Handbook of Pulping and Papermaking, Second Edition

کتاب «راهنمای خمیرسازی و کاغذسازی» (Handbook of Pulping and Papermaking) نوشتهٔ کریستوفر جی. بیرمن، یکی از جامع‌ترین و معتبرترین منابع تک‌جلدی در زمینهٔ صنعت کاغذ و سلولز است که به عنوان یک مرجع کامل برای فعالان صنعت و پژوهشگران دانشگاهی شناخته می‌شود. این اثر با ارائهٔ نگاهی دقیق و در عین حال روشن به فرآیند تولید کاغذ از مرحلهٔ خرده‌چوب تا آزمون‌های نهایی محصول، به تبیین اصول فیزیکی و شیمیایی حاکم بر این صنعت پیچیده می‌پردازد و جایگاه ویژه‌ای در کتابخانهٔ متخصصان این حوزه دارد.

دربارهٔ کتاب «راهنمای خمیرسازی و کاغذسازی»

ویرایش دوم کتاب «راهنمای خمیرسازی و کاغذسازی» که در سال ۱۹۹۶ توسط انتشارات آکادمیک پرس منتشر شد، یک مرجع جامع برای صنعت و دانشگاه است که مقدمه‌ای مختصر و در عین حال کامل بر فرآیند کاغذسازی، از تولید خرده‌چوب تا آزمایش و استفادهٔ نهایی از محصول کاغذی، ارائه می‌دهد. نویسنده با به‌روزرسانی کتابشناسی مفصل، دسترسی خواننده را به ادبیات گستردهٔ حوزهٔ خمیر و کاغذ آسان‌تر کرده و بر اصول و مفاهیم پشت پردهٔ کاغذسازی، همراه با جزئیات فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی، تأکید دارد. این کتاب با استفاده از تصاویر، نمودارها، صفحات رنگی و مسائل مطالعاتی در پایان هر فصل، به عنوان یک ابزار آموزشی و مرجع کارآمد طراحی شده است. ساختار کتاب به گونه‌ای است که برای سطوح مختلف دانش مفید است. یازده فصل نخست آن، که از نسخهٔ پیشین با عنوان «مبانی خمیرسازی و کاغذسازی» (Essentials of Pulping and Papermaking) تقریباً بدون تغییر باقی مانده‌اند، مروری کلی بر فرآیندهای تولید از مادهٔ اولیه تا محصول نهایی ارائه می‌دهند و برای درک آن‌ها نیازی به پیشینهٔ فنی عمیق نیست. نه فصل بعدی برای درک مباحث تخصصی‌تری مانند شیمی کاغذ و محاسبات خمیرسازی، نیاز به آشنایی با شیمی، فیزیک و ریاضیات دارند و چهارده فصل پایانی کتاب، با موضوعاتی چون شیمی سطح، هنرهای گرافیک، خواص نوری کاغذ، کالبدشناسی چوب و کنترل فرآیند، به عنوان یک مرجع فنی عالی عمل می‌کنند.

دربارهٔ نویسنده

کریستوفر جی. بیرمن (Christopher J. Biermann) نویسندهٔ این کتاب، از متخصصان شناخته‌شده در زمینهٔ علوم چوب و کاغذ است. او فعالیت خود را در گروه محصولات جنگلی و مرکز تحقیقات مواد پیشرفته در دانشگاه ایالتی اورگن (Oregon State University) انجام داده است. دانش و تجربهٔ تدریس و تحقیق او در این دانشگاه، زمینه‌ساز تألیف این اثر مرجع شده است که هم‌اکنون در کتابخانه‌های دانشگاهی و صنعتی سراسر جهان یافت می‌شود.

چرا باید کتاب «راهنمای خمیرسازی و کاغذسازی» را بخوانید؟

• مرجعی جامع و خودبسنده: این کتاب به عنوان کامل‌ترین و به‌روزترین اثر تک‌جلدی در زمینهٔ خمیر و کاغذ شناخته می‌شود و تمامی جنبه‌های فنی و علمی این صنعت را پوشش می‌دهد.
• ساختار گام‌به‌گام و آموزشی: کتاب با زبانی روشن و ساختاری منظم، از مبانی اولیه تا مباحث پیشرفته را آموزش می‌دهد و برای سطوح مختلف دانش، از مبتدی تا متخصص، قابل‌استفاده است.
• پوشش کامل فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی: این اثر به هر دو جنبهٔ فیزیک و شیمی فرآیندهای خمیرسازی و کاغذسازی می‌پردازد و درک عمیقی از اصول علمی پشت این صنعت ارائه می‌دهد.
• دارای کتابشناسی حاشیه‌نویسی شده و منابع به‌روز: کتابشناسی گسترده و به‌روز شده، دسترسی سریع خواننده را به مقالات و متون تخصصی این حوزه فراهم می‌کند.
• منبعی غنی از تصاویر، جداول و مسائل کاربردی: وجود تصاویر، نمودارها، ۱۲ صفحه تصویر رنگی و مسائل حل‌نشدنی در پایان هر فصل، آن را به یک ابزار آموزشی کارآمد تبدیل کرده است.

این کتاب برای چه کسانی مناسب است؟

این کتاب برای طیف وسیعی از مخاطبان فعال در صنعت و دانشگاه، از جمله شیمیدانان کاربردی، جنگلبانان، مهندسان شیمی، دانشمندان چوب و مهندسان کاغذ، منبعی ارزشمند محسوب می‌شود. همچنین برای دانشجویان و پژوهشگرانی که به دنبال درکی عمیق از فرآیندهای تولید کاغذ و فناوری‌های مرتبط با آن هستند و حتی برای هر فرد علاقه‌مندی که خواهان آشنایی با این صنعت بزرگ و پیچیده است، بسیار مفید خواهد بود. این اثر می‌تواند هم به عنوان کتاب درسی برای دوره‌های مقدماتی و هم به عنوان کتاب مرجع برای مهندسان فرآیند در کارخانه‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

سوالات متداول

آیا این کتاب برای افرادی که پیشینه‌ی فنی ندارند نیز قابل‌استفاده است؟

بله، یازده فصل ابتدایی کتاب به گونه‌ای نوشته شده‌اند که برای درک آن‌ها نیازی به پیشینهٔ فنی عمیق نیست و مروری کلی بر فرآیندهای تولید کاغذ، از مواد خام تا محصول نهایی، ارائه می‌دهند. با این حال، برای بهره‌مندی کامل از فصل‌های تخصصی‌تر، آشنایی با شیمی، فیزیک و ریاضیات ضروری است.

تفاوت این ویرایش دوم با ویرایش اول یا کتاب «مبانی خمیرسازی و کاغذسازی» در چیست؟

ویرایش دوم این کتاب، نسخهٔ توسعه‌یافته‌ای از کتاب پیشین نویسنده با عنوان «مبانی خمیرسازی و کاغذسازی» (Essentials of Pulping and Papermaking) است که در سال ۱۹۹۳ منتشر شد. بیست فصل نخست این کتاب تقریباً مشابه نسخهٔ پیشین است، اما مطالب جدید و گسترده‌تری در بخش‌های بعدی به آن افزوده شده است.

آیا در این کتاب به موضوعاتی مانند بازیافت کاغذ و تأثیرات زیست‌محیطی نیز پرداخته شده است؟

بله، کتاب شامل فصل‌های مستقلی دربارهٔ الیاف حاصل از کاغذ بازیافتی و تأثیرات زیست‌محیطی صنعت خمیر و کاغذ است که مباحثی مانند آلودگی آب و هوا و مدیریت پسماند را پوشش می‌دهد.

In its Second Edition, Handbook of Pulping and Papermaking is a comprehensive reference for industry and academia. The book offers a concise yet thorough introduction to the process of papermaking from the production of wood chips to the final testing and use of the paper product. The author has updated the extensive bibliography, providing the reader with easy access to the pulp and paper literature. The book emphasizes principles and concepts behind papermaking, detailing both the physical and chemical processes. Key Features* A comprehensive introduction to the physical and chemical processes in pulping and papermaking* Contains an extensive annotated bibliography* Includes 12 pages of color plates Front Cover......Page 1 Handbook of Pulping and Papermaking......Page 4 Copyright Page......Page 5 Contents......Page 6 Preface To The Second Edition......Page 10 Preface To The First Edition......Page 11 Acknowledgments......Page 12 Abbreviations......Page 14 List of Color Plates......Page 16 1.1 Introduction to Papermaking......Page 18 1.2 Introduction to the Literature......Page 20 1.4 Technical and Trade Journals......Page 23 1.6 Textbooks......Page 25 1.9 Annotated Bibliography......Page 27 Exercises......Page 28 2.1 Wood and Bark......Page 30 2.2 Wood Chips and Sawdust......Page 38 2.3 Wood Chip Preparation and Handling at the Pulp Mill......Page 39 2.4 Solid Wood Measurement......Page 47 2.5 Wood Chip Measurement......Page 48 2.6 Wood Chemistry......Page 49 2.7 Wood and Fiber Physics......Page 57 2.9 Nonwood and Recycled Fiber Considerations......Page 59 2.10 Annotated Bibliography......Page 67 Exercises......Page 70 3.1 Introduction to Pulping......Page 72 3.2 Mechanical Pulping......Page 79 3.3 Chemi-mechanical Pulping......Page 86 3.4 Related Pulping Methods......Page 87 3.5 Semi-Chemical Pulping......Page 88 3.6 General Chemical Pulping......Page 89 3.8 Kraft Pulping......Page 103 3.9 Sulfite Pulping......Page 108 3.10 Other Pulping Methods......Page 113 3.12 Annotated Bibliography......Page 114 Exercises......Page 117 4.2 Pulp Washing......Page 118 4.3 Liquor Evaporation......Page 120 4.4 Recovery Boiler......Page 124 4.5 Cooking Liquor Regeneration—The Causticizing Process......Page 129 4.6 Annotated Bibliography......Page 135 Exercises......Page 138 5.2 Bleaching Mechanical Pulps......Page 140 5.3 Measurement of Lignin Content......Page 141 5.4 Bleaching Chemical Pulps......Page 144 5.5 Annotated Bibliography......Page 151 Exercises......Page 153 6.1 Introduction to Refining......Page 154 6.2 Refining......Page 159 6.3 Pulp Characterization......Page 166 6.4 Pulp Properties versus Performance......Page 170 6.5 Annotated Bibliography......Page 171 Exercises......Page 174 7.2 General Grades of Paper......Page 175 7.3 Specific Types of Paper......Page 177 7.4 Basic Paper Properties......Page 180 7.5 Physical Properties of Paper......Page 182 7.6 Mechanical Properties of Paper......Page 191 7.7 Chemical Analysis of Paper......Page 199 7.8 Basic Optical Tests of Paper......Page 202 7.9 Sheet Splitting of Paper......Page 204 7.10 Annotated Bibliography......Page 205 Exercises......Page 206 8.1 Introduction......Page 207 8.2 Fiber Preparation and Approach......Page 208 8.3 Raw Materials......Page 210 8.4 Functional Additives......Page 211 8.5 Control Additives......Page 218 8.6 Wet End Chemistry......Page 222 8.7 Annotated Bibliography......Page 223 Exercises......Page 225 9.2 The Paper Machine......Page 226 9.3 The Headbox......Page 228 9.4 The Fourdrinier Wet End......Page 231 9.5 Twin Wire Formers......Page 247 9.6 The Cylinder Machine......Page 251 9.7 The Press Section......Page 252 9.8 The Dryer Section......Page 257 9.9 Post Drying Operations......Page 262 9.10 Paper Machine Broke System......Page 268 9.11 Conversion......Page 269 9.12 Coating......Page 271 9.13 Annotated Bibliography......Page 275 Exercises......Page 279 10.2 Recycled Fiber Preparation......Page 280 10.3 Recycled Fiber Recovery......Page 283 10.4 Annotated Bibliography......Page 296 Exercises......Page 299 11.1 Introduction......Page 300 11.2 Water Pollution......Page 301 11.3 Water Quality Tests......Page 302 11.4 Aqueous Effluent Treatments......Page 304 11.6 Air Quality Tests and Control......Page 307 11.7 Solid Waste Disposal......Page 310 11.8 U.S. Regulations......Page 311 11.9 Annotated Bibliography......Page 312 Exercises......Page 313 12.2 English and Metric Units......Page 314 12.3 Unit Analysis......Page 325 Exercises......Page 328 13.1 The Elements......Page 329 13.2 Ionic and Covalent Bonds......Page 331 13.3 Hydrogen Bonding......Page 332 13.4 The Mole and Mass Percentage......Page 333 13.5 Equivalency, Molarity, and Normality......Page 334 13.6 Acids, Bases, and the pH Scale......Page 335 13.7 The Law of Mass Action......Page 340 13.8 Solubility Products......Page 341 13.9 Oxidation-Reduction Reactions......Page 343 13.10 Electrochemistry......Page 344 13.11 Practical Aspects of Electrochemistry......Page 347 13.12 Properties of Gases......Page 348 Exercises......Page 350 14.1 Strong Acid—Strong Base Titrations......Page 352 14.2 pH Properties of Weak Acid—Conjugate Base Pairs......Page 353 14.3 pH Indicators......Page 354 14.4 Titration of a Weak Acid with a Strong Base or Weak Base with a Strong Acid......Page 355 14.5 Reduction-Oxidation Titrations......Page 356 14.6 Colorimetric Analysis......Page 359 14.7 Coordinate Chemistry......Page 360 14.9 Annotated Bibliography......Page 363 Exercises......Page 364 15.1 Wood Moisture Content and Density......Page 365 15.2 Pulpwood Measurement......Page 368 15.3 Tensile Strength and Breaking Length of Materials......Page 369 15.4 Paper Properties......Page 371 Exercises......Page 374 16.2 Kraft Liquor—Chemical Calculations......Page 376 16.3 Kraft Liquor—Chemical Analysis......Page 380 16.4 Specific Gravity and Viscosity of Kraft Liquors......Page 384 16.6 Kraft H-Factor and Other Process Control Equations......Page 385 16.7 Sulfite Liquor Calculations......Page 389 16.8 Sulfite Liquor Analysis......Page 392 16.9 The Chemistry of Sulfur......Page 393 16.11 Annotated Bibliography......Page 394 Exercises......Page 395 17.2 Chlorine Bleaching......Page 396 17.4 Chemical Analysis of Bleaching Liquors and Chlorine Equivalency......Page 398 17.6 Computer Simulation of Fiber Cleaning Systems......Page 402 17.7 Paper Machine Calculations......Page 403 17.9 Strength of Wet Fiber Mats......Page 407 17.11 Annotated Bibliography......Page 409 Exercises......Page 410 18.1 Introduction and Types of Polymers......Page 412 18.2 Addition Polymers......Page 413 18.3 Condensation Polymers......Page 415 18.4 Molecular Weights of Polymers......Page 416 Exercises......Page 419 19.3 Forms of Monosaccharides......Page 420 19.4 Selected Reactions of Carbohydrates......Page 423 Exercises......Page 427 20.1 Introduction to TQM and SPC......Page 428 20.2 Statistical Process (Quality) Control, SPC, SQC......Page 430 20.3 Statistical Process Control Tools......Page 432 20.4 Implementing TQC and SPC......Page 434 20.5 Miscellaneous Topics......Page 435 Exercises......Page 436 Appendix—Generating Random Data with a Normal Distribution......Page 437 21.2 Colloid Chemistry......Page 438 21.4 Surface Tension and Sizing......Page 446 21.5 Surfactants......Page 448 21.6 Foam......Page 451 21.8 Light Scattering by Colloids......Page 452 21.9 Annotated Bibliography......Page 453 Appendix......Page 454 22.1 Introduction......Page 455 22.2 Polymeric Additives......Page 457 22.3 Colloid Chemistry......Page 459 22.4 Retention, Formation, and Drainage......Page 460 22.5 Internal Sizing......Page 466 22.6 Wet and Dry Strength......Page 468 22.7 Monitoring Wet End Chemistry......Page 470 22.8 Papermaking Chemistry Control......Page 474 22.9 Other Considerations......Page 475 22.10 Annotated Bibliography......Page 476 Exercises......Page 479 23.1 Introduction......Page 480 23.3 Lithography......Page 481 23.4 Gravure......Page 484 23.6 Other Printing Methods......Page 485 23.7 Halftone Printing......Page 486 23.8 Color Printing......Page 487 23.10 Ink and Ink Application......Page 490 23.11 Paper Properties and Printing......Page 492 23.12 Specific Products......Page 494 23.13 Computers and Printing......Page 495 23.14 Bindery Operations......Page 497 23.15 Annotated Bibliography......Page 500 Appendix......Page 503 24.1 Introduction......Page 504 24.2 Behavior of Light Rays......Page 505 24.3 Color......Page 506 24.4 Tristimulus Systems......Page 511 24.5 Blackbody Radiation and Other Light Sources......Page 517 24.6 Kubelka–Munk Theory......Page 519 24.7 Annotated Bibliography......Page 525 Exercises......Page 529 Appendix......Page 530 25.1 Introduction......Page 533 25.2 Sample Preparation for Identification or Microscopy......Page 546 25.3 Wood Variation......Page 549 25.4 Silviculture and Wood Quality......Page 551 25.5 Annotated Bibliography......Page 554 Exercises......Page 557 26.1 Gross Anatomy of Softwoods......Page 558 26.2 Microscopic Anatomy of Softwoods......Page 560 26.3 Anatomy of Softwood Species......Page 566 26.4 Non-American Species......Page 598 27.1 Gross Anatomy of Hardwoods......Page 600 27.2 Microscopic Anatomy of Hardwoods......Page 603 27.3 Anatomy of Hardwood Species......Page 606 28.1 Fiber Analysis......Page 645 28.2 Softwood Fiber......Page 646 28.3 Hardwood Fiber......Page 648 29.1 Introduction......Page 650 29.2 Pulping Methods for Nonwood Fibers......Page 652 29.3 Considerations for Nonwood Fiber Use......Page 654 29.5 Annotated Bibliography......Page 656 30.2 Pump Basics......Page 658 30.3 Positive Displacement Pumps......Page 659 30.4 Centrifugal (Dynamic) Pumps......Page 661 30.5 Valves......Page 665 30.6 Hydraulic Power Systems......Page 672 30.7 Troubleshooting Hydraulic Power Systems......Page 676 30.8 Annotated Bibliography......Page 677 31.2 Sensors......Page 680 31.3 Temperature Sensors......Page 681 31.4 Mechanical Sensors......Page 682 31.5 Controllers......Page 685 31.7 Annotated Bibliography......Page 687 32.1 Introduction......Page 688 32.2 Manufacture......Page 689 32.3 Test Methods......Page 691 32.4 Annotated Bibliography......Page 693 33.1 Viscosity and Surface Tension of Water from 0 to 100°C......Page 695 33.2 Vapor Pressure of Water from 0 to 280°C......Page 696 33.4 Water Conditioning......Page 697 33.5 Boiler Feedwater Treatment......Page 700 33.6 Corrosion......Page 702 33.7 Safety Practices for Hazardous Chemicals......Page 703 33.8 Transportation Safety......Page 704 33.10 Process Simulation......Page 707 33.12 Bearings......Page 709 33.14 Annotated Bibliography......Page 711 Appendix......Page 714 34.1 General Pulp and Paper......Page 715 34.2 Wood......Page 716 34.3 Roundwood Properties......Page 717 34.4 Wood Chemistry......Page 718 34.5 Recycling and Secondary Fiber......Page 719 34.7 Mechanical Pulping......Page 722 34.8 Chemical Pulping......Page 723 34.9 Kraft Recovery......Page 724 34.10 Bleaching......Page 726 34.11 Fiber Physics and Preparation......Page 727 34.12 Papermaking......Page 729 34.14 Coating and Converting......Page 730 34.16 Environmental......Page 733 34.18 Testing Methods......Page 734 Answers to Selected Problems......Page 738 Author Index......Page 750 Subject Index......Page 758 Color Plate Sections......Page 772 In its Second Edition, Handbook of Pulping and Papermaking is a comprehensive reference for industry and academia. The book offers a concise yet thorough introduction to the process of papermaking from the production of wood chips to the final testing and use of the paper product. The author has updated the extensive bibliography, providing the reader with easy access to the pulp and paper literature. The book emphasizes principles and concepts behind papermaking, detailing both the physical and chemical processes.

Key Features
* A comprehensive introduction to the physical and chemical processes in pulping and papermaking
* Contains an extensive annotated bibliography
* Includes 12 pages of color plates