●대나무 펄프 제지 공정
대나무의 산업적 개발과 활용이 성공적으로 이루어지면서 대나무 가공을 위한 다양한 신공정, 기술, 제품들이 잇따라 등장하여 대나무의 활용 가치를 크게 향상시켰습니다. 중국의 기계화 펄프 기술은 전통적인 수작업 방식을 탈피하여 산업화된 생산 모델로 전환되고 있습니다. 현재 널리 사용되는 대나무 펄프 생산 공정은 기계식, 화학식, 화학기계식입니다. 중국에서 생산되는 대나무 펄프는 대부분 화학식으로 약 70%를 차지하며, 화학기계식은 30% 미만입니다. 기계식 방식을 이용한 대나무 펄프 생산은 아직 실험 단계에 머물러 있으며, 대규모 산업화 사례는 보고된 바가 없습니다.
1. 기계적 펄프 제조 방법
기계식 펄프 제조법은 화학 약품을 첨가하지 않고 기계적인 방법으로 대나무를 분쇄하여 섬유로 만드는 방법입니다. 이 방법은 오염도가 낮고 펄프화율이 높으며 공정이 간단하다는 장점이 있습니다. 점점 더 엄격해지는 환경오염 규제와 목재 펄프 자원의 부족이라는 국내 상황 속에서 기계식 대나무 펄프는 점차 주목받고 있습니다.
기계적 펄프화 공정은 높은 펄프화율과 낮은 오염도라는 장점을 가지고 있지만, 주로 가문비나무와 같은 침엽수 재료를 이용한 펄프화 및 제지 산업에 널리 사용되고 있습니다. 그러나 대나무는 리그닌, 회분, 1% NaOH 추출물 등의 화학 성분 함량이 높아 펄프 품질이 저하되고 상업용 종이의 품질 기준을 충족하기 어렵습니다. 따라서 산업적 적용은 드물고 대부분 과학 연구 및 기술 탐색 단계에 머물러 있습니다.
2. 화학펄프 제조법
화학펄프 제조법은 대나무를 원료로 사용하여 황산염법 또는 아황산염법으로 대나무 펄프를 만드는 방법입니다. 대나무 원료는 체질, 세척, 탈수, 가열, 가성소다 처리, 여과, 역류 세척, 폐쇄 체질, 산소 탈리그닌화, 표백 등의 공정을 거쳐 펄프로 만들어집니다. 화학펄프 제조법은 섬유를 보호하고 펄프화율을 향상시킬 수 있습니다. 이렇게 얻은 펄프는 품질이 우수하고 깨끗하며 부드럽고 표백이 용이하여 고급 필기용지 및 인쇄용지 생산에 사용할 수 있습니다.
화학펄프 제조법의 펄프화 과정에서 리그닌, 회분 및 각종 추출물이 다량 제거되기 때문에 대나무 펄프의 펄프화율은 일반적으로 45%~55%로 낮습니다.
3. 화학기계펄프법
화학기계펄프법(CMP)은 대나무를 원료로 사용하는 펄프 제조 방법으로, 화학펄프법과 기계펄프법의 특징을 결합한 방식입니다. 화학기계펄프법에는 반화학적 방법, 화학기계적 방법, 화학열기계적 방법 등이 있습니다.
대나무 펄프화 및 제지 분야에서 화학기계펄프법(CMP)의 펄프화율은 일반 화학펄프법보다 높아 일반적으로 72%~75%에 달합니다. 또한 CMP로 얻은 펄프의 품질은 일반 기계펄프법보다 훨씬 우수하여 일반 상품용지 생산에 필요한 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 동시에 알칼리 회수 및 폐수 처리 비용 또한 일반 화학펄프법과 기계펄프법의 중간 수준입니다.
▲대나무 펄프 생산 라인
●대나무 펄프 제지 장비
대나무 펄프 제지 생산 라인의 성형부 장비는 기본적으로 목재 펄프 생산 라인의 장비와 동일합니다. 대나무 펄프 제지 장비의 가장 큰 차이점은 절단, 세척, 가열과 같은 준비 부분에 있습니다.
대나무는 속이 비어있는 구조이기 때문에 목재와 달리 절단 장비가 다릅니다. 일반적으로 사용되는 대나무 절단(플레이킹) 장비에는 롤러식 대나무 절단기, 원반식 대나무 절단기, 드럼식 파쇄기 등이 있습니다. 롤러식 대나무 절단기와 원반식 대나무 절단기는 작업 효율이 높지만, 가공된 대나무 칩의 품질(대나무 칩 모양)은 드럼식 파쇄기에 비해 떨어집니다. 사용자는 대나무 펄프 생산 목적과 생산 비용에 따라 적절한 절단(플레이킹) 장비를 선택할 수 있습니다. 소규모 및 중규모 대나무 펄프 공장(연간 생산량 10만 톤 미만)의 경우 국내산 대나무 절단 장비로도 생산 요구를 충족할 수 있지만, 대규모 대나무 펄프 공장(연간 생산량 10만 톤 이상)의 경우 국제적으로 인정받는 대형 절단(플레이킹) 장비를 선택할 수 있습니다.
대나무 칩 세척 장비는 불순물 제거에 사용되며, 중국에서는 많은 특허 제품이 보고되었습니다. 일반적으로 진공 펄프 세척기, 압력 펄프 세척기 및 벨트 펄프 세척기가 사용됩니다. 중대형 기업에서는 신형 이중 롤러 치환식 프레스 펄프 세척기 또는 강력 탈수 펄프 세척기를 사용할 수 있습니다.
대나무 칩 가열 장비는 대나무 칩의 연화 및 화학적 분리에 사용됩니다. 중소기업에서는 수직 가열 솥이나 수평 튜브 연속 가열기를 사용합니다. 대기업에서는 확산 세척 기능을 갖춘 카밀 연속 가열기를 사용하여 생산 효율을 높이고 펄프 수율을 향상시킬 수 있지만, 초기 투자 비용이 증가합니다.
1. 대나무 펄프 제지는 큰 잠재력을 가지고 있습니다.
중국의 대나무 자원 조사와 대나무 자체의 제지 적합성 분석에 따르면, 대나무 펄프 산업을 적극적으로 발전시키는 것은 중국 제지 산업의 목재 원료 부족 문제를 완화할 뿐만 아니라 제지 산업의 원료 구조를 변화시키고 수입 목재 칩 의존도를 낮추는 효과적인 방법이 될 수 있습니다. 일부 학자들은 대나무 펄프의 단위 질량당 생산 비용이 소나무, 가문비나무, 유칼립투스 등보다 약 30% 낮고, 품질은 목재 펄프와 동등하다고 분석했습니다.
2. 산림-제지 통합은 중요한 발전 방향입니다.
대나무는 성장 속도가 빠르고 재생력이 뛰어나다는 장점이 있기 때문에, 속성 생장 특수 대나무 숲의 재배를 강화하고 산림과 제지를 통합한 대나무 펄프 생산 기지를 구축하는 것은 중국 펄프 및 제지 산업의 지속 가능한 발전을 위한 방향이 될 것이며, 수입 목재 칩 및 펄프에 대한 의존도를 줄이고 국가 산업을 발전시키는 데 기여할 것입니다.
3. 대나무 펄프화 공정은 큰 발전 잠재력을 가지고 있습니다.
현재 대나무 가공 산업에서 원료의 90% 이상은 주로 가정용품 및 건축 자재 생산에 사용되는 모소 대나무(Phoebe nanmu)로 구성되어 있습니다. 대나무 펄프 제지 산업 또한 주로 모소 대나무와 소철 대나무를 원료로 사용하고 있어 원료 경쟁이 심화되고 있으며, 이는 산업의 지속 가능한 발전에 도움이 되지 않습니다. 기존의 원료 대나무 종류를 기반으로, 대나무 펄프 제지 산업은 원료 활용도를 높이기 위해 다양한 대나무 종류를 적극적으로 개발하고, 비교적 저렴한 소철 대나무, 용대나무, 봉황꼬리대나무, 덴드로칼라무스 라티플로루스 등의 군생대나무를 펄프 및 제지 산업에 적극적으로 활용하여 시장 경쟁력을 강화해야 합니다.
▲뭉쳐진 대나무는 중요한 펄프 재료로 사용될 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 9월 4일
