Production and use of agrofibre in Finland : final report study, IV part : reed canary grass sulphate pulp as raw material for fine paper

摘要

Suomen oloissa lyhytkuituista ruokohelpeä on mahdollista käyttää hienopaperin raaka-aineena. Ruokohelven kuitupituus ja pituusmassa ovat hieman alhaisemmat kuin koivumassalla, mistä on seurauksena suuri kuitumäärä massayksikössä. Non-wood-kuitujen tapaan ruokohelvelle on tyypillistä suuri hienoainemäärä, joka huonontaa massan suotautuvuutta. Koivuun verrattuna ruokohelpi sisältää vähemmän ligniiniä ja selluloosaa, mutta huomattavasti enemmän tuhkaa ja silikaattia. Ruokohelpi keittyy helposti kappalukuun 10 ja saanto on hyvä. Ruokohelpimassaa ei tarvitse happidelignifioida. Valkaisemattoman ruokohelpimassan ja happidelignifioidun koivumassan vaalenevuudessa ei ollut eroja. Fraktioitu, kyyppipesty ja happidelignifioitu ruokohelpi vaaleni myös TCF-sekvenssillä täysvaaleuteen kemikaalikulutusten ollessa varsin kohtuullisia. Ruokohelven korkea silikaattipitoisuus (1-5 %) aiheuttaa ongelmia talteenottolinjalla, jos sitä ei huomioida prosessia suunniteltaessa. Lehtimateriaalin ja pölyn poisto fraktioinnilla ennen keittoa pienentää silikaattipitoisuutta noin 40 %. Mustalipeästä silikaatti voidaan poistaa käyttämällä kaupallisia menetelmiä: saostamalla savukaasuilla tai kaksivaiheisella kaustisoinnilla. Lyhytkuituinen ruokohelpimassa antaa hienopaperille hyvät painettavuusominaisuudet, kun taas ajettavuuden edellyttämä lujuus saadaan pitkäkuituisella havumassalla. Ruokohelpikuidulla on hyvä sitoutumiskyky, joten sitä ei tarvitse jauhaa. Ruokohelpimassan repäisylujuus on pienempi, mutta murtotyö suurempi kuin jauhetulla koivumassalla. Myös ilmanläpäisyvastus on jonkin verran suurempi. Erot ovat kuitenkin koivumassan ominaisuusvaihteluiden rajoissa. Ruokohelven suuri kuitumäärä massayksikössä takaa massalle hyvät valonsirontaominaisuudet. Ruokohelven kasvupaikan maalaji ja korjuuajankohta aiheuttavat suuria vaihteluita raaka-aineen ominaisuuksiin. Kun ruokohelpi tuottaa runsaasti kortta, kasvaa multamaalla ja korjataan keväällä, siitä keitetyn massan saanto ja paperitekninen potentiaali hienopaperissa ovat samaa luokkaa koivumassan kanssa. Vaikka puhtaan ruokohelpimassan vedenpoisto-ominaisuudet ovat huonommat kuin koivumassan, laboratoriosimulointikokeet osoittivat, ettei näiden massojen välillä ole eroja rainan kosteuspitoisuudessa ennen puristinosaa eikä sen jälkeen. Kuivatussimulointikokeiden perusteella voi ruokohelpeä sisältävän paperin loppukosteus jäädä korkeammaksi kuin puumassasta valmistetun paperin ainoastaan silloin, kun kuivatusosa muodostaa "pullonkaulan" paperikoneessa. Pilotpaperikoneella tehdyissä kokeissa ei höyrynkulutuksessa eikä kuivaussylintereiden lämpötiloissa havaittu eroja lisättäessä ruokohelpimassan osuutta pohjapaperissa. Entsyymikäsittelyllä voidaan tarvittaessa parantaa ruokohelpimassan vedenpoistokykyä. Laboratoriomitassa saadut tulokset ruokohelpimassan soveltuvuudesta hienopaperin raaka-aineeksi varmistettiin pilotmittakaavaisissa koeajoissa, joissa valmistettiin päällystettyä ja pintaliimattua hienopaperia. Paperia koepainettiin arkkioffsetpainokoneella. Pilotkoeajojen perusteella ruokohelpimassalla voidaan joko osittain tai kokonaan korvata koivusellu päällystetyssä ja pintaliimatussa hienopaperissa ajettavuuden tai laadun kärsimättä.