

fiziksel değerler görülmektedir.

EN ÇALIŞMASI Safiha eni Çekme %

1. Cetvel ağzı genişliği: 2600 mm2. Elek genişliği: 2650 mm3. Elekte safiha genişliği: 2620 mm4. Sifon valste safiha genişliği: 2340 mm

% 1,715. III. Pres girişte safiha genişliği: 2300 mm

% 0,006. Kurutma girişi safiha genişliği: 2300 mm

% 1,307. 4. Kurutma grubu çıkışı safiha genişliği: 2270 mm

% 0,888. Yanki çıkışı safiha genişliği: 2250 mm

% 0,899. Mal sarıcıda kağıt genişliği: 2230 mm

Bu ölçümler, Kağıt Makinası 370 m/dakikada, 112 gr/metre² fluting çalışırken

alınmıştır. Toplam çekme (%) = (234-223)/234*100= % 4.7

Kağıt koptuktan sonra mümkün olduğunca hızlı şekilde kağıdın bağlanması

gerekir. Bu ya safiha tam ende iken veya 20 cm lik şerit oluşturularak yapılır.

Safiha daha sonra tam ene genişletilir. Şeridin veya safihanın beslenmesinde

hava kuvvetinden, vakumdan, keçelerden veya çeşitli valslerden yararlanılır.

Safiha eni makina boyunca değişir:

101

Elek formasyon bölümünün sonunda kenarlardan 15-20 cm eninde şerit

şeklinde kesim yapılır.

Çekiş nedeniyle kağıdın uzaması

Kuruma nedeniyle ende daralma (% 2– % 8)

Kağıt makinasında silindir ve valsleri yataklayan iki taraflı şase bulunur. Tüm

makina boyunca safiha eleğe, pres keçelerine ve kurutma keçelerine temas eder.

Aşınmış elek veya keçeler yenilenmelidir. Bunların yaş kısımda değişimi sırasında

ön taraftaki yataklar sökülerek tek taraftan desteklemeyle (“cantilever”) elek ve

keçe değişimi yapılır. Kurutma kısmında dikişli yapıda keçeler kullanılır.

Hamur kasası

Hamur kasasının amacı düzgün bir safiha elde etmektir. Bunun için çok düzgün

bir jet oluşturulur. Jet hızı ile makina hızının eşitlenmesi düzgün elyaf dağılımında

gereklidir. Bu nedenle hamur kasası kağıdın kalitesi üzerinde birinci derecede

öneme sahiptir.

Hamur, yaklaşım bölgesinden hamur kasasına bir boru aracılığıyla gelir. Hamurun

elek eninde düzgün bir dağılım göstermesi gerekir. Bu nedenle 6mm ile 25 mm

aralığındaki cetvel ağzından basınçla dışarı akar. Hamur kasası içinde elyafın

düzgün dağılımını sağlayan perfore bir döner elek (üstüvane, rektifiye valsi)

bulunur. İyi bir safiha (kağıt) formasyonu yakalamanın yolu hamur kasasındaki

hamurun sudan ayrışmamasıdır. Üstünavenin görevi bunu sağlamaktır. Gerekli

türbülansın büyüklüğü elyafın türüne göre değişir. Bazı modern hamur

kasalarında yüksek türbülans, step difizörlerle sağlanır.

Hamur kasasında cetvel ağzından çıkan ve eleğe düşen hamurun hızı makina

hızına yaklaşır. Jet kalınlığı yani hamur miktarı cetvel ağzının üst dudağını

ayarlayarak elde edilir. Bu açıklık bazen belirli bir genişliğe sabitlenir. Bu

durumda açıklık 1 mikron toleransla ayar mekanizmasıyla ayarlanır. Ayar

mekanizmasının amacı makina eninde gramaj profilini düzeltmektir. Makina

yönünde ayar için ise üst dudağın ayarlanması gerekir. Bu ayar işlemi ile jetin

eleğe çarpma açısı ayarlanmış olur. (şekil 5.1).

102

Şekil 5.1 Hamur kasasından çıkan jetle ilgili tanımlar

Kağıt sanayiinde birden fazla hamur kasası bulunur. Bunun nedeni çeşitli kağıt

türlerine ve eleğe göre tasarım yapılmış olmasıdır. Aşağıda bunlardan bazı

örnekler görülmektedir. Bunlardan ilki açık hamur kasasıdır ve artık yeni

makinalarda kullanılmamaktadır. (Şekil 5.2 A)

Şekil 5.2 A Açık hamur kasası

Üstüvane valsli hamur kasası örneği Şekil 5.2.B de görülmektedir. Günümüzde

bazı makinalarda örnekleri görülmektedir. Hamurun üzerinde basınçlı hava

yastığı bulunur. Bunun özellikleri geliştirilerek daha farklı türleri yapılmıştır.

Elek

Jet hızı

Jet açısı

Eleğe çarpma mesafesi

Eleğe çarpma açısı

Eleğe çarpma hızı

103

Şekil 5.2.B Üstüvaneli ve hava yastıklı hamur kasası örneği

Yüksek türbülanslı hamur kasalarına hidrolik hamur kasaları da denilmektedir.

Hamura serbest bir yüzey imkanı verilmeden eleğe verilir. Uzun elekli

makinalarda (Fourdirinier) hamur kasasına monte edilmiş, fan pompası ve

basınçlı elekten kaynaklanan hamurdaki darbeleri emen bir damper sistemi

bulunur.

Şekil 5.2.C Hidrolik hamur kasaları (Voith ve Metso)

104

Başka bir hidrolik hamur kasası örneğinde ahtapot adı verilen merkezi bir tank

bulunur. Bu tank, hamurdaki darbeleri sönümleyerek, hamuru çevresel olarak

eşit şekilde dağıtarak, esnek borularla cetvel ağzına gönderir.

Şekil 5.2.D Hidrolik başka bir hamur kasası örneği, ahtapot tip

Hamurun gramajı cetvel ağzına gönderilen hamurun kesafeti ve miktarıyla

belirlenir. Kesafetteki değişim dikkate alınarak hamur miktarı değiştirilir. Bu

cetvel ağzının açılıp kapanmasıyla sağlanır. Hamur kasası basıncı jet hızını

düzenli ve sabit sağlayacak şekilde hava fanı (körüğü) devriyle oynayarak

sağlanır.

Hamur kasasından önceki fan pompası ve basınçlı eleğin fazla darbeli hamur

göndermesi istenmez. Burada darbe büyüklüğü % 1 in altında olmalıdır. Böyle

durumlarda çeşitli hızlarda darbelerin azaltılması ve sabitlenmesi için bir dampere

gerek duyulur. Şekil 5.3 de böyle bir hamur kasası örneği görülmektedir. Delikli

plaka ve hava yastığı hidropnömatik bir darbe emilimi sağlar. Hamur delikli

plakadan geçerken darbe enerjisinin büyük kısmı emilir.

Makina eninde sabit bir jet hızı yakalanması temel gereklerden biridir. Elekle jetin

hızları arasındaki oranın sabitlenmesi düzgün bir elyaf dağılımı yakalanmasını

sağlar. Hamurun cetvel ağzından eleğe, elekle aynı hızda teması, rastgele

dağılmış olan elyafların, elek üzerinde rastgele konumlarını korumalarını sağlar.

Elekle jet hızı arasında oluşacak hız farkında, elyaflar ya makina yönünde (MD),

ya da makina eninde (CD) dizileceklerdir.

105

Şekil 5.3 Darbe emilimli ahtapot türü bir hamur kasası örneği (Kadant)

Jetin elekten hızlı olduğu durumda, elyaflar frenleme etkisiyle makina eninde

dizilirler. Jet hızı elekten yavaşsa, elyaflar çekilerek makina yönüne doğru

dizilirler. Bu durum kağıt kalitesi üzerinde etkili olur. Kağıdın makina yönünde ve

eninde dayanımları değişir. Bu bazen kasten yapılabilir. Kağıdın nem alması veya

kuruması enine ve boyuna uzama ve büzülmeleri farklılaştırır. Fotokopi

makinallarında veya baskıda sorunlar yaşanır. Şekil 5.4 de formasyon kalitesi ve

enine/boyuna kopma dayanımı oranları verilmektedir.

Şekil 5.4 Jetle elek arasındaki hız farkının kopmaya ve formasyona etkisi

Profil

sulandırıcı

Darbe emici

hava yastığı

Delikli plaka

Form

asyo

n

İyi

Kötü

Hız farkı Vjet-Velek Hız farkı Vjet-Velek

MD

/CD

kop

ma

daya

nım

ı

106

Günümüz makinaları dakikada 2000 metrenin üzerine çıkmaktadır. Bu durum

hamur basıncının 5 barın üzerine çıkması anlamına gelir. Çalıştırma şartlarını

iyileştirmek ve elek ve preste su süzülümünü arttırmak için hamur kasasına 40°C

ile 75°C arasında hamur verilir. Özel durumlarda sıcaklık 90 °C ye çıkmaktadır.

10 metre enindeki bir makinada hamur kasasının ağırlığı da artmaktadır. Tüm bu

nedenlerden hamur kasasında, özellikle cetvel ağzında, orijinal ölçüler ve

toleranslar değişmektedir. Sonuçta jet olması gerektiğinden farklı oluşur. Bunu

önlemenin yolu bu tür etkileri ortadan kaldıracak tasarımlardır.

Makina eninde gramaj sapması binde 5 i aşmamalıdır. Bunu sağlayacak bir

kontrol sistemi olmalıdır. Çalışırken kenarlarda gramaj daha az olur. Geçmişte ve

günümüzde bunu önlemek için cetvel ağzında ayarlı verniyeli bir dudak

bulunmaktadır. Bir ayar bölgesi uzunluğu 75 mm dir. Kenarlarda bir veya iki ayar

verniye ile gereken profil düzeltmesi yapılabilir.

Şekil 5.5 de gramajı düzenleyecek sistemin gramaj profiline olan etkisi

görülmektedir. Aşağıya doğru basılan bir ayar mekanizması (D= ayar

mekanizmasının genişliği) gramajı belirli miktarda düşürür. Bu noktanın

eteklerinde ise gramajın yükseldiği görülür. Gramajdaki bozulma 5 ayar bölgesi

uzunluğundadır. Yani gerçekte profildeki bozulma ayar bölgesi uzunluğundan çok

fazladır. Bu durum kağıt kalitesini olumsuz etkiler.

Son 20 yıldır bu olumsuzluğu gidermek için başka bir profil kontrol sistemi

geliştirilmiştir. Bunun adına sulandırma (Dilution) denilmektedir.

Şekil 5.5 Profil düzeltmede cetvel ağzı ayarı ile sulandırmanın etkisi

Gra

maj

daki

sap

ma

Cetvel ağzında bir

ayar bölgesi düşük

Bir sulandırma

vanası açık

107

Sulandırma cetvel ağzı ayar sistemine göre daha kaliteli profil sağlamaktadır.

Hamur kasasına daha yüksek kesafette hamur alınmakta ve sulandırılarak

kesafeti düşürülmektedir. Düşük kesafetli bir bölge gerektiğinde, bölgesel olarak

kesafet düşürülmekte veya kesafetin arttırılması gerektiğinde sulandırma

kısılmaktadır. Yazı tabı kağıtlarında 60 mm ye kadar dar bölgelerde sulandırma

yapılmaktadır. Böylece profil düzeltme işlemi çok dar bir bölgede

yapılabilmektedir.

Sulandırma yöntemindeki diğer avantaj elyaf diziliminin (formasyon) daha

düzgün olmasıdır. (Şekil 5.6).

Şekil 5.6 Jet hızının, elek hızının ve jet açısının formasyona etkisi

Mekanik ayar mekanizmaları hamur akışını yani jeti kesmeye çalışır. Kesme

hareketi jetin yönünü değiştirir. Burada jetteki açısal çok küçük bir sapma

formasyonda büyük değişiklikler yaratır. Elyaf dizilişi ultrasonik cihazlarla makina

üzerinde yapılabilmektedir. Kötü elyaf dizilimi kağıdın diğer özelliklerini de önemli

ölçüde etkiler.

Jet açısının, 1000 mete/dakikalık bir makinada 1° sapması, makina eninde 10

metre/dakika lık kaçma yaratır. Yani gerçek elyaf hızı (Vrel) makina enine doğru

10 metre/dakikalık sapma gösterir. Fiilen makina yönünde, hamurla elek

arasında 40 mm/dakikalık bir fark da varsa vektörel olarak toplam sapma 14°

olacaktır. Hamurun böylesine büyük bir açı ile çıkması daha sonra formasyon

bölesindeki yerleşimi belirleyecektir.

Jet hızı elekten düşük Jet hızı elekten fazla

108

2000 metre/dakikalık bir makinada 1° lik sapma 20 metre/dakika anlamına gelir.

Aynı şekilde elek/jet hızındaki 40 mm/dakikalık fark 27° lik vektörel sapmaya

neden olur. Bu durum tasarım açısından yüksek hızlarda hamurun ve makinanın

dinamiklerini çok iyi anlamayı gerektirir. Makina üzerinde ölçüm teknikleri

giderek gelişmektedir.

Şkil 5.7 Çift beslemeli (çift katlı) bir hamur kasası örneği

Son yıllarda kağıdın türüne göre hamur kasası tasarımları ön plana çıkmıştır.

(Şekil 5.7). Burada iki ayrı hamur kasasının tek bir gövdede birleşmiş hali

görülmektedir. Farklı harmanlardan verilmektedir. Cetvel ağzına kadar elyaflar

ayrı hatlardan gelmektedir. Jet noktasında birleşmekte ve su alma sırasında

karışmaktadırlar. Bu tür hamur kasalarının bazı avantajları bulunmaktadır:

Kağıt makinalarında üst eleğe ihtiyaç kalmamaktadır,

Tek katlı kağıtlarda altta daha ucuz ham madde harmanı kullanılmakta ve

üstteki kaliteli/pahalı elyaf harmanı tarafından saklanabilmektedir.

Hamur kasasından çıkan elyaflı hamur safihaya dönüşür. Hamur kasasından çıkan

hamurun kalitesinin, safiha ve kağıt kalitesi üzerinde önemli etkisi bulunur. Bu

nedenle yaklaşım bölgesi hamur kasası ve elek tek bir ünite olarak değerlendirilir.

Elek bölümünün görevleri şunlardır:

1. Suyla elyafın büyük oranda ayrılması, (süzülme, drenaj)

2. Elyafların düzenli dağılımını sağlamak

3. Elyaf floklaşmasını önlemek.

Elyafın sudan ayrılması filtreleme ve

filtrasyon işleminde elek üzerinde bir kek tabası oluşur. Kekin dışındaki hamurun

kesafeti değişmeden sabit kalmaktadır. Tam bir teksif işleminde ise hamur

kesafeti artış gösterir. Safiha oluşumu filtrelemedeki kek

Süzülen beyaz suyun içinde ölü elyaflar, dolgu maddeleri ve tozlar bulunur.

Suyun süzülmesi önce hidrostatik yani yer çekimiyle, sonra vakum etkisiyle veya

mekanik etkiyle oluşur. Bu kuvvetler

Jet hızına ek olarak hamurun elek

Elek altından uygulanan vakum ve su alma elemanlarının etkisi,

Üstten baskı yapan başka bir

Hamura etki eden dış basınç (P

P = S/R dir. S eleğin gerginliği

çapını ifade eder. P basıncı elek üzerindeki hamura etki eden santrifüj kuvvetin

üstünde olmalıdır.

Santrifuj ivme(C) C = V²

kuvveti C.t/g dir. Alt eleğe gelen basınç kuvveti bu değerden daha büyük

olmalıdır. Makina hızı arttıkça bu rakam dikkate değer miktarda artmaktadır.

Elek tipleri

Uzun elek (Fourdrinier

itibaren sürekli gelişme göstermişt

elek, alttan çeşitli su alma elemanları takılarak kullanılır.

Şekil 5.8

1

3

Elyafın sudan ayrılması filtreleme ve teksif işlemlerinin birleşimidir. Tam bir

filtrasyon işleminde elek üzerinde bir kek tabası oluşur. Kekin dışındaki hamurun

kesafeti değişmeden sabit kalmaktadır. Tam bir teksif işleminde ise hamur

kesafeti artış gösterir. Safiha oluşumu filtrelemedeki kek oluşumuna benzer.

suyun içinde ölü elyaflar, dolgu maddeleri ve tozlar bulunur.

Suyun süzülmesi önce hidrostatik yani yer çekimiyle, sonra vakum etkisiyle veya

mekanik etkiyle oluşur. Bu kuvvetler:

Jet hızına ek olarak hamurun elek üzerindeki yüksekliği,

Elek altından uygulanan vakum ve su alma elemanlarının etkisi,

Üstten baskı yapan başka bir döner eleğin veya valsin yarattığı dış basınç.

Hamura etki eden dış basınç (P) ise

S eleğin gerginliğini (N/cm), R ise cm cinsinden

P basıncı elek üzerindeki hamura etki eden santrifüj kuvvetin

V²/R, ve hamurun kalınlığı (t) ye etki eden yer çekimi

Alt eleğe gelen basınç kuvveti bu değerden daha büyük

Makina hızı arttıkça bu rakam dikkate değer miktarda artmaktadır.

Fourdrinier elek) en yaygın kullanılan elektir. Bulunuşundan

itibaren sürekli gelişme göstermiştir. Yatay bir kasanın üzerine geçirilen sonsuz

elek, alttan çeşitli su alma elemanları takılarak kullanılır. (Şekil 5.8)

Şekil 5.8 Uzun elek (Fourdrinier elek)

2

4,5,6

7

8

109

işlemlerinin birleşimidir. Tam bir

filtrasyon işleminde elek üzerinde bir kek tabası oluşur. Kekin dışındaki hamurun

kesafeti değişmeden sabit kalmaktadır. Tam bir teksif işleminde ise hamur

oluşumuna benzer.

suyun içinde ölü elyaflar, dolgu maddeleri ve tozlar bulunur.

Suyun süzülmesi önce hidrostatik yani yer çekimiyle, sonra vakum etkisiyle veya

Elek altından uygulanan vakum ve su alma elemanlarının etkisi,

eleğin veya valsin yarattığı dış basınç.

ise cm cinsinden elek veya valsin

P basıncı elek üzerindeki hamura etki eden santrifüj kuvvetin

ve hamurun kalınlığı (t) ye etki eden yer çekimi

Alt eleğe gelen basınç kuvveti bu değerden daha büyük

Makina hızı arttıkça bu rakam dikkate değer miktarda artmaktadır.

en yaygın kullanılan elektir. Bulunuşundan

ir. Yatay bir kasanın üzerine geçirilen sonsuz

(Şekil 5.8)

110

Bu eleklerde hız 1200 metre/dakikalara kadar çıkar. Bu hızın üstüne

çıkamamasının nedeni serbest haldeki hamurun elek üzerinde aşırı türbülansa

girmesidir. Ayrıca aşırı hız elekle birlikte suyun sürüklenmesine, yani süzülme

kapasitesinin düşmesine neden olur. Bir uzun elek, göğüs valsi (Breast roll) (1),

formasyon kasaları (forming boards) (2), foiller (3), register valsler (table rolls)

(4), gergi valsleri (Wire stretcher) (5), regüle valsleri (6), vakum kasaları (7)

(suction boxes), emici valsten (suction roll) ve fıskiyelerden (showers) oluşur.

Elek bölümlerinde kullanılan elemanlar

Elek bölümünde eleği desteklemek, su alımını kolaylaştırmak, formasyonu

sağlamak ve iyileştirmek gibi çeşitli elemanlar bulunur:

Formasyon kasası uzun eleklerde eleğin başlangıcında hamur jetinin eleğe

çarptığı kısımda yer alır. Çeşitli bıçaklar ve çubuklardan yapılmıştır. Elekten

suyun alınmasına yardımcı olur. Çünkü bu bölgedeki aşırı süzülme nedeniyle

süzülmeye karşı bir mukavamet oluşur. Adeta elek suyla boğulur.

Şekil 5.9 Formasyon kasası

Register valsler (Şekil 5.10) yarattıkları türbülansla süzülmeye katkıda

bulunurlar. Makina yönünde elekle vals arasında basınç oluşurken ters yönde

vakum oluşur. Makina hızı attıkça vakum ve basınç etkisi şiddetlenerek artar

500 metre/dakika hızda sınır değere ulaşılır.

111

Şekil 5.10 Register valsler (Table Rolls)

Su alma foilleri (Şekil 5.11), uzun eleklerde ve ikiz eleklerde kullanılır. Keskin,

bıçağa benzeyen ağızları eleğin altında tutunan suları raspalamaya yarar. Ayni

zamanda vakum etkisi yaratarak su alınmasına yardımcı olur. Ağız açıları 0 ile

3° arasındadır.

Şekil 5.11 Kasa üzerindeki Foiller

Foil kasaları üzerine foillerin takıldığı kasalardır.

Şekil 5.12 Vakum kasaları

112

Foil yerine kullanılan ve sıfır açıyla takılan bıçaklardır. Akışa karşı takılan

türleri sabitlenmeden ayarlanabilir kuvvetle eleğe basarlar. Bunların ana

amacı suyu raspalamaktır.

Yaş emici kasalar su aynasınını öncesinde yerleştirilirler. Düşük vakumla

çalışırlar. Vakum fanlarla sağlanır. Diğer vakum kasalarından farkları

hamurdan önemli miktarda suyu almalarıdır. Su aynasından sonra safihada

serbest su bulunmaz. Uzun eleklerde gözle görülmeleri mümkündür.

Vakum kasaları su aynasının arkasında bulunurlar yaş emici kasalardan

farklılıkları elyaf arasından hava emebiliyor olmalarıdır. Vakum pompaları ile

vyaratılan vakumla çalışırlar.

Sifon valsi farklı tasarımlarda yapılır. Bazılarında boş bir çerçevedir. Vakum

içeriden uygulanır. Kağıt formasyonunda kullanılırlar. Elek bölümünde son vals

olarak monte edilirler. Sifon valslerinin görevi safihanın kuru madde miktarını

arttırmaktır.

Fıskiyeler, çalışırken eleği temizleyen elemanlardır. (Şekil 5. 13)

Şekil 5.13 Salınımlı çalışan bir fıskiye

Egütör valsleri, içleri boş üzerleri tel elekle kaplı valslerdir. Drenaj yer çekimi

yönündedir. Su aynasının hemen önünde uygulanacak bir egütör valsi

formasyonu düzeltmek için kullanılır. Bu vals tel elekten yapılmıştır ve içi

boştur. Safihaya baskı yaparak yüzeydeki elyaf kümelenmelerini düzelterek

dağıtmaya yarar. Filigranlı kağıt yapımında kullanılan egütör valsleri özel

tasarlanmış desenlere sahiptir. Bu desenler metal elek teline lehimlenerek

tutturulurlar. Safihaya baskı yaparak, desenleriyle elyaf sıkışmasına neden

olur. Özellikle kağıt paralarda kullanılan ışıkta görülebilen, gizli resimler ve

işaretler bu yöntemle yaş kısımda yapılır. (Şekil.14).

113

Şekil 5.14 Egütör valsi

Süzülmeye eleğin filtre etme özelliği direnç gösterir. Ayrıca elyafların açılımı

kimyasallar, elyafın türü, dolgu maddeleri, ölü elyaflar süzülmede etkilidir. Elekte

kuru madde miktarı % 18-20 arasındadır. Süzülme nedeniyle ölü elyaflar, tozlar

ve dolgu maddeleri beyaz suya geçer. Hamurun elek üzerinde kalma özelliğine

tutunum (Retansiyon) denir.

Tutunum= Elek üzerinde kalan elyaf/eleğe verilen toplam katı madde

Tutunumun % 100 olması arzu edilir. Buna rağmen elek altı suyuna geçen

maddeler nedeniyle tutunum % 100 ün altında gerçekleşir. Bu nedenle elek altı

suyunda kesafet artışı istenmez.

Şekil 5.15 Z yönünde dolgunun dağılımı

Serbest yüzeyEgütör

Şekillenmiş

yüzey

Hız

profili

Baskı profili

Elek

Tek elekle su almada dağılım Çift elekle su almada dağılım

Dol

gu o

ranı

Dol

gu o

ranı

ÜSTÜST ALTALT

114

Tutunumu arttırmak için retansiyon kimyasalları kullanılır. Beyaz su, yaklaşım

bölgesinde hamuru sulandırmak için yeniden kullanılmaktadır. Şekil 5.15 de

makina eninde ve Z yönünde dolgunun safiha içindeki dağılımı görülmektedir.

Tek eleklerde dolgu alt yüzeyde elekten emilerek alınır.

Hamur kasası içinde, elyaf topaklanmasını önlemek için küçük ölçekte (Mikro

türbülans) türbülanslar yaratılır. Bu nedenle iyi bir elyaf formasyonunun çok hızlı

olması gerekir. Aksi takdirde küçük ölçekli türbülansların elek üzerinde bir süre

daha sürdürülmesi gerekir. Bunları sağlayacak olan vakum ve basınç etkisi

yaratacak register valsleri, foiiller ve bıçaklardır. Bunun yanında 500 metrenin

üstünde salınımlar, özellikle register valsinden gelenler sakıncalı lmaya başlar.

Bazı makinalarda eleğin kendisi sarsılmak suretiyle formasyon düzeltilir. Sarsma

frekansı 10 hz civarında, 25 mm yatay düzlemdedir. Bu yöntem daha çok düşük

hızlı ve eleğin kısa tutulma zorunluğu olan, düşük kesafetli makinalarda

uygulanır.

Jet hızıyla makina hızı arasındaki fark, elyafların kümelenmesi açısından son

derece belirleyicidir. Hızların eşit olması durumunda elyaflar, hamur kasası

içindeki durumlarına göre rastgele dizilirler. Hız farklılığı olduğunda elyafların

büyük çoğunluğu ya makina yönünde ya da eninde dizilirler. Kağıt mukavemeti

kağıt elyaflarının dizilimine göre belirlenir. Bu dizilim kağıdın kullanım amacına ve

yerine göre bazen olumlu, fakat çoğunlukla olumsuzluk yaratır. Bazı kağıt

türlerinde jet hızında 15-70 metre arasındaki fazlalık oluşur. Elyaflar makina

yönünden farklı açıda eleğe verilecek olursa, elek üzerinde defalarca anaforlara

neden olur. Bu durumda elyaf dizilimi makina yönünde değildir. Bu nedenle

fotokopi kağıdı gibi kağıtlarda sorunlar oluşur.

Eleğin özellikleri kağıt yüzeyi üzerinde, tutunumda, su giderme hızında, enerji

tüketiminde ve makina çalışma performansında etkilidir. Ayrıca elek yüzeyi, akışa

karşı direnç, makina eninde düzen ve aşınma konularında etkilidir. Bu nedenle

elek yapımında ve tasarımında talepler son derece yüksektir. Suyun ilk

süzülmeye başladığında olanlar buna bir örnektir. Yardımcı filtre tabakasında atkı

iplerinin çapları 120 mikrondur. Komşu atkı ipleri, merkezden merkeze yaklaşık

150 mikron uzaklıktadır. Atkı iplerinin arasındaki boşluk alan olarak 30 x 30

mikron ve derinlik olarak 60 mikron olmaktadır. Uzunluğu 2 mm ve çapı 30

mikron olan bir elyaf tanesi ve çapı mikron olan dolgu maddeleri bulunmaktadır.

115

Dolgu maddelerinin elekten geçmesi, ya da elyafın elek gözeneklerini tıkaması

söz konusudur.

Günümüzde çok katlı elekler yaygın olarak kullanılmaktadır. Elek malzemesi

plastik ve nadiren bronz veya çeliktir. İyi bir eleğin her noktası, eleğin ömrü

boyunca aşağıdaki özellikleri kaybetmemelidir:

Z yönünde suya karşı düşük mukavement göstermelidir,

Su sürüklenmesi az olmalıdır,

Kağıt yüzeyinde elek izi yaratmamalıdır,

Alt katında yüksek aşınma direnci olmalıdır.

Elek temizliğinin derinlemesine yapılabilmesi son derece önemlidir. Safihada

formasyon bozukluğu yaratmamalı ve safiha kopmalarına neden olmamalıdır.

Elek temizliği için tasarlanmış bir alet Şekil 5.16 da görülmektedir.

Şekil 5.16 Elek temizleme aparatı

Elek üzerinde tarama yapan bir başlığı ve üzerinde bir veya daha fazla nozul

bulunmaktadır. Su basıncı 250 bardır. Kirli su elektrik süpürgelerinde olduğu gibi

emilmektedir. Üretim sırasında garajda durmaktadır.

Elek bölümünde türler

Aşağıda, kağıt makinalarında kullanılan elek türleri verilmektedir. Su süzülmesi

tek yönlü olabileceği gibi iki yönden de yapılabilmektedir. İki yönden su alınması

kağıdın alt ve üst yüzeylerinde simetrik yapı oluşmasını sağlar. Drenaj süresi

azalırken elek boyu da kısalmaktadır. Uzun eleklerde 800 metre hızlarda elek

boyu 20 metre civarındadır. Bunun anlamı, drenaj süresinin 1,5 saniye olması

demektir. Oysa 1200 metre hızda çalışan bir hibrit elekte, boy 20 metre ise,

116

drenaj süresi 1 saniye olmakta ve Gap former eleklerde elek uzunluğu 5 metreye

düşmekte ve 2000 metre makina hızında 0,15 saniye drenaj süresi olmaktadır.

Aşağıda çeşitli eleklerin çalışma prensipleri verilmektedir. Ayrıca kağıt

formasyonunun düzgünlüğü açısından cetvel ağzından çıkan hamurun içindeki

rastgele elyaf dizilimi, olduğu gibi muhafaza edildiğinde, yani safiha oluştuğunda,

formasyon daha düzgün olmaktadır.

Formasyon silindirli elekler, suyu geçirebilen, metal silindirin, hamur

havuzunda dönerek safiha oluşturması esasına göre çalışır. (Şekil 5.17)

Şekil 5.17 Çeşitli döner silindirli elekler

Akışa karşı ve akış yönünde çalışan ve hamur içinde dönen elek türleri eski

tasarımlardır (a,b,c). Bu türlerde, daha sonra daldırma yönteminden vazgeçilmiş

ve en sonunda emici elek türlerine geçilmiştir (d). Emici sdir eleklerde,

formasyon silindirinin içine vakum uygulanır. Hamur, elekle formasyon silindirinin

yüzeyi arasında safiha oluşturur. Tek katlı karton üretimde 400 metre dakikanın

üzerinde çalışan formasyon silindirleri bulunmaktadır.

117

Şekil 5.18 Sifon valsi bulunan, silindirli formasyon eleği

Temizlik kağıtlarında (Tissue), hızın 1500 metrelere çıkarılması sifon valsi

kullanılarak sağlanabilir. (Şekil 5.18)

Eğimli eleklerde safiha eğimli bir elek yüzeyinde oluşur. Hamur elek üzerini

kapatan basınçlı bir kasa içindedir. Eleğin altında eleğe destek olan formasyon

kasaları bulunur. (Şekil 5.19). Formasyon kasası basınçları ayarlanabilmektedir.

Bu tür makinalar çok düşük hızlarda çalışır. Kesafetlerde % 0,01 gibi son

derecede düşüktür. Özel bazı kağıtların üretilmesinde ve sentetik safihalarda

kullanılır.

Şekil 5.19 Eğimli elek

118

Hibrit ikiz elekde, birinci elek uzun elektir. Uzun eleğin üzerinde ikinci bir elek

döner. Su alma elemanları üst elekte de bulunur. (Şekil 5.20)

Şekil 5.20 Hibrit ikiz elek

Bu yapı drenaj kapasitesini arttırır. Bunun yanında Z yönünde simetri oluşur. Yani

kağıdın her iki yüzeyi de benzer özellikler gösterir. İyi bir formasyon elde

edilebilmesi için alt elekle üst eleğin su alma özelliklerinde eşit şartlar sağlanması

gerekir. Geçmişte bu tür elek tasarımlarında, valsler, foliller, sifon valsleri

eklenerek ve dizilimleri oynanarak çok değişik örnekler oluşmuştur.

Boşluklu (Gap Former) ikiz elek çok yüksek hızlı makinalarda kullanılan en

son teknolojilerdendir. Her iki elekte de su alma elemanları bulunur. Hamur ayni

hızda dönen iki eleğin arasından geçer. (Şekil 5.21).

Şekil 5.21 Gap formerli ikiz elek

119

Suyu alacak kuvvetlerden biri eleklerin gerginliğidir. Bu kuvvet hamurun

merkezkaç kuvvetine karşı çalışır. Suyun alınmasına ve formasyonu iyileştirmeye

yardımcı olan diğer unsurlar, sifon valsi, vakum pabuçları, formasyon bıçakları,

gibi elemanlardır.

Kağıt hamuru jet oluşturularak iki elek arasındaki boşluğa enjekte edilir. Bu tür

elek türlerinde firmadan firmaya ve bir firma içinde bile çok fazla çeşitlilik

gözlenmektedir. Halen yeni türler geliştirilmektedir. Bu türlerin içinde, yüksek

hızlarda, formasyon valsi-bıçak-sifon valsi dizilimi neredeyse standart hale

gelmiştir. (Şekil 5.22). Burada formasyon valsini bir formasyon pabucu

izlemektedir. Genellikle formasyon bıçakları karşı hareketlidir. Bunların arkasında

bir sifon valsi yerleşmiştir.

Şekil 5.22 Gap former eleğin şematik görünümü

Su alma bölgesinde safiha formasyon valsiyle dış elek arasında kalır. Sifon

valsinde ise, valsle transfer eleği arasındadır. Bu durum onun S şeklinde valsler

arasındaki yolculuuk ettiğini gösterir. Böylece kağıt Z yönünde simetrik yapıda

oluşur. Safiha dikey olarak elekler arasında hareket eder. Beyaz su ile uğraşmak,

elek ve vals değişimleri, bakım işleri daha kolay hale gelir. Bu tür makinalarda

hız limitleri her gün biraz daha değişmektedir. 2000 metrelere ulaşmaktadır.

Formasyon valsi

Bıçaklar

Sifon valsi

120

Press bölümü

Pres bölümünün amacı safihaya baskı yaparak kuru madde miktarını arttırmaktır.

Bunun yararı buharlaşma için harcanan enerjiyi düşürmektir. Ayrıca safihanın

sıkışması onun yaş dayanımını arttırmaktadır. Yaş safiha elekten alınarak (pick-

up) keçelerle prese sevkedilir. Pres bölümü bir kaç baskı nipinden oluşur. İki

pres valsi arasındaki baskı çizgisine nip denilmektedir.

Safiha keçe üzerinde, keçe altında veya iki keçe arasında sevk edilir. Bazı

makinalarda sevk sırasında elekle pres arasında boşluk bulunur. Buna “açık

çekişli” denir. Pres baskısının ortaya çıkardığı su, keçe ile uzaklaştırılır. Yüksek

miktarda su alınması durumunda keçenin altında bulunan pres valsinin

yüzeyindeki deliklerden su alımı yapılır. Vakum emişli pres valslerinde suyun

alınması ve taşınması kolaylaştığından performansları fazladır.

Şekil 5.23 Tek nipli basit yapıdaki bir pres

Pres keçeleri baskı altındayken bile yüksek seviyede su tutabilirler. Baskıdan

kurtulduklarındaysa suyu kolayca bırakabilirler. Yüzeyleri baskı sırasında kağıda

iz bırakmayacak şekilde yapılır. Baskı sırasında elyaf safihaya 20 mikron

gömülür. Bu durumda elyaf çapı 30-40 mikrondur. Pres ve keçeler oldukça

değişik özellikler gösterirler. Suyun alınması emici borularla sağlanır. Sabit veya

RaspaÜst vals

Yataklar ve

suportlar

Alt vals

Tepsi

Klavuz

pimi

Güçlü gövde

Klavuz

pimi

Baskı pistonu

aralıklı verilen basınçlı su jeti ile temizlikleri yapılır. Bazen suyun içine özel

maddeler katılarak temizlik üst seviye

Klasik pres bölümlerinde üç veya dört nip sağlayan ardışık pres grubu bulunur.

(Şekil 5.24).

Pres valsleri birbirlerine çizgisel olarak, bir milimetreye

basarlar. Klasik preslerde baskı miktarı nip uzunluğuna

kaplamasına ve gövde malzemesine

kağıdın özellikleri de önemlidir.

Genellikle, uygulanan basıncın öncelikle safihanın elyaf yapısının direncini

yenecek güçte olması gerekir. Başlangıçta bu direnç çok düşüktür.

oranı arttıkça, elyaf direnci artış gösterir.

miktarı arttıkça baskının/basıncın arttırılması gerekir.

safihadaki su oranına bağlı olarak yüksek baskıda safihada bozulma başlar. Bu

nedenle baskı ve rutubet oranı performans açısından bilinmelidir. Suyun akış

direnci hamurun/elyafın cinsine, işl

sıcaklığı suyun direncini düşürür.

nipe giderek arttırılır. Suyun alınmasında elekte olduğu gibi her iki yüzeyden eşit

oranda sağlanması dolguların eşit olarak da

Safiha

aralıklı verilen basınçlı su jeti ile temizlikleri yapılır. Bazen suyun içine özel

maddeler katılarak temizlik üst seviyede sağlanır.

Klasik pres bölümlerinde üç veya dört nip sağlayan ardışık pres grubu bulunur.

Şekil 5.24 Bir pres bölümü

Pres valsleri birbirlerine çizgisel olarak, bir milimetreye 20–300

lerde baskı miktarı nip uzunluğuna, vals çapına

kaplamasına ve gövde malzemesine bağlıdır. Yüksek gramajlarda kağıtlarda,

kağıdın özellikleri de önemlidir.

Genellikle, uygulanan basıncın öncelikle safihanın elyaf yapısının direncini

yenecek güçte olması gerekir. Başlangıçta bu direnç çok düşüktür.

, elyaf direnci artış gösterir. (Şekil 5.25). Bu nedenle kuru madde

kının/basıncın arttırılması gerekir. Belirli bir basınçtan sonra

su oranına bağlı olarak yüksek baskıda safihada bozulma başlar. Bu

e baskı ve rutubet oranı performans açısından bilinmelidir. Suyun akış

direnci hamurun/elyafın cinsine, işlenmesine ve içindeki dolguya bağlıdır. Safiha

sıcaklığı suyun direncini düşürür. Gerçek nip basıncı su oranı düşürüldükçe nipten

Suyun alınmasında elekte olduğu gibi her iki yüzeyden eşit

oranda sağlanması dolguların eşit olarak dağılmasına yardımcı olur.

121

aralıklı verilen basınçlı su jeti ile temizlikleri yapılır. Bazen suyun içine özel

Klasik pres bölümlerinde üç veya dört nip sağlayan ardışık pres grubu bulunur.

Newton kuvvetle

vals çapına, vals

Yüksek gramajlarda kağıtlarda,

Genellikle, uygulanan basıncın öncelikle safihanın elyaf yapısının direncini

yenecek güçte olması gerekir. Başlangıçta bu direnç çok düşüktür. Kuru madde

Bu nedenle kuru madde

Belirli bir basınçtan sonra

su oranına bağlı olarak yüksek baskıda safihada bozulma başlar. Bu

e baskı ve rutubet oranı performans açısından bilinmelidir. Suyun akış

enmesine ve içindeki dolguya bağlıdır. Safiha

Gerçek nip basıncı su oranı düşürüldükçe nipten

Suyun alınmasında elekte olduğu gibi her iki yüzeyden eşit

ğılmasına yardımcı olur.

122

Şekil 5.25 Baskı ile kuru madde arasındaki ilişki

Pabuç preslerde, (shoe press, şu pres) klasik preslere göre, baskı süresi 10 kata

kadar uzatılabilmektedir. (Şekil 5.26). Bu preslerde iç bükey bir pabuç üzerinde

dönen plastik veya esnek bir bant bulunmaktadır. (Şekil 5.26). Üstte ise baskı

silindiri bulunur.

Şekil 5.26 Pabuç presin yapısı

Şu pres hidrostatik yağlama presibiyle çalışır. Klasik preslere göre nip yerini

daha geniş bir baskı alanına bırakmıştır. Yük yönünde yaklaşık 90 bar civarında

Kimyasal

selülöz

Mekanik

selülöz

Safihadaki kuru madde oranı %

Safih

a di

renc

i 10

⁶ Pa

Baskı silindiri

Safiha

Keçe

Yükün yönü Pabuç

Esnek bant

baskı ile presleme yapılır. Bunun yanında pabucun alanı bir ölçüye kadar

değiştirilebilmektedir.

Şekil 5.27

Aşağıda Şekil 5.28 de klasik presle

olarak görülmektedir. Bu presler sayesinde kuru madde oranı, elyafın cinsine

göre % 50- % 55 lere ulaşışır. Yüksek kuru madde, kurutmada daha az buhar

enerjisi ve daha fazla yaş safiha dayanımı demektir.

Şekil 5.28 Klasik

Pabuç pres uygulaması oluklu kağıtları üretiminde standart olarak 1980 lerden

beri kullanılmaktadır. Daha sonra yazı tabı kağıtlarında da kullanılmaya

başlamıştır. Günümüzde modern ve hızlı

klasik baskı nipi bulunur.

bulunur. Bu preslerde nip basıncı milimetrede 1250 Newtona çıkmaktadır. İkinci

nipten önce bir buhar kasası

olarak konabilmektedir.

Bası

nç

Zaman

presleme yapılır. Bunun yanında pabucun alanı bir ölçüye kadar

Şekil 5.27 Pabuç presin esnek bantı

de klasik presle, pabuç pres arasındaki baskı

olarak görülmektedir. Bu presler sayesinde kuru madde oranı, elyafın cinsine

% 55 lere ulaşışır. Yüksek kuru madde, kurutmada daha az buhar

enerjisi ve daha fazla yaş safiha dayanımı demektir.

lasik pres ve pabuç pres arasındaki baskı profili

Pabuç pres uygulaması oluklu kağıtları üretiminde standart olarak 1980 lerden

beri kullanılmaktadır. Daha sonra yazı tabı kağıtlarında da kullanılmaya

Günümüzde modern ve hızlı yazı tabı kağıtları üreten

baskı nipi bulunur. İkinci nipten sonra bir sevk keçesi veya sevk bantı

bulunur. Bu preslerde nip basıncı milimetrede 1250 Newtona çıkmaktadır. İkinci

nipten önce bir buhar kasası ve/veya CD rutubet profili kontrolu isteğe bağlı

Bası

nç

ZamanZaman

123

presleme yapılır. Bunun yanında pabucun alanı bir ölçüye kadar

pabuç pres arasındaki baskı karşılaştırmalı

olarak görülmektedir. Bu presler sayesinde kuru madde oranı, elyafın cinsine

% 55 lere ulaşışır. Yüksek kuru madde, kurutmada daha az buhar

ve pabuç pres arasındaki baskı profili

Pabuç pres uygulaması oluklu kağıtları üretiminde standart olarak 1980 lerden

beri kullanılmaktadır. Daha sonra yazı tabı kağıtlarında da kullanılmaya

yazı tabı kağıtları üreten makinalarda iki

İkinci nipten sonra bir sevk keçesi veya sevk bantı

bulunur. Bu preslerde nip basıncı milimetrede 1250 Newtona çıkmaktadır. İkinci

kontrolu isteğe bağlı

Preslerde kağıdın iki keçe arasında preslenerek suyunun alınması Z yönündeki

simetriye yardımcı olur. Safihadaki katmanlar presler sayesinde iyice sıkışır. Tek

pres keçesi uygulaması asimetri yaratcağından kağın ön ve arka yüzü baskı

sırasında farklılık gösterir.

Şekil 5.29 da çift keçeli bir pabuç presi görülmektedir. 1300 metre/dakika

makina hızında, 300 mm den uzun bir pabuç, kimyasal selülözde, kuruluğu % 52

ye çıkarmaktadır. Keçe kalitesi de

İkinci bir pres olmaması ekonomik bir makina, düşük enerji gideri, azalan keçe

maliyeti, daha az vals ve bakım anlamına gelmektedir.

Şekil 5.29 Voith ve Metso ya ait tek

Pabuç presler temizlik kağıtlarında da kullanılmaktadır. Presten sonra, k

madde oranının yükselmesi avantaj sağlamaktadır. Pabuç pres, yankee

kurutucudan önce, vakum presin yerini kullanılmaktadır.

Şekil 5.30 Yankee silindir öncesi pabuç pres uygulaması

Preslerde kağıdın iki keçe arasında preslenerek suyunun alınması Z yönündeki

simetriye yardımcı olur. Safihadaki katmanlar presler sayesinde iyice sıkışır. Tek

pres keçesi uygulaması asimetri yaratcağından kağın ön ve arka yüzü baskı

sterir.

çift keçeli bir pabuç presi görülmektedir. 1300 metre/dakika

makina hızında, 300 mm den uzun bir pabuç, kimyasal selülözde, kuruluğu % 52

kalitesi de, o oranda yüksek vasıflı olmak durumundadır.

olmaması ekonomik bir makina, düşük enerji gideri, azalan keçe

maliyeti, daha az vals ve bakım anlamına gelmektedir.

Voith ve Metso ya ait tek pabuç pres uygulaması

Pabuç presler temizlik kağıtlarında da kullanılmaktadır. Presten sonra, k

madde oranının yükselmesi avantaj sağlamaktadır. Pabuç pres, yankee

kurutucudan önce, vakum presin yerini kullanılmaktadır. (Şekil 5.

Yankee silindir öncesi pabuç pres uygulaması

124

Preslerde kağıdın iki keçe arasında preslenerek suyunun alınması Z yönündeki

simetriye yardımcı olur. Safihadaki katmanlar presler sayesinde iyice sıkışır. Tek

pres keçesi uygulaması asimetri yaratcağından kağın ön ve arka yüzü baskı

çift keçeli bir pabuç presi görülmektedir. 1300 metre/dakika

makina hızında, 300 mm den uzun bir pabuç, kimyasal selülözde, kuruluğu % 52

o oranda yüksek vasıflı olmak durumundadır.

olmaması ekonomik bir makina, düşük enerji gideri, azalan keçe

pres uygulaması

Pabuç presler temizlik kağıtlarında da kullanılmaktadır. Presten sonra, kuru

madde oranının yükselmesi avantaj sağlamaktadır. Pabuç pres, yankee

Şekil 5.30).

Yankee silindir öncesi pabuç pres uygulaması

125

Makina eninde düzgün bir rutubet profili yakalanması, kalite ve ekonomi

açısından çok önemlidir. Bu nedenle nip basıncının düzgün olması gerekir. Ayrıca

keçelerden suyun düzgün alınması gerekir. Bunun için gerekli şartlar, keçe

tasarımının kalitesi, yapısı ve keçenin şartlandırılmasıdır. Ek olarak CD rutubet

profili için düzeltici pres valsleri ve arkasından safiha enlemesine buhar

kasalarıyla ısıtılır.

Safihanın makina eninde yatay hareketler yapmaması gerekir. Özellikle yüksek

hızlarda ve düşük gramajlarda, safihanın rutubetinin en fazla olduğu yerlerde

safihanın yanal hareketleri kağıt kopmalarına neden olur. Bunun için regüle

sistemleri sağlıklı çalışmalıdır. Modern makinalarda safihanın serbest kalmaması

için keçe içinde sevk edilmesi (kapalı çekiş) ve kısa yol kullanması ona avantaj

sağlamaktadır.

İz presleri

Kağıda yaşken baskı yaparak özel desenler elde edilmesine yarar. Bu tür

preslerde keçe bulunmaz. Amaç safihadan suyun alınmasından çok, safiha

üzerinde belirgin izlerin oluşmasıdır. Burada desenli kaplaması olan valsler

kullanılır. Desenli vals, üst vals olarak kullanılır. Alt vals ise düz yüzeye sahiptir.

Ülkemizde kullanılmış olan bu teknik daha sonra unutulmuştur. Gofrajlı özel

kağıtların yapılmasına olanak sağlar.

Kurutma bölümü

Kurutma bölümü preslerde suyu % 50 ye düşürülen safihadaki kalan suyu

buharlaştırmak için tasarlanan makina bölümlerinden biridir. Safihanın kuru

madde oranı % 98 lere kadar çıkarılmaktadır. Kurutma sırasında elyaflar hidrojen

bağlarıyla birbirlerine bağlanırlar. Bu bağlanma kağıda dayanıklılık sağlar.

Kurutma sırasında, ısının silindirden kağıda transferi ve rutubetli havanın

ortamdan uzaklaştırılması, yani hem ısı transferi, hem de kütle transferi söz

konusudur. Preslerden verilen safihanın kurutma bölümünü geçerken oluşacak

yanal hareketler, regüle edilerek sağlanır. Kurutma bölümü sonunda mal sarıcıda

126

tampon oluşur. Tampon öncesinde rutubet ve gramaj ölçümü yapılır. Bazı

makinalarda kalender de kurutma bölümü sonunda kurulmuştur.

Kurutma bölümü için tarih içinde çeşitli yöntemler geliştirilmiş ve kurutma işlemi

için ekipmanlar geliştirlmiştir. Aşağıda bunlardan önemli olanları verilmektedir.

Buhar silindirli kurutma

En yaygın kurutma yöntemi olarak kullanılmaktadır. Safiha keçe ile silindir

arasında ilerlerken, buhar kurtma silindiri içine verilir ve kondensat dışarıya

alınır. Isı silindir duvarından kağıda aktarılır. Hava akışı buharlaşan suyu

ortamdan uzaklaştırır. Silindir içindeki kondensatın durumu kurutma

performansını etkiler.

Buhar, enerjisini silindir gövdesine aktardığında yoğuşur. Normal çalışma

şartlarında bu kondensat silindirden sifon aracılığıyla uzaklaştırılır. Silindir içindeki

basınç, kondensatın dışarıya çıkmasını sağlar. Bu basınç aynı zamanda büyük

miktarda buharın da kondensatla birlikte dışarıya kaçmasına neden olur (yaklaşık

buharın %10–20 si). Buna kaçan buhar adı verilir.

Safihanın kuruma hızı doğrudan doğruya buhardaki enerjinin safihadaki rutubete

aktarılma hızıyla ilişkilidir. Safihadaki rutubet ile buhar arasında pek çok ısıl

direnç bölgeleri bulunur. Bunlar silindirin iç ve dış yüzeylerindeki kondensat

tabakaları, kurutma silindirinin kendisi, kâğıt ve kurutma yüzeyi arasında sıkışan

hava ve kâğıdın dış yüzeyindeki elyaf tabakasıdır.

Şekil 5.31: Isı direnç bölgeleri ve ısı transferi

127

Şekil 5.31 de gösterilen ısıl direnç bölgeleri temelde 3 sınıfa ayrılır; Kondensat,

silindir çeperi ve safiha. (Diğer bir değişle silindir içi ısıl direnç, silindirin kendi ısıl

direnci ve silindir dışı ısıl direnç) Her üç ısıl direnç te son derece önemlidir. Her

üçü kurutma oranını sınırlamaktadır.

Silindirlerin içindeki kondensat, ısı transferini önemli ölçüde engellediğinden,

yüksek hızlı makinalarda kondensatın silindirden uzaklaştırılması performans için

önemlidir. Çeşitli sifon tasarımları kondensatın uzaklaştırılması ve silindir içindeki

kondensat birikiminin derinliğinin azaltılmasını sağlar. Çubuklar, çepere tutunan

kondensatta türbülansı arttırarak, buharın metalle buluşmasına yardımcı olur ve

ısı transferini arttırırlar.

Kondensatın davranışı

Son 30 yıldır, kondensat direncini azaltmak adına oldukça büyük miktarda çaba

gösterilmiştir. Bu işi anlamak için, kondensatın silindir içindeki davranışını

gözlemek gerekmektedir. Makina hızına bağlı olarak, kondensat silindir içinde

havuz durumunda, şelale durumunda veya ince bir tabaka durumunda olabilir.

Görünüşler Şekil 5.32 de verilmektedir.

Havuz durumu Şelale durumu Tabaka oluşumu

Şekil 5.32 Kondensatın silindir içindeki davranışı

Eğer silindir yavaş dönüyorsa, kondensat buhar silindir yüzeyinde yoğuşarak

kenarlardan aşağıya doğru süzülür ve tabanda su birikintisi yapar. Bu duruma

havuz durumu denmektedir. Silindirin üst tarafında doymuş buhar olacağından ısı

transferini engelleyen direnç minimum olacaktır. Tabanda az miktarda biriken

kondensat kurutma grubunun çekeceği enerjiyi önemli ölçüde arttırmayacaktır.

128

Makina hızı bir miktar arttırıldığında ince bir tabaka kondensat silindirin iç

yüzeyinde dönmeye başlayacaktır. Fakat önemli bir miktar kondensat geriye

doğru düşerek çevrede tam tur atamayacaktır. Bu duruma şelale durumu

denilmektedir. Şelale 335-365 m/dakika makina hızında oluşmaktadır.

Isı transfer direnci bu durumda silindirin üstünde kondensat bulunmaması ve

diğer yerlerde kondensatın türbülanslı olması nedeniyle çok düşüktür. Öte

yandan, şelale durumunda tahrikte enerji tüketimi çok yüksek olmaktadır. Güç

ihtiyacı sadece hıza bağımlı olarak artmaz, aynı zamanda silindir içindeki

kondensat miktarına göre de artar. Gücün artması yanında güç çekişi

düzensizleşir ve şase ve silindirlerde sarsılma başlar. Bu durum başka etkilerle

buluşarak rezonansa yol açabilir.

Çoğu modern makinalar 400 m/dakika nın üzerinde çalışırlar. Bu hızlarda

kondensat silindir iç yüzeyinde ince bir tabaka oluşturduğundan bu duruma

tabaka oluşumu denilmektedir. İnce kondensat tabakası aşırı türbülanslı değildir.

Bu nedenle ısıl direnç fazladır.

Sonuç olarak, buharın ısısı buhardan kondensat tabakasına oradan silindire

aktarılırken, kâğıda ulaşan sıcaklıkta önemli miktarda düşme olur. Isı transfer

direnci makinanın hızı ve artan tabaka kalınlığı ile iyice artar. Tahrik gücü bu

şartlarda çok düşer. Tahrik gücü sadece makina hızına bağlı olarak sınırlı oranda

artar. Silindirin kütlesi düzenli hale geldiğinden salınmlar ve titreşimler ortadan

kalkar.

İvmelenme ve frenlemede esnasında havuz durumundan şelale durumuna ve

şelale durumundan tabaka durumuna veya bunların tersine durum değiştirir.

Kondensat silindir içinde düzensiz hareketler yapar. Çok hızlı makinalarda

kondensatın kalınlaşması ısı transferini düşürür. Silindir içine monte edilen

çubuklar ısı transferini düzeltirken, tabaka oluşumuna ve bir durumdan diğer

duruma geçişlerde süreyi kısaltarak katkıda bulunur. (Şekil 5.33 ve 5.34)

129

Şekil 5.33 Çubuklu ve çubuksuz silindirlerde tabak oluşumu

Silindirin içindeki kondensat silindirin iç yüzeyinden sifonlar aracılığıyla alınır.

Buhar fazı basıncının 0,3-0.5 bar olması kondensatı itmeye yeter. Sifonlar sabit

veya çok hızlı makinalarda silindirle beraber dönerler. Şekil 5.35 de kurtma

silindiri içinden kondensatı alacak sifon resmi görülmektedir.

Şekil 5.34 Çubuk monte edilmiş bir kurtma silindirinin iç görünüşü

Kurtma silindirleri dökme demir veya çelikten yapılmaktadır. Metal levhalar

bükülerek yapılanlar düşük hızlarda kullanılabilmektedir. Buhar sıcaklığının ısı

Mak

ina

hızı

met

re/d

akik

a

Tabaka kalınlığı mm.

Tabaka oluşturmak için gerekli hız

Çubuksuz

Çubuklu

130

transferinde önemi büyüktür. Silindir içinde havada kaçınılmalıdır. Kurutma

keçeleri kurutma performansını olumlu şekilde etkilemektir.

Şekil 5.35 bir kurtma silindiri sifonu ve iç görünüşü

Hava üfleyerek kurtma

Bu tür kurtma bölümleri temizlik kağıtları ve kuşe kağıtlarda ve buhar silindirli

makinalarda kurtma kapasitesini arttırmak için kullanılır. Sıcak hava kağıt üzerine

bir nozuldan üflenir. Üflenen sıcak hava ısısını kağıda bırakır ve rutubeti

uzaklaştırır. Üflenen havanın sıcaklığı ve üfleme hızı kurtma kapasitesini olumlu

şekilde etkiler. Bu nedenle kağıda yakın üfleme yapılır.

Hava içinden kağıdı geçirerek kurtma

Bu yöntem temizlik kağıtları ve sentetik safihalarda kullanılır. Elektrikli ısıtıcıdan

yönlendirilen sıcak hava, safiha üzerinden emilir veya safihaya doğru üflenir. Isı

doğrudan safihaya geçer. Ve nemli hava uzaklaştırılır. Yüksek kuruma oranı

sağlanabilir.

131

Enfrared kurtma

Safiha yüzeyinin keçeyle temas ettirilmemesi gereken durumlarda (kuşe) yaş

safiha üzerine enfrared kurtma sistemi oluşturulur. Genellikle gazla ısıtma yapılır.

Yanan gaz ızgarayı kızartarak enfrared hale getirir. (900-1200 °C). Izgaranın hızlı

soğuyup ısınması, yani ısıl ataletinin düşük olması, ızgaranın sıcaklık kontrolunu

kolaylaştırır ve kağıt kopmalarında yangınları önler. Bazı durumlarda yüzey

sıcaklığı 700 °C ye çıkan elektrikli ısıtıcılar kullanılır. Bu sistemlerde rutubeti

sürüklemek için mutlaka hava akımı olması gerekir.

Presle kurutma

Bu yöntem pres ile kurutma bölümlerinin bileşimidir. Önce preste su alınır ve

arkasından sıcak bir valsle kurtma yapılır. Safikaya baskı yapan uzun mesafeli bir

keçe bulunur. Buhar geçirgen yüzeyden dışarı çıkar. Son derece az bir

uygulaması vardır.

Şoklamalı kurutma

Bu yöntemde de pres ve kurutma birleşiktir. Pres nipinde (çoğunlukla pabuç

pres) safiha ile sıcak temas sağlanır. Diğer yüzeyde ise keçe baskı yapar. Buhar

pres keçesi gözeneklerinden çıkar. Bu yöntem halen geliştirilmektedir.

Kurutma bölümleri

Çok silindirli ve çok gruplu kurutma bölümü.

Çok silindirli kurutma bölümleri tek katlı silindir veya iki katlı silindir dizilimi ile

hatta bunların karışımı yapılarak kurulurlar. Türkiyede klasik dizilim çoğunlukla

iki katlıdır. (Şekil 5.36). Kağıt makinasının kapasitesine ve üretilen kağıdın

cinsine göre silindir sayısı değişir. Yazı tabı kağıtlarında 60 civarında oluklu

kağıtlarında 90 lara varan silindir sayısı görülür. Bu dizilimde kağıdın silindirle

temas açısı 220 ile 240° dir. Hem üstte hemde altta keçe bulunur. Kurutma

keçesinin görevi safihayı silindir yüzeyine basarak ısı transferini sağlamaktır.

Sevk ipi sistemi kağıdın bağlanması için kurtma bölümüne monte edilmiştir.

Şekil 5.36

Modern ve hızlı makinalarda tek katlı silindir dizilimi görülür. Bunlar üst sıraya

monte edilirken alt sıraya sifon valsleri veya boş silindirler yerleştirilmiştir.

Safihaya daha iyi rehberlik eden bu yapı günümüzde yaygın olarak kullanılmaya

başlamıştır. (Şekil 5.37).

Şekil 5.37 Tek sıra silindirli kur

Üst silidirlerde safihaya basan keçe bulunur. Alt sıradaki sifon valslerinde sifon

etkisi baskı etkisini azaltır. Safihanın silindir ve va

safihayı rayında tutmak için dengeleme elemanları

5.38).

5.36 Çift sıra silindirli kurutma bölümü

Modern ve hızlı makinalarda tek katlı silindir dizilimi görülür. Bunlar üst sıraya

monte edilirken alt sıraya sifon valsleri veya boş silindirler yerleştirilmiştir.

Safihaya daha iyi rehberlik eden bu yapı günümüzde yaygın olarak kullanılmaya

Şekil 5.37 Tek sıra silindirli kurutma bölümü

Üst silidirlerde safihaya basan keçe bulunur. Alt sıradaki sifon valslerinde sifon

etkisi baskı etkisini azaltır. Safihanın silindir ve valse temas etmediği yerlerde

çin dengeleme elemanları satabilizatör

132

Modern ve hızlı makinalarda tek katlı silindir dizilimi görülür. Bunlar üst sıraya

monte edilirken alt sıraya sifon valsleri veya boş silindirler yerleştirilmiştir.

Safihaya daha iyi rehberlik eden bu yapı günümüzde yaygın olarak kullanılmaya

Üst silidirlerde safihaya basan keçe bulunur. Alt sıradaki sifon valslerinde sifon

se temas etmediği yerlerde

satabilizatör bulunur. (Şekil

133

Şekil 5.38 Tek katlı silindirli bir makinada yapı

Yüksek hızlı makinalarda şerit verme, yönlendirici raspalar ve havayla yapılır.

(Şekil 5.39). Bazı kağıt makinalarında hem tek sıralı, hem de çift sıralı silindir

yapısı bulunur. Türkiye’de bu uygulama halen kullanılmaktadır.

Şekil 5.39 Şerit verici

Kurutma silindir çapları günümüzde genellikle 180 cm olmakla beraber, eski

makinalarda 150-220 cm arasınadır. Daralma ve uzama nedeniyle oluşan safiha

gerginliğini kontrol edebilmek belirli sayıda silindir sayısına göre gruplar

oluşturulmuştur. Her grubun kendi keçeleri ve tahrik sistemi bulunur. Buhar ve

kondense sistemi de bu gruplandırmaya göre çalışır. Buhar ve kondense sitemi

kaskat denilen bir mantıkla çalışır.

Sifon valsi

Pik-up

tarafıÇıkış tarafı

Şerit verici raspa

ve hava nozulu

134

Ana buhar grubuna canlı doymuş buhar gönderilir. Buradan çıkan buhar

kondensat karışımının kondensatı ayrılarak buharı bir başka grupta kullanılır.

Yeterli olmazsa canlı buharla takviye edilir. Sonunda buhar tüm enerjisini

bırakıncaya kadar bu işlem devam eder. Genllikle 1. Gruba en düşük enerjili

çürük buhar gönderilir. Burada safihanın ön ısıtılması yapılır.

Yüksek hızlı makinalarda kurtma keçelerinin hava geçirgenlikleri, kurutma

kapasitesini düşürmeyecek şekilde azaltılmıştır. Modern keçeler, yüksek temas

alanı sağlayan, düşük kaliperli (kalınlık), yüksek dayanımı ve aşınma direnci olan

makinalardır. Keçelerin temizliği kurtma profilinin düzgün olmasını sağlar. Bu

nedenle üretim sırasında keçeyi temizleyecek donanımlar geliştirilmiştir.

Yüksek hızlarda safihaya etki edecek bir takım kuvvetleri azaltmak ve safiha

kopmalarını önlemek için tek katlı silindir uygulaması kullanılmaktadır. Burada

safiha tek bir keçe altında yol alır. Safihanın keçeyle temasının ve baskının düşük

olduğu yerlerde stabilizatörler safihayı destekler. İki katlı silindir uygulamasında

da stabilizatörler kullanılmaktadır. Düşük mukavemet gerektiren tutkallama gibi

yerlerde gergi kontrolu bulunur. Tahrik hızı gergi kontrolu tarafından yönlendirilir.

Bu sayede kağıt kalitesi ve makinanın sorunsuz çalıştırılması güvence altına

alınmıştır.

Havbe

Tüm kurtma grupları havbe içine alınmıştır. Havbe sıcak ve nemli havanın kontrol

altına alınmasını sağlarken taze hava takviyesini de mümkün kılar. Havbe

içindeki hava öyle kontrol edilmelidirki, ne havbeden sıcak hava kaçmalı ne de

havbeye soğuk hava girmelidir. Giren hava ile çıkan hava arasında denge olmalı

ve yoğuşma olmamalıdır. Yoğuşmayı önlemek için havbe duvarları çok iyi izole

edilmektedir. Enerjinin verimliliği açısından ısı geri kazanma sistemi kullanılır.

Makine salonuna göre, yüksek sıcaklık ve nem bulunan havbe içinde, havanın

hareketi ve havbenin yüksekliği nedeniyle, basınç her seviyede değişerek bir

basınç eğrisi oluşturur. Bu durum havbe duvarının dışına göre, altlarda negatif,

havbe tavanına doğru pozitif bir basınç okunmasına neden olur. Havbe içinde alt

bölge ve üst bölge arasında, öyle bir seviye vardır ki, basınç salonla ayni

135

değerdedir. Bu noktada salonla havbe içinde basınç farklılığı sıfır olarak okunur.

Bu seviyeye sıfır seviyesi denir. Basınç farkı kontrol edilmediğinde sıfır seviyesi

havbe içinde aşağıya veya yukarıya doğru yer değiştirir. Bu seviyenin önemi

aşağıda anlatılacaktır.

Basitlik açısından havbeden dışarıya olan kaçakların verim üzerindeki olumsuz

etkisi ihmal edilebilir. Fakat makina salonunu rutubete boğarlar. Asıl verimsizliği

yaratan hava hareketi havbenin içine doğru olan kaçaklardır. Çünkü havbe içine

doğru olan kaçaklar, bağıl nem olarak ve sıcaklık olarak düşük değerli

olduklarından (normalde 25 t- 35 ºC) eksoz miktarını ve enerji tüketimini

arttırırlar. Bu nedenle enerji ekonomisi açısından havbe dışına olan kaçaklardan

daha önemlidirler. Ayrıca havbe içini soğutarak yoğuşmaya ve havbe içinde

damlamaya neden olurlar.

Havbeye verilen hava miktarının, havbe içine doğru oluşacak kaçaklardan çok

yüksek olması istenir. Böylece havbe içi yoğuşma önlenmiş fakat eksoz miktarı

artmış olur. Bu durumda, sıfır seviyesi havbenin alt taraflarına doğru kayar ve

havbe dışına doğru olan kaçaklar özellikle safiha giriş/çıkış ağızları bölgesinde

artar. Bu durum, bu bölge çevresinde havbe dışında makina salonunda

yoğunlaşma yaratır. Havbeye verilen havanın azalması durumunda, sıfır seviyesi

yükselerek içeriye doğru olan kaçakların artmasına ve yoğuşmaya, beraberinde

ekonomik olmayan çalışmaya yol açar. Safiha giriş ve çıkış bölgesinde sıfır

seviyesinin yakalanması, kaçakları minimum seviyede tutar. İşte kontrol edilmesi

gereken nokta da burasıdır.

Havbe otomatik havalandırma sistemi, eksoz hava debisini ve taze hava debisini

optimum performansa ayarlayarak, etkili bir kurutmanın yanında, buhar enerjisi

tüketimini verimli hale getirmelidir.

Eksoz rutubeti, eksoz fanlarının devriyle oynayarak debinin değiştirilmesiyle

ayarlanır. Burada hız kontrollü motorlar kullanılmalıdır. Kontrol sisteminde

havbenin durumuna göre ön kurutma ve son kurutma bölümleri için iki ayrı

çevrim bulunmalıdır.

Eksoz rutubeti, set değeri geçecek olursa eksoz hava fanı devri arttırır. Rutubet

düşecek olursa eksoz fanı hız düşerek atılan hava miktarını azaltır. Bu durumda

eksoz hava rutubetini ve sıcaklığını ölçen algılayıcılar bulunmalıdır. Büyük kesitli

136

eksoz kanallarında farklı bölgelerde farklı hava karışımları olabilir. Eksoz

havasından örnek almak için özel düzenekler kullanılmaktadır.

Havbe sıfır seviyesi taze hava fanlarının debisi ayarlanarak kontrol edilir. Gene

yukarıda anlatıldığı gibi, her kapalı havbe bölmesi için ayrı kontrol sistemi

bulunur. Sıfır seviyesi set değerin üstünde ise taze hava fanları debisi attırılarak,

yani forse edilerek sıfır seviyesi aşağı doğru çekilir. Sıfır seviyesi set değerin

altına düşmüşse hava çekişi azaltılarak seviye istenilen yere getirilir.

Safihanın kuruması

Safiha kurudukça dayanımı artar. Çünkü elyaftaki hidrojen molekülleri birleşerek

bağ oluştururlar. Kuruma % 50 den % 95 e çıkarken, dayanım 10 katı artar.

Kururken uzama meydana gelir ve uzama oranı en daralma oranını da belirler.

Şekil 5.40 Tek sıralı ve çift sıralı silindirlerde daralma profili

Ayrıca daralmaya etki eden diğer faktörler, hamurun cinsi, hamurun dövülme

derecesi, elyafların dizilişi ve daralmaya karşı çalışan kuvvetlerdir. Makina

yönünde uzama kontrol edildiğinde daralma da kontrol altına alınabilir. Enine

daralma kenarlarda ortaya göre daha fazla olduğundan düzensizdir. Şekil 5.40 da

çift sıralı ve tek sıralı silindirlerde enine daralma profilleri görülmektedir.

Tek sıra silindirli makinalarda, salon ve tahrik tarafı arasında, çok büyük bir

kısmında, en profilinin yatay ve düşük oranda seyrettiği, uzamanın az olduğu ve

Makina eninde daralma profilleri

Çift sıralı

silindir

Tek sıralı kurtma dizilimi

Salon tarafı Tahrik tarafı

137

ölçülerde kararlılık olduğu (dimensional stability) görülür. Öte yandan kenarlarda

hızla darlamanın arttığı görülür.

Baskı sırasında ısınma veya ıslanma neticesinde kağıdın kıvrılması arzu edilmez.

Kıvrılma, safihada Z yönünde simetrik olmayan stresten (gerilmelerden)

kaynaklanır ve kuruma sırasında kendini belli eder. Kıvrılma miktarı simetrik

olmayan kurutmadan bir ölçüde etkilenir. Bu etki kurtma sonuna doğru giderek

artar.

Kıvrılma yönünü iç bükey veya dış bükey olarak elyafların yapısı belirler.

Kıvrılma çift sıralı silindirleri olan son kurtma bölümlerinde, alt ve üst

silindirlerdeki çalışma şartlarıyla oynanarak düzeltilebilir. Tek sıralı silindirli

makinalarda ise, rutubet verilerek, hava üflemeli, ek kurutma donanımıyla

sağlanabilir.

Düzgün enine rutubet dağılımı önemli kalite kriterlerindendir. Silindirlerden

safihaya ısı aktarılması ve havbenin buhar eksoz koşulları düzgün olmalıdır. Enine

rutubet profil kontrolu için buhar kasaları veya rutubet verici donanımlar

kullanılabilir.

Temizlik kağıtlarında (Tissue) kurutma bölümü

Klasik kurtma yöntemi temas ve hava üflemedir. Günümüzde hava akımı içinden

geçirme bunlara eklenmiştir. Böylece tek bir havbesi olan yanke silindir ve

sonrasında havayla kurtma uygulaması yaygındır.

Yanki silindir.

Yanki silindir (Şekil 5.41) 8,2 metre uzunluğunda ve 3,6-5,5 metre arasındaki

ölçülerdedir. Bazen 6,3 metre çapa kadar çıktığı görülür. İç yapısı ısı aktarımını

yapabilecek şekilde donatılmıştır. Bazen kurtma oranı türbülans jeneratörleriyle

arttırılır.

138

Şekil 5.41 Yanki silindirin iç görünüşü

Kondensatın alınması, sifon üzerinden iki fazlı (su/buhar) akış şeklinde olur.

Silindir gövdesi özel dökme demirden yapılmıştır. Gövde hem dinamik hem de

statik kuvvetlerin etkisi altındadır. Silindir içindeki buhar basıncı, gövde

üzerinden yüksek miktarda enerji geçişi, yüksek hızlardaki merkezkaç kuvvet ve

presleme yükünün getirdiği dinamik stres bu kuvvetlerdendir. İyi bir krepleme

için silindir kaplaması yarı selülöz ve/veya yarı sentetik olarak yapılır. Böylece

aşınmalar azalırken silindir yüzeyinin ömrü artar. Şekil 5.42 de makina üzerinde

yanki silindir yüzeyinde yapılan düzeltici taşlama işlemi görülmektedir.

Şekil 5.42 Makina üzerinde yapılan yüzey taşlaması

Merkez

Sifon tarafı

Silindir

başlığı

Buhar başlığıSilindir kanalları

139

Bir veya iki pres valsi safihadaki suyun giderilmesi ve ısı aktarımını iyileştirme

için kullanılır. Hem yanki, hem de pres valsleri belli oranda bombeli (Crown)

yapıdadır. Bu yapı CD rutubet profilini düzgünleştirmek için kullanılır.

Yankilerde kurtma ve havbe

Aşağıda Şekil 5.43 ve 5.44 de Yanki havbesi ve havbenin hava devresi

görülmektedir.

Şekil 5.43 Yanki havbesine örnek

Şekil 5.44 Yanki hava devresi

Hava çıkışı

Hava beslemesi

Yaş kısım Kurutma kısmı

BR Brülör,

ULV Sirkülasyon fanı

VLV Yanma hava fanı

ALV Eksoz hava fanı

WR Isı geri kazanma

BR 1 BR 2

VLV 2VLV 1

ULV 1 ULV 2

WR 2

WR1

ALV

140

Havbe yanki silindiri 220-260° açıyla sarar ve açılabilen iki eşit parçadan oluşur.

Nozul palakası silindirle aynı merkezlidir, üzerinde eksozlar bulunur. Nozulların

çapı 5 ile 7 mm arasındadır ve sayısı nozullar arasındaki mesafeye, nozul

plakasına ve silindire göre değişir. Burada dikkate alınması gereken diğer bir

unsur, aynı debide daha düşük enerji tüketecek ve azami kurtma sağlayacak

şekilde, nozul çapını ve sayısını belirlemektir. Nozullar arası mesafe minimum 20

mm dir. Verilen hava sıcaklığı 700 °C ye kadar çıkar. Hava hızı saniyede 160

metredir. Makina eninde rutubet kontrolu açısından havbe bölümlere ayrılmıştır.

Diğer makinalarda olduğu gibi ısıl izolasyon yapılır. Buradaki fark ısı aralığının çok

fazla olmasıdır. Bu nedenle izolasyon önemlidir. Brülörler, fanlar ve eşanjörler

havbe dışındadır.

Yüzey tutkallama (Surface Sizing)

Bazı kağıt makinalarında yüzey tutkallama için bir bölüm bulunur. Bu bölümde

safiha üzerinde nişasta tabakası oluşturulur. Buna yüzey tutkallama denir. Bu

işlemin amacı kağıdın yazım veya basım sırasında mürekkebi kontrollu almasıdır.

Tutkallı kağıtlar daha dayanıklı olurlar. Özellikle oluklu kağıtlarında ve yazı tabı

kağıtlarında tutkallama önemlidir. Kopma mukavemetini arttırmak için kağıdın

içine nişastanın katılması nasıl önemli ise, burada da kağıdın yüzey mukavemetini

arttırmak için yüzeye tutkallama yapılması gerekir.

Yüzey tutkallama kağıda her tür sıvının girişini zorlaştırır. Mürekkebin dağılımı

kontrol edilmiş olur. Aynı şekilde kuşede yüzey tutkallaması kaplamanın daha iyi

tutunmasını sağlar.

Tutkallama, tutkal press ( size press) veya film pres denilen bölümde gerçekleşir.

Bu bölümde, tutkal preste bulunan iki valsin üstlerine tutkal verilir. Safiha bu

valsler arasından geçerken, yüzeylerine tutkal tabakası alarak ilerler. (Şekil

5.45). Sonuçta safihanın her iki yüzü kapiler etkiyle nişastayı emmeye çalışırken,

presin hidrolik basıncı nişasta tutkalını kağıdın içine doğru basar.

141

Şekil 5.45 Tutkal preste safihanın görünüşü

Tutkalın safiha tarafından alınması ve bünyeye geçişi tutkal havuzunun

yüksekliğine, tutkal konsantrasyonuna, viskoziteye, safihanın rutubetine,

sıcaklığa, safihanın gözenekliliğine ve nip basıncına bağlıdır. Tutkal

konsantrasonunda meydana gelen değişmeler, havuzun yüksekliğindeki oynama,

ve nip basıncındaki değişmeler, safihanın rutubeti ve verilen tutkalın temizliği

kontrol edildiğinde tutkallama düzgün olur.

Şekil 5.67 Bir tutkal pres örneği

Tutkal konsantrasyonu % 5 ile % 12 arasındadır. Genellikle safihaya geçen tutkal

miktarı, kuru bazda 0,8 ile 3 g/m² dir. Tutkal presteki tutkal havuzunda oluşan

türbülans ve yüksek tutkal konsantrasyonunun emiliminin düşük olması, hızı

1000 m/dakika ile sınırlar.

142

Bu sorunları aşmak için film pres uygulaması geliştirilmiştir. (Şekil 5.46). Vaslerin

yüzeyine uygulanan tutkal tabakası safihaya aktarılır. Bu sistem ayrıca safihanın

aşırı ıslanmasını da önler. Aşırı ıslanma kağıt kopmalarına neden olurken,

kurutma ekonomisini verimsizleştirir. Filmi istenilen miktarda oluşturmak için bir

uygulama (applicator) silindiri, çubuğu veya valsi kullanılır.

Şekil 5.46 Film pres uygulaması (Voith ve Metso)

Yeni tutkal pres tasarımları hızlı makinalar için çözümler üretmiştir. Makina

hızının dakikada 1700 m ve üstünde olduğu durumlarda bile tutkallama için

kullanılabilmektedirler.

Tutkal konsantrasyonu % 8 ile % 15 arasında tipik değerlerdir. Bunun üzerinde

% 25 rakamlarına bile çıkılmaktadır. Yüzeye verilen miktar ise kuru bazda

metrekareye 1 ile 4 gram, hatta 7 gram olmaktadır. Tutkal içindeki su miktarı

rutubeti arttırır. Kurumuş bir safihanın tutkallama sonrası rutubetinin % 65-% 70

olduğu görülür. Bu nedenle ekonomik çalışmadan uzaklaşılır. İlk kurutma silindiri

tutkaldan etkilenmeyecek şekilde korumaya alınmalıdır.

Oluklu kağıtlarında genellikle tek taraflı tutkallama yapılır. Kağıdın dış yüzeyinin

tutkallanarak yüzey dayanımı arttırılmaya çalışılır.

Makinada kuşeleme

Yüksek yüzey kalitesi istendiğinde kağıt yüzeyi pigmentlerle kaplanır. Özellikle

basım işlerinde kullanılan kağıtlarda yüzey kaplaması makina performansını

etkilediği için başka bir makinada yapılmaktaydı. (Bakınız cilt 2-3). Makina

üzerinde kaplama yapılması yöntem olarak eski makinalara benzemektedir.

Makina ebatlarında mal sarıcı ve açma donanımı tekrarlanmadığı için küçülme

olmuştur. Gerek personel gerekse yatırım tutarında azalma meydana

143

gelmektedir. Ayrıca kağıt zayiatı da azalmıştır. Bunun yanında kağıt kopmaları

makina verimini düşürmektedir. Bu nedenle, Toplam makina verimi azalmaktadır.

Makina dışı işlemlerde % 1 oranında zayiat olmaktadır. Kağıdın kalitesi zayiatlar

üzerinde etkili olmaktadır.

Karton

Kartonun gramajının yüksek olması onu dayanıklı yapmaktadır. Bunun yanında

makina hızları daha düşük olmaktadır. Bu iki neden kağıt zayiatını azaltmaktadır.

Bu nedenle makina üzerinde kağıdı işlemek kolaylaşmaktadır. Şekil 5.47 da iki

kuşe istayonu bulunan bir karton makinası görülmektedir.

Şekil 5.47 İki istasyonlu kuşeleme

Aşağıda Şekil 5.48 de 4 istasyonlu bir kuşeleme sistemi görülmektedir. İki

istasyon ilk/ön kurutma bölümünden sonra kurulmuştur. Önce alt kısım sonrada

üst kısım kaplanmaktadır. Üst kısmın kaplanması, benzeşik iki istasyonda

yapılmaktadır. Alt kaplamada safiha makina yönünde giderken, üst kaplamada

ise makinaya ters yönde gider. Kaplandıktan sonra makina yönüne döner.

Enfrared ve havalı kurutuculardan sonra kısa bir son kurtma grubu bulunur. Şekil

5.49 da kuşelemedeki kaplama prensibi görülmektedir.

Kalınlık profil

sistemi

Kuşeleme 1 Kuşeleme 2

Mal sarıcı

QCS

QCS

QCS

Kalender

Şekil 5.

Şekil 5.49

Matbua ve Yazı tabı kağıtları

Matbua kağıtları daha çok makina dışında kuşelenir.

makinalarda, makina üzerinde tek istasyonlu bir yapı bulunur. 1990 larda yüksek

hızlar için film pres uygulaması

gramajlı kuşeleme makina

1 2

Destek valsi

Kaplama

Şekil 5.48 4 istasyonlu kuşeleme

49 Kuşe istasyonunun sembolik görünüşü

Yazı tabı kağıtları

Matbua kağıtları daha çok makina dışında kuşelenir. Orta hızlardaki bazı

makina üzerinde tek istasyonlu bir yapı bulunur. 1990 larda yüksek

pres uygulaması kullanılmaya başlamıştır. Şekil 5.

gramajlı kuşeleme makinası görülmektedir.

3 4

Safiha

Kaplama

Bıçak

Destek parçası

Kapl

ama

gram

ajı

Bıçak basıncı

144

Kuşe istasyonunun sembolik görünüşü

Orta hızlardaki bazı

makina üzerinde tek istasyonlu bir yapı bulunur. 1990 larda yüksek

kullanılmaya başlamıştır. Şekil 5.50 de düşük

Bıçak basıncı

145

Şekil 5.50 Düşük gramajlı (LWC), makina üzerinde kuşeleme

Film pres uygulamasında safihaya etki eden kuvvetler bıçaklı kuşe

makinalarından daha düşük olduğundan, kağıt kopmaları daha az olmaktadır.

Düşük yatırım maliyetine karşılık, yüksek makina verimi elde edilmektedir. Kağıt

yüzeyinin düzgünlüğü de daha kaliteli olmakta kağıt daha iyi perdahlanmaktadır.

Ekonomik ve kaliteli kağıt üretimi onu şu anda cazip duruma getirmiştir.

Film uygulamasının makina üzerinde yapılması kağıt kopmaları açısından daha

uygun olduğundan, çok katlı kaplamalarda ön kaplama amacıyla da

kullanılmaktadır.

Kalenderleme

Kalender uygulamasının amacı kağıt yüzeyinin özelliklerini baskı amacıyla

düzenlemektir. Kağıt yüzeyinin kalender uygulamasıyla kazanacağı özellikler

aşağıdadır:

Baskı kalitesinde düzelme

Yüzey düzgünlüğünde artış

Kağıt yoğunluğunda artış

Esmerleşme

Parlaklık kazanma

Opaklık

146

Baskı düzgünlüğü iyi bir kalite için temel şartlardandır. Bu durum kağıdın yüzey

düzgünlüğüne bağlıdır. Baskı kalitesinin yüksek olması, basılı kağıda istenilen

parlak ve düzgün görünümü ve yoğunluk artışı verir. Örneğin hatalı noktasal

kaymaları önler.

Bir düşünceye göre perdah ve yüzey düzgünlüğü kağıdın kalender valsleri

arasında nip kaymasından kaynaklanır. Diğer bir görüşe göre kalenderin düzgün

yüzeyi kağıda geçmektedir. Üçüncü bir görüşte kalender nipinin kesme kuvveti

yüzeydeki parçacıkların yerlerini değiştirerek düzgünlüğe neden olur. Bu arada

kalenderdeki ısının elyaflara geçmesi nedeniyle yumuşayan kağıdın

düzgünleşmesi de söylenmektedir.

Kağıdın ezilmesi kalınlığında azalma yaratır. Özetle kaliper yani kalınlık azalırken

kağıdın mukavemeti artar. Kağıdın mukavemeti baskı sırasında önemlidir.

Parlaklık ve opaklık baskı kalitesine etki eden diğer faktörlerdir. Esmerleşme

elyafların baskı altında çökmesiyle oluşur. Perdah etkisni arttırdığı için baskı

sırasında baskı yoğunluğu artar.

Kalenderleme iki veya daha fazla kalender valsi arasından kağıdın geçirilmesiyle

yapılır. Kalenderlemeyi etkileyen kağıdın dışında bazı unsurlar vardır:

Nip basınçları

Nipte geçen süre

Vals elastikiyeti

Vals yüzey sıcaklığı ve düzgünlüğü.

Klasik düz valsler baskı altına girdiklerinde bükülme oluşur. Bu bükülme

nedeniyle valsin düzgünlüğü ortadan kalkar. Bu nedenle valslere belli bir bombe

verilir (Crown). Her basınç değeri için gerekli bombe farklı olduğundan belli bir

basınç değerine uygun bombe verilir. Aksi takdirde yeni bir bombe için taşlama

gerekir.

1950 lerde Küsters tarafından bir gelişme yağılmıştır. Sabit bir şaft etrafında

dönen içi boş bir vals (swinging roll, dönel vals) geliştirilmiştir. Şaftla vals duvarı

arasına basınçlı yağ doldurularak, basınçla oynamak suretiyle gerekli bombe

ayarlanabilmektedir. (Şekil 5.51). Bu durum kalenderlerde gelişmenin başlangıcı

olmuştur.

147

Şekil 5.51 Dönel valsin iç görünüşü

Dönel valsin bombesi sınırlı kaldığından bölgesel olarak nip ayarı yapılan valsler

geliştirilmiştir. (1974, Escher Wyss, Nipco vals şekil 5.52). Sabit bir şaft üzerine

bölgesel olarak monte edilmiş hidrolik elemanlar bulunmakta ve bir kontrol

ünitesi tarafından kontrol edilmektedirler. Vals, altı ile sekiz arasında bölgeye

ayrılır. Her biri ayrı kontrol edilebildii için, çizgisel olarak baskı ayarı mümkün

olmaktadır. Bölgesel kontrollu valsler Küsters, Metso ve Voith tarafından

üretilmektedir.

Şekil 5.52 Bölgesel kontrollu bir kalender vals grubu

148

Günümüzde bölgesel kontrol sayısı 60 lara kadar çıkmıştır. Bu nedenle daha

hassas profil kontrolu yapılabilmektedir. (Şekil 5.53). Makina kalenderleri ve

süper kalenderler 5 metrenin üzerine çıkmış ve bu enlerde bölgesel kontrol

standart hale gelmiştir. Daha dar enlerde basit hidrolik kalender kontrolu

kullanılmaktadır.

Şekil 5.53 Çok bölgeli kontrolllu vals

Süperkalenderler makina dışı olduklarından, vals değişimleri nedeniyle %25 -

%30 oranında çalışmazlar. Hızları da maksimum 750 m/dakikadır. Yüksek hızlı

makinalara ayak uydurabilmeleri için iki veya üç süperkalender gereklidir. Bu

durum esnek kalenderlerin (soft calenders) geliştirilmesine yol açmıştır. Esnek

kalenderler biri ısıtılan, diğeri esnek iki valsten oluşur. Sentetik valsler kağıt

dolgulu valslere göre daha dirençlidir ve makina üzerinde kullanılabilmektedir.

Bazı durumlarda makina üzerinde çok başarılı oldular. Bunun yanında, kağıt

yüzeyindeki tüm kalite taleplerini karşılayazlar. Bunu yapabilmeleri için dolgulu

hale dönüştürülerek makina dışında çalıştırılmaktadırlar.

1990 ların ortalarında geliştirilmiş sentetik kaplamalar bulunmuştur. İlk bakışta

klasik dönel süperkalenderlere benzemektedir. Farklılığı daha az nipinin olması,

az enerji çekmesi ve makinaya uygun olmasıdır.

Kalender türleri

Makina kalenderleri

Makina kalenderleri iki veya daha fazla valsli olmata ve mutlaka üretimde

kullanılmaktadır. Kağıt yüzeyinde orta derecedeki talepleri karşılamakta veya ön

kalenderleme işlemini yapabilmektedirler. Bunlar tam bombeli veya bölgesel

kontrollu olarak üretilirler.

Süperkalenderler

Makina dışında kullanılan çok valsli kalenderlerdir. Ayrıca bir açma, bir de sarma

ayakları bulunur. Vals sayıları 9

vals sayısı 18 e kadar çıkar. Valsler sert veya elastik olabilir. Vals sayısı çift

olduğunda geriye dönüş için, dönüş elastik iki vals nipi uygulanır.

sarma ayakları aynı taraftadır.

Elastik valsler dolguludur. Dolgu çelik bir şaft üzerine sarılmış özel bir kağıttır.

(Şekil 5.56). Kağıt sertliği sıkıştırılarak ayarlanmaktadır. Sert valsler çelik veya

dökme demirdir. Genellikle ısıtılırlar. En alt ve üstteki valsler tam bombeli veya

bölgesel kontrollu valslerdir.

kalenderleme işlemini yapabilmektedirler. Bunlar tam bombeli veya bölgesel

kontrollu olarak üretilirler. (Şekil 5.54).

Makina dışında kullanılan çok valsli kalenderlerdir. Ayrıca bir açma, bir de sarma

ayakları bulunur. Vals sayıları 9-12 arasındadır. Çok özel silikon bazlı kağıtlarda

vals sayısı 18 e kadar çıkar. Valsler sert veya elastik olabilir. Vals sayısı çift

nda geriye dönüş için, dönüş elastik iki vals nipi uygulanır.

sarma ayakları aynı taraftadır. (Şekil 5.55)

Şekil 5.54 Makina kalenderi

Elastik valsler dolguludur. Dolgu çelik bir şaft üzerine sarılmış özel bir kağıttır.

sertliği sıkıştırılarak ayarlanmaktadır. Sert valsler çelik veya

dökme demirdir. Genellikle ısıtılırlar. En alt ve üstteki valsler tam bombeli veya

bölgesel kontrollu valslerdir.

149

kalenderleme işlemini yapabilmektedirler. Bunlar tam bombeli veya bölgesel

Makina dışında kullanılan çok valsli kalenderlerdir. Ayrıca bir açma, bir de sarma

12 arasındadır. Çok özel silikon bazlı kağıtlarda

vals sayısı 18 e kadar çıkar. Valsler sert veya elastik olabilir. Vals sayısı çift

nda geriye dönüş için, dönüş elastik iki vals nipi uygulanır. Çünkü açma ve

Elastik valsler dolguludur. Dolgu çelik bir şaft üzerine sarılmış özel bir kağıttır.

sertliği sıkıştırılarak ayarlanmaktadır. Sert valsler çelik veya

dökme demirdir. Genellikle ısıtılırlar. En alt ve üstteki valsler tam bombeli veya

150

Şekil 5.55 Süperkalender örnekleri

Şekil 5.56 Pamuk kağıdıyla kaplanan bir kalender valsi

Kağıt kopmasından sonra dolgulu valslerin üzerinde iz oluşmaması için nipler

hemen birbirinden ayrılır. Maksimum hızları dakikada 800 metredir. Maksimum

nip baskıları milimetrede 450 newtondur. Dolgulu valslerde maksimum hız,

maksimum sıcaklık ve maksimum nip ayni anda sağlanamaz.

151

Esnek (Soft) kalenderler

En yaygın olanı iki esnek valsten yapılmış olandır. Birisi ısıtmalı diğeri bombeli iki

valsi bulunur. Çizgisel baskı milimewtreye 10-350 N arasındadır. Yüzey

sıcaklıkları 230 °C ye kadar çıkar. İki taraflı kalenderleme için ikili grup bulunur.

Şekil 5.57 Esnek kalender

Sıcak kalenderlemenin yeterli olmadığı durumlarda ilave esnek niplerle kapasite

arttırılır. Bunlar makina üzerine kurulabilirler. Yükler ve sıcaklıklar dolgulu

valslere göre daha da arttırılabilmektedir. (Şekil 5.57).

Modern çok nipli kalenderler

Modern çok nipli kalenderler görünüş olarak süper kalenderlere benzerler. Ana

farklılık dolgulu valslerin yerini polimer kaplı valsler almıştır. Sonuçta bu tür

valsler makina üzerinde kurulurlar. Ve süperkalenderlerden iki misli hızlarda,

daha yüksek yüzey sıcaklıklarında ve daha fazla yük altında çalışırlar. Küsters,

Metso ve Voith tarafından kendi özel tasarımları yapılmıştır.

Genişletilmiş Nipli kalenderler

Bazı karton türleri Yanki silindrilerde son yüzey özelliğini kazanmaktaydı. Bu

silindirler ısıtılmakta ve yüzeyleri son derece düzgün taşlanmıştır. Bu yöntem

yerini genişletilmiş nipli kalenderlere bırakmıştır. Bunun iki avantajı

bulunmaktadır. Birincisi hızları yanki silindirelere göre daha yüksektir. İkincisi,

esnek kalenderde hacimli ve düzgün yüzey elde edilebilmektedir.

Bunlar pabuç preslerdeki prensibe göre çalışırlar. Isıtılmış metal vals, bir pabuç

etrafında dönen esnek kaplamaya basarken kaplanacak yüzeyin kenarlarına

152

rutubet şartlandırması yapılır. Safiha uzatılmış baskı nipinden geçerken sıcak

metal vals tarafından baskıya alınır. Yüzey sıcaklığı 200 °C nin biraz üzerine

çıkar. Nip uzunluğunu pabuç belirler. Uzunluk 130 ile 250 mm arasındadır. Nem

ve sıcaklık düşük baskıda iyileştirilmiş bir yüzey elde edilmesini sağlar. Karton

daha hacimli olarak çıkar.

Gofraj (kabartma) kalenderleri

Burada amaç kağıda üç boyutlu görünüm kazandırmaktır. Bunun için tek nipli

kalender kullanılır. Bunun için üç farklı yöntem kullanılır.

Matriks gofraj

Düz sırtlı gofraj

Birleşik gofraj

Matriks gofrajda (Matrix Embossing) üstte yüzeyi işlenmiş bir vals kullanılır. Vals

genellikle kromla kaplıdır ve ısıtmalıdır. Alt valsin çapı iki katıdır ve esnek yüzeye

sahiptir. Sonuç olarak safiha nipten geçerken üst valsteki izler kağıda geçer.

Kağıdın her iki yüzün de de izler görülür. Bunlar baskı işlerinde ve duvar

kağıtlarında kullanılır.

Düz sırtlı (Flatback Embossing) gofraj makinaları makina kalenderlerine benzer.

Fakat fark olarak, vals çapları bire iki ölçüsündedir. Bu yöntemde kağıdın sadece

üst yüzeyinde gofraj görülür. Arka yüzey düzdür. İki yüzde iz istenmesi

durumunda kağıdın arka yüzeyi yeniden makinadan geçirilir.

Birleşik gofraj (Union embossing) kalenderleri makina kalenderlerine benzer.

Aynı çaplı iki sert vals bulunur. Vals yüzeylerinde birbirine oturan oluklar bulunur.

Gofraj bitimi kağıt oluklu bir görünüm alır.

Sürtünmeli kalenderler

Sürtünmeli kalenderlerde üst ve alt valsler farklı hızlarda döner. Hız farkı % 10-

30 arasındadır. İskambil kağıtlarındaki yüzey görüntüsünü bu tür kalenderler

yaratır.

153

Mal sarıcı (Reel)

Mal sarıcı sürekli üretilen kağıdı makara şeklinde sarmak içim kullanılır. İngilizce

adı olan reel makara anlamına gelir Türkçede mal sarıcı olarak geçmektedir ve

sarılan makaraya boş tampon denir. Dolu tampon çapları 4,5 metreye kadar

büyür. Tampon sıkılığı ve kenar düzgünlüğü önemli parametrelerdendir. Tampon

değişimi sırasında kağıdın işlem dışı kopmaması gerekir.

Bir tamponun sıkılığı bazı nedenlere bağlıdır. (Şekil 5.58). Bunlar:

Safihanın gerginliği,

Nip kuvveti

Merkez momentidir.

Bazı kağıt türleri, kopmayı önlemek için düşük safiha gerginliği ister. Bu nedenle

tampon sıkılığı yeterince sağlanamaz. Ana parametre olan nip kuvvet, 1 ile 6

kN/m arasındadır. Nip kuvvetini tampon ve tambur birlikte yaratır. Merkez

moment ise iyi bir tampon için üçüncü şarttır. Bu üç parametreyi çeşitli şartlarda

ve kağıt türlerinde, çeşitli şekillerde birleştiren yöntemler kullanılmaktadır.

Tampon dönüş hareketini ya tahrikli dönen tamburdan alır, ya da ayrıca takrik

edilir.

Bazı tampon türlerinde sıkılık aşağıdaki formüle göre hesaplanır:

Safiha gerginliği

Mal sarıcı öncesi

Çekme kuvveti

Nip çizgisi kuvveti

Tamburla tampon arasındaki

dikey kuvvet

Merkez moment

Tamponun merkezinde oluşan

moment

Sarma

Merkezkaç kuvvet

Merkez moment

Mal sarıcı tamburu Kağıt parametreleri

Nip

Şekil 5.58 Tampon sıkılığını etkileyen parameteler

154

S = f (sabit) + f (safiha gerginliği) + f (nip kuvveti)+ f (merkez momneti)

S değeri kN/m olarak çıkmakta ve f sabit değeri pilot çalışmalarda tespit

edilmektedir.

Aşağıdaki tabloda çeşitli kağıtlar için f değerleri verilmektedir.

1200 m/dak.için kuvvet değerleri

Birimi Yüksek gramajlı kuşeler

Düşük gramajlı kuşeler

Sabit, f N mm² -0,6 –0.26

Safiha gerginliği, f N mm², N/m 8.2 X 10–4 7.4 X 10–4

Nip kuvveti, f N mm², N/m 5.8 X 10–4 3.7 X 10–4

Merkez momenti, f N mm², kN/m 3.0 V 10–1 9.6 X 10–2

Tablo 5.1 Tampon üzerine etki eden kuvvetler

Sabit f değerinin minimum olmasının önemi, diğer üç kuvvetin belli bir değerin

altına düşmesi halide sarımın gerçeklştirlemeyceğidir.

Sarma sırasında etkisi olan kağıt parametreleri gözeneklilik, düzgünlük, sertlik

değeri (Young’s modulus), yoğunluk, sürtünme katsayısı ve makina eninde

kalınlık (caliper) profilidir. Tampon tasarımı onun çalışırken parametrelerinin

değiştirilmesine imkan vermez. Öte yandan kağıdın türüne göre bazı

parmetrelerinin değiştirilmesi sınırlı miktarda yapılabilir.

Sarma sırasında kağıt kalitesi iyileştirilemez. Bu nedenle uzun yıllar aynı tip mal

sarıcı kullanılmıştır. (Şekil 5.59). Bu tür mal sarıcıda sadece primer ve sekonder

kollar tarafından yaratılan nip kuvveti bulunur. Merkez momenti bulunmaz.

Başlangıçta primer kol tamponu sarım esnasında aşağıya doru indirir. Sekonder

kol tamponu yatay kızak üzerinde tutar. Nip kuvveti tampon sarıldıkça

artacağından, büyüyen tampona göre değerini koruması sağlanır.

155

Şekil 5.59 Tipik bir mal sarıcı

Bazı malsarıcılarda nip kuvveti bulunmaz. Bunun yerine tampon merkezinde bir

motor dönüşü sağlar. Hassas kağıtlarda bu durum son derece önemlidir. Nipsiz

mal sarıcıların hızları en fazla dakikada 700 metre civarındadır. 1990 larda yeni

bir mal sarıcıya olan talep başlamıştır. Düşük gramajlı kuşe kağıtlarda (LWC)

makina üzerinde kuşeleme başladığında yüksek hızlara çıkılmıştır. Tampon

çapları 2,8 m den 3,2 m ye çıkarılmıştır. Bu durum yeni mal sarıcıya gereksinim

yaratmıştır.

Yeni nesil mal sarıcılar

Merkezden tahrikli

Yeni nesil mal sarıcılar, tüm sarım boyunca tampon merkezinden tahrik

edilmektedirler. Özellikle hassas kağıtlarda nip kuvvetini azaltmak ve ayni

zamanda tampon sıkılığını sağlamak için bu yöntem kullanılmaktadır.

Boş tampon

istasyonuBoş tampon İtme kolu Primer kol

Tampon kelepçesi

Tampon

Tambur Sekonder kol Fren

Gergi

ölçümü Açma valsi

Nip tahrikli

Modern ve geniş makinalarda nip yükü hidrolik silindirlerle sağlanır.

yükü belirleyici faktördür. Şekil 5.

durum görülmektedir. Tambur sabit, tampon yatayda hareketlidir.

sürtünme kuvveti önemsenecek kadar büyümektedir. Bu nedenle düşük ve lineer

sürtünme sistemi kullanılmaktadır. Nip kuvveti yük sensörleri tarafından

algılanmakta ve kontrol edilmektedir.

sekonder kola geçiş durumunda,

Şekil 5.

Diğer iki tip mal sarıcıda hareketli tambur nip yükünü

kollar arasında transfer olmadığı için

5.61 de tambur düşey pozisyonda hareketli

Burada tambur ağırlığı telafi edilmek durumundadır. Çünkü dikey durumda çok

büyük bir tampon ağırlığı olmasına rağmen çok azı nip kontrol

kullanılmaktadır. Bu nedenle, kontrol sisteminin doğruluğu azalır.

iş makinalarda nip yükü hidrolik silindirlerle sağlanır.

yükü belirleyici faktördür. Şekil 5.60 de nip yükü 120 tonu bulan bir makinadaki

Tambur sabit, tampon yatayda hareketlidir.

sürtünme kuvveti önemsenecek kadar büyümektedir. Bu nedenle düşük ve lineer

sürtünme sistemi kullanılmaktadır. Nip kuvveti yük sensörleri tarafından

algılanmakta ve kontrol edilmektedir. Eski yöntemde kullanılan p

umunda, yük değişimi bir dezavantaj olarak kalmaktadır.

Nip

yük

ü

Tamponun hareketine göre nip yükü değişimi

Şekil 5.60 Nip tahrikli bir mal sarıcı

Diğer iki tip mal sarıcıda hareketli tambur nip yükünü yaratmaktadır. Burada

kollar arasında transfer olmadığı için nip baskı değeri değişmemektedir. Şekil

de tambur düşey pozisyonda hareketli, tampon ise yatayda hareketlidir.

telafi edilmek durumundadır. Çünkü dikey durumda çok

büyük bir tampon ağırlığı olmasına rağmen çok azı nip kontrol

kullanılmaktadır. Bu nedenle, kontrol sisteminin doğruluğu azalır.

Nip yükü

156

iş makinalarda nip yükü hidrolik silindirlerle sağlanır. Burada nip

de nip yükü 120 tonu bulan bir makinadaki

Tambur sabit, tampon yatayda hareketlidir. Burada

sürtünme kuvveti önemsenecek kadar büyümektedir. Bu nedenle düşük ve lineer

sürtünme sistemi kullanılmaktadır. Nip kuvveti yük sensörleri tarafından

Eski yöntemde kullanılan primer koldan

yük değişimi bir dezavantaj olarak kalmaktadır.

Tamponun hareketine göre nip yükü değişimi

yaratmaktadır. Burada

nip baskı değeri değişmemektedir. Şekil

, tampon ise yatayda hareketlidir.

telafi edilmek durumundadır. Çünkü dikey durumda çok

büyük bir tampon ağırlığı olmasına rağmen çok azı nip kontrolunda

kullanılmaktadır. Bu nedenle, kontrol sisteminin doğruluğu azalır.

Şekil 5.61

Üçüncü bir mal sarıcı tipinde tambur yatayda hareketli

nip yükü tampon ağırlığına diktir.

kuvvetinde sapmalar düşüktür.

edilmektedir. (Şekil 5.62)

Şekil 5.62

Nip

yükü

Nip

Şekil 5.61 Nip tahrikli başka bir uygulama

inde tambur yatayda hareketli, tampon sabittir

nip yükü tampon ağırlığına diktir. Düşük sürtünme kuvvetleri nedeniyle nip

kuvvetinde sapmalar düşüktür. Bu nedenle çok yüksek hassasiyet

62 Nipten tahrikli üçüncü bir mal sarıcı

α (Sabit değil)

α

Nip

157

, tampon sabittir. Burada

Düşük sürtünme kuvvetleri nedeniyle nip

Bu nedenle çok yüksek hassasiyet elde

Tambur tasarımları

Sarılan tampon için tambur

görüleceği gibi sarım sırasında safihanın havalandığı görülür.

ve tambur hız (V) nedeniyle hava taşır

geçirgenliği), taşınmış olan havanın

olur. Safiha bu nedenle yerinde sabi

Sonuçta kenarda düzgün görünüm bozulur. Hava cebi büyüdükçe nip boyunca

genişler. Sonuçta kağıtta kırışıklıkla

yöntemle giderilir veya azaltılır. Birincisi tambur üze

havanın kaçmasına yardımcı olur. Pratik tecrübe, yüksek hızlı makinalarda delikli

tamburların, havayı tahliye ederek verimliliği a

Tambura giren hava alttan tahliye edilir.

Şekil 5.

İkinci olarak, makina eninde

tampon oluşturur. Bunun anlamı nipin boydan boya tam basmaması demektir. Bu

nedenle safihanın en üst iki tabakası arasında hava cebi oluşur.

yüksekse, hava kaçacak yol bulur. Eğer kağıt p

tabaka arasında sıkışır. Bazen pek çok katman arasında hava cebi bulunur. Eğer

cepler büyük değilse ve düzenliyse sorun oluşmaz. Cepler büyük ve düzensizse,

makina yönünde salınım yaratarak kırışıklığa ve kağıt kopmasına yol

Safiha üzerinde

taşınan hava

Alt yüzeylerde

taşınan hava

Sıkışma basıncı: P~V²

Sarılan tampon için tambur tasarımı son derece önemlidir. Şekil 5.

görüleceği gibi sarım sırasında safihanın havalandığı görülür. Safiha

nedeniyle hava taşır. Düşük kağıt porozitesi

ınmış olan havanın safiha ile tambur arasında birikmesine neden

Safiha bu nedenle yerinde sabit durmaz ve makina eninde hareket eder.

Sonuçta kenarda düzgün görünüm bozulur. Hava cebi büyüdükçe nip boyunca

genişler. Sonuçta kağıtta kırışıklıklar oluşur ve kağıt kopar. Hava cebi oluşumu iki

yöntemle giderilir veya azaltılır. Birincisi tambur üzerine açılan dar kanallar

havanın kaçmasına yardımcı olur. Pratik tecrübe, yüksek hızlı makinalarda delikli

tamburların, havayı tahliye ederek verimliliği arttırdığını göstermektedir.

Tambura giren hava alttan tahliye edilir.

Şekil 5.63 Tamburda hava sıkışması

İkinci olarak, makina eninde safiha kalınlığındaki bozukluk, silindirik olmayan

tampon oluşturur. Bunun anlamı nipin boydan boya tam basmaması demektir. Bu

en üst iki tabakası arasında hava cebi oluşur.

yüksekse, hava kaçacak yol bulur. Eğer kağıt porozitesi düşükse

tabaka arasında sıkışır. Bazen pek çok katman arasında hava cebi bulunur. Eğer

cepler büyük değilse ve düzenliyse sorun oluşmaz. Cepler büyük ve düzensizse,

makina yönünde salınım yaratarak kırışıklığa ve kağıt kopmasına yol

Hava

cebi

Hava

cebi

Sıkışma basıncı: P~V²

158

tasarımı son derece önemlidir. Şekil 5.63 de

afihanın üst yüzeyi

. Düşük kağıt porozitesi (hava

safiha ile tambur arasında birikmesine neden

durmaz ve makina eninde hareket eder.

Sonuçta kenarda düzgün görünüm bozulur. Hava cebi büyüdükçe nip boyunca

oluşur ve kağıt kopar. Hava cebi oluşumu iki

ine açılan dar kanallar

havanın kaçmasına yardımcı olur. Pratik tecrübe, yüksek hızlı makinalarda delikli

rttırdığını göstermektedir.

safiha kalınlığındaki bozukluk, silindirik olmayan

tampon oluşturur. Bunun anlamı nipin boydan boya tam basmaması demektir. Bu

en üst iki tabakası arasında hava cebi oluşur. Kağıtta porozite

orozitesi düşükse, hava bu iki

tabaka arasında sıkışır. Bazen pek çok katman arasında hava cebi bulunur. Eğer

cepler büyük değilse ve düzenliyse sorun oluşmaz. Cepler büyük ve düzensizse,

makina yönünde salınım yaratarak kırışıklığa ve kağıt kopmasına yol açar.

Yarıklı tamburlarda hava cebi oluşumu artmasına rağmen, tahliye nedeniyle

kenar düzgünlüğü görülür. Burada geniş yarık uygulamasına gidilir. Yarığın spiral

şekilde yapılması ve tambur merkezinde yön değiştirmesi uygulamsı yapılr. Bu

yarık havayı tambur merkezine değil

Hava ceplerini azlatmanın bir yolu tambur yüzeyini lastikle kaplamaktır. Lastik

yüzeyin düzgün olmayan yüzeyi havanın atılmasına yardımcı olur. Ayni amanda

lastik kaplamanın esnekliği, nip basıncının makina

Sarma sistemleri

Kesiksiz safiha, tampon çapı belirli bir büyüklüğe ulaşınca mal sarıcıda kesilir.

Burada yeni bir boş tampon devreye girer. Tampon başlatıcısı yeni boş tamponu

döndürmeye başlar. Boş tamponun hızı makina h

gerçekleşmez. Bu arada boş tampon aşağıya tama

yeni tampona sarılmaya başlar ve dolu tampon kızak üzerinde ayrılır.

Bazı yeni nesil mal sarıcılarda sıralama farklıdır. Ön

(Şekil 5.64).

Şekil 5.

Yeni nesil mal sarıcı

Standart mal sarıcı

Tambur ve tampon

hızları makina

hızına eşit ve boş

makara dönmüyor

Tambur ve dolu

tampon makina

hızında dönerler. Boş

makara ve havalı

sıkıştırma valsi sıfır

hızdadır.

Yarıklı tamburlarda hava cebi oluşumu artmasına rağmen, tahliye nedeniyle

kenar düzgünlüğü görülür. Burada geniş yarık uygulamasına gidilir. Yarığın spiral

şekilde yapılması ve tambur merkezinde yön değiştirmesi uygulamsı yapılr. Bu

bur merkezine değil, dışarıya doğru taşımalıdır.

Hava ceplerini azlatmanın bir yolu tambur yüzeyini lastikle kaplamaktır. Lastik

yüzeyin düzgün olmayan yüzeyi havanın atılmasına yardımcı olur. Ayni amanda

lastik kaplamanın esnekliği, nip basıncının makina eninde düzgün olmasını sağlar.

Kesiksiz safiha, tampon çapı belirli bir büyüklüğe ulaşınca mal sarıcıda kesilir.

Burada yeni bir boş tampon devreye girer. Tampon başlatıcısı yeni boş tamponu

döndürmeye başlar. Boş tamponun hızı makina hızına eşitlenmedikçe transfer

gerçekleşmez. Bu arada boş tampon aşağıya tamamen inmiştir. Safiha kesilerek

yeni tampona sarılmaya başlar ve dolu tampon kızak üzerinde ayrılır.

Bazı yeni nesil mal sarıcılarda sıralama farklıdır. Önce ana tampon nipten ayrılır.

Şekil 5.64 Yeni ve eski mal sarıcların farkları

Boş makara makina hızına

çıkarılır nip baskısına alınır

ve sarım başlar

Boş makara ve sıkıştırma

valsi makina hızına çıkar.

Sıkıştırma valsi basarken

sekonder nip açılır. Primer

nip kapanır ve boş makara

dönüş pozisyonuna girer.

Sarma başlar

159

Yarıklı tamburlarda hava cebi oluşumu artmasına rağmen, tahliye nedeniyle

kenar düzgünlüğü görülür. Burada geniş yarık uygulamasına gidilir. Yarığın spiral

şekilde yapılması ve tambur merkezinde yön değiştirmesi uygulamsı yapılr. Bu

Hava ceplerini azlatmanın bir yolu tambur yüzeyini lastikle kaplamaktır. Lastik

yüzeyin düzgün olmayan yüzeyi havanın atılmasına yardımcı olur. Ayni amanda

eninde düzgün olmasını sağlar.

Kesiksiz safiha, tampon çapı belirli bir büyüklüğe ulaşınca mal sarıcıda kesilir.

Burada yeni bir boş tampon devreye girer. Tampon başlatıcısı yeni boş tamponu

ızına eşitlenmedikçe transfer

inmiştir. Safiha kesilerek

yeni tampona sarılmaya başlar ve dolu tampon kızak üzerinde ayrılır.

ce ana tampon nipten ayrılır.

160

İskandinav türü kesme

En basit ve en eski kesme sistemidir. Dolu tampon bir miktar nipi açılarak

yavaşlatılır. Böylece makina hızında dönen tambur ve boş tampon ile yavaşlamış

dolu tampon arasında safihada boşluk oluşur. Boşluktaki safiha dönmekte olan

boş tamponun vakum etkisiyle onun tarafından kapılır ve sarım başlar. Düşük

gramajlı kağıtlarda boşluktaki kağıdın hızla yeni tampona sarılmaya başalamsıyla

kağıt koparak dolu tampon boşta kalır. Yüksek gramajlı kağıtlarda ise dolu

tamponla yeni tamponun birbirlerinden ters yönde uzaklaşması yüksek kopma

etkisi yaratır. Daha yüksek gramajlı kağıtlarda yeni tampon üzerine buhar (bazen

su) verilir. Bu yöntemin dezavantajı yüksek miktarda döküntü ve fire oluşturması

ve makinanın sık sık zorlayıcı kuvvetlere maruz kalmasıdır.

Bıçakla kesme

Yenilikler arasında, sarma sonunda yeni tampona başlarken safihanın açık çekişte

bıçakla kesilmesi söz konusudur. Bu sistem 120 gram/m² kağıtlara kadar

uygulanmaktadır.

Havalı kesme sistemleri

Havalı sistemler genellikle 100 gram/m² kağıtlara kadar kullanılır. Bazen özel

durumlarda 150 gram/m² lere çıkıldığı olur. Kaz boyunlu bir boru ile hava verilir.

Safihadaki makina yönünde iğneleyerek yapılan birkaç santimetrelik yırtık

safihayı zayıflatır. Bu arada boş tampona doğru iki yerden hava üflenerek safiha

kesilir. Küçük makinalarda kenarlara yakın iki üfleme başlığı bulunur. Bunlar

kenarlardan safihayı yırtarlar. Daha büyük enlerde kobra denilen bir sistem kaz

boynuna ilave edilir. Bu sistemler kompresör havasıyla çalıştıklarından son

derece basittirler. Bu sistemlerde bir miktar döküntü çıkmaktadır.

Şeritli kesme sistemleri

Daha yüksek gramajlarda özellikle oluklu kağıtları ve kartonlarda kullanılır. Yeterli

sağlamlıkta bir kağıt şerit tamburun üzerine makina eninde öncelikle yerleştirilir.

Şeritin yapışkan olan bir ucu, boş tampon niple birleştiğinde onun bir ucuna

yapıştırılır. Dolu tampon tamburdan ayrılırken şeridin ucundaki frenleme etkisi

safihanın yırtılmasına neden olur. Çeşitli şerit türleri bulunmasına rağmen

zayiatlar gene de oluşur. Şekil 5.65 de şerit örnekleri görülmektedir.

161

Şekil 5.65 Kağıt kesme şeritleri

Yüksek basınçlı sulu kesme sistemleri

Bu tür kesme sistemleri yüksek basınçlı bir, iki veya üç nozuldan oluşur. Çok hızlı

bir şekilde makina eninde hareket eder. Nozullar harekete tampon merkezine 20

ile 40 cm den başlayarak kenarlara doğru hızla giderken basınçlı hava verirler.

Böylece ortada giderek büyüyen bir şerit oluşur. Bu şerit boş tampona sarılır.

Nozullar kesim sonunda hızla kenarlara doğru kaçarlar. Bu yöntem yeni sarma

sistemlerinde kullanılmaktadır. (Şekil 5.66 ve 5.67)

Şekil 5.66 Voith e ait bir kesme sistemi

Şekil 5.67 Metsoya ait bir kesici nozulu ve sistemi

162

ve sistemi

163

Yararlanılan kaynaklar

1. Handbook of Pulp and Paper, Herbert Holik, 2006 WILEY,

2. Selülöz ve Kağıt Kimyası, James P. Casey, SEKA, 1960

3. Wood and Cellulosic Chemistry,

4. The Dictionary of Paper

5. Karton, baskı, kutu etkileşimleri ve karton ambalaj, Kartonsan, 2001.

6. Handbook for Pulp and Paper Technologists, Garry.A.Smook, Angus Wilde

Publications, 1992

7. Principles of Wet End Chemistry, William E. Scot, TAPPI, 1996,