Как производят бумагу из дерева кратко
Обновлено: 02.07.2024
Как вы уже знаете, бумагу изобрели в Китае. Китайцы делали ее из размоченных растительных волокон. В Европу бумага попала между 1000 и 1100 годами. Оказалось, что ее можно делать из дерева, тряпок и даже. из старой бумаги - макулатуры. Так оказалось, что бумагу можно было использовать дважды!
Как же делают бумагу в наши дни?
Бумагу производят на бумажных фабриках.
Бумажная фабрика
Основным сырьем для производства бумаги является древесная целлюлоза. Целлюлозу получают из лесных пород: в основном из ели, сосны и березы, но используют также эвкалипт, тополь, каштан и другие деревья.
На фабрике машины сдирают с них кору, измельчают в щепки.
Самый экономичный способ получения древесной целлюлозы - механический: на деревообрабатывающем предприятии лесоматериалы измельчаются до крошки, которая смешивается с водой. Бумага, изготовленная на основе такой целлюлозы, непрочна и чаще всего идет на производство, например, газет.
Бумагу более высокого качества делают из целлюлозы, полученной химическим способом. Из такой древесной массы изготавливают бумагу для книг, брошюр и модных журналов, а также прочные оберточные материалы.
В этом случае щепки сортируют по размеру на специальных ситах и отправляют в варку. Варят дерево в специальных машинах, куда добавляют кислоту.
Очищенную и разваренную древесину фильтруют и промывают, чтобы очистить от примесей.
К обрабатываемой бумажной массе может быть добавлена макулатура, но лишь после удаления чернил. На этом этапе производства обрабатываемая масса, состоящая из древесных волокон и воды, называется бумажным сырьем.
Затем на специальной перерабатывающей машине меняются форма и структура бумажных волокон. Для этого к бумажному сырью добавляют дополнительные вещества. Например, клеи - их присутствие в писчей бумаге отталкивает влагу. Или смолы - благодаря им, написанное на бумаге чернилами на водной основе, не растекается и легко распознается человеческим глазом. Бумага, используемая для печатания, не требует такого проклеивания, как писчая, потому что печатные краски готовятся не на водной основе и не растекаются.
После этого бумагу окрашивают в смесителе, куда добавляют красители или пигменты, - например, мелко размельченные вещества для мелования. Так, добавки каолина делают бумагу белой и непрозрачной.
Бумажная масса, превращенная в кашицу, попадает в бумагоделательную машину.
Сначала кашица выливается на сетку бумагоделательной машины. Эта сетка натянута на два вала и все время вращается, перенося бумажную кашицу вперед. На сеточном участке начинается образование бумажного полотна, называемое формованием листа. Это происходит благодаря удалению воды из волокнистого материала. По мере продвижения бумажной массы по ленточному конвейеру часть содержащейся в ней воды вытекает через ячеистые отверстия, и бумажные волокна начинают сплетаться друг с другом, образуя так называемую рулонную ленту.
Сырая бумажная лента проходит через целый ряд валиков. Одни валики отжимают воду, другие, обогреваемые изнутри паром, высушивают ее, третьи полируют.
В конце сеточного участка еще сырое бумажное полотно перемещается в секцию прессования, которую также называют "мокрым прессованием". Там бумажное полотно механически обезвоживается и еще больше уплотняется.
Наконец ровная белая лента выходит из машины и наматывается в огромный рулон.
Потом эти рулоны отправляют в типографии или режут на листы.
Так, переходя из машины в машину, дерево превращается в белую и чистую бумагу.
А знаете ли вы.
Для изготовления 1 тонны бумаги нужно 5,6 м 3 древесины. Если учесть, что средний объем одного бревна (дерева) - 0,33 м 3 , то для производства 1 тонны бумаги требуется 17 деревьев.
А из 1 тонны бумаги можно изготовить порядка 30 тысяч обычных ученических тетрадей.
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:
-
Широко используется в типографском деле — для печати книг и массовой полиграфической продукции. Бумага устойчива к сырости, что важно, так как при офсетной печати используют увлажнители.
- 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:
Задолго до появления Всемирной паутины практически вся письменная информация распространялась в печатном виде. Идея получения информации с раскрашенных листов бумаги начинает казаться немного старомодной, но это не значит, что мы собираемся перестать использовать бумагу в ближайшее время.
ВсеЗнаешь.ру предлагает внимательнее посмотреть, что это такое и как это сделано!
Бумага представляет собой тонкий материал, получаемый путем прессования влажных волокон целлюлозной массы, полученных из дерева, ветоши или травы, и сушки их в гибкие листы.
Кто изобрел и из чего делали бумагу раньше?
Этапы создания бумаги в древнем Китае
3000 г. до н.э.: Древние египтяне начинают писать на папирусе, сделанном из тростника, растущего на берегах реки Нил. Это первая легкая портативная поверхность для письма.
105 г. н. э.: Китаец Цай Лунь — изобрел бумагу из хлопка для императора Китая. Технология производства бумаги постепенно распространяется по всей Азии.
1100-е годы: Мавры внедряют технологию изготовления бумаги в Северной Африке и Испании, откуда она переходит в остальную часть Европы. Их бумага сделана из конопли и льна.
1450-е годы: Иоганн Генсфляйш цур Ладен цум Гутенберг (Иоганн Гутенберг) — изобретает способ книгопечатания подвижными литерами и печатает около 180 экземпляров своей знаменитой Библии Гутенберга. Это изобретение значительно увеличивает спрос на бумагу.
1799 год: Первую бумагоделательную машину (БДМ) непрерывного действия изобрёл француз Луи-Николя Робер (1761—1828).
1809 год: Англичанин Джон Дикинсон (1782–1869) изобрел и запатентовал альтернативное устройство для изготовления бумаги, называемое цилиндровым устройством.
1840 год: В Германии разработан метод получения механической или химико-механической древесной массы, применяемой в качестве исходного материала для изготовления бумаги или картона, и может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности.
1890 год: Американская компания Scott Paper Company из Филадельфии, Пенсильвания, производит первый бумажный рулон туалетной бумаги; в 1907 году компания разработала бумажные салфетки для улучшения общественной гигиены. В 1931 году Scott Paper производит первые бумажные полотенца ScottTowels и продает их в продуктовых магазинах.
Виды бумаги
Чтобы понять, как изготавливают бумагу, надо сначала определить ее вид, ведь состав сырья может быть разным.
Различают такие разновидности материала:
- Офсетная. Широко используется в типографском деле — для печати книг и массовой полиграфической продукции. Бумага устойчива к сырости, что важно, так как при офсетной печати используют увлажнители.
- Упаковочная. Прочная, невосприимчивая к влаге. К цвету и гладкости не предъявляют повышенные требования.
- Газетная. 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. Например, хлопковые волокна часто используются для изготовления бумаги, на которой печатают деньги.
Из чего делают бумагу?
Большая часть бумажной массы изготавливается из деревьев (в основном быстрорастущих вечнозеленых хвойных деревьев), хотя она также может быть изготовлена из бамбука, хлопка, конопли, джута и широкого спектра других растительных материалов.
- Гладкая бумага, используемая для журналов или упаковки, часто содержит такой материал, как фарфоровая глина, поэтому она печатается с более ярким глянцевым покрытием.
- 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 изготовления бумаги
Этапы изготовления бумаги
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.
Древесная масса
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;
1. 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.
Сеточная часть БДМ
2. Прессовая часть
В процессе прессования полотно проходит между несколькими парами прессов-валов, уплотняясь и отдавая большую часть влаги.
3. Сушильная часть
В ней бумага-основа высушивается нагретыми паром цилиндрами. Но даже после этого в полотне остается до 8% влаги.
4. 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.
Рулон готовой продукции
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.
По тому же принципу производят картон — материал плотностью от 250 г/м². Из него изготавливают обложки книг, папки, упаковку и другую подобную продукцию.
Критерии качества бумаги
Смотрите интересный репортаж с завода по производству бумаги:
Не так давно, в начале 19 века людям потребовалось так много бумаги, что они спешно нашли замену тряпичному источнику сырья для её производства. Таким новым источником стала древесина. Дерево, растущее довольно самостоятельно и постоянно возобновляющееся, вырастающее снова на месте срубленного, прекрасно помогло людям в их стремлении жить в окружении бумаги, картона и изделий из них.
Разберёмся, на каких предприятиях изготавливают бумагу. Как происходит предварительная обработка древесины и превращение её или в клетчатку или в древесную массу? Какая бумага может быть получена и из первой, и из второй?
Где делают бумагу
Бумага делается на нескольких типах предприятий.
- Есть совсем немного предприятий, где сохранился ручной, его ещё называли черпальным, способ изготовления бумаги. Здесь делают, черпая по листику в небольших количествах, уникальную бумагу, используют особенное сырьё и уникальные приемы. Иногда, как в Германии, Италии и других странах это совмещено с музеями бумаги, в ряде азиатских стран в Китае, Японии, Корее сохранились кустарные, часто семейные мастерские производства бумаги для рисования, для декоративных, эксклюзивных работ.
- Настоящее промышленное производство, где бумага производится круглосуточно и отправляется заказчикам железнодорожными вагонами и большегрузным автотранспортом, размещается на бумажных фабриках. Особенность бумажных фабрик в том, что сюда для изготовления бумаги поступает не древесина, а продукты, полученные из неё, на целлюлозном или древесно – массном заводе. Это могут быть цеха больших целлюлозно — бумажных предприятий (они могут называться лесопромышленными комплексами – ЛПК). Бумажные фабрики получают тот самый промежуточный продукт: целлюлозу или древесную массу.
- Самую глубокую или полную переработку древесины производят на лесопромышленных комплексах (ЛПК). ЛПК включает в себя несколько предприятий, которые перерабатывают древесину полностью, без отходов. Здесь получают пиломатериалы (доски, брус и пр.), из отходов делают целлюлозу, а из неё бумагу и картон, из отходов целлюлозного производства получают дрожжи, спирт, скипидар, различные ароматические материалы (в том числе ванилин), смолы, лаки и пр. Отходы бумажного производства идут на изготовление строительных и других материалов. На схеме структура лесопромышленного комплекса, на котором работают тысячи людей разных специальностей.
Чтобы приступить к изготовлению бумаги, нужно древесину, во-первых, подготовить к производству: рассортировать, измельчить, а во-вторых, преобразовать её в промежуточный продукт, и таких продуктов может быть два: клетчатка – она же целлюлоза (так её называют на предприятиях) и древесная масса. Эти продукты очень разные по свойствам и это учитывается при производстве бумаги.
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.
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.
Древесно-массное производство
Если древесину не варить, чтобы выделить из неё клетчатку, то можно преобразовать её в продукт, пригодный для производства бумаги другим способом. Этот продукт называется древесной массой. Все вещества, входящие в древесину, остаются в древесной массе.
Первоначально древесную массу получали, прижимая окорённые балансы к вращающемуся абразивному (шершавому) камню, которые вырезали из природной породы. На рисунке схема машины для получения древесной массы истиранием древесных брёвнышек — “коротья”.
Так выглядят камни дефибрёров
В современном производстве древесную массу чаще получают размалывая не коротьё, а щепу на специальных мельницах с предварительным подогревом или пропиткой химикатами для удаления некоторого количества растворимых веществ и улучшения свойств древесной массы.
Дисковые рафинёры-мельницы для размола щепы и получения древесной массы.
Древесная масса позволяет почти до 2 раз уменьшать расход древесины на производство бумаги. Особенность древесной массы в том, что она даёт меньшую прочность бумаги, потому что прочные целлюлозные волокна в ней, закрыты другими компонентами. Волокна в ней не такие гибкие, как у целлюлозы, их поверхность не раскрыта и между волокнами древесной массы в бумажном листе не образуются прочные связи, какие возникают между волокнами целлюлозы.
Если положить рядом газету и лист офисной или тетрадной бумаги, то можно увидеть различие по белизне. В газетной бумаге до 80 % древесной массы и она слабее и не такая белая, как офисная, в которой, как правило, 100% целлюлозы.
Древесную массу тоже можно отбеливать для использования в более высококачественной бумаге. На рисунке показана термо-механическая древесная масса после отбелки. Такую массу вполне добавляют в белые виды офисной, писчей и печатной бумаги.
Теперь мы знаем, что бумагу, как и картон, можно производить и из целлюлозы и из древесной массы, а чаще производят из их смеси. Происходит это на бумагоделательной машине. О производстве бумаги на ней поговорим в другом посте.
Бумага потребляется людьми в огромных количествах. На одного человека в год приходится сто пятьдесят килограммов. Из чего и как делают бумагу, читайте в статье.
Исторические сведения
Давно, в 105 году до нашей эры, Цай Лунь – императорский подданный из Китая, изготовил бумагу из тутового дерева. Он сделал смесь из его древесины, пеньки, тряпья, добавил древесную золу и все это выложил на сито для просушки. После чего камнем отшлифовал высохшую массу.
Получилась бумага из древесины, а китайский евнух Цай Лунь стал первым автором ее технологии. Так считают китайцы. Но у людей ученых иное мнение. Это связано с тем, что археологи часто находят на территории Китая бумажные обрывки, которые датируются более ранним периодом.
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.
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.
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.
Виды древесины
Она бывает твердая и мягкая. Первый вид древесины получают из хвойных пород деревьев: сосны, пихты, ели, секвойи и тсуга. Мягкую древесину получают из широколиственных пород: бука, клена, тополя, березы, дуба. В регионах с тропическим климатом – из тика, черного и красного дерева.
Бумага из дерева этих пород высоко ценится. Но они, к сожалению, медленно растут. Их вырубают больше, чем воспроизводят. Поэтому в тропических лесах деревьев ценных пород становится меньше.
Производство бумаги сегодня
Настоящей бумагой считается та, что производится из массы, отдельные волокна которой получают, размачивая целлюлозное сырье. Масса сначала смешивается с водой, а потом вычерпывается формой, на которую натянута сетка. Лишняя вода стекает, масса высыхает, получается лист бумаги. Именно так китайский подданный Цай Лунь получил свой первый листок бумаги. За это время, хотя прошло около двух тысяч лет, существенных изменений не произошло.
Сегодня изготовление бумаги осуществляется на современных заводах с огромными цехами, на оборудовании которых выполняются разные операции. После получения древесной целлюлозы волокнам придают форму и структуру, для чего бумажное сырье смешивают с клеями и смолами. Клей отталкивает воду от бумаги, а смола предотвращает растекание чернил. Бумага из дерева, фото которой представлено для обозрения, не нуждается в такой обработке для печатных нужд, так как типографская краска не растекается.
На следующем этапе происходит окрашивание. Для этого бумага помещается в смеситель с пигментами или красителями. Затем кашеобразная масса поступает в машину, которая называется бумагоделательной. После всех этапов обработки в этой машине масса становится бумажной рулонной лентой, которая проходит много валиков: один отжимает воду, другой – высушивает ленту, третий – полирует.
На следующем этапе бумага направляется в цех для мокрого прессования. Здесь волокна обезжиривают и еще больше уплотняют. В результате получается сухая бумага из дерева белого цвета, смотанная в огромные рулоны, которые переходят в типографию. Там они режутся в соответствии с требуемыми размерами.
Читайте также: