Как изготавливают бумагу из дерева – Как делают бумагу: технология производства, сырье, характеристики

Содержание

Производство бумаги: этапы и особенности

Бумага — это материал на основе растительных волокон, дополненных различными добавками и наполнителями.

Этот материал причисляют к важнейшим изобретениям человечества, и неспроста. Без него не был бы возможен такой высокий уровень прогресса, какой существует сейчас.

Изготовление бумаги ведется на целлюлозно-бумажных комбинатах. Эти предприятия располагаются невдалеке от водоемов, поскольку технология изготовления бумаги предполагает использование значительных объемов воды.

Сырье для производства бумаги

Основной материал, используемый для производства бумаги — древесина разных (больше – хвойных, потому что они на 40–50% состоят из целлюлозы) сортов и макулатура. В особых случаях используется хлопок. Еще один вид сырья, появившийся относительно недавно, — синтетические волокна. Также основой для производства бумаги может стать ветошь, волокна однолетних растений, шерсть, асбест.

Для изготовления бумаги чаще всего используются такие полуфабрикаты, как целлюлоза и древесная масса в разных соотношениях.

Заготовленная древесина проходит специальную обработку: химическую и механическую.

Целлюлозу получают в процессе варки древесины в химическом растворе. Именно она придает материалу белизну и высокую прочность. Целлюлоза в полусыром виде может быть сразу отправлена на дальнейшую переработку в цех, а может быть спрессована, высушена и в виде серых листов отправлена на продажу другим предприятиям. В чистом виде целлюлоза используется для производства высококачественной бумаги дорогих сортов.

Механическая обработка, помол древесины, приводит к образованию древесной массы — частиц диаметром два-три миллиметра. Этот полуфабрикат содержит не только целлюлозу, но и лигнин — полимер, скрепляющий волокна растений. Именно из-за этого вещества полиграфическая продукция, напечатанная на газетной бумаге, с течением времени становится желтовато-коричневой под воздействием света. Древесная масса в чистом виде может применяться только для производства бумаги недорогих сортов (газетная, упаковочная).

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.

mediaaid.ru

Как изготавливают бумагу: сырье, этапы производства

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.

Применение целлюлозы

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.

Древесина берез

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.

Отходы текстильных производств

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.

Польза от макулатуры

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.

Первый этап — подготовка бумажной 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.

Схема бумагоделательной машины

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

vtorexpo.ru

Производство бумаги: этапы и особенности

Бумага — это материал на основе растительных волокон, дополненных различными добавками и наполнителями.

Этот материал причисляют к важнейшим изобретениям человечества, и неспроста. Без него не был бы возможен такой высокий уровень прогресса, какой существует сейчас.

Изготовление бумаги ведется на целлюлозно-бумажных комбинатах. Эти предприятия располагаются невдалеке от водоемов, поскольку технология изготовления бумаги предполагает использование значительных объемов воды.

Сырье для производства бумаги

Основной материал, используемый для производства бумаги — древесина разных (больше – хвойных, потому что они на 40–50% состоят из целлюлозы) сортов и макулатура. В особых случаях используется хлопок. Еще один вид сырья, появившийся относительно недавно, — синтетические волокна. Также основой для производства бумаги может стать ветошь, волокна однолетних растений, шерсть, асбест.

Для изготовления бумаги чаще всего используются такие полуфабрикаты, как целлюлоза и древесная масса в разных соотношениях.

Заготовленная древесина проходит специальную обработку: химическую и механическую.

Целлюлозу получают в процессе варки древесины в химическом растворе. Именно она придает материалу белизну и высокую прочность. Целлюлоза в полусыром виде может быть сразу отправлена на дальнейшую переработку в цех, а может быть спрессована, высушена и в виде серых листов отправлена на продажу другим предприятиям. В чистом виде целлюлоза используется для производства высококачественной бумаги дорогих сортов.

Механическая обработка, помол древесины, приводит к образованию древесной массы — частиц диаметром два-три миллиметра. Этот полуфабрикат содержит не только целлюлозу, но и лигнин — полимер, скрепляющий волокна растений. Именно из-за этого вещества полиграфическая продукция, напечатанная на газетной бумаге, с течением времени становится желтовато-коричневой под воздействием света. Древесная масса в чистом виде может применяться только для производства бумаги недорогих сортов (газетная, упаковочная).

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.

mediaaid.ru

Изготовление бумаги своими руками. / Мастерская / НеПропаду

Я не сторонник просмотра сериалов, но недавно племянник посоветовал незатейливый сериал, для отдыха после буйного, рабочего дня.«Сверхестественное» называется.Сказка для взрослых… Там два брата(Дин и Сем по фамилии Винчестеры) мочат всякую нечесть-вампиров, оборотней, демонов и прочую хрень.Вобщем, сериал, оказавается, сильно популярный среди молодежи, но мне он нравится тем, что не перегружает мозг-думать особо над сюжетом не надо.Самое то для отдыха после работы…
Но я хотел не про сериал сказать.Там просто в 5 сезоне, в 4 серии, на 27 м.40 с., один из героев-Чак, говорит Дину, попавшему в апокалиптическое будущее, в 2014 год:
-Так ты из 2009, да???
-Боюсь, что да.
-Хочешь бесплатный совет? Вернешься назад-запасись туалетной бумагой! ХОРОШЕНЬКО ЗАПАСИСЬ! ХРАНИ ЕЕ КАК ЗЕНИЦУ ОКА! ИБО ОНА БЕСЦЕННА!
-Спасибо, Чак.
-Поверь, ты еще вспомнишь меня добрым словом…
Вобщем, не знаю, как нащет бесценности, но я решил все же попытаться освоить бумажный промысел…
Когда то на сайте, в блоге у совы:
nepropadu.ru/blog/Dewichja/1028.html
была инфа про изготовление бумаги из макулатуры.Но порывшись там основательно, я увидел, что отчеты об этом хозяева поудаляли, к сожалению… Пришлось лазить в тырнете.
Копипастить не буду.Вот, ИМХО, очень неплохой обзор изготовления бумаги в домашних условиях из макулатуры:
livescience.ru/article_60/
Подобных способов полно в тырнете! Но что делать когда макулатура закончится??? А она обязательно закончится!!! Дед рассказывал, что во время ВОВ — обьявы фрицев на столбах срывали на «закурить».Не говоря уже про газеты…
Вобщем, делюсь инфой, которой в тырнете нет.Или почти нет…
1.Для изготовления, бумаги берем сосновые или еловые опилки.Заливаем их водой и ставим варить на сутки.(забегая на перед, скажу, что сутки я не выдержал, так как их надо помешивать, что бы не «полезли» из кастрюли все время.А я ночью захотел спать.Поэтому варил их где то часов 10).



2.В раствор, рекомендуют добавить каустическую соду. Но я на тот момент, таковой не достал.Поэтому добавил пищевую.Думаю подошел бы и поташ.Но, судя по наблюдениям-это не главное в процессе.Главное-это время варки(челательно все же не меньше суток) и величена полученых частичек на выходе(чем мельче подробите-тем лучше!)

3.Как я писал выше, в процессе варки, очень важно следить, что бы опилки не выпирали и не вываливались из кастрюли-их надо сестиматически помешевать.


4.Пока варятся опилки, готовим глубокую ванну(я брал противень) и делаем рамку с натянутой на ней марлей(должен оговорится, что чем дальше, тем я все больше убеждаюст, что в ТЧ очень будет не лишним кусок марли и пестик со ступкой-ИМХО конечно).


5.Когда процесс варки завершен, берем друшлак, все ту же марлю, промываем опилки от соды и отжимаем их.


6.Далее засыпаем их опять в кастрюлю, добавляем пол-стакана крахмала(я использовал как раз полученный мною крахмал из картофеля: nepropadu.ru/blog/BP_pitanie/4730.html )
, заливам водой(1:1) и ставим опять на огонь.


7.После закипания идет процесс измельчения опилок.Без благ цивилизации это делается пестиком в ступке(большими).Но пока БП не наступил, я использовал миксер и блендер-насадку.
В иделе, на выходе мы должны получить однородную, кашеобразную массу.Но у меня в первый раз опилки получились все же немного крупноватые.


8.Далее все как с макулатурой.Наливаем массу в форму-рамку.


9.Вымакиваем чемто(любой влаговпитывающий материал, хоть сфагнум берите).Я брал старые газеты с типографской краской.

10.Переварачиваем и аккуратно отделяем лист от рамки.

11.Закрываем газетой с двух сторон.Ложим между двух досок.И минут на 3-5 под пресс.В качестве пресса у меня был я сам…


12.Далее аккуратно вылаживаем лист на фольгу(другой материал) и сушим доступным нам способом(солнце, батарея, духовка, утюг).Я сушил в духовке.



13.Первый результат не очень получился удачным.Бумага получилась толстая и тугая.И хоть я и добавлял крахмал, гнулась очень слабо.Но учтя ошибки, я двигаюсь к лучшим результатам.

14.На туалетную она конечно не потянет, но летопись на ней можно постараться написать.)

nepropadu.ru

Производство бумаги из древесины. Технология изготовления бумаги. Бумагодельная машина древесина

Производство бумаги из древесины. 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.

 Бумагодельная машина

Это многосекционный агрегат непрерывного действия, на котором из сильно разбав­ленной водой волокнистой суспензии поручают бумагу и некоторые виды картона.

Различают 2 основных  типа бумаги: плоскосеточные (столовые),
применяемые для выработки основных  видов бумаги , и круглосеточные (цилиндровые), на которых изготовляется ограниченный ассортимент бумаги и картона. Эти типы имеют различные устройства для выпуска бумажкой массы на сетку Б. м. и отлива бумажною полотна, конструкция же остальных узлов, а также технология, процесс изготовления бумаги аналогичны (за исключением   машины   сухого  формования).

На рис. 2 приведена схема плоскосеточной бумажной массы, включающая наряду с оборудованием собственно бумажной массы вспомогательное оборудование, предназначенное для подготовки бумажной массы перед подаче» её на сетку. Виды

вспомогательного  оборудования и его конструкция чрезвычайно разнообразны.

Готовая бумажная масса концентрацией ок. 3—4% с помощью насосов подается из массоподготовительного  отдела в машинный бассейн, откуда поступает на бумажная масса Постоянным перемешиванием мас­сы в машинном бассейне добиваются выравнивания степени помола и концентрации массы по всему объёму. Предва­рительно она разбавляется оборотной водой (от обезвоживания бумажной массы на сетке Б. .м. до концентрации 0,1 — 1,5%) и пропускается через очистную аппаратуру (узлоловители, центриклинеры,  центрискрины и т. д.), где удаляются различные посторонние включения и rpvбые частицы минерального и волокнисто­го происхождения. Из  очистной аппаратуры  бумажная масса поступает и на­порный ящик, который обеспечивает истечение массы с определённой скорость") и одинаковую толщину струи по всей ширине  сетки.

Б. м. состоит из следующих пен, частей: сеточной, где из разбавленной суспензии непрерывно формуется полотно бумаги и из нет удаляется первая часть избыточной воды; прессовой, где производится обезвоживание и уплотнение полотна бумаги; сушильной, в которой удаляется оставшаяся в бумажном полотне влага; отделочной, где полотно подвергается необходимой обработке  для придания лоска, плотности, гладкости и наматывается в рулоны.

Сеточная часть — бесконечная сетка (вытканная из нитей различных сплавов меди или синтетических материалов). Привод сетки осуществляется от гауч-вала. На новых машинах, имеющих ва­куум пересасывающие устройства, приводным является также ведущий вал сетки. Чтобы бумажная масса не стека­ла, по краям сетки устанавливаются ограничит, линейки. Обезвоживание бу­мажной массы и формование полотна бумаги происходят  за счет свободного стекания и отсасывающего действия регистровых валиков. Для получения более однородного полотна бумаги в продольном и поперечном направлениях при скорости машины не более 300 м/мин регистровая часть иногда подвергается тряске и поперечной направлении. Дальнейшее обезвоживание происходит над отсасывающими ящиками под действием вакуума, создаваемого специальными вакуумными насосами. При выработке высокосортных бумаг над ними часто устанавливают лёгкий равнительный валик (эгутер). Он служит также для нанесения на бумагу водяных. таков. После этого полотно бумаги содержит ещё сравнительно много влаги (88—90%), для удаления которой сетка вместе с полотном бумаги проходит над гауч-валом (на тихоходных машинах гауч-пресс), который имеет от одной до трёх отсасывающих камер. Гауч-вал — перфорированный пустотелый цилиндр из бронзового сплава или нержавеющей стали (площадь перфорации составляет ок. 25% поверхности вала). Внутри корпуса находится неподвижная вакуумная камера с графитовыми уплотнениями, которые пневматически прижи­маются к внутренней  поверхности цилиндра. Вакуумная камера соединена с непрерывно действующим вакуумным насосом, Гауч-вал завершает формование и обезвоживание (до сухости 18—22%) полотна бумаги на сетке Б. м.

Дальнейшее обезвоживание происходит в  прессовой части механическим отжимом под действием давления я вакуума путем пропуска полотна через несколько (2—3, реже 4—5) вальцовых прессов, расположенных последовательно (часто первый и «горой прессы объединены в сдвоенный пресс). При этом повы­шаются объемная масса, прочностные свойства, прозрачность, снижаются по­ристость и впитывающая способность бумаги. Прессование выполняется между шерстяными сукнами, которые предохраняют ещё слабую бумагу от разрушения, впитывают отжатую влагу и одновременно транспортируют полотно. Каждый пресс имеет свое сукно. На всех новых быстроходных Б. м. нижние валы прес­сов делаются перфорированными (как гауч-валы). Они покрываются спец. резиной, что улучшает обезвоживание и уве­личивает срок службы. На некоторых бумагоделательных машинах  вместо нижних отсасывающих валов устанавливаются валы со спец. желобчатым рифлением (канавками). На мощных Б. м. нижние валы первого и второго прессов делаются отсасывающими (аналогично гауч-валу). Часто, кроме прессов с сукнами, устанавливают ещё сглаживающие (или офсетные) прессы без сукон для уплотнения бумаги и придания ей гладкости. Затем полотно бумаги с сухостью до 45% поступает в сушильную  часть.

Сушильная часть (наибольшая по длине) состоит из вращающих­ся, обогреваемых изнутри паром и расположенных обычно в 2 ряда в шахматном порядке цилиндров. Полотно прижимается к нагретой поверхности цилиндров при помощи сукон, улучшающих теплоотдачу и предотвращающих коробление и сморщивание поверхности бумаги при сушке. Верхний и нижний ряды сушильных цилиндров имеют раздельные сукна, причём одно сукно охватывает сразу несколько цилиндров (группа сушильных цилиндров). Полотно бу­маги движется с верхнего цилиндра на нижний, затем на соседний верхний и т. д. При этом бумага высушивается до содержания остаточной влаги 5—7%.  На современной  Б. м. во второй половине сушильной части обычно помещают клеильный двух вальный пресс для поверхностной проклейки бумаги и нанесения поверхностного слоя. Сушильная часть некоторых бумажных машин снабжена автоматическим  регуляторами подачи пара в цилиндры, приспособлениями для автоматической  заправки полотна бумаги на сушильные цилиндры и т. д. Пар собирается пол колпаком, расположенным над всей сушильной частью Б. м., а затем отводится вытяжными вентиляторами наружу. Тепло используется в калориферах и теплообменниках.

Отделочная часть представляет собой каландр, состоящий из 5—10 расположенных друг над другом валов из отбелённого чугуна. Предварительно бумага для придания ей большей элас­тичности и мягкости охлаждается и несколько увлажняется на холодильном цилиндре (через пустотелые шейки которого подводится и отводится холодная вода). При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, уплотняется и выравнивается по толщине. Затем бумага наматывается бесконечной лентой в рулоны на накате (принудитель­но вращаемом цилиндре, в которому прижимается валик с наматываемой на него бумагой). Для увлажнения бумаги при дополнит, отделке её на суперкаландрах (для получения бумаги с повышенной гладкостью, лоском и объемной массой) над накатом устанавливается увлажнительный аппарат. Далее рулон разрезается па продольно-разрезном станке на необходимые форматы. Одновременно бумага сортируется, обрывы, возникшие при её выработке, склеиваются. При вы­пуске бумаги в листах рулоны для разрезания   подаются на   саморезку.

Бумага  может имеет также большое количество различного оборудования, необходимого для обеспечения её непрерывной работы, и автоматических приборов, регулирующих технологии. параметры. Для каждого вида бумага установлены технически и экономически обоснованные ширина  и рабочая скорость бумагоделательной машины.

Наиболее узкие бумагоделательной машины (с   шириной    бумажного   полотна    1,6— 4,1 м) предназначены для производства тончайших конденсаторных бумаг, спец. технич., высококачественных фото- и документных бумаг. Широкие бумагоделательной машины (св. 6 м) служат для выработки газетной и мешочной бумаги.  Рабочая скорость бумагоделательной машины  при производстве  конденсаторной бумаги  состав­ляет 40—150 м/мин,   газетной бумаги — до 850 м/мин, санитарно-гигиенических бумаг — ок. 1000 м/мин и более. Производительность бумагоделательной машины,    изготовляющей   конденсаторную бумагу толщиной 4—12 мкм,  составляет 1—4  т/сутки,   газетной  бумаги — 330— 500 т/сутки и более. Длина  Б. м.  для выработки    газетной    бумаги    достигает 115 м, масса ок. 3500 т, высота отд. ча­стей до 15 м, мощность всех электродви­гателей (включая оборудование для подготовки бумажной массы) ок. 30 000 кет. Привод отд. секций Б. м. осуществляется двигателями постоянного тока. В течение 1 часа такая бумагоделательная машина потребляет до 45 т па­ра, Автоматические приборы регулирую? процессы отлива и сушки бумаги да больших  скоростях.    Высокая   оснащённость автоматическими   приборами,  точность  регулировки   и    исполнения  бумагоделательной машины  позволяют снести   количество   рабочих,   непосредственно её обслуживающих,  до 3—8  чел. Разрабатывается   много   новых   конструкций бумагоделательной машины, различающихся в основном методами   формования   полотна   бумаги. В Б. м. типа инверформ (Англия) полотно бумаги  отливается  и  формуется  между двумя     сетками — нижней    и     верхней (рис.   3).    Бумажная   масса    из   напорного ящика подаётся в захват между нижней  и  верхней  сетками,    при  этом  соз­даётся   давление   на   поток     жидкости. Некоторая часть воды проходит вниз через отложившийся слой  волокна  на  нижней сетке,    а    оставшаяся    часть   удаляется через  верхнюю сетку.  С  внутренней  поверхности   сетки   вода   отводится   шабером, снабжённым   ножом   из   пластического   материала  и  лотком для отвода волы.  Дальнейшее    обезвоживание   выполняется  па обычных   и   «перевёрнутых»   отсасывающих ящиках при вакууме, не превышающем  12 кн/м2   (0,12 кгс/смг).   За отсасывающими ящиками установлен пресс и отжатая вода через верхнюю сетку отсасывается  шабером.   При   выработке  многослойной   бумаги   верхних сеток    бывает несколько (по числу слоев).  Вода практически  удаляется только через верхние сетки по шаберам и а перевёрнутые» отсасывающие   ящики.

В бумаге  типа вертиформ бумажное полотно обезвоживается с обеих: сторон между двумя вертикально перемещающимися сетками с помощью шаберов и отсасывающих ящиков, что обеспечивает осаждение волокон одинаковой фракции по обе стороны полотна бумаги. При  этом  вначале осаждаются короткие и тонкие волокна, вследствие чего образуется поверхность, наиболее пригодная для печати, а в середине листа оказываются крупные волокна, что увеличивает прочность   бумажного  полотна.  Наблюдается тенденция к использованию при отливе бумаги круглосеточных машин , где формирование бумажного полотна осуществляется на цилиндрах, обтянутых сеткой и находящихся в ванне или без ванны, куда подаётся бумажная мас­са. В машине типа ротоформер напорный ящик и сеточная часть выполне­ны в одном компактном узле, а обезвоживание осуществляется с помощью отсасывающей камеры, расположенной внутри вращающегося вала. Скорость таких машин до 300м/мин.. Они могут работать с малыми концентрациями, что важно при выработке бумаг из искусственных волокон.

При производстве длинноволокнистых бумаг, изготовляемых из хлопка, асбеста и синтетических материалов, применяется «сухое формование  бумажного полотна, основанное на принципе осаждения на сетке волокон, диспергированных  на воздушном потоке. Возможно, что такое формование получит широкое применение для выработки технических  и специальных  видов бумаги.

Дальнейшее повышение эффективности бумагоделательной машины связано с изменением технологии производства бумаги, усовершенствованием конструкции машины и отдельных узлов, увеличением производительности за счёт скорости и ширины. Резкое увеличение скорости и ширины машины обеспечат: потокораспределители и напорные ящики закрытого типа, позволяющие выпускать массу на сетку со скоростью, отвечающей подросшей скорости движения сетки; регистровые валики желобчатого и сетчатого типа, гидропланки, двух- и трёхкамерные отсасывающие гауч-валы, интенсифицирующие обезвоживание; новые типы прессов, обрезиненные отсасывающие валы и валы, закреплённые посередине, валы с желобчатым рифлением, прессы с подкладной сеткой, вакуумные отсасывающие сукномойки, валы, устанавливаемые на каландре станины открытого типа с шарнирным закреплением рычагов, закреплённые посередине, плавающие, не нуждающиеся в бомбировке для компенсации прогиба; периферии, типа нака­ты для намотки рулонов диаметром до 2200—2500 .ил с пневматическим прижимом рулона и автоматической передачей его из заправочных в рабочие опоры и т. д. В сушильной части бумагоделательной машины пред усматривается применение более высокого давления пара, новые схемы парораспределителей с циркуляцией пара, сифонное удаление конденсата, полностью закрытые колпаки над сушильной частью, установка сушильные сеток вместо сушильных сукон и так далее. Кроме распространённой и сравнительно дешевой сушки через контакт поверхности суш ильных цилиндров машины с полотном бумаги, изыскиваются новые виды, которые позволили бы значительно сократить рабочую площадь сушильной части, повысить равномерность сушки. Перспективны новые виды сушки диэлектрические. (за счет тока высокой частоты, припускаемого через полотно бумаги): облучением инфракрасными лучами; обдувом горячим воздухом; под ва­куумом.

Как известно деревья состоят из особой мягкой структурной массы — древесины. Она хорошо горит, поэтому ее используют в качестве топлива, легко обрабатывается, подходит как материал для строительства, сырье для бумаги. Древесина имеет весьма разнообразные свойства: податлива в обработке, пластична, и прочна одновременно. Из древесины изготовляют разнообразные изделия, такие как брус различного сечения, доски, древесные панели разных сортов, которые используются в строительстве, внутренней, внешней отделки жилых и не жилых помещений, для производства корпусной, цельной мебели, и других предметов. Древесина разных пород деревьев имеет разнообразные, отличительные свойства. Например ясень обладает исключительной гибкостью и устойчив к растяжению, сжатию и скручиванию, а бальсовое дерево произрастающее в Южной Америке дает очень прочную и одновременно легкую древесину. С помощью международных грузовых перевозок эти сорта деревьев широко применяются в производстве в Европе.
Бумага, макулатура.

Производство бумаги основано на сырье вырабатываемом из древесины — целлюлозы. Из бумаги делают книги, тетради, пищевую упаковку, фильтры для технических нужд и др.

Целлюлоза не единственный исходный сырьевой продукт, В некоторых, требующих применения бумаги областях таких как банкноты, используют специальные слои древесины, обычно молодой, насыщенные влагой, физиологически активные подкорковой структуры дерева — заболонь. Центрально-стволовую часть из прочной древесины дерева называют сердцевина.

На лесопильнях стволы деревьев превращаются в пиломатериалы. Сначала со ствола сдирают кору, а потом распиливают его механическими пилами на доски или брус — в зависимости от предназначения пиломатериала. Примерная схема производственного процесса: обдирка коры со ствола дерева — измельчение древесины в щепу — смешивание щепы с водой и добавление специальных химических реагентов — кипячение до образования древесной кашицы (пульпы) — расщепление полученной кашицы на волокна — отбеливание — отжим и сушка кашицы — удаление влаги и прессование в бумажные листы — разглаживание и скатывание полученной бумаги в рулон.

Бумага используемая в типографском деле, вырабатывается из целлюлозных волокон растения хлопчатника. Такая бумага очень гладкая, ровная, отличается повышенной прочностью. Что интересно по усредненным данным в развитых странах мира на одного жителя приходится потребление около 250 — 350 кг. бумаги в год. Приблизительно 50% этого количества бумажных отходов используется повторно для изготовления газет, туалетной бумаги, и тароупаковочной бумажной продукции. Оставшуюся часть утилизируют на специально отведенных для этого участках, или сжигают.

Изготовление бумаги.

В наше, сегодняшнее время, для изготовления бумаги, используют преимущественно породы хвойных деревьев: сосны, пихты, ели. Содержащая в волокнах древесины целлюлоза, придает прочность получаемой бумаге. Современное производство, изготовление бумаги основано на измельчении древесины и кипячении образовавшейся массы с различными химическими реагентами, (сода каустическая) и как итог химических процессов из древесины получается чистая целлюлоза. Полученную массу отжимают, проводят очистку, удаляют разные примеси фильтрование, и далее тонким слоем пропускают по конвейерной линии через ряды горячих валиков благодаря чему бумага прессуется, удаляются остатки влаги.

Производство бумаги

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.
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.Измельчение древесины для производства бумаги
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.

Варка древесины
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.
Пропитка целлюлозы наполнителем   Добавление красителей к целлюлозе

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.
Сетка бумагоделательной машины

Сырая бумажная лента проходит через целый ряд валиков. Одни валики отжимают воду, другие, обогреваемые изнутри паром, высушивают ее, третьи полируют.
Сушка бумажного полотна

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.
Сматывание бумаги в рулоны
Потом эти рулоны отправляют в типографии или режут на листы.
Так, переходя из машины в машину, дерево превращается в белую и чистую бумагу. 

Изготовление

На деревоперерабатывающем предприятии для удаления примесей целлюлоза промывается и фильтруется. Целлюлоза, предназначенная для изготовления белой бумаги, дополнительно подлежит выбелке. После этого она превращается в лист и сушится, что впоследствии облегчит процесс производства бумаги. Лист в кипах поступает на целлюлозно-бумажный комбинат, где специальная машина, называемая разрывателем целлюлозы, вспарывает листы и смешивает их с водой. Зачастую варка целлюлозы и производство из нее бумаги проходят в непрерывном режиме, без промежуточного сушения. К обрабатываемой бумажной массе может быть добавлена макулатура, но лишь после удаления чернил. На этом этапе производства обрабатываемая масса, состоящая из древесных волокон н воды, называется бумажным сырьем.

 Затем на специальной перерабатывающей машине меняются форма н структура бумажных волокон — в соответствии с требованиями, которым должна отвечать производимая бумага. На следующем этапе бумажная масса смешивается с другими веществами, задающими конечному продукту желаемые свойства. Клеи — это вещества, присутствие которых в писчей бумаге отталкивает влагу.  Для проклеивания бумаги чаще всего используются смолы. Благодаря им написанное на бумаге приготовленными на водной основе чернилами не растекается и легко распознается человеческим глазом. Бумага, используемая для печатания, не требует такого проклеивания, как писчая, поскольку печатные краски готовятся не на водной основе и не растекаются. После этого бумагу окрашивают в смесителе, куда добавляют красители или компоненты, — например, мелко размельченные вещества для мелования. Так, добавки каолина делают бумагу белой и непрозрачной.Наиболее распространенным способом изготовления бумаги является метод Фурдринье. Из миксера бумажная масса через цилиндр подается на конвейер, лента которого представляет собой сетку с ячейками: ширина этой ленты может достигать 9 метров. Конвейер движется со скоростью до 1000 м в мини”. От скорости поступления сырья зависит толщина и вес сходящей с конвейера бумаги.

Технология изготовления бумаги

Казалось бы, что сложного в производстве обычного листа бумаги! Однако это очень трудоемкий и дорогой процесс, который требует больших временных затрат. Производство бумаги включает в себя огромное количество этапов, только после прохождения которых, можно получить готовую продукцию – чистый белый лист. Если вы будете хоть немного ориентироваться в производстве бумаги, то это поможет вам определиться с выбором бумаги высокого качества. Такая бумага будет иметь высокую гладкость, не будет портить печатное оборудование, а качество изображения будет идеальным.

Пульпа и бумага

Бумага состоит из целлюлозных волокон, которые добывают из натурального продукта – дерева. В бумагу высокого качества входят не только целлюлозные волокна, но так же и различные другие материалы. Чаще всего это хлопок или некоторые другие ткани. Исходя из этого, существует понятие тряпичной бумаги. На свойства и характеристики бумаги влияет многое. Прежде всего, это породы деревьев, из которых изготавливается бумага. Из таких деревьев как сосна (и другие хвойные) изготавливают прочную бумагу, однако она имеет шероховатую поверхность. Хвойные деревья имеет мягкую древесину. Деревья с мягкой древесиной предназначены для изготовления гладкой бумаги, ее недостаток – недостаточная прочность. Довольно часто для того, чтоб бумага имела однородный состав, на производстве используют смешанные сорта древесины. Но изготовление бумаги – это процесс, который подвержен частым изменениям, и поэтому бумага может иметь различный состав и характеристики. Для того, чтоб качество бумаги оставалось на должном уровне нужно постоянно следить и контролировать состояние древесины. Это сложный процесс, без которого нельзя обойтись ни на одном производстве.

Изготовление бумаги

Сейчас мы опишем некоторые этапы изготовления бумаги. На начальной стадии изготовления бумаги с дерева снимается кора, а древесина измельчается. После чего происходит воздействие химическими средствами на измельченную древесину, на выходе мы имеем жидкую древесную массу. Этот процесс происходит под высоким давлением и температуре. Постепенно данная масса меняет цвет (становится темно-коричневой) и называется пульпа. Затем пульпа вновь приобретает белый цвет. Отбеливание пульпы происходит следующим образом – она проходит через так называемые мельницы, которые не только отбеливают ее, но и разделяют волокна между собой. Во время этого процесса в массу добавляются различные химические вещества, которые определяют качество бумаги. От них зависит ее цвет, свойства, на то насколько рыхлой и жесткой будет бумага.

Химические вещества, входящие в состав бумажной массы так же влияют на ее сорт и отражающую способность. После того, как пульпа приобрела белый цвет ее можно использовать для производства. Для того чтоб использовать пульпу для дальнейшей работы она должна иметь в своем составе не менее 99,5% воды. После этого пульпа проходит через оборудование – трубки различного диаметра и длины. Затем для того, чтоб масса равномерно распределялась по всему транспортеру (сетке имеющей небольшие ячейки) ее помещают в камеру с высоким давлением. Бумага имеет две абсолютно разных стороны, которые обладают противоположными свойствами и характеристиками. Так, сторона бумаги, которая соприкасается с транспортером, носит название проволочной стороны, а противоположная – войлочной. Каждая из сторон имеет также различную гладкость и прогиб. Проходя по бумагоделательной машине около 6-10 м, пульпа теряет влагу (не менее 10%) тем самым она превращается в бумагу. Остальная влага испаряется в процессе откачивания и прессовки.

Проклейка бумаги

Процесс проклейки бумаги состоит в том, что она выходит из одной части бумагоделательной машины и входит в другую, содержащую барабаны (барабаны подогреваются теплым воздухом). В ней она проходит через них и постепенно теряет некоторый процент влаги. Проклейка бумаги нужна для того, чтоб придать бумаге прочность, а также закрепить ее волокна. В том случае, если бумага плохо проклеена, то она может не подходить для ксерографии. Это объясняется тем, что верхние волокна могут отделяться и тем самым загрязнять оборудование, приводя к его поломке и нестабильной работе. Бумагоделательная машина содержит две части. И если в первой части машины бумага теряла только небольшой процент влаги, то, проходя через вторую часть, количество влаги в составе бумаги сводится к минимуму. Количество влаги в бумаге должно быть строго определено, так как бумага, имеющая больший процент влаги подвержена скручиваниям. Сухая бумага наоборот ломается, а также могут возникать сложности с ее послепечатной обработкой (укладкой, подачей). Влажность бумаги не должна отклоняться от заданного количества даже на 1%, так как даже такое небольшое отличие может повлиять на ее качество. Упаковка и резка бумаги После того, как бумага прошла все этапы в бумагоделательной машине, она наматывается на большие валы. Вес одного такого вала может доходить до 15 тонн. Такая процедура необходима для того, чтоб придать бумаге нужных размер, а также для того чтоб она остыла. На такой вал бумага наматывается не слишком плотно, так после этого она перематывается на менее большие валы, гораздо туже. После того как бумага приняла свою форму, ее режут при помощи специальных устройств и она принимает стандартный вид (полосы определенной ширины). Резать бумагу можно только такими специальными устройствами, так как они обеспечивают равномерный не ломающийся и не крошащийся срез. К сожалению, в некоторых типографиях до сих пор пользуются гильотинным резаком, который не дает такого высокого качества. После резки бумага представляет собой рулоны, которые передаются в автоматическое устройство. Оно, в свою очередь, режет эти полосы на листы и упаковывает в пачки (500 листов в каждой). Каждая пачка упаковывается в оберточный материал. В отличие от других фирм производителей бумаги коробки с бумагой Ксерокс упаковываются во влагостойкий материал, поэтому влага в коробках поддерживается постоянная. Это способствует сохранению качества бумаги в течение длительного срока хранения.

Упаковка в коробки и складирование на паллетах

После того, как бумага упакована в пачки, формируются коробки с ними. Коробки ставятся на деревянные паллеты, лучше всего, если паллеты покрыты пластиком. В таком случае уменьшается воздействие окружающей среды, в основном влажности на бумагу. Теперь бумагу можно доставить пользователям. От пульпы до бумаги Для того чтоб знать какую бумагу лучше всего приобрести необходимо ориентироваться в ее производстве. Зная, какие именно факторы окружающей среды и производства влияют на качество бумаги, вы сможете выбрать именно ту бумагу, которая имеет наиболее высокое качество. Тем самым вы продлите работу вашего оборудования, и вам не придется постоянно прибегать к услугам ремонтных бригад.

 1 этап. На первом этапе производится предварительная обработка древесного сырья. 

Еловая древесина распиливается на слешерных столах дисковыми пилами на мерный баланс длиной 1,2 м, освобождается от коры (окаривается) в окорочных барабанах сухим способом (без подачи воды в барабан). Часть окоренного баланса измельчается до получения технологической щепы в рубительных машинах.

2 этап. На втором этапе происходит производство полуфабриката - древесной массы и термомеханической массы.

В древесно-массном цехе получают древесную массу, путем механического истирания мерного баланса в дефибрерах. В шахту дефибрера загружаются балансы, по всей длине прижимаются к вращающемуся керамическому камню, в результате чего происходит разделение древесины на волокна. Древесная масса проходит сортирование, очистку, сгущение и отбелку.

В цехе термомеханической массы из технологической щепы получают термомеханическую массу путем двухступенчатого размола под давлением пропаренной щепы. Она также проходит сортирование сгущение и отбеливание.

3 этап. Третий этап - производство бумаги.

Полученные полуфабрикаты - термомеханическая масса и древесная масса, а также привозная товарная беленая сульфатная целлюлоза, распущенная и подмолотая, составляют композицию бумажной массы, из которой производится газетная бумага.

Бумажная масса после предварительного сортирования, очистки, деаэрации и тонкого сортирования поступает на бумагоделательную машину, где в сеточной части происходит формование бумажного полотна, обезвоживание его под давлением прессовых валов, сушка в процессе прохождения через сушильные цилиндры, обогреваемые изнутри паром, повышение гладкости при прохождении бумаги между каландровыми валами и намотка готовой бумаги на вал наката. Затем на продольно-резательном станке бумага разрезается на рулоны требуемых форматов, упаковывается и складируется. Отгрузка бумаги осуществляется железнодорожным, автомобильным и водным транспортом.

sawwood.ru

Как создают бумагу вручную | Журнал Популярная Механика

Скорую смерть бумаги не провозгласил только ленивый. Но вряд ли один из древнейших носителей информации так просто сдаст свои позиции. Ведь даже в век планшетов и электронных «читалок» существует немалый спрос на бумагу, сделанную по доиндустриальным технологиям.

Бумагоделательная машина родилась на рубеже XVIII—XIX вв.еков и стала одним из великих изобретений эпохи промышленного переворота. Этот станок, а заодно и рол (мельница для измельчения целлюлозного сырья) сделали бумагу массовым продуктом, значительно удешевили ее, дали ей стандартное качество, но… лишили рукотворности, то есть качества, присущего бумаге еще со II века до н.э., когда древние китайцы впервые в истории додумались отливать листы из хлопковых волокон. Впрочем, традиция ручного изготовления бумаги не прервалась, но нашла, как принято сейчас говорить, свою «нишу». Теперь бумага «хенд-мейд» используется в основном для декоративных целей: она служит материалом для эксклюзивной канцелярской продукции, визитных карточек, бланков, конвертов, свитков и проч. Ну и конечно же, всякий, кто испытывает влечение к галантной эпохе, может описать свое «чудное мгновение» не на экране планшета, а на листе писчей бумаги вроде той, что всегда была под рукой у самого Александра Сергеевича.

Джинсы без заклепок

В общем, бумага ручной работы востребована, пусть даже и не в тех масштабах, что стандартная продукция целлюлозно-бумажных комбинатов. Но где и как ее делают? Чтобы ответить на этот вопрос, «ПМ» отправилась в маленькую московскую мастерскую — именно там бумагу делают по‑древнекитайски. Ну, или почти по‑древнекитайски.

Неповторимость бумаги ручной работы может заключаться не только в особом рельефе или водяных знаках, но и в самых неожиданных вкраплениях, что вполне допускается технологией. «Однажды по заказу табачной компании мы делали бумагу, в которой должны были быть вкраплены табачные листья, — вспоминает Дмитрий Андриянкин. — Вопрос решился с помощью нескольких блоков самых дешевых сигарет из соседнего ларька. Сигареты распотрошили, табак размешали в чане с сырьем, и… заказчик остался доволен». «Вкрапления могут быть самыми разными — нити, волокна, елочные иголки и сухоцветы. — говорит Елена Махоткина. — В последнее время в моду вошел эко-стиль, и в бумагу закатываются живые семена цветов, которые потом можно прорастить».

С чего начать рассказ о рукотворной бумаге, как не с сырья? В основе бумаги — растительные волокна, состоящие из целлюлозы. Целлюлоза — главный конструктивный материал растительного мира, полисахарид (то есть полимер из остатков молекул бета-глюкозы), формирующий клеточные оболочки. Все это означает, что бумагу можно сделать из всего, что содержит растительные волокна: из древесины, коры, жмыха от семечек, травянистых растений, но также из хлопчатобумажных и льняных тканей. Ну и из бумаги, конечно. «Когда фирма начиналась, — рассказывает технолог компании «Paperman» Дмитрий Андриянкин, — здесь было популярно изготовление бумаги из разного тряпья, ношеных носков и старых джинсов. Джинсы — отличное сырье, только перед тем как отправить их в рол, надо тщательно отрезать все металлические заклепки, а то ножи, разрубающие металл, начинают издавать страшный скрежет. Получившуюся массу и подкрашивать было не надо — она сразу получалась голубой, такой же выходила и бумага. Сейчас в качестве сырья мы чаще всего используем обычную офисную писчую бумагу — размалываем ее, а потом из получившейся массы делаем листы с теми параметрами, которые требуются заказчику». Когда в перемолку идет даже не макулатура, а белая как снег новехонькая бумага из только что распечатанных пачек, это смотрится странно, хотя умом, конечно, понимаешь, что макулатуру еще где-то надо собрать да очистить, а с природными источниками целлюлозы вроде древесины придется дополнительно повозиться. Бизнес есть бизнес.

Техника для ручного труда. На фото — рамка для отлива листа.

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.

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.

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.

Письмо на шкуре каймана

Дмитрий Андриянкин на наших глазах делает бумагу кремового цвета, с фактурой ткани — как раз такую, на которой, возможно, писали во времена Пушкина. Он дает воде немного стечь с рамки, а затем быстрым уверенным движением перекладывает лист на специальный столик со слегка изогнутой поверхностью. На столике уже лежит лист войлока, а на нем обычная тканая тряпочка, куда, собственно, и укладывается новорожденный лист. Сверху на него кладут еще одну такую же тряпочку, затем новый лист войлока. Когда набирается целый сэндвич из пяти-шести листов с прокладками из войлока и ткани, его отправляют под пресс (конечно, электрический, а не ручной, как у древних китайцев). Пресс отжимает воду, чтобы облегчить высушивание бумаги. Попутно рисунок ткани, облегающей листы с обеих сторон, переносится на бумагу.


Как сделать бумагу дома

В качестве исходного материала лучше всего взять бумажные обрезки, например измельченные в «шредере». Вместо рола вполне подойдет кухонный блендер — туда мы нальем немного воды и положим бумажное сырье.
Когда вода и бумага достигнут консистенции густой каши, можно добавить немного цветной бумаги (для подкрашивания) и еще порубить смесь блендером.
Затем переместим смесь в широкую емкость типа ванночки. Ширина емкости должна быть меньше ширины рамки с сеткой, которой мы будем черпать лист. В качестве рамки можно использовать вставку в форточку с противокомариной сеткой, а можно сделать рамку самостоятельно из дерева и металлической сетки (или туго натянутой сетчатой ткани).
В ванночке сырье разбавляем водой. Туда же подмешиваем ложку крахмала и немного клея ПВА. Можно насыпать в смесь декоративных вкраплений — того же сухоцвета.
Черпаем сырье на рамку, затем, после того как вода стечет, быстро переворачиваем сырой лист на расстеленную ткань (типа фланелевой). Сверху кладем другую впитывающую воду ткань и прижимаем, например, подносом, на который положим груз. Отжимаем воду и сушим. Лист готов.

Если требуется более сложная фактура бумаги, приходится прибегать к специальным металлическим клише. «Однажды заказчик пожелал видеть на бумаге рельеф шкуры каймана, — вспоминает Елена Махоткина из компании «Paperman». — Пришлось найти качественное изображение шкуры, отрисовать его в векторном редакторе и нарезать клише».

Рабочее место мастера, «черпающего» листы. Мутная жидкость в чане — это смесь воды и волокон. Рядом на подставке лежит рамка для формирования листа. Ближе к нам — столик, на который выкладывается лист.

Последний этап работы над листом — сушка. Для этого в мастерской стоит пара профессиональных барабанных глянцевателей (китайцы обходились без них) вроде тех, что работали в доцифровую эру в фотоателье. На сушку бумаги уходит несколько минут, и лишь тогда можно воочию и на ощупь убедиться, насколько бумага ручной работы приятней и «душевней» своей офисной, белой как мел, прародительницы. У листа ровные, но ворсистые края. В принципе, их можно обрезать, но именно отсутствие следов машинной резки придает бумаге особый винтажный колорит.

Последняя стадия изготовления бумаги — сушка. Для сушки используются барабанные глянцеватели — раньше такие стояли в фотолабораториях. Лист к барабану прижимается с помощью полотна. Обычный лист писчей бумаги сушится 3−5 минут.

Бумага, сделанная вручную, тем не менее обладает всеми свойствами обычной бумаги, произведенной промышленным способом. Для изготовления конвертов и прочих сложных изделий на тигельном прессе листы подвергаются вырубке и, если надо, бигуются (биговка — проведение на толстой бумаге борозды под складку). Также на этой бумаге возможна печать всеми видами полиграфических технологий. Сложности могут возникнуть лишь в том случае, если лист имеет слишком выраженный рельеф.

Нынешние методы изготовления бумаги вручную практически ничем не отличаются от старинных технологий. В некоторых странах Азии, например, во Вьетнаме, деревенские жители до сих пор делают бумагу кустарным способом. И тоже кладут в нее цветы.

Все на свете, даже бумага ручной работы, конечно, лучше всего получается у профессионалов. Однако если микропроцессор или качественный электродвигатель изготовить в домашних условиях практически нереально, то сделать дома бумагу попробовать можно (см. врезку на предыдущей странице), и, скорее всего, результат порадует вас и ваших домочадцев.

Статья «Техника бумажного литья» опубликована в журнале «Популярная механика» (№6, Июнь 2012).

www.popmech.ru

Производство бумаги и картона из древесины - Технологии стоительства - Каталог статей

Производство бумаги 

и картона из древесины

Чаще всего человек использует лес в качестве топлива. Однако ценность леса как природного богатства широко применяемого сырья определяется производством древесины и бумаги. Спрос на древесину всегда высок: она под рукой, при помощи резки ей легко придать нужную форму, детали дерева без труда присоединяются друг к другу, а изделия из него хорошо смотрятся. Древесина и бумага 


(Лесоповал в американском штате Вашингтон. Каждое спиленное дерево очищается от веток и загружается на транспортер. Затем лес по железной дороге доставляется на деревообрабатывающие предприятия, где очищается от коры, перерабатывается в целлюлозу, а затем в бумагу.)


Твердая и мягкая древесина

Древесина бывает двух основных видов — твердая и мягкая. Мягкую древесину дают хвойные деревья: сосна, ель, пихта, тсуга, секвойя. На производство твердой древесины идут такие широколиственные древесные породы, как бук, береза, клен, дуб и тополь. В тропиках твердую древесину получают из черного эбенового дерева, видов  красного дерева, тика и других ценных пород. Красиво выглядящая твердая древесина всегда была в большом почете у производителей и покупателей мебели. К сожалению, деревья твердых пород растут медленно, и в тропических лесах их становится все меньше и меньше. 



(Сплав связанного в плоты леса по рекам, с участием плотогонов или же просто так, представляет собой дешевый способ его транспортировки.)


Заготовка леса

Обычно деревья валят при помощи мощных циркулярных пил; затем стволы освобождают от веток и свозят на места обработки для дальнейшей транспортировки. При этом задействуется самая разнообразная техника — краны, гусеничные тракторы, бульдозеры. Если лес подлежит перевозке по суше, его кранами загружают на колесный транспорт, хотя в Индии н Бирме для таски спиленных деревьев, совсем как в старые Времена, используют слонов. В некоторых регионах лес легче сплавлять по рекам: спиленные деревья укладывают в плоты и сталкивают на воду при помощи кранов. Затем сотни таких плотов связывают вместе и буксируют до пунктов сортировки и маркировки. В отдаленных районах, где на реках нет судоходства, бревна просто сплавляют вниз по течению — вплоть до пункта назначения. Во многих странах — и в особенности тех, где заготавливают твердые породы древесины, — нет собственных мощностей для распилки леса. Следовательно, большая часть заготовленного леса вывозится в промышленно развитые страны в виде бревен на деревообрабатывающие комбинаты.


(Каждая вязка лесоматериалов на этом складе весит 4 тысячи тонн. Вязки расположены так, чтобы воздух обдувал и высушивал свежеспиленные стволы.)


 На лесозаводе бревно, прежде всего, очищается от коры, а затем механическими пилами разрезается на заготовки нужных размеров. На этом этапе переработки древесина все еще содержит живицу и требует предварительной сушки. Естественная сушка возможна, но отнимает до года времени, и поэтому древесина обычно поступает на быструю сушку в специальные лесосушилки. В результате такой искусственной сушки, или выдерживания, происходит усаживание и подчас даже коробление древесины; таким образом, древесина должна идти на переработку только после полной просушки, когда она, если только вновь не промокнет, приобретает относительную стойкость. Пиленые лесоматериалы без дальнейшей обработки подлежат использованию в строительстве, а деревянные поверхности, которые будут на виду, потребуют доводки. Нередко брусья пускают на продольную разрезку, с покраской или протравкой досок.


(При том, что почти все виды бумажной продукции легко поддаются переработке, лишь четверть всех бумажных отходов находит повторное применение.)


Самая привлекательная древесина режется на очень тонкие листы — облицовочный шпон, который затем наклеивается на основу из древесины попроще. Фанера состоит из нескольких листов древесины, склеенных так, чтобы волокна соседних листов образовывали прямой угол. Фанерный лист значительно прочнее листа таких же размеров, выделанного из обычной древесины. Фанеру намного труднее согнуть и расколоть; вероятность коробления невелика. В деревообрабатывающей промышленности мало отходов — человек нашел применение всему. Рейки из древесины низкого качества помещают между листами хорошей древесины и производят столярную плиту, а остающийся скрап превращается в опилки, обрабатывается клеем и прессуется в ДСП —древесностружчатую плиту.

 


(Специальное подъемное устройство собирает заготовленный лес в готовые к отгрузке связки.)



(Распил кругляка на доски происходит с каждой стороны поочередно. Когда доска спилена со всех четырех сторон, из центральной части бревна может быть вырезан прочный брус для несущих конструкций.)


Сырье для бумаги 

Древесная целлюлоза является основным сырьем для производства бумаги, хотя вместо нее также могут быть использованы иные виды растительного волокна. Целлюлозу получают из самых разных твердых и мягких лесных пород: ели, сосны, эвкалипта, тополя, березы, каштана и других деревьев. Самый экономичный способ получения древесной целлюлозы — механический: на деревообрабатывающем предприятий 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 дела ют из целлюлозы, полученной химическим способом: деревянный брус режется на малые щепы, которые погружаются в химический раствор и нагреваются подавлением. Из такой древесной массы изготавливают бумагу для книг, брошюр модных журналов, а также прочные оберточные материалы.


(На современных деревообрабатывающих предприятиях технологические процессы полностью автоматизированы. Оператор наблюдает за различными этапами технологического процесса.)


Изготовление 

На деревоперерабатывающем предприятии для удаления примесей целлюлоза промывается и фильтруется. Целлюлоза, предназначенная для изготовления белой бумаги, дополнительно подлежит выбелке. После этого она превращается в лист и сушится, что впоследствии облегчит процесс производства бумаги. Лист в кипах поступает на целлюлозно-бумажный комбинат, где специальная машина, называемая разрывателем целлюлозы, вспарывает листы и смешивает их с водой. Зачастую варка целлюлозы и производство из нее бумаги проходят в непрерывном режиме, без промежуточного сушения. К обрабатываемой бумажной массе может быть добавлена макулатура, но лишь после удаления чернил. На этом этапе производства обрабатываемая масса, состоящая из древесных волокон н воды, называется бумажным сырьем.


(Куча древесных щепок размерами 25х25х5 мм перед превращением их в целлюлозу для изготовления бумаги.)


 Затем на специальной перерабатывающей машине меняются форма н структура бумажных волокон — в соответствии с требованиями, которым должна отвечать производимая бумага. На следующем этапе бумажная масса смешивается с другими веществами, задающими конечному продукту желаемые свойства. Клеи — это вещества, присутствие которых в писчей бумаге отталкивает влагу.  Для проклеивания бумаги чаще всего используются смолы. Благодаря им написанное на бумаге приготовленными на водной основе чернилами не растекается и легко распознается человеческим глазом. Бумага, используемая для печатания, не требует такого проклеивания, как писчая, поскольку печатные краски готовятся не на водной основе и не растекаются. После этого бумагу окрашивают в смесителе, куда добавляют красители или компоненты, — например, мелко размельченные вещества для мелования. Так, добавки каолина делают бумагу белой и непрозрачной.Наиболее распространенным способом изготовления бумаги является метод Фурдринье. Из миксера бумажная масса через цилиндр подается на конвейер, лента которого представляет собой сетку с ячейками: ширина этой ленты может достигать 9 метров. Конвейер движется со скоростью до 1000 м в мини”. От скорости поступления сырья зависит толщина и вес сходящей с конвейера бумаги. 


(Древесный ствол в разрезе: хорошо видно строение дерева. Рост камбиева слоя приводит к образованию луба внутри и коры снаружи.)


 

Водяные знаки 

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. Прежде чем она сойдет с конвейера, из волокон выйдет еще больше воды — за счет всасывания влаги снизу. Именно теперь на волокнах бумаги можно поставить водяной знак. Для этого понадобится специальный валик с наперед заданным рисунком. Далее лента поступит на движущийся ременной транспортер из натурального войлока и пройдет через несколько последовательно расположенных тяжелых валиков, которые выдавят из бумаги еще больше влаги и сильнее спрессуют ее волокна. Затем бумажная лента, достигшая достаточной прочности, чтобы перемещаться сама по себе, выпарят из  ленты почти всю оставшуюся влагу. После сушки бумага через несколько расположенных в ряд безупречно отшлифованных железных цилиндров, называемых каландра каландрами, которые разгладят ее поверхность. После бумагу мотают на бобины, которые могут разрезаться на более мелкие катушки. Затем бумага режется на более мелкие листы. 


(Эта машина для очистки леса от коры представляет собой огромный вращающийся барабан, сбивающий кору с подаваемых внутрь бревен.)


Отделка поверхности 

Для придания бумаге или картону вида, необходимого для того или иного конкретного применения, существует множество методов отделки. Например, бумага покрывается тончайшим слоем измельченного белого красителя, которым могут быть или каолин, или «матовая белизна» — смесь окиси алюминия и сульфата кальция. Краситель держится на бумаге благодаря особому клеящему веществу — это или молочный белок казеин, или поливинилацетат, более известный как ПВА. Краситель заполняет мельчайшие поверхности бумаги и придает ей гладкость и характерный глянец. Иногда бумагу и картон обрабатывают парафином: вощеная бумага отталкивает воду. Один их технологических процессов подобного рода предусматривает прохождение бумаги через емкость с расплавленным воском.


(Гофрокартон - упаковочный материал с несколькими рядами волокон. Эти рулоны сошли с прессовальных барабанов, на которых собиралась целлюлоза; именно так, в отличие от изготовления бумаги по методу Фурдринье, чаще всего производится картон.)


 Специальные валки очищают избыточные восковые наслоения, а остающийся воск затвердевает под струей холодной воды. Если на такой бумаге нужно что-то напечатать, сделать это следует до вощения, так как пропарафиненная поверхность краску не впитает. Другая технология вощения бумаги предполагает первоначальное покрытие воском лишь одной стороны листа, после чего другая, еще не обработанная поверхность подается на разогретый барабан. Его жар плавит воск; расплавленный воск впитывается волокнами бумаги. На обработанной таким способом бумаге возможна последующая печать.


(В некоторых регионах бумажные и прочие отходы со свалок используются для производства газа. Отходы засыпаются землей и гниют, высвобождая метан, впоследствии используемый как топливо.)


Знаете ли вы?

  • Первую бумагу сделали древние китайцы. Секрет изготовления бумаги им подсказали осы и шершни, которые разжевывают древесные крошки и строят из этой клейкой массы свои гнезда.
  • В печатном деле бумага измеряется в граммах на кв.м. 
  • С экономической точки зрения производство бумаги из отходов дороже, чем изготовление ее из древесины.


(На этой схеме в упрощенном виде показаны механическая и химическая переработка древесины в целлюлозу. Процессы дефибрирования и выделывания бумаги происходят в разных местах, и поэтому целлюлоза формируется в лист для отгрузки на бумажный комбинат. Затем по методу Фурдринье из целлюлозы получают бумагу.)



(В процессе очищения бумаги от краски воздух и мыло добавляются в кашицу из бумажных отходов. краска сходит с  бумаги и с мыльной пеной всплывает на поверхность для последующего удаления.)


См. также:

ingenious.ucoz.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о