О стали

Технология изготовления бумаги, как её делают из макулатуры. Бумага из дерева: из чего ее изготавливают

Из чего делают бумагу

Основой для производства бумаги является целлюлоза и вода. Волокна целлюлозы получают из растительного сырья. Чаще всего это древесина, но также используют солому, хлопок и макулатуру. После получения волокон целлюлозы их выпрямляют и отбеливают, вся масса высушивается и разглаживается. Также для получения цветной бумаги добавляют красители. Бумага наматывается в рулоны и разрезается. Далее мы более подробно расскажем о каждом этапе изготовления бумаги.

Для получения волокон целлюлозы древесина проходит долгий путь. Во первых для этого подойдут только некоторые породы дерева. Чаще всего это ель, сосна, тополь и береза. Иногда применяют эвкалипт, тростник и каштан.

Мелование

Мелование — это нанесение на одну или обе стороны бумаги специальной меловальной суспензии (в один или несколько слоев). Особое покрытие придает бумаге или картону необходимые свойства — хорошую впитываемость печатной краски, белизну, непрозрачность, гладкость, лоск.

В состав меловальной суспензии входят:

•  пигменты — в их качестве используются каолин, мел, диоксид титана и пр.;
•  связующие для полимеров, обеспечивающие соединение частиц пигментов с поверхностью бумаги или между собой;
•  технологические добавки — оптические отбеливатели, красители, сшивающие агенты.

Чтобы улучшить впитываемость печатной краски, усилить непрозрачность бумаги и ее гладкость, применяются также и специальные наполнители.

Белые неорганические материалы, добавляемые в бумажную массу, «забивают» пустоты в волокнистой структуре, увеличивая рассеяние света.

Вместе с минеральными пигментами, применяемыми для мелования, наполнители составляют до 9% сырья, используемого бумажной промышленностью.

Упаковка и резка

Способ резки рулонов бумаги отличается в зависимости от планов на ее использование. Рулоны разрезают в бобинорезке, затем сматывают в несколько рулонов меньшего объема и диаметра. Потом разделяют на готовые листы для печатного цеха — например, лазером (края аккуратны, на них нет нагара).

Готовые рулоны бумаги

Последний этап изготовления бумаги — упаковка. Ее самые распространенные виды:

• фасовка в пачки из 250—1 000 листов, обернутые крафт-бумагой или другим плотным и водостойким материалом;
• паллетирование — перенос листов на плоские прямоугольные подставки с выемками для захвата и крепления;
• смешанный способ — сначала листы собирают в пачки, а затем помещают на паллеты;
• упаковка «калачами» (свертками до 10—15 кг) — подходит для технической, упаковочной бумаги увеличенного формата (может переносится вручную, без пандусов и спецтехники).

Переработка и утилизация

Макулатура является ценным вторсырьем, поскольку состоит из бумажного волокна. В ходе многоступенчатой переработки волокно отделяется от примесей и проходит глубокую очистку. После этого целлюлоза снова может быть использована в качестве сырья для производства новой бумаги и бумажных изделий.

Такая переработка может проводиться несколько раз — до тех пор, пока волокно не станет таким мелким, что перестанет представлять какую-то ценность. В этом случае бумажные отходы направляются на конечную утилизацию.

Интересный факт: Вы когда-нибудь задумывались, сколько бумаги ежегодно расходует средний менеджер, бухгалтер или юрист. По оценкам экологов каждый офисный работник за год расходует такое количество бумаги, на производство которого требуется порядка 17 взрослых деревьев!

Теперь, когда вы знаете о производстве бумаги больше, наверняка захотите сдать имеющиеся у вас бумажные отходы на вторичную переработку, а компания «Корона», в свою очередь, позаботится, чтобы вторсырье было использовано максимально эффективно.

Иные виды сырья в изотовлении картона

Содержание волокнистых (целлюлозных) полуфабрикатов достигает в изготовлении бумаги и картона 88%. Остальные 12% приходятся на неволокнистые добавки. Это могут быть:

• минеральные пигменты для мелования;
• наполнители и вещества для проклейки в бумажной массе;
• добавки для придания прочности;
• вещества для поверхностной проклейки;
• химикаты, облегчающие процесс приготовления бумаги.

Все эти вещества служат улучшению внешнего вида материалов, их функциональных качеств, а так же повышают эффективность изготовления.

Как изготавливают бумагу

Производство начинается с изготовления бумажной массы, которая представляет собой смесь воды, целлюлозы и древесной массы (соотношение целлюлозы и д. м. определяет будущие характеристики продукции) с добавлением различных веществ для проклейки, окраски, улучшения свойств материала (клея, смолы, крахмала, мела, каолина и прочего). Соотношение воды и волокон таково, что бумажная масса представляет собой 2,5–3% суспензию.

Предварительно очищенная бумажная масса поступает в бумагоделательную машину — сложный агрегат огромных размеров (длина — свыше 100м, ширина — 15-18м). За одну минуту полуфабрикат успевает пройти через все части БДМ;

• Сеточная часть. Под напором этот состав непрерывно поступает на движущуюся проволочную сетку бумагоделательной машины. Технология изготовления бумаги такова, что волокна располагаются и переплетаются вдоль движения сетки, создавая машинное направление, которое в дальнейшем будет играть важную роль при использовании готового продукта. По мере движения сетки вода постепенно уходит и осуществляется формование бумажного полотна.

• Прессовая часть. В процессе прессования полотно проходит между несколькими парами прессов-валов, уплотняясь и отдавая большую часть влаги.
• Сушильная часть. В ней бумага-основа высушивается нагретыми паром цилиндрами. Но даже после этого в полотне остается до 8% влаги.
• Каландры. Предварительно остуженное холодными барабанами полотно проходит каландрирование — пропускается между тяжелыми полированными валами — каландрами для придания ему большей гладкости и прочности. Каландрированная бумага сматывается в рулон и подвергается резке на меньшие рулоны или размотке и резке на листы.

После и/или перед каландром могут быть установлены устройства для мелования бумаги. Мелование — нанесение покрытия из каолина или диоксида титана для увеличения гладкости бумаги и улучшения ее печатных свойств, оно бывает одно- или двухсторонним, однократным и многократным.

Дорогой друг! Вот сидишь Ты сейчас перед монитором компьютера, скользишь взглядом по тетрадях на рабочем столе и не догадываешься: для изготовления одной из них нужно 0,00035 дерева, а на тонну бумаги нужно 17 деревьев.

Но как из огромного дерева получается красивая тетрадь, книга или пачка белых листов? Разберемся в этом вместе.

Каландирование

Каландирование производится для повышения плотности бумаги, ее сглаживания и для того, чтобы придать бумаге структуру. Этот процесс подразумевает придание продукту конечного товарного вида. Здесь же наносится рельефный рисунок при помощи специализированных станков.

Для того, чтобы каландирование осуществилось, бумага должна быть достаточно влажной. Для чего ее предварительно увлажняют еще на бумагоделательной машине или специализированных станках по увлажнению. Благодаря определённой влажности бумажный пласт становится более плотным за счет давления между бумажными валами. Здесь бумага становится более гладкой.

Регулируя степень давления во время каландирования можно устанавливать определенную прозрачность бумаги, ее плотность и толщину. Настройка трения окажет свое влияние на лоск.

Критерии качества бумаги

1. Прочность — сопротивляемость разрыву и сжатию при высокоскоростной печати должна быть высокой.
2. Плотность — для глубокой печати используют тонкие листы, для упаковки — толстые (диапазон — от 60 до 300 г/м²);
3. Гладкость — чем она выше, тем лучше воспроизводятся детали изображения, плотнее контакт листов с формами для печати;
4. Белизна — показатель попадает в диапазон 60—98 %;
5. Непрозрачность — чем меньше просвечивается лист, тем меньшей будет степень проявления изображения с обратной стороны (для обычной офисной бумаги — от 89 %);
6. Пористость — на пористом материале лучше фиксируется краска, но отпечатки теряют насыщенность.
7. Сопротивляемость истиранию — если она мала, вязкие печатные краски «выщиплют» волокна с листов, и это загрязняет детали печатного оборудования.
8. Впитываемость — чем она выше, тем быстрее краски закрепятся на поверхности листа.
9. Наличие проклейки — с ней верхний слой будет прочным, устойчивым к воздействию влаги, клея.

Смотрите интересный репортаж с завода по производству бумаги:

Оборудование

Для производства бумаги на современных комбинатах используются бумагоделательные машины четвертого поколения. Это оборудование с полностью автоматизированным управлением, выполняющее полный цикл операций. В ходе непрерывной работы этих функциональных линий из волокнистой суспензии получается высококачественный картон или бумага с заданными характеристиками.

Различают два вида бумагоделательных линий:

• столового типа с плоской сеткой;
• цилиндровые с круглой сеткой

Наибольшее распространение получили машины второго типа, поскольку они более универсальны и подходят для изготовления бумаги всех популярных видов.

Сама линия состоит из четырех секций, каждая из которых отвечает за свой этап технологического процесса:

1. Сеточная часть, куда изначально подается суспензия и где формируется бумажное полотно;

2. Прессовая секция для удаления излишней влаги и повышения плотности бумаги;

3. Сушильный блок из нескольких обогреваемых паром цилиндров;

4. Отделочная секция, где бумага приобретает необходимую гладкость и сматывается в рулоны

Бумага из опилок своими руками

Опилки из сосны или ели заливаются водой и варятся ровно сутки. В воду добавляется каустическая сода. За неимением таковой можно использовать соду пищевую. После варки смесь промывается водой и отжимается. Затем снова опилки высыпаются в кастрюлю с водой и ставятся на огонь. Как только закипят, кастрюля снимается с огня, ее содержимое измельчается с помощью миксера. Получается кашеобразная масса однородной консистенции.

Пока опилки варятся, делается рама, ставится на поддон, на нее натягивается марля. Масса выливается на приготовленную раму и равномерно распределяется по всей поверхности. Лишняя вода будет стекать в поддон. Но для быстрого удаления влаги ее следует промакивать впитывающими салфетками. Затем рама переворачивается и лист, полученный из массы, легко отделяется от нее.

Лист нужно прикрыть с обеих сторон бумагой или газетой и положить между досками, сверху прижать чем-нибудь тяжелым. Под таким прессом он должен пролежать минут пять. После этого лист аккуратно кладется на фольгу и сушится на солнце, в духовом шкафу, вблизи батареи.

Ножи и сетки

Сухое сырье поступает в уже упомянутый выше рол. Здесь оно смешивается с водой, а закрепленные на валу ряды ножей распускают и подрезают волокна. Регулируя зазор между ножами, можно менять размер фракций помола. Мелкий помол дает мягкую бумагу, а крупный — наоборот. Здесь, кстати, с древними китайцами у компании «Paperman» начинаются расхождения. До XVIII века исходное сырье получали, перемалывая его вручную в ступах. Ну а в наши дни и сам рол уже устарел — на бумагоделательных производствах применяются устройства проточного размола с коническими рабочими инструментами.

0

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Машина для размалывания сырья

Полученная в роле масса отправляется в большой чан, где подготовка сырья продолжается. На этом этапе в него добавляют красители и связующие вещества типа клея (чтобы на бумаге не растекались чернила, как на промокашке). Затем начинается самое интересное — собственно создание бумаги. Лист рождается на мелкой металлической сеточке, натянутой на прямоугольную деревянную рамку. Рамкой мастер зачерпывает сырье, которое предварительно перемещено в другой чан и разбавлено водой. Чем больше воды, тем тоньше и легче выходит бумага. Вода стекает сквозь мелкие отверстия в сетке, а на поверхности остается тонкий слой волокон. Это уже и есть лист, которому, пока он еще сырой и рыхлый, можно придавать нужную фактуру. Если требуется водяной знак, используют специально подготовленную сеточку для рамки. На сеточке выдавливается рисунок, выпуклой частью обращенный в сторону листа. В местах выпуклостей бумага получится тоньше и будет лучше пропускать свет — чередование темных и светлых участков, видимых на просвет, создаст рисунок водяного знака. В это же время, пока лист не высох, бумаге придают заданную фактуру, то есть наносят на поверхность некий декоративный рельеф.

0

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

0

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Только что сформированный на рамке лист еще непрочный и рыхлый, потому что мокрый. Первым делом его помещают между войлочных ковриков, а затем «сэндвич» из сырой бумаги и войлока ставится под пресс. Так из листа перед сушкой выводится большая часть влаги. Листы ручной работы обладают всеми необходимыми качествами: они прочны, на них можно писать и печатать.

«Вторичное» волокно

В качестве сырья для получения волокон целлюлозы может использоваться не только «чистая древесины», но и «отработанная» бумага — макулатура.

Отходы сортируют и превращают в макулатурную массу путем механической обработки в воде. После гидро — разбивателя, где бумажная масса распускается, сырье очищается и отправляется в картоноделательную машину.

В зависимости от природы исходного сырья, степени его обработки и переработки вторичное волокно может обладать различными свойствами.

Обратите внимание:

Следует помнить, что всякий раз при переработке бумаги средняя длина волокна и способность к образованию межволоконных связей уменьшается. Кроме того, некоторые виды картона и бумаги изначально не подлежат вторичной переработке. Все это делает необходимым поступление на рынок волокна, полученного непосредственно из древесины. Иначе качество бумажного продукта будет снижаться.

В зависимости от вида и источника макулатуры существует много сортов макулатурного сырья. Они отличаются качеством и степенью пригодности для повторного использования.

Например:

• самое дорогое сырье — это белая бумага, не содержащая древесной массы.

• газетно-журнальная бумага обладает средней стоимостью и качеством.

• самая дешевая — смешанная макулатура, содержащая бумагу и картон.

Всего же, к примеру, в европейском отраслевом перечне описывается 57 видов макулатурного сырья. Подобные же перечни имеются в США, Японии и других развитых странах.

Исходя из назначения и требований к продукции, некоторые виды картона изготавливаются целиком из макулатурной массы — либо ее содержание в изделиях высоко. Другие же изделия изготавливают только из высококачественного первичного волокна — целлюлозы либо ее смеси с древесной массой.

Варка целлюлозы

Про­из­вод­ство бума­ги про­ис­хо­дит на бумаж­ных фаб­ри­ках, кото­рые ино­гда быва­ют само­сто­я­тель­ны­ми пред­при­я­ти­я­ми. В этом слу­чае они поку­па­ют для про­из­вод­ства бума­ги не дре­ве­си­ну, а тот самый про­ме­жу­точ­ный про­дукт из пре­об­ра­зо­ван­ной дре­ве­си­ны — клет­чат­ку (её назы­ва­ют бумаж­ни­ки, как вы уже зна­е­те, цел­лю­ло­зой) и вто­рой про­ме­жу­точ­ный про­дукт – дре­вес­ную мас­су.

Цел­лю­ло­за про­из­во­дит­ся на цел­лю­лоз­ных заводах.

Дре­вес­ная щепа посту­па­ет на вар­ку в вароч­ный котёл.

В ходе вар­ки, как в обык­но­вен­ной домаш­ней ско­ро­вар­ке на вашей кухне где к нагре­ва­нию добав­ля­ет­ся и дав­ле­ние обра­зу­ю­ще­го­ся водя­но­го пара, про­ис­хо­дит выде­ле­ние из дре­ве­си­ны как из кусоч­ков кури­цы, рас­тво­ри­мых веществ. Эти рас­тво­ри­мые веще­ства очень цен­ные и хотя их нель­зя исполь­зо­вать в пищу как кури­ный бульон, из них полу­ча­ют после пере­ра­бот­ки мно­го полез­ных веществ. 

Варят дре­ве­си­ну раз­ны­ми спо­со­ба­ми, но наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны вароч­ные бульо­ны, состо­я­щие из кис­лот­ных или щелоч­ных рас­тво­ров. В резуль­та­те полу­ча­ет­ся суль­фит­ная или суль­фат­ная цел­лю­ло­за. Щелоч­ная (суль­фат­ная) вар­ка более уни­вер­саль­ная и более широ­ко рас­про­стра­не­на. Она справ­ля­ет­ся с вар­кой любой дре­ве­си­ны и более экономична.

Вар­ка про­ис­хо­дит в кот­лах. На рисун­ке котёл непре­рыв­ной суль­фат­ной вар­ки цел­лю­лоз­но­го заво­да. Свер­ху загру­жа­ет­ся щепа, кото­рая под­ни­ма­ет­ся на высо­ту верх­ней гор­ло­ви­ны кот­ла эле­ва­то­ром. Высо­та кот­ла пре­вы­ша­ет 70 м, диа­метр в ниж­ней части боль­ше 12 м.

В котёл пода­ёт­ся вароч­ный рас­твор и смесь щепы и вароч­но­го рас­тво­ра нагре­ва­ет­ся до 160 гра­ду­сов. Вар­ка про­дол­жа­ет­ся несколь­ко часов. Сни­зу, ещё в кот­ле, цел­лю­ло­за пер­вый раз про­мы­ва­ет­ся и горя­чей выгру­жа­ет­ся в при­ём­ный бассейн.

Вер­нём­ся к кури­це – роль, кото­рой у нас выпол­ня­ет щепа. После уда­ле­ния бульо­на – вароч­но­го рас­тво­ра, щепа толь­ко начи­на­ет рас­па­дать­ся на волок­на. Осно­ву этих воло­кон состав­ля­ет клет­чат­ка или цел­лю­ло­за. Цел­лю­ло­за – очень проч­ное веще­ство, она выдер­жи­ва­ет нагруз­ку более высо­кую, чем сталь. Неуди­ви­тель­но, что дере­вья дости­га­ют такой высо­ты и не лома­ют­ся при силь­ных поры­вах ветра.

Важ­но заме­тить, что бульон на цел­лю­лоз­ном заво­де, как у хоро­шей хозяй­ки пус­ка­ет­ся в дело. Часть его исполь­зу­ет­ся для воз­вра­та в про­из­вод­ство для добав­ле­ния к све­же­му вароч­но­му рас­тво­ру. Часть исполь­зу­ет­ся для полу­че­ния мно­гих полез­ных веществ вос­ков, смол, мыла, лекар­ствен­ных веществ, лаков и пр.

Цвет у воло­кон цел­лю­ло­зы после вар­ки тём­но-корич­не­вый (на рисун­ке спра­ва). После вар­ки в горя­чем виде она на спе­ци­аль­ных мель­ни­цах рас­пус­ка­ет­ся на волок­на, про­мы­ва­ет­ся от вароч­но­го рас­тво­ра , ста­но­вит­ся свет­лее. Затем она отбе­ли­ва­ет­ся и сно­ва про­мы­ва­ет­ся, ста­но­вясь всё белее.

Ино­гда цел­лю­ло­ло­зу после вар­ки не отбе­ли­ва­ют, тогда она мень­ше теря­ет свои проч­ност­ные свой­ства и пре­крас­но под­хо­дит для изго­тов­ле­ния креп­ко­го гофрокартона.

Из такой цел­лю­ло­зы про­из­во­дят мешоч­ную бума­ги. Такую цел­лю­ло­зу назы­ва­ют ещё “крафт-цел­лю­ло­зой”, а бума­гу из неё “крафт-бума­гой”.

Два потока после варки

Про­мы­тая цел­лю­ло­за в вод­ной сре­де может раз­де­лять­ся на ДВА ПОТОКА.

1. Один пода­ёт­ся на сет­ку отлив­ной маши­ны, где фор­ми­ру­ет­ся тол­стая пап­ка цел­лю­ло­зы, кото­рая под­су­ши­ва­ет­ся, раз­ре­за­ет­ся на листы паку­ет­ся в кипы и посту­па­ет на рынок, в том чис­ле, цел­лю­лоз­ный завод про­да­ёт её и бумаж­ным фабрикам;

Листо­вая цел­лю­ло­за после отбел­ки и суш­ки выгля­дит так. Внешне, она уже похо­жа на бума­гу! Но сход­ство толь­ко поверх­ност­ное. Что­бы из цел­лю­ло­зы полу­чить бума­гу при­дёт­ся ещё потрудиться.

2. Если цел­лю­лоз­ный завод и бумаж­ная фаб­ри­ка обра­зу­ют еди­ное пред­при­я­тие, а это быва­ет часто — дру­гая часть цел­лю­ло­зы идёт на эту бумаж­ную фаб­ри­ку, вхо­дя­щую в состав цел­лю­лоз­но-бумаж­но­го ком­би­на­та без суш­ки “жид­ким пото­ком” вме­сте с водой. Волок­на такой цел­лю­ло­зы луч­ше сохра­ня­ют свои проч­ност­ные каче­ства и име­ют боль­шие воз­мож­но­сти для обра­зо­ва­ния свя­зей меж­ду собой. А это важ­но для про­из­вод­ства бумаги. 

Из дере­вьев полу­ча­ют тех­ни­че­скую цел­лю­ло­зу (в ней есть остат­ки дру­гих эле­мен­тов дре­ве­си­ны, глав­ный из кото­рых лигнин). 

При­род­ная, очень чистая цел­лю­ло­за содер­жит­ся в хлоп­ке. Хло­пок тоже варят и отбеливают.

Из хлоп­ко­вой цел­лю­ло­зы дела­ют, напри­мер, банк­нот­ную бума­гу для бумаж­ных денег.

Технология

Бумага может производиться с применением  механического, либо химического метода. Вначале необходимо получить целлюлозу. В механическом процессе древесину (или отходы) сначала подают в барабаны, где удаляется кора. Затем сырьё отправляется на шлифовальные машины, которые выполняют размол сырья, при котором из древесины  удаляется влага. Для этого материал сжимается между вращающимися валками. Одновременно целлюлоза отделяется от посторонних предметов.

В химическом процессе древесная щепа из необработанных бревен обрабатывается при высоких температурах в химическом растворе. Это делается в огромных чанах, называемых регенераторами. Заготовки  подаются в варочный котел, где кипятятся, постепенно растворяясь  под высоким давлением в растворе гидроксида и сульфида натрия. Образующуюся термомеханическую массу пропускают через фильтры. На этом этапе может быть добавлен отбеливатель краска или усилители (для приготовления упаковочной или крафт-бумаги).

Готовую целлюлозу подвергают  колотированию и сжатию внутри большой ванны, снабжённой  подвижными выступами. В этот момент к полуфабрикату добавляют необходимые наполнители. Эти добавки будут влиять на непрозрачность и другие качества конечного продукта.

Очередным этапом получения бумаги является калибровка, при которой продукту придаются необходимые адсорбирующие свойства, в частности,. В результате продукт получает устойчивость от воздействия чернил, паст, полиграфических красителей. Бумага, для которой необходим печатный дизайн, например, подарочная упаковка, требует особой технологии калибровки и сушки.

В автоматизированных машинах бумага производится так. Целлюлоза подается на движущейся ленте, постепенно  сжимаясь последовательно расположенными роликами.  Одновременно всасывающие устройства отжимают воду. Для формирования на полотне бумаги водяных знаков по листу целлюлозы передвигают специальную каретку с нужными оттисками. Затем бумага перемещается на прессовую секцию машины, где она сжимается между валиками из войлока. Далее продукт  пропускают через ряд паровых нагревателей, чтобы удалить оставшуюся воду. Заключительной стадией техпроцесса является отбеливание. Высушенная бумага наматывается в большие рулоны, сглаживается и уплотняется, проходя через металлические ролики, называемые каландрами. Они придают продукту определенную финишную форму, мягкую, тусклую или твердую, блестящую. Здесь бумага может получить покрытие в виде химикатов или пигментов. Затем бумага прокатывается через гладкие календарные ролики и обрезается до нужного размера.

Виды и стоимость сырья, которое необходимо для получения различных сортов бумаги и картона, представлены в таблице:

Вид	Процентное соотношение	Цена, руб.
Макулатура	43	1…10 за 1 кг
Сульфатная целлюлоза	36	35000…38000 за 1 т
Древесная масса	12	750…900 за м3
Сульфитная целлюлоза	3	55000…58000 за 1 т
Полианионная целлюлоза	3	160…180 за 1 кг
Текстильные отходы	3	60…80 за 1 кг

Компоненты для изготовления бумаги

Как уже было отмечено выше, основными компонентами для изготовления бумаги является древесная целлюлоза, вода и химические реагенты. Волокна целлюлозы получают из методом измельчения из древесины сосны, ели, березы, тополя и других пород. Реже (для изготовления особых сортов бумаги) используется целлюлоза из хлопка.

Для изготовления газетной бумаги, упаковочного картона, втулок, шпуль, кассет для яиц и прочей низкосортной продукции используют макулатуру. В результате переработки из вторсырья выделяют волокна целлюлозы, которые подвергают очистке от примесей и отбеливанию.

В качестве наполнителей и связующих элементов производители используют химические составы. Так, для улучшения влагостойкости и снижения расхода краски в волокнистую массу добавляют проклеивающие вещества — чаще это сульфат алюминия или канифоль. Эти компоненты достаточно вредные, поэтому современные комбинаты отказываются от их использования в пользу нейтральных наполнителей.

Для повышения гладкости и плотности в бумажное сырье добавляют каолин — это нейтральное с химической точки зрения вещество, поэтому его использование считается безопасным. Для этих же целей используют и карбонат кальция (мел), но он применяется только в паре с синтетическими склевающими веществами.

Для придания бумаге цвета и белизны используют красящие составы органического и неорганического происхождения.

Чтобы снизить прозрачность, в бумажную массу добавляют двуокись титана — этот безвредный оксид имеет белый цвет и также используется в качестве красящего пигмента. Присутствие в составе бумаги диоксида титана повышает стойкость к воздействию ультрафиолетовых лучей, бумага не желтеет и длительное время сохраняет прочность.

Разбавление массы водой, очищение, прессовка и сушка

Прежде чем поступить на бумагоделательную машину масса должна быть разбавлена водой до 1,3%. Уровень разбавления водой зависим от массы кубического метра, характера волокон, а также степени помола.

Концентрация массы, поступающей на сетку, прямо пропорциональна толщине бумаги (массе 1 квадратного метра). Это необходимо для облегчения процесса дегидратации во время отлива полотна из бумаги.

Чистка осуществляется непосредственно перед отливом бумаги. Степень очистки влияет на количество выпускаемого продукта, а также на работу самой машины. Сама по себе очистка предотвращает попадание только крупного мусора различного происхождения. В основном загрязнение происходит за счет узлов, полуфабрикатов, растворов, глинозема и прочего.

Во время прессования используются сукна из шерсти, предохраняющие хрупкое полотно от повреждения, они также пропускают воду и осуществляют перемещение бумаги к следующему прессу, а затем – к цилиндрам для сушки.

Как правило, на машине монтируются порядка трех мокрых прессов, однако при изготовлении специальной бумаги может устанавливаться до 5 прессов. Также, помимо мокрого пресса, нередко устанавливаются офсетные прессы без сукна. Такие прессы необходимы для большего уплотнения бумаги.

Сырье

Бумагу производят из древесной целлюлозы, других волокон растительного происхождения: тростника, риса, соломы, конопли, а также из тряпичных отходов, макулатуры и других материалов. Для получения целлюлозы используют древесину разных пород деревьев. Древесную целлюлозу можно получить несколькими способами.

Наиболее экономичным считается механический способ. На предприятии деревообработки древесина измельчается, получается крошка. Ее смешивают с водой. Бумага из целлюлозы, полученной таким способом, непрочная, из нее производят газеты. Высокое качество имеет бумага из целлюлозы, которую получают с использованием химического способа. Для этого из деревянного бруса нарезается мелкая щепа. Ее сортируют по размерам. Затем погружают в раствор с химическими препаратами и варят в специальной машине. После этого фильтруют и промывают, в результате чего лишние примеси удаляются. Так получается бумажное сырье, которое называется древесной целлюлозой. Из нее производится бумага для журналов, книг, брошюр, оберточных материалов большой прочности.

Состав

Бумага из дерева изготавливается на основе древесной целлюлозы, полученной с использованием механического способа производства. Иногда за основу берутся другие материалы. Такую бумагу можно сделать даже дома. Но она будет иметь низкое качество.

В наше время целлюлозу получают химическим способом с использованием технологических процессов. Для получения бумаги высокого качества в ее составе должны быть следующие ингредиенты:

• Проклейка гидрофобная, которая препятствует растеканию чернил на бумаге. Они не проступают на обратную сторону листа. В качестве проклейки используют клей канифольный.
• Смола, клей или крахмал. Благодаря этим веществам бумага из дерева становится более долговечной и устойчивой к различным воздействиям на нее.
• Каолин, тальк или мел делают бумагу менее прозрачной, повышают ее плотность.

Производство на заводе

Начинается процесс обработки древесины с окорения, то есть избавления от коры. Бревна загружают в специальный барабан, который имеет грубую поверхность с выступлениями. Одна партия крутится в нем около 20 минут, после чего кору сжигают.

Окоренная древесина перекладывается на конвейер, по которому она попадает в специальные пилы, измельчающие её до примерно одинаковых фрагментов, называемые щепой. Щепа может хранится долгое время.

Процесс обработки щепы начинается с промывки. После чего она измельчается в труху. Затем она подвергается щелочной обработке. Происходит это в больших чанах с водой и химикатами, в которых вариться длительное время. Это делают для разрушения связи между волокнами целлюлозы, которые представляют собой своеобразный природный клей. Всю смесь фильтруют и тщательно промывают. После чего в нее добавляют различные наполнители, пропитки, красители. Вещества зависят от типа будущей бумаги.

В результате получается готовая целлюлозная смесь, которая состоит на 99% из воды. Полученную массу подают в бумагоделательную машину. В первую очередь целлюлозная смесь попадает на движущуюся сетку с очень мелкими ячейками, которые пропускают только воду. После чего влажное бумажное полотно попадает на ленту из войлока, дальше на цилиндрические прессы, в результате чего количество воды значительно уменьшается.

Следующий этап, после которого воды остается всего несколько процентов, это сушка. Полотно прогоняют по нагретым крутящимся барабанам, благодаря чему выделяется большое количество влаги и масса сохнет.

Время заключительного процесса производства бумаги. Она поступает на нагретые и отполированные тяжелые валы, которые называются каландры. Между ними бумажный пласт сдавливается с большой силой, в результате чего она становится окончательно сухой и гладкой.

Дальше бумагу скручивают в большие рулоны, например рулоны для приготовления листов А4 имеют массу около 35 тонн и в нем будет 50 километров бумаги. Для того чтобы сделать офисную бумагу катушки разрезают на более мелкие и отправляют на бумагорезательные устройства. На этих автоматизированных устройствах, производство достигает скорости в 55 000 листов в минуту. А за час такая фабрика производит около 7000 упаковок.

Подготовка древесины к производству

Посту­па­ет дре­ве­си­на на лес­ную бир­жу цел­лю­лоз­но­го заво­да или лесо­про­мыш­лен­но­го ком­плек­са. Ство­лы дере­вьев здесь назы­ва­ют балан­са­ми. Они дости­га­ют несколь­ких мет­ров длиной. 

Балан­сы хра­нят­ся на лес­ной бир­же в шта­бе­лях или в кучах.

Здесь же , как пока­за­но на фото в заго­лов­ке, хра­нит­ся щепа и опилки.

Для про­из­вод­ства бума­ги исполь­зу­ют­ся хвой­ные и лист­вен­ные поро­ды дере­вьев. Из хвой­ных: ель, сос­на, пих­та, лист­вен­ни­ца. Из них полу­ча­ют так назы­ва­е­мую “мяг­кую” цел­лю­ло­зу. Из лист­вен­ных: тополь, оси­на, берё­за, бук, эвка­липт -“твёр­дую”.

Балан­сы про­хо­дят ряд ста­дий пере­ра­бот­ки на спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ном оборудовании.

Рас­пи­ли­ва­ют­ся, с них сни­ма­ет­ся кора (кора или идёт на пере­ра­бот­ку в цен­ные про­дук­ты, о кото­рых пого­во­рим отдель­но, или сжи­га­ет­ся с полу­че­ни­ем теп­ла для про­из­вод­ства цел­лю­ло­зы и бумаги);

Уда­ля­ет­ся кора на высо­ко­про­из­во­ди­тель­ных око­роч­ных бара­ба­нах. Они накло­не­ны. С при­нод­ня­той сто­ро­ны загру­жа­ют уко­ро­чен­ные балан­сы-коро­тьё, в бара­бан посту­па­ет вода и вра­ща­ясь с балан­сов сди­ра­ет­ся кора от тре­нья об ост­рые высту­пы сте­нок бара­ба­на и при тре­ние брё­вен друг о друга. 

Око­рён­ная дре­ве­си­на посту­па­ет в руби­тель­ные маши­ны, кото­рые измель­ча­ют её. Так выгля­дит щепа полу­чен­ная из руби­тель­ной маши­ны. Даль­ше она про­хо­дит сор­ти­ро­воч­ные маши­ны, где уда­ля­ет­ся мелочь и слиш­ком круп­ные щепки. 

Как отме­ча­лось в посте 1, дре­ве­си­на может исполь­зо­вать­ся в виде отхо­дов от дере­во­пе­ре­ра­бот­ки, и тогда она при­хо­дит в раз­ной сте­пе­ни измель­че­ния и загряз­не­ния. Её тоже про­пус­ка­ют по цепоч­ке измель­ча­ю­ще­го и очист­но­го обо­ру­до­ва­ния, что­бы полу­чить щепу необ­хо­ди­мо­го качества.

Процесс получения целлюлозы

Целлюлозу получают из чистой древесины и макулатуры.

Волокна целлюлозы получают из так называемой древесной волокнистой массы. Целлюлозные волокна в древесине связаны между собой жестким трехмерным полимером — лигнином, занимающим до 30% древесной массы.

Поэтому для получения целлюлозы древесину специально обрабатывают — чтобы размягчить лигнин и снизить его содержание.

Обычно для этих целей применяются два вида методов:

Механическиё метод

При механическом получении древесной массы древесину, как правило, истирают или размалывают в водной среде. Под действием воды, тепла и специальных реагентов лигнин размягчается, и древесина распадается на отдельные волокна.

«Механическую» схему получения волокон целлюлозы можно описать примерно так. Промытая древесная щепа помещается в специальный рафинер, где измельчается и обрабатывается.

После очистки древесная масса готова для дальнейшей обработки. Поскольку, несмотря  на обработку, лигнин не удаляется полностью, выход древесной массы получается высоким.

Наличие лигнина на поверхности и внутри волокон увеличивает их твердость и жесткость, а также придает им сравнительно стабильный размер.

Листы, полученные из «механической» древесной массы, имеют высокую пухлость и низкую плотность, то есть достаточно низкую массу единицы площади для данной толщины.

Это очень важно, поскольку отражается на технических и «экономических» показателях материала.

Обратите внимание:

Наша компания занимается производством гофрокартона и упаковки из него. Также мы реализуем коробки из гофрокартона, микрогофрокартон и упаковочные материалы.

Химический метод

В случае если древесная щепа до получения древесной массы нагревается, получаемый продукт именуют ТММ — термохимической древесной массой (или ТМР, Termomechanical Pulp).

Если для удаления лигнина применяется химическая обработка, то продукт получает название химико — термомеханической массы (ХТММ).

Древесная масса, приготовленная механическим способом, сохраняет исходный цвет древесины, химико-термомеханическая масса немного светлее. Если масса дополнительно была еще и отбелена, то ее называют беленой химико-термомеханической массой (БХТММ).

Другая не менее известная технология — сульфитная варка целлюлозы. В обоих случаях нецеллюлозные компоненты, извлеченные из древесины, используются на целлюлозно-бумажных комбинатах как источник энергии или для других целей.

Общий объем получаемой химическим способом целлюлозы зависит от способа варки, а так же от вида древесины. «Выход» сырья может составлять от 40 до 65%. Конечно, это ниже, чем для древесной механической древесины, поскольку при варке из древесины удаляются не целлюлозные вещества. При этом объемы изготовления не снижаются.

Однако в этом есть и свои плюсы — бумагообразующие свойства волокон тем самым улучшаются.

Обратите внимание:

Средняя длина волокна при химических способах получения полуфабрикатов из одной и той же древесины получается больше, чем при механических.

Волокна также становятся гибче. Все это обеспечивает получение более прочного и гибкого листа.