Современное производство бумаги кратко

Обновлено: 07.07.2024

Привет, друзья! Я продолжаю второй сезон статей о бумаге. В первой серии я рассказал о главной канцелярской бумаге — офсетной . А в этой серии расскажу, из чего делают бумагу и как устроено современное производство. Статья рассчитана на широкую аудиторию, и, чтобы не делать её сложной и скучной, я намеренно опустил детали, которые важны только профессионалам. После прочтения статьи вы поймёте, почему вам не нравилось писать в брендовом ежедневнике и нравилось в ноунейм тетради. А ещё я в очередной раз напомню, почему важно покупать хорошую бумагу для офисной техники и не покупать плохую и чем это грозит. Изготовление бумаги сродни алхимии, и сейчас я раскрою её тайны.

Сырьё для изготовления бумаги

Основное сырьё для изготовления бумаги — это древесина хвойных и лиственных пород. Из этого сырья получают древесную массу и древесную же целлюлозу. Хвойную древесину специалисты называют мягкой, а лиственную — твёрдой. Мягкая древесина — это сосна, пихта, лиственница, кедр и ель, а твёрдая — это тополь, клён, ольха, осина, бук, берёза, вяз, дуб и эвкалипт. В мягкой древесине преобладают длинные древесные волокна, а в твёрдой — короткие. Для изготовления древесной массы производители используют оба типа волокон в смеси. Длинные волокна нужны для прочности и эластичности материала, а короткие — для заполнения промежутков между ними. Благодаря такому сочетанию бумага получается крепкой и упругой, а её поверхность — гладкой и однородной.

Из древесины готовят полуфабрикаты для дальнейшей переработки: механическим способом получают древесную массу, другое её название — пульпа, а химическим — целлюлозу. Потом при производстве бумаги их смешивают в разных соотношениях.

Механический способ получения сырья

Пульпа — это деревянные частицы диаметром 2-3 мм, смешанные с водой. Пульпу получают из очищенных от коры и веток стволов деревьев, называемых балансовой древесиной. Её перемалывают с помощью гигантских дефибрерных камней в потоке воды. Полученную смесь пропускают через несколько рядов сеток, у каждого следующего ряда отверстия всё меньше. Затем однородная жидкая древесная масса попадает в барабанную мельницу. Здесь путём истирания из мелких древесных частиц уже получают волокна.

Главный компонент растительных волокон в составе древесной массы — целлюлоза. Это крутой природный полимер: у него высокая молекулярная масса, выраженное цепевидное строение молекул, фибриллярная (вытянутая нитевидная) структура, высокая прочность и стойкость к химическим и температурным воздействиями, а ещё способность набухать в воде. Грубо говоря, целлюлоза — это длинные тонкие и пушистые волокна, которые так и норовят перепутаться между собой.

Химический способ получения сырья

Целлюлозу получают в процессе варки древесины в химическом растворе в специальных варочных котлах. Эти стальные котлы, высотой с девятиэтажный дом, работают по принципу скороварки: древесная щепа варится в них под большим давлением и высокой температурой. Метод хорош тем, что не повреждает волокна древесной целлюлозы. А ещё он отлично удаляет гемицеллюлозу и лигнин. Во время варки в котлах образуются растворимые соединения лигнина, которые удаляются при промывке. Но даже после неё раствор химической целлюлозы всё ещё коричневого цвета. Такую целлюлозу называют небелёной . Чтобы она стала белой, её отправляют в узел отбеливания.

Однако любое отбеливание негативно влияет и на саму целлюлозу, разрушая её. И хотя при механической обработке количество получаемой целлюлозы больше, чем при химической, качество химической целлюлозы значительно выше, чем механической. Целлюлозу в чистом виде используют для производства высококачественной бумаги дорогих сортов.

В полусыром виде целлюлозу отправляют на дальнейшую переработку в цех или прессуют, сушат и в листах или в виде порошка продают другим предприятиям. Пульпу, кстати, тоже продают.

Ну всё, сырьё готово. Что дальше?

А дальше волшебство производства бумаги!

Производство бумаги вблизи

Всё начинается с изготовления бумажной массы. Она состоит из воды и знакомых нам полуфабрикатов: пульпы и целлюлозы — от их соотношения зависит конечный продукт.

Современный массный ролл марки РМВ-5: 1 — колпак; 2—маховичок; 3 — шкив; 4—ванна; 5 — грязевик; 6 — выпуск массы; 7 — весовое присадочное устройство; 8 — размалывающий барабан; 9 — планка

После роллов она поступает в мешательные бассейны. А оттуда, сильно разбавленная водой, фильтруется: из неё удаляются загрязнения и примеси. И уже после очистки подаётся насосами в бумагоделательную машину.

Бумагоделательная машина (БДМ) — это сложный агрегат огромных размеров, своеобразный прокатный стан для бумажной массы. Длина промышленного гиганта больше 100 метров, его ширина 15-18 метров, а высота отдельных элементов достигает 15 метров. Понимаю, сложно такое представить. Давайте так: длина наших любимых пятиэтажных хрущёвок на 4 подъезда — примерно 60 метров, ширина — 10, а высота — около 16. То есть БДМ как две пятиэтажки в длину, а в высоту и ширину как одна, ну или чуть шире.

Так вот, всего за одну минуту бумажная масса успевает пройти через все секции БДМ, а их немало. Коротко о каждой из них:

Сеточная часть

Из специального напорного ящика бумажная масса, похожая на молоко, непрерывным потоком поступает на движущуюся сетку БДМ. Здесь происходят три важных процесса:

С помощью вакуумных насосов через сетку суспензию покидает бо́льшая часть воды.
Из целлюлозы и дополнительных компонентов формуется бумажное полотно.
Вдоль движения сетки задаётся машинное направление расположения волокон целлюлозы в бумажном полотне. Этот нюанс важен при использовании готового продукта.

Ремарка

Две стороны одного листа

У поли графистов даже существуют понятия сеточной (машинной) и лицевой (верхней) стороны бумажного листа. Всё оказалось просто: сеточной называют сторону бумажного полотна, которая в процессе изготовления соприкасается с сеткой БДМ. А лицевой частью называют вторую сторону, которая соприкасается с сукном, а не сеткой.

На ст арых БДМ сеточная часть листа получается грубее: она менее гладкая и более пористая, если сравнивать с лицевой частью. В этом виновата ромбовидная маркировка сетки, по которой движется ещё не застывшее бумажное полотно.

А во т на БДМ последнего, четвёртого, поколения установлены двухсеточные системы, формующие бумажное полотно. В них целлюлозная масса подаётся между двух сеток, плюс применяют систему вакуумной сушки. Благодаря такому способу сеточная сторона почти не отличается от лицевой.

Раз личия в гладкости и пористости разных сторон листа называют двусторонностью .

В конце сеточной части БДМ установлен ровнительный вал — эгутер (франц. egoutteur — отжим воды). Он прокатывается по сетке, уплотняет волокна, которые всё ещё находятся в подвижном состоянии, ускоряет процесс обезвоживания, выравнивает и улучшает структуру, сглаживает поверхность. Если на бумагу нужно нанести водяные знаки или структурные узоры, устанавливают эгутер с рельефным рисунком на валике.

Прессовая часть

После сетки бумажное полотно проходит через несколько валов-прессов, где уплотняется и отдает бо́льшую часть влаги.

Сушильная часть

Принципиальная схема сушильной части БДМ 1 -вакуумный вал; 2 –бумагосушильный цилиндр; 3 – бумажное полотно; 4 – сушильная сетка; 5 – вентиляционный колпак; 6 – сушильный воздух; 7 – подача воздуха на общеобменную вентиляцию; 8 – скруббер; 9 – воздухозаборная шахта; 10 – теплоуловитель 2 – й ступени; 11 – теплоуловитель 1 – й ступени; 12 – верхняя сушильная сетка при традиционной схеме проводки бумажного полотна; 13 – каландр; 14 – накат; 15 – нижняя сушильная сетка; 16 – воздухораспределительные каналы

Здесь бумага-основа пропускается через цилиндры, нагретые паром, и на них высушивается. После этого бумагу ещё раз откалибруют и отправят дальше. Перед финальной сушкой происходит поверхностная проклейка. Бумажное полотно проходит в зазор между двумя покрытыми резиной валами, которые наносят клеевой раствор на поверхность бумаги. Этот раствор придает поверхности бумаги заданные специфические свойства, например увеличение механической прочности, сопротивление истиранию, стойкость к выщипыванию и т.д.

Благодаря проклейке, на поверхности образуется тонкая плёнка, которая усиливает связь между волокнами, а бумага становится ещё прочнее и устройчивее к перечисленным ниже дефектам.

Бумажная пыль вредит даже ручному письму. Если вы пишете шариковыми ручками, то пыль собирается вокруг шарика пишущего узла, затрудняет его вращение и образует сгустки чернил, которые приводят к помаркам и кляксам. А в перьевой ручке бумажная пыль забивается в щель между половинками наконечника, оседает на рёбра фидера, затрудняя подачу чернил, впоследствии ручку приходится промывать.

Выщипывание — дефект, при котором бумажные волокна или целые пучки отделяются от покровного слоя бумаги во время печати. В первую очередь это происходит при офсетной печати, когда ролик соприкасается с поверхностью бумаги. Всё дело в красках, которые используют в этом виде печати — они очень липкие. И если бумага проклеена плохо, то при отрыве ролика от её поверхности краски прихватят с собой кусок бумажного слоя. Это может выглядеть как вздутый пузырь или выдранный кусок изображения. Одним словом — брак.

Каландры

Чем большее количество пар валов проходит бумажное полотно, обычно их 3-10, тем более гладким и плотным получается полотно. Процесс протягивания бумаги через валы называется каландрированием .

Каландрирование бывает разной степени: сильной, средней, легкой и никакой. От степени зависят две характеристики бумаги: пухлость и непрозрачность. Чем сильнее бумага спрессована, тем менее она пухлая, читай: рыхлая, и более непрозрачная и гладкая.

Ответ на вопрос о том, как делают бумагу сегодня, лежит в плоскости технологий. Но стоит заглянуть в историю. Прототип материала — древнеегипетский папирус — растение, из которого делали писчий материал. Размоченную сердцевину соединяли, накладывая слои перпендикулярно друг другу. После выдерживания под прессом листы высушивали на солнце, разрезали и полировали. Готовые гибкие свитки были прочными — некоторые из них сохранились до XXI века.

Изготовление бумаги из привычных нам материалов поставили на поток в Китае. Со II века н. э. технология обработки луба тутовых деревьев постепенно начала распространяться по миру. Сначала она перешла из Китая на арабский Восток, а затем — в Европу.

Первые мануфактуры по производству бумаги появились в Европе в XIII веке. С XVII века изготовлением бумажных материалов занялись российские промышленники.

Некоторые листы пергамента хорошо сохранились

Виды бумаги

Чтобы понять, как изготавливают бумагу, надо сначала определить ее вид, ведь состав сырья может быть разным.

Различают такие разновидности материала:

Упаковочная. Прочная, невосприимчивая к влаге. К цвету и гладкости не предъявляют повышенные требования. Применяется для печати на высокоскоростном оборудовании. Ее особенность — повышенная впитываемость красок.
Мелованная. Отличия от других видов — белизна, гладкость. Из нее печатают качественные иллюстрированные издания.
Целлюлозная. Состоит из чистой целлюлозы плюс 1—3 % добавок. Используется для печати банкнот и ценных бумаг.

Дизайнерская бумага для упаковки подарков

Из чего делают бумагу?

Сырьем служат растительные вещества с длинными волокнами. Смешиваясь с водой, они образуют податливый, однородный полуфабрикат. Его делают из:

дерева — масса называется целлюлозной;
однолетних растений: из конопляной или рисовой массы изготавливают материал повышенной белизны, из соломы и тростника — прочную и плотную;
вторичного сырья — макулатуры, тряпок;
сырья для производства бумаги специального назначения — шерстяных, асбестовых и прочих волокон.

Основной материал в бумажной промышленности — древесина. На комбинаты поставляют стволы целиком. Там с них снимают кору, разрезают. Далее сырье измельчают в муку — до волокон-фибрилл.

В таком виде древесина поступает на измельчение в муку

Для производства бумаги используют:

сосну, кедр — мягкие породы пригодны для изготовления упаковочных материалов;
клен, дуб — основа из твердых пород гладкая, но менее прочная;
канадскую ель — из нее делают прочный, но эластичный материал;
каштан, березу и так далее.

Смешивая дубовое и сосновое сырье, получают книжную бумагу. Она прочная, эластичная.Для улучшения качества продукции древесный материал сортируют, фильтруют, обрабатывают химическими составами.

Производственные этапы

Технология состоит из таких этапов:

обработка массы — размол, окрашивание, смешивание растительных и химических составляющих;
разбавление массы водой, очищение, прессовка и сушка;
каландирование;
резка, сортировка и упаковка.

Процесс изготовления бумаги начинается с размалывания сырья в непрерывно действующих аппаратах. На фабриках используют роллы, мельницы конического и дискового типов, рафинеры.

Полученную муку очищают, добавляют связующее вещество и наполнитель:

парафиновые эмульсии;
глинозем, каолин;
мочевино-, меламино-формальдегидную смолу;
канифольные и животные клеи;
тальк, крахмал и пр.

Жидкий состав выливают на плоскую сетку бумагоделательной машины. После уплотнения и формовки цельное полотно покрывают клеевыми пигментами (так производят мелованную бумагу) или другими составами.

Следующий этап — просушка при повышенной температуре с помощью шлифовочных цилиндров. Волокна застывают, образуя бумажное полотно. После обезвоживания оно попадает в каландры. Это массивные цилиндры, объединенные по 5—8 штук. Проходя между ними, бумага становится гладкой, выравнивается, уплотняется.

Так происходит сушка бумаги

Готовая лента наматывается на накат — вращающийся цилиндр с прижимным валиком. Он собирает полотно в рулон. Технология производства бумаги также предполагает постобработку — глянцевание, окрашивание, резку.

По тому же принципу производят картон — материал плотностью от 250 г/м². Из него изготавливают обложки книг, папки, упаковку и другую подобную продукцию.

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:

Современные предприятия по производству бумаги используют технологии, которые совершенствовались на протяжении нескольких столетий. Впервые этот волокнистый материал на основе целлюлозы был изготовлен в Китае около двух тысячелетий назад. Тогда бумага не отличалась высокой прочностью, быстро размягчалась в воде, была темной и грубой.

Со временем бумажная промышленность стремительно развивалась, и сегодня она предлагает несколько сотен видов и сортов бумаги и картона — от дешевой типографской до уникальной дизайнерской бумаги разной плотности, цвета и фактуры. В этом обзоре мы подробно расскажем о видах бумаги, технологиях и оборудовании для ее производства, критериях качества, способах утилизации и переработки. Итак, обо всем по порядку.

Из чего делают бумагу?

Как и много веков назад, основным сырьем для производства бумаги остается древесная целлюлоза. Как правило, используется измельченная древесина сосны, березы, тополя и клена. Реже для этих целей используется дуб, каштан, кедр и другие более ценные породы.

Древесная целлюлоза — природное органическое соединение (волокно), получаемое методом варки измельченной древесной щепы. Целлюлоза является ключевым структурным элементом, из которого состоит оболочка растительной клетки. Волокно обладает удивительно высокой гибкостью и механической прочностью. Эти свойства передаются и самим растениям.

При производстве качественной бумаги невозможно обойтись без использования различных химикатов. Они позволяют повысить белизну, гладкость, прочность конечного продукта, изменить свойства, повысить эффективность работы бумагоделательных машин — основного оборудования по производству бумаги. Всего на современном бумажном производстве используется свыше 20 разных химических реагентов и их число периодически пополняется.

Из чего еще делают бумагу? Некоторые сорта бумаги и картона делают из вторсырья — макулатуры. Вторичная переработка старых газет, журналов, книг и других бумажных отходов снижает необходимость в вырубке лесов, что особенно актуально в условиях современного мира с его экологическими проблемами.

К сожалению, менее 1% бумаги в России производится из макулатуры. В развитых европейских странах этот показатель доходит до 50 процентов, а в Японии из вторсырья производят порядка 65% новой бумажной продукции.

Виды бумаги

Современная бумажная промышленность предлагает несколько сотен сортов бумаги. Они отличаются форматом, плотностью, белизной, наличием/отсутствием глянца, жесткостью, прочностью, фактурой и целым рядом других характеристик. В зависимости от области применения можно выделить несколько наиболее востребованных видов бумаги:

Газетная — низкокачественная бумага невысокой плотности (как правило, не более 50 граммов на квадратный метр). В качестве сырья для производства газетной бумаги в основном используется переработанная макулатура.
Типографская. Это белая малоклеенная бумага, предназначенная для печати книг, плакатов, рекламных буклетов и прочей полиграфической продукции, содержащей текст и графику. Плотность такой бумаги — 65-300 г/м2.
Дизайнерская — бумага широкой цветовой палитры с необычной фактурой. Такая бумага может иметь тиснение, металлизированные и прочие элементы, позволяющие добиться эксклюзивных фактурных эффектов. Применяется дизайнерская бумага в основном для малотиражного изготовления рекламной продукции, визиток, приглашений и т.п.
Упаковочная и оберточная бумага. Используется для изготовления разных видов упаковки для промышленной продукции, продуктов питания, медикаментов и т.п.
Самоклеящаяся — бумага, на одну из сторон которой нанесен равномерный клеевой слой. Такая бумага используется для изготовления стикеров.

Компоненты для изготовления бумаги

Технология производства

Производством бумаги занимаются целлюлозно-бумажные комбинаты. Сам процесс изготовления представляет собой несколько последовательных этапов, рассмотрим по порядку, как производят бумагу:

1. Подготовка бумажной массы. На этом этапе древесину избавляют от коры, измельчают до древесных волокон, которые подвергают отбеливанию и очистке от смолы. Далее составляют композицию бумаги, улучшая характеристики массы при помощи различных наполнителей и красящих веществ.

2. Варка. На втором этапе происходит обработка целлюлозной массы кислотами под высокой температурой. Сырье варится в котлах до получения жидкой однородной смеси целлюлозных волокон. В ходе данного процесса в состав вводятся различные отбеливатели и другие наполнители.

3. Формирование бумаги на бумагоделательной машине. Из готового сырья вырабатывается готовая продукция. Масса разбавляется водой и при помощи насосов подается на движущуюся сетку огромного станка, где формируется полотно. Затем бумага просушивается и прессуется, проходя через металлические валы бумагоделательной машины.

4. Накатка. Готовая бумага наматывается на шпулю и в виде рулонов поступает на дальнейшее производство.

Интересный факт: Для каждого этапа производства новой бумаги требуется огромное количество чистой воды. По оценкам экологов, на производство одного листа формата А4 уходит порядка 7 литров жидкости. Использованная вода возвращается в реки и озера, а вместе с ней и токсичные компоненты, которые даже в самой малой концентрации представляют угрозу для всех живых организмов.

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

Критерии качества

Плотность. Одна из ключевых характеристик бумаги, которая выражается в виде массы одного квадратного метра полотна. Плотность мелованной бумаги обычно находится в диапазоне от 70 до 300 граммов на квадратный метр. Для оргтехники оптимальным вариантом является бумага плотностью 80 г/м2.

Белизна. Этот качественный (визуальный) показатель указывает на приближенность цвета листа к эталонному белому цвету. Особенно важна эта характеристика для типографской бумаги, ведь чем ближе образец к эталону, тем точнее цветопередача при печати продукции.

Толщина. Этот параметр измеряется в микронах или десятых (сотых) долях миллиметров. Чем толще лист, тем он менее прозрачен. Для офисной бумаг среднего качества оптимальной толщиной считается 104-106 мкм.

Жесткость — ключевой показатель сопротивления бумаги деформации при прохождении через копировальный аппарат. Чем жестче лист, тем лучше он проходит через валики и ниже вероятность его застревания.

Гладкость / Шероховатость. Так называемая геометрия поверхности бумажного листа определяется по присутствующим на нем макро- и микронеровностям. Они отвечают не только за шероховатость и гладкость поверхности, но и за равномерность распределения массы по площади.

Непрозрачность — это показатель того, как бумага препятствует просвечиванию напечатанного изображения на оборотную сторону листа. Этот параметр особенно важен при двусторонней печати.

Прочность на разрыв и излом — наиболее важные прочностные характеристики бумаги.

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.

Первооткрывателем настоящей бумаги, которой мы пользуемся и сегодня, был Цай Лунь – он заметил, что бамбуковая бумага получается очень тяжелой, а шелковую просто невыгодно производить, да и промокает она быстро. Именно тогда Цай Лунь был назначен советником и ему поручили придумать более дешевый и доступный метод производства.

Удивительно, но на правильную идею будущего изобретателя натолкнули … осы! Он присмотрелся к их гнездам, которые они строили из омертвелой древесины, растительных волокон, собранных в округе, и их собственной слюны, которая не только делала материал прочным, но и защищала его от влаги. Тогда советник решил использовать кору тутового дерева, конопляное лыко, старые рыболовные сети и волокна шелковицы, а также ветошь и древесную золу. Все ингредиенты он измельчил, вымочил и разложил в раме с бамбуковым ситом, а затем просушил на солнце и разгладил с помощью камней. Так родился первый лист бумаги и был запущен процесс совершенствования и упрощения технологии.

С годами ручной труд был полностью заменен на автоматику, и сегодня за создание бумаги отвечают машины, но базовые принципы и метод подбора сырья не так уж и сильно изменились.

Из какого сырья производится современная бумага

Основой для производства любой бумажной продукции служит растительное длинноволокнистое сырье – его смешивают с водой и получают однородную мягкую массу, из которой можно сформировать как лист, так и целую длинную бумажную ленту. Преимущественно используется целлюлозная масса из натуральной древесины, реже встречается бумага на основе однолетних растений (рис, конопля) – она имеет повышенную белизну.

Стволы деревьев доставляются на фабрики целиком – уже там они очищаются от коры, режутся и отправляются на измельчение. Тип готовой бумаги во многом зависит от того, какая порода древесины была взята за основу. Например, из сосны и кедра, как очень мягких пород, изготавливается гибкая упаковочная бумага. Из дуба и клена делают очень гладкую бумагу, а из канадской ели – прочную и очень эластичную. Для книжной бумаги чаще используют смесь дуба и сосны.

Интересный факт: Чтобы изготовить одну тонну бумаги нужно 5,6 кубометров древесины, а с учетом среднего объема бревна (примерно 0,33 кубометра), чтобы произвести тонну бумаги нужно целых 17 деревьев. А из одной тонны бумаги уже можно получить около 30 тысяч стандартных ученических школьных тетрадей.

Этапы производства бумаги в фабричных условиях

1. Подготовка и сортировка сырья

Древесину привозят на фабрику и очищают от коры, а затем измельчают в щепки, которые сортируются по размеру на специальных ситах.

2. Обработка и варка

Отсортированные щепки необходимо размельчить на волокна. Механическая обработка является самой экономичной, но в основном так производится газетная бумага , так как волокна целлюлозы получаются очень короткими, а само полотно имеет низкую прочность. Химическое измельчение древесины позволяет получить максимально длинные волокна и более прочную бумагу – для этого щепу отправляют в специальные машины для варки с добавлением кислоты. Готовую массу фильтруют и моют, чтобы избавиться от примесей.

3. Формовка волокна, добавление присадок и окраска

Волокнистая мокрая масса отправляется в специальную машину, которая изменяет форму и структуру волокна, а затем смешивает его с клеями для придания устойчивости к влаге, или смолы для работы с водными чернилами.

Затем бумага подвергается окрашиванию с помощью пигментов или красителей. Очень востребовано добавление вещества для мелования (например, каолина) – с его помощью получают гладкую и непрозрачную бумагу для принтеров и плоттеров . После этого бумага отправляется в бумагодельную машину.

4. Обработка в бумагодельной машине

Полученная после окраски кашица помещается на сетку, закрепленную на постоянно вращающихся валах – именно на ней в процессе продвижения начинает формироваться первичное бумажное полотно. Это происходит за счет удаления воды и уплотнения волокна.

5. Вальцевание

Сырая лента из целлюлозной массы прокатывается через систему валиков, которые сначала отжимают воду, затем высушивают полотно, а после полируют.

6. Прессование

В этом секторе бумага полностью обезвоживается и максимально уплотняется, а затем отправляется в намотку.

7. Намотка и резка

Готовая лента сматывается в огромный рулон, который отправляется в цех нарезки – здесь лента разрезается на отдельные листы определенного формата, чековые ленты , или ватманы , укладывается и упаковывается.

Если вам нужен более наглядный пример, то вот в этом видео рассказан и детально показан каждый этап производства бумаги:

Узнать больше о полном цикле и особенностях производства бумаги вы можете из этого видео:

Бумага – одно из важнейших изобретений человечества. Без нее трудно представить себе какую-либо сферу человеческой деятельности. Первыми бумагу начали изготавливать китайцы в 105 г. н. э. Веками совершенствовались технологии ее производства. Сегодня оно представляет собой многоэтапный высокомеханизированный процесс.

Сорта бумаги

Современное производство бумаги дает возможность получать множество ее разновидностей. По способу применения различают:

бумагу для печати;
картонную и упаковочную разновидности;
техническую;
санитарно-гигиеническую;
полиграфическую.

Сорта бумаги для полиграфии подразделяют на:

офсетную, она отличается самым высоким качеством;
газетную — содержит волокнистые примеси;
мелованную – со специальным покрытием для глянцевых журналов;
офисную – выделяется устойчивостью к механическим повреждениям;
бумагу для документов – с водяными знаками в качестве защиты;
дизайнерскую – для визиток;
упаковочную;
самокопирующуюся и самоклеющуюся.

Из основных показателей качества бумаги можно выделить:

ее толщину;
пористость поверхности;
степень непрозрачности;
гладкость, особенно для печатных форм;
прочность, она важна для всех видов бумаги.

Основной компонент сырья

Сырьем для изготовления бумаги служит целлюлоза, являющаяся природным полимером из класса углеводов с большой молекулярной массой. Высокая степень полимеризации свидетельствует о длине макромолекул и их механической прочности. Благодаря линейному строению они обладают гибкостью и эластичностью. Переплетаясь между собой, макромолекулы образуют волокнистый материал, набухающий под воздействием воды.

Виды сырья

В качестве сырья для получения волокнистых материалов используют природные материалы — различные виды древесины, а также вторсырье, которое составляют отходы разных производств.

Хвойные деревья. Сосны и ели дают целлюлозу с длинными волокнами, из которой можно получить бумагу с высокой прочностью.

Лиственные породы. Древесина берез и осин обладает более короткими волокнами с меньшей механической прочностью. Их преимуществом является быстрая возобновляемость ресурсов.

Стебли злаковых, однолетних растений. Небольшая длина целлюлозных волокон кукурузы или тростника компенсируется легкой возобновляемостью сырья.

Отходы хлопковых и текстильных производств дают длинные волокна с высокими механическими свойствами.

Макулатуру смешивают с древесиной и другими отходами и используют в производстве определенных сортов бумаги, например, картона. Использование вторичного сырья позволяет уменьшить вырубку лесов. Доля переработанной макулатуры в производстве бумаги постепенно увеличивается.

Синтетические волокна с недавних пор используются в производстве бумаги, что позволит снизить ее себестоимость и сэкономить природные ресурсы.

Стадии процесса

Производство осуществляется на целлюлозно-бумажных комбинатах. Изготовление бумаги включает несколько этапов.

1 стадия – начальная степень подготовки древесины. Она включает:

очищение стволов деревьев от коры;
распил на небольшие бруски;
измельчение их до получения древесной массы.

На 2 стадии древесную массу подвергают высокотемпературной обработке кислотами. Она варится до получения жидкой смеси целлюлозных волокон. Одновременно она отбеливается и приобретает механическую прочность. Далее полуфабрикат может быть отправлен:

на дальнейшую переработку;
на продажу в спрессованном виде.

На следующем этапе к смеси добавляют:

часть необработанной древесной массы или вторичного сырья;
большой объем воды;
различные добавки в виде смолы, клея, специальных веществ, красителей, в зависимости от назначения продукции.

Бумажная суспензия, в которой почти 99% составляет вода, фильтруется, очищается от примесей и подается в БДМ – бумагоделательную машину.

Формование бумажного полотна

Смесь попадает на ячеистую металлическую сетку, продвигаясь по которой, теряет часть воды. Волокна располагаются по движению сетки и переплетаются, формируя полотно бумаги. Следующие манипуляции заключаются в его прессовании и сушке:

проходя через цилиндрические прессы, бумажное полотно отдает влагу и все больше уплотняется;
после прохождения сушильной части в основе остается лишь 8% воды;
пройдя между каландрами, полотно сматывается в большой рулон и подвергается резке.

Прежде чем попасть на каландры, основа подвергается мелованию. Она покрывается водной суспензией, состоящей из клеевых и пигментных добавок, придающих ей гладкость и высокие печатные качества.

Целлюлозно-бумажная промышленность развита в странах, где имеются большие массивы леса. С каждым годом растет потребность все в больших количествах бумаги. Хотя при заготовке древесины вырубка деревьев сопровождается посадкой новых, площади лесов со временем сокращаются. Поэтому так важен сбор макулатуры и его использование.

Видео по теме: Бумага

Организация производства туалетной бумаги как бизнеса

Этапы организации переработки макулатуры в домашних условиях

Контакты и адреса пунктов приема макулатуры в Красноярске

Читайте также: