Технология производства бумаги

Сырье для производства бумаги

 

Основой для производства бумаги являются растительные волокна, а также специальные добавки, определяющие ее дополнительные свойства. В качестве генерального материала используется древесина (в основном хвойные) и макулатура. Иногда применяется хлопок, в последние годы – волокна синтетического происхождения, ветошь, волокно молодых растений, шерстяные производные, асбест. Возможно использование щепы, опилок, стебель злаковых.

 

Древесные балансы (это отрезки бревен порядка 5 метров в длину и до 24 сантиметров в толщину, иногда используются заготовки до 1,5 метров в длину) поставляются на целлюлозно-бумажный комбинат. Метод транспортировки зависит от локализации предприятия – возможна доставка на железнодорожном транспорте, доставка по воде, автомобильным транспортом.

 

Бумага самого лучшего качества – это бумага, приготовленная из смеси хвойного волокна, лиственной породы, минеральных наполнителей и добавок. Это обусловлено тем, что хвойное волокно более длинное и толстое, чем лиственное, что придает продукту прочность и толщину, однако благодаря короткому волокну придается гладкость бумаги и возможность более лучшего окрашивания. Соответственно, комбинируя в разных пропорциях компоненты, можно добиться необходимых свойств бумаги.

 

Виды сырья для производства бумаги

 

Химическая целлюлоза. Это сырье производится в процессе варки массы древесины в специализированных растворах. Древесина перед этим смалывается в щепу и отстаивается в течение 6-10 недель, благодаря чему избегается осаждение сырьевой массы в ходе вываривания и минимизируется объем смолы, которая в последствии приводит к жирным пятнам на готовом продукте.

 

Древесная щепа. Целлюлоза из дерева производится при помоле заготовленной древесины в большом количестве воды в специализированных мельницах. Получившееся сырье отбеливается и отправляется в цех по выделке бумаги, либо же сушится, упаковывается и вывозится заказчику.

Макулатура. Этот отдельный вид сырья имеет ряд положительных качеств. Благодаря вторичной обработке производитель бумаги минимизирует расходы на подготовку сырья. Помимо этого, организация переходит в ряды социально ответственного производства, сохраняя природный ресурс и сводя к минимуму нагрузку на полигоны захоронения, что способствует получению льгот и субсидий от органов власти. В зависимости от качества вся макулатура делится на три класса – «А», «Б» и «В». К классу «А» относятся бумажные пакеты, офисная бумага и прочее. Класс «Б» включает в себя картон, продукцию полиграфии. Класс «В» — газета, крашеный картон, тетрапаки.

 

 

 

 

Технологические процессы производства бумаги

 

Технология производства бумаги или картона состоит из нескольких этапов:

  • концентрация массы из бумаги
  • смешивание массы водой до достижения нужной концентрации
  • очистка
  • выпуск бумажной массы на сетку
  • создание полотна из бумаги на сетке машины
  • прессование бумажного листа и избавление от излишков воды
  • высушивание
  • отделка
  • сматывание бумаги в рулоны

 

Масса из бумаги подготавливается в отделе размола. Материалы из волокна, наполнители, проклеивающие массы, краска и прочие материалы, формирующие композит конкретного типа бумаги распределяются через дозатор в бассейн, осуществляющий перемешивание. Здесь компоненты аккумулируются. После бассейна масса поступает в бассейн с устройством циркуляции. Непосредственно перед попаданием на машину в аппарат непрерывного действия производится рафинирование. В это время бумажный пласт уравнивает степень помола, устраняются крупные пучки волокна, а также дополнительный помол.

 

При использовании технической бумаги в качестве сырья производится дополнительный помол и рафинирование на двух или трех последовательно установленных мельницах.

 

Далее масса направляется на бумагоделательную машину, предварительно разбавляясь водой, очищаясь от мусора и грязи, от узлов и комков. Для того, чтобы поддерживать одну массу кубического метра производимой бумаги необходимо стабильно одинаковое поступление массы и скорость работы машины. Скорость регулируется в зависимости от вида производимой бумаги.

 

Современные машины по выделке бумаги имеют автоматический регулятор массы, которая подается при помощи насосов и резервуара с постоянным напором. В смешивающем насосе масса в очередной раз смешивается с водой. Это делается с целью очищения и для более качественной формовки на сетке машины.

 

Благодаря всем этим процессам обеспечивается стабильность композита, концентрации, степени помола, исключается осаждение волокна, контролируется расход продукта. Для очищения используется оборудование вихревого принципа и закрытые уловители узлов.

 

Степень помола играет роль при обезвоживании производственной массы. Жирная масса отдает воду хуже, в связи с чем ее производят при более меньшем разбавлении.

 

Масса выпускается на сетку с помощью специального оборудования – ящика напора. При скорости порядка 500 метров в минуту устанавливается напор в ящике около 3 метров. Масса выпускается на сетку максимально параллельно, исключая всплески. Скорость выпуска на сетку должна быть около 7% меньше скорость движения сетки, если скорость будет более низкой, то снижается прочность, если скорость выпуска больше скорости движения сетки, образуются наплывы, снижающие качественные свойства бумаги на выходе.

 

Формовка происходит в результате объединения волокон в листы и формирования капиллярно-пористой структуры. Это происходит при последовательной дегидратации массы. Формат обезвоживания значительно влияет на качественные характеристики бумаги на выходе.

 

Затем происходит вакуум-дегидратация под действием напора массы на сетку. В ходе уменьшения количества воды формируется конкретная структура полотна бумаги. Далее удаление воды происходит при помощи специальных ящиков, в которых вакуум создается искусственно. Далее влага удаляется в гауч-вале в отсасывающей камере.

 

Далее полотно направляется в пресс-часть, где происходит дальнейшее удаление воды. Здесь, под прессом, вода удаляется более эффективно, благодаря механическому отжиму.

 

В прессовой части волокно теряет воду до достижения 40% сухости. На современном оборудовании обеспечивается безобрывная обработка бумаги в пресс-части.

 

После бумагоделательной установки продукт идет на резательный станок, а затем – к машине упаковки.

 

Машины по производству бумаги устанавливаются в два этажа. Основное оборудование налаживается на втором этаже, вспомогательное – на первом.

 

Обработка сырья

 

Подготовка древесного волокна может производиться механическим или химическим методом. Механический способ подразумевает размалывание древесины в воде. В процессе осуществляется тепловыделение, благодаря этому дерево распадается на самостоятельные волокна. Лигнин наделяет волокна твердостью и жесткостью.

 

Химический способ подразумевает использование средств, разделяющих волокна благодаря растворению компонентов дерева.

 

Обработка целлюлозы производится в два способа – сульфатная и сульфитная. Сосновая щепа, береза, ель, вывариваются в едком натре и сульфиде натрия, принимая коричневый цвет. Минус этого метода – образование раздражающих слизистую дыхательных путей веществ.

 

Ель, сосна, бук, вывариваются в растворе кислоты на основе метана и сероводорода, при этом смесь принимает серовато-желтый оттенок. Далее осуществляется промывка, сушка и подача на следующие этапы обработки по трубопроводу либо в мешках.

 

Масса из целлюлозы обладает характерным цветом благодаря лигнину, до очистки его содержание может достигать порядка 7%. Для его тотального удаления применяется отбеливание, а ранее с этой же целью использовали хлор.

 

Волокна целлюлозы после отбеливания не имеют цвета и приобретают прозрачность, это имеет огромное значение для упаковки продуктов пищи, чтобы избежать влияние упаковки на органолептические свойства продукта.

 

На современном этапе для отбеливания используются кислород, пероксид водорода и диоксид хлора.

 

Для окрашивания бумаги наиболее часто применяются красители на синтетической основе. Этот метод богат цветовым выбором, оттенком и качеством окрашивания.

 

Неорганические красители. Пигменты на минеральной основе распространены в природе, они добываются из залежей, перемалывают, очищают. Такие красители добавляют непосредственно в массу при производстве. Для окрашивания такими красителями используется большое их количество, в связи с чем они считаются наполнителями. Такие красители слабо окрашивают, но обладают хорошей световой устойчивостью, поэтому при производстве бумаги применяются очень редко.

 

Органические красители. Органические красителе естественной природы, добываемые путем экстракции дерева, коры и плодовых растений. Эти красители часто применялись ранее, однако при появлении красителей на синтетической основе потеряли свой потенциал.

 

На сегодняшний день наиболее актуальными являются органические красители синтетического происхождения.

 

Окрашивание бумажной массы зависит от ряда факторов:

  • степень помола
  • виды волокон
  • характер проклеивающего вещества
  • наполнитель
  • водородный показатель
  • температура при окрашивании
  • температура во время дегидратации бумаги
  • каландирование и прочие

 

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.

 

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.

 

Резка, сортировка и упаковка

 

Разрезание бумаги происходит на предназначенных для этого станках, наряду с этим удаляются места с дефектами и осуществляется склеивание концов полотна.

 

Станок сортировки предназначен для перемотки продукции, которая была снята с машины, здесь устраняется дефектная бумага и склеиваются концы полотна там, где были обнаружены обрывы. Такие станки состоят из стоек размотки и намотки бумажного вала.

 

Бумага упаковывается в специальную тару. Низкосортная бумага упаковывается чаще в мягкую тару, а наиболее ценная бумага – в тару более жестче (из дерева). Тара из дерева должна быть произведена из тщательно просушенного материала, а между досками недопустимы щели. Некачественная упаковка может привести к волнистости бумаги и потере ее качественных свойств.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *