Mühendislik söz konusu olduğunda, selüloz ve kağıt endüstrisi genellikle akla gelen bir endüstri değildir. Ancak mühendisler bu sektörde önemli bir rol oynamaktadır. Mühendisler olmadan endüstri var olamazdı ve bildiğimiz şekliyle dünya büyük ölçüde değişecekti.

Selüloz ve kağıt endüstrisi nedir?

Selüloz ve kağıt endüstrisindeki şirketler, esas olarak hammadde olarak odun kullanarak selüloz, kağıt, karton ve diğer kağıt ürünlerini üretirler. Paçavra, keten, pamuk tiftiği, şeker kamışı artıkları ve kullanılmış kağıt da üretim sürecinde kullanılabilir.

Giderek dijitalleşen dünyada kağıt kullanımı yavaşlamış olsa da, endüstrinin küresel ekonomi üzerindeki etkisi çok büyük. Küresel selüloz ve kağıt pazarı 2019 yılında 518,83 milyar ABD doları değerindeydi ve 2027 yılına kadar 679,72 milyar ABD dolarına ulaşması bekleniyor.

Kağıt ve kağıt ürünleri günümüz dünyasında çok önemlidir. Kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi olmasaydı, ambalaj, tuvalet kağıdı veya kitap olmazdı. Bu nedenle, mühendislerin sektörün işleyişini sürdürmesine yardımcı olması önemlidir.

Sektör nasıl işliyor?

Ağaçlar, selüloz ve kağıt endüstrisinin ilk adımıdır. Bir yonga makinesine beslenmeden önce ağaçlar kesilir ve kabuğu çıkarılır. Selüloz liflerinden yapılan ağaç, hamur haline getirilecek olan şeydir. Selüloz lifleri, kağıt yapılabilmesi için selülozdan ayrılması gereken lignin adı verilen doğal bir yapıştırıcı ile bir arada tutulur. Hamur haline getirilmeden önce, odun yongaları, selüloz liflerini ayırmak ve lignini bir termomekanik rafineri içinde kısmen çözmek için kısmen buharla sindirilmelidir.

Kağıt hamuru üretimi, mekanik hamurlaştırma, termo-mekanik kağıt hamuru, kimyasal-termo-mekanik kağıt hamuru, kimyasal kağıt hamuru ve organosolv hamuru dahil olmak üzere birkaç farklı şekilde gerçekleşebilir. 

• Mekanik hamurlaştırma ile, lifleri ligninden mekanik olarak ayırmak için odun öğütücü taşlarla öğütülür.  
• Termo-mekanik hamur işlemede, odun yongaları basınç altında buharla önceden ısıtılır ve yongalara mekanik bir kuvvet uygulanır. Bu yöntem, basınçlı buhar nedeniyle liflerin ve ligninin daha iyi ayrılmasını sağlar. 
  Kimyasal-termo-mekanik hamurlaştırma, ahşabın mekanik ayırmadan önce kimyasallar ve buharla işlenmesini içerir. 
• Yüksek kaliteli kağıt üretmek için en yaygın kullanılan kağıt hamuru yöntemi olan kimyasal hamurlaştırma ile ağaç yongaları, selüloz lifleri bozulmadan bırakılırken hemiselüloz ve lignini gidermek için kimyasallarla işlenir.
• Organosolv hamurlaştırma, ahşabı lignin, hemiselüloz ve selüloz liflerine ayırmak için organik çözücülerin kullanılmasını içerir.

Kağıt hamuru daha sonra fazla lignin ve hemiselülozu gidermek için rafine edilir ve açık renkli veya beyaz kağıt üretmek için ağartılabilir. 

Daha sonra hamur seyreltilir. Şimdi lif formunda olan hamur, bir tabaka yapmak için ağ ekranlara taşındığı bir kağıt makinesine beslenir. Kağıt hamurundaki su dışarı bastırılır ve hamur kurutulur. Su daha sonra arıtılmak ve bertaraf edilmek üzere prosesin atık su arıtma bölümüne gönderilir.

Kağıt hamuru daha sonra fazla suyu gidermek ve bir kağıt rulosu halinde sıkıştırmak için ısıtılmış silindirlerden geçirilir. Kağıt oluşturulduktan sonra renklendirilebilir veya özelliklerini değiştirmek için kimyasallarla işlemden geçirilebilir. Daha sonra kesilir ve sonraki işlemler için farklı bir tesise gönderilir.

İşlemden çıkan her türlü atık arıtılır ve bertaraf edilir. Hamurun bir kısmı, atıkları ortadan kaldırmak için işleme geri dönüştürülür. Kullanılmış kağıt besleme stoğu olarak kullanıldığında saflaştırılır ve mürekkebi temizlenir. Bu kağıt, kağıdı daha etkili bir şekilde üretmek için genellikle ağaç yongası besleme stoklarından elde edilen işlenmemiş selüloz lifleri ile karıştırılır.

Mühendisler nasıl dahil olur?

Yukarıdakilerin de ifade ettiği gibi, kağıt üretiminde bir dizi işlem vardır. Bu, kağıt hamuru ve kağıt endüstrisinde bir mühendisin sorumlu olduğu çok şey olduğu anlamına gelir. Süreçten tekrar geçmek: Kağıt yapımı sürecindeki tüm ekipmanın bakımından bir mühendis sorumlu olacaktır. Bu, sorunlu ekipmanın tanımlanmasını, bakım programlarının geliştirilmesini veya ekipman arızalanırsa bir temel neden analizinin tamamlanmasını içerebilir. Bir ekipman parçası bozulursa, kağıt yapımı süreci durma noktasına gelir. 

Mühendisler, kağıt yapımı sürecini desteklemek için kullanılan, ancak kimyasal tanklar gibi doğrudan buna dahil olmayan herhangi bir ekipmandan da sorumlu olacaktır. Bu, düzenli bakım ve korozyon yönetimini içerecektir. Sürecin işletim parametrelerini seçmek, bir mühendis için bir görevdir. Bu parametreler, olabildiğince ucuz ve güvenli bir şekilde olabildiğince fazla kağıt üretmek için seçilmelidir. Bu tür parametreler, prosese hamur akış oranını, buhar basıncını ve sıcaklığını, silindir sıcaklığını, kimyasal konsantrasyonları ve devri daim döngüsü akış oranlarını içerebilir.

Bir mühendis, üretimi artırarak veya israfı ortadan kaldırarak kağıt yapımı sürecini daha verimli hale getirmekle görevlendirilebilir. Örneğin, suyu liflerden ayırmak için kullanılan silindirler, daha fazla suyun uzaklaştırılması için daha yüksek bir sıcaklığa kadar ısıtılabilir. Süreç değişiklikleri, farklı ekipman veya geri dönüşüm döngülerinin kullanılması gibi değişiklikleri içerebilir.

Kimyasal yönetimi genellikle kağıt hamuru ve kağıt endüstrisindeki mühendisler tarafından ele alınmaktadır. Kimyasallar, örneğin odun yongalarını işlemek ve kağıdı ağartmak için kullanılır. Mühendisler bunu yapmak için uygun kimyasalları seçmelidir. Yanlış kimyasallar kağıdın rengini değiştirebilir, kağıdı zayıflatabilir veya kağıdı zehirli hale getirebilir.

Atık arıtma, kağıt hamuru ve kağıt endüstrisinin büyük bir parçasıdır. Kağıt yapımı sürecinde kullanılan su ve kimyasallar bir şekilde ele alınmalıdır. Su kirlenmiştir ve bertaraf edilmeden önce arıtılması gerekir. Katıları uzaklaştıran arıtma, organik maddeyi uzaklaştırmak için kullanılan biyolojik arıtma, kimyasalları sudan uzaklaştırmak için kullanılan kimyasal arıtma gibi işlemler su arıtımında kullanılmaktadır.

Kontrol sistemlerinin tasarımından da bir mühendis sorumlu olabilir. Bu sistemler, örneğin, güvenli çalışma parametrelerinin dışına çıkması durumunda kağıt yapımı sürecini kapatmak için kullanılır. Bu kontrol sistemleri, insanları ve ekipmanları korumak için kullanılır.

Ne tür mühendisler işin içinde?

Kağıt hamuru ve kağıt tesislerinde yer alan işlemlerin çeşitliliği nedeniyle, endüstride makine mühendisleri, endüstri mühendisleri, kimya mühendisleri, proses mühendisleri ve elektrik mühendisleri yaygın olarak bulunur. Kağıt hamuru ve kağıt tesisinde farklı görevler farklı mühendislere düşecektir.

Bu sektörde kariyer yapmaya değer mi?

İlgi alanlarınıza bağlıdır. Kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi kesinlikle zorlu ve ödüllendirici bir kariyer sağlayabilir. Birçok kağıt hamuru ve kağıt tesisi ormanlık, uzak bölgelerdedir, bu nedenle bu sektörde mühendis olmak istiyorsanız, küçük bir kasabaya taşınmak zorunda kalacaksınız. Bazıları için bu çok büyük bir teşvik olacak; diğerleri için çok değil. Selüloz ve kağıt endüstrisi küresel ekonomide önemlidir. Bu sektördeki ekipman ve süreçlerin çoğundan sorumludurlar. Bu sektörde birkaç mühendislik disiplini için fırsatlar var ve ona katılmayı seçenler için heyecan verici bir kariyer sunuluyor.