Сырье для производства бумаги: Выбор сырья и производство бумаги и картона

Содержание

Выбор сырья и производство бумаги и картона

Итак, упаковка на основе бумаги и картона позволяет удовлетворять требования, предъявляемые к упаковке самых разных изделий. Почему же она обладает этими свойством? Эту тему можно разделить на четыре части:

  • выбор и обработка сырья;
  • производство бумаги и картона;
  • обработка бумаги и картона, улучшающая внешний вид и функциональные свойства с помощью нанесения покрытий и ламинирования;
  • процессы печати на бумаге и картоне, а также производство определенных видов упаковки.

Примерами волокнистых материалов могут служить хлопок, шерсть и лен — мы знаем, что из них можно спрясть нить, а из нити можно соткать ткань. Бумага и картон также состоят из волокон, но лист представляет собой трехмерную структуру, сформированную произвольно переплетенными волокнами. Получаемую структуру называют листом или полотном, иногда — нетканым. Волокна подготавливают, смешивая их с водой, формируя тем самым сильно разбавленную суспензию, которую отливают на перемещающуюся сетку. Структура бумаги формируется на этой сетке, действующей как сито, в виде ровного слоя. Затем большую часть воды постепенно удаляют путем обезвоживания, прессования и сушки.

Почему же эта структура имеет прочность и жесткость, позволяющие применять ее для печати и многих других видов обработки и переработки, включая упаковку? Чтобы ответить на этот вопрос, следует рассмотреть способы подготовки сырья.

Считается, что бумага была впервые изготовлена в Китае примерно в 105 г. и в ней использовались волокна хлопка и льна. Это волокна растительного происхождения, основным компонентом которых является целлюлоза, природный полимер, образующийся в растениях из углекислого газа и воды под действием солнечного света. Этот процесс ведет к образованию природных полисахаридов — макромолекул, состоящих из элементарных звеньев β-D-глюкопиранозы, соединенных глюкозидной связью 1-4 в длинные цепи.

Элементарным звеном в цепной макромолекуле целлюлозы является остаток β-D-глюкозы. В каждом глюкозном звене содержатся три гидроксильные группы. Такой процесс называют фотосинтезом, и его побочным продуктом является кислород. В результате фотосинтеза из атмосферы удаляется (связывается) диоксид углерода.

Множество макромолекул целлюлозы образуют фибриллы и волокна, длина, форма и толщина которых зависят от вида растения. Чистая целлюлоза нетоксична, она не обладает вкусом и запахом.

При высыхании волокнистой структуры в ходе удаления воды волокна могут соединяться в точках межволоконных контактов. Считается, что в соседних макромолекулах целлюлозы образуются водородные связи между водородом (Н) и гидроксильной группой (ОН), вызывая образование трехмерной структуры листа. Степень связи, предотвращающей разрушение листа, зависит от множества факторов, которые можно регулировать с помощью выбора волокнистого полуфабриката и способа формирования листа.

Структура получаемой бумаги обусловлена трехмерной сетью переплетенных во локон и степенью развитости межфибриллярных и межволоконных связей. Толщи ну, массу единицы площади и прочность этой структуры можно регулировать, полу чая лист бумаги с определенными свойствами. На этом плоском материале можно печатать, его можно сгибать, складывать, склеивать, ему можно придавать плоскую или объемную форму. Все эти свойства делают бумагу и картон идеальными мате риалами для обертывания и упаковки.

Столетиями для получения бумаги использовали различное сырье, особенно хлопковое, льняное и пеньковое тряпье (что может служить хорошим примером использования вторичного сырья). В XIX в. спрос на бумагу и картон постоянно возрастал, так как рост образовательного уровня населения формировал спрос на писчую бумагу, этикетки и т. п., и вскоре пришлось искать другие источники волокна. С 1880 г., когда были найдены способы переработки древесины в волокнистую массу, основным источником волокна стала древесина.

В настоящее время имеется возможность выбора:

  • источника волокна;
  • способа производства волокнистой массы;
  • отбеленного или неотбеленного волокна;
  • степени подготовки бумажной массы перед ее поступлением на бумаго- или картоноделательную машину.

Источники волокна

Выбор в основном осуществляется между первичным и восстановленным, вторичным волокном, получаемым из отходов бумаги и картона (макулатуры). Около 55% волокна, использованной в 2001 г., было первичным, а остальные 45% — вторичным из макулатуры. Здесь следует учитывать, что:

  • при изготовлении определенных видов бумаги и картона волокно из всех источников (и первичное, и вторичное) не является полностью взаимозаменяемым;
  • некоторые виды волокна из-за особенностей его использования не подлежат переработке, а часть переработанного волокна не подлежит повторному использованию по санитарно-гигиеническим соображениям;
  • вторичное волокно не может перерабатываться бесконечно.

Свойства первичного волокна зависят от вида используемой древесины. Способность формировать однородную сетчатую структуру зависит от гибкости, формы и размеров древесных волокон. Некоторые особые бумажные изделия изготавливают с использованием целлюлозных волокон из недревесных источников (хлопка, пеньки), а также синтетических волокон.

Изготовители бумаги или картона используют волокна из хвойной древесины (ель, пихта, сосна), из которой получаются сравнительно длинные волокна, обеспечивающие прочность и жесткость, и лиственной древесины (из березы, эвкалипта, осины, акации, каштана) со сравнительно короткими волокнами, обеспечивающей большую пухлость (низкую плотность), сомкнутую структуру и гладкую поверхность.

В бумажной промышленности используют волокна из древесины с длиной около 3-4 мм и более короткие (1-1,5 мм). Волокна обычно имеют форму ленты шириной около 30 мкм и, следовательно, их можно видеть невооруженным глазом (прилагательные «длинные» и «короткие» мы здесь используем только применительно к волокнам из древесины, поскольку волокна хлопка и пеньки могут иметь длину до 20-30 мм).

Изготовление волокон из древесины

Волокна целлюлозы в древесине связаны между собой жестким трехмерным полимером — лигнином, составляющим до 30% массы древесины. Получение волокон из древесины осуществляется в процессе приготовления волокнистой массы с применением механических или химических методов.

При механическом получении древесной (механической) массы к древесине прикладывают механические усилия, истирая или размалывая древесину в водной среде. При этом выделяется теплота, лигнин за счет действия воды, тепла и дополнительных реагентов размягчается, и древесина разделяется на отдельные волокна. Так как лигнин не удаляется, выход древесной массы очень высок. Присутствие лигнина на поверхности и внутри волокон делает их твердыми и жесткими со сравнительно стабильными размерами. Это связано с тем, что при высокой относительной влажности волокна целлюлозы поглощают влагу из атмосферы, а при низкой относительной влажности ее теряют, что сопровождается изменениями размеров волокон (если волокно покрыто лигнином, то эти изменения меньше, степень межволоконных связей невысока).

Листы, изготовленные из механической массы, имеют высокую пухлость или низкую плотность, то есть сравнительно низкую массу единицы площади для данной толщины. Это,, как будет показано далее, имеет технические и коммерческие последствия. Схема производства древесной (механической) массы представлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Получение древесной массы механическим способом

 

Древесная щепа до получения древесной массы может быть нагрета (в этом случае получают продукт, называемый термомеханической древесной массой (ТММ, ТМР, Termomechanical Pulp), а если для удаления части лигнина применяют химическую обработку, то продукт называют химико-термомеханической массой (ХТММ, СТМР). Древесная масса, приготовленная механическим способом, сохраняет цвет исходной древесины; химико-термомеханическая масса несколько светлее. Дополнительно она может быть подвергнута отбелке, и в этом случае ее называют беленой химико-термомеханической массой (БХТММ)

При химическом способе получения целлюлозы применяют химические вещества, разделяющие волокна путем растворения нецеллюлозных и неволокнистых компонентов древесины (рис. 1.2). При этом используют два основных технологических процесса, называемых по используемым химическим веществам. В настоящее время наиболее широко применяется сульфатный процесс, известный также как сульфатная варка или крафт-процесс. Он позволяет обрабатывать все основные типы древесины, а химические вещества могут быть восстановлены для повторного использования. Другая технология — это сульфитная варка целлюлозы. В обоих случаях извлеченные из древесины нецеллюлозные компоненты используется на целлюлозно-бумажных комбинатах как источник энергии и для других целей.

 

Рис. 1.2. Схема производства сульфатной беленой целлюлозы

 

Выход целлюлозы обусловливается способами варки и видом древесины и составляет от 40 до 65%. Это ниже, чем для древесной (механической) массы, так как при варке из древесины удаляются ее нецеллюлозные компоненты, однако в результате этого улучшаются бумагообразующие свойства волокон. Средняя длина волокна при химических способах получения волокнистых полуфабрикатов из одной и той же древесины больше, чем при механическом разделении волокон, а получаемые волокна более гибкие. Все это обеспечивает получение после варки древесины более прочного и гибкого листа. Цвет получаемого продукта (небеленой целлюлозы) — коричневый.

Отбелка целлюлозы

Целлюлоза может быть отбелена путем удаления остаточного лигнина и следов других компонентов древесины. Отбеленные целлюлозные волокна бесцветны и прозрачны, а в целом беленая целлюлоза имеет белый цвет. Беленые волокна представляют собой чистую целлюлозу, что очень важно при упаковке пищевых продуктов, где необходимо, чтобы материалы упаковки не влияли на вкус и запах упаковываемого изделия. Примерами таких чувствительных продуктов могут служить шоколад, сливочное масло, чай и табак.

До 1980-х гг. для отбелки целлюлозы применялись только хлор и его соединения. Такая технология отбелки подвергалась критике со стороны защитников окружающей среды, так как использованный в этом процессе молекулярный хлор, взаимодействуя с лигнином, образовывал токсичные хлорсодержащие органические соединения, которые присутствовали в сточных водах предприятий.

В современных процессах отбелки молекулярный хлор не применяется — используют кислород, перекись водорода и диоксид хлора. Побочные продукты такой отбелки просты и безвредны.

Беленая целлюлоза характеризуется высокой стойкостью к воздействию света. Под воздействием солнечного света она лишь слегка желтеет.

 

Сырье для производства бумажной тары и картона

Основным сырьем является древесная целлюлоза. Ее получают химической переработкой древесины хвойных или лиственных пород деревьев. Существует 2 способа: сульфатный и сульфитный. В первом методе используют древесину любых пород. Измельченную в щепу древесину обрабатывают путем варки в сульфатном щелоке, содержащем 9-10% NaOH при температуре 165-170 °С и давлении 0,6-0,8 МПа. Это наиболее распространенный метод. Сульфитный применяют преимущественно для хвойных пород. Щепу обрабатывают сульфитным щелоком, в состав которого входят сернистая и серная кислоты в виде гидросульфитов натрия, магния, кальция и аммония, при 130-135 °С и давлении 0,5-0,8 МПа. В обоих случаях варка длится не менее 5-7 часов. После этого из целлюлозной массы удаляют механические примеси и, если необходимо, подвергают дополнительной химической обработке — отбеливанию. Отбеливание проводят хлорсодержащими окислителями (хлор или ангидриты его кислот) или соединениями, в состав которых входит активный кислород (пероксиды). Последний способ обработки более экологичен. Эта операция важна с точки зрения качества, т. к. отбеленная целлюлоза идет на производство высокачественных сортов бумаги и картона.

При выработке целлюлозы из древесины удаляется большая часть лигнина, который повышает жесткость бумаги, но снижает качество бумаги, и других веществ. Выход целлюлозы после обработки составляет 50-60%. Сульфатная целлюлоза служит полуфабрикатом в производстве упаковочных видов бумаги и картона, и ее содержание во многом определяет прочностные свойства тары. Она дороже сульфитной целлюлозы и темнее ее (небеленые виды). Сульфатная целлюлоза — основной

полуфабрикат для производства мешочной и оберточной бумаги марки А (обладает высокими прочностными свойствами).

Для удешевления в состав пульпы вводят древесную массу — продукт истирания древесины, и термомеханическую древесную массу, получаемую при размоле пропаренной древесной щепы. Ее добавление придает бумаге пухлость, жесткость, снижает прочностные свойства, долговечность, показатель излома. Древесную массу используют при изготовлении пачек и коробочного картона. Также используют в качестве добавок полуцеллюлозу (измельченный продукт неполной переработки древесины), натуральные хлопковые волокна — хлопок, лен, пеньку и джут.

В производстве используют для удешевления бумажную макулатуру. Различают ее по кратности использования волокон. Первичная или возвратная — это отходы бумагоделательного производства, самая чистая. Макулатура второго поколения, прошедшая полиграфическое оформление, является отходом полиграфии. Макулатура, извлеченная из твердых бытовых отходов или макулатура рециклинга — наименее чистая. Она требует специальной санитарной обработки. Слой бумаги или картона, контактирующий с пищевыми продуктами, не должен содержать макулатуру.

Сырьевые компоненты и полуфабрикаты для производства картона зависят от вида картона и его назначения. Для производства плоского картона используют первичное сырье — беленую или небеленую целлюлозу. Для удешевления картонов в состав компонентов вводят облагороженную бумажную макулатуру и древесную массу.

В производстве гофрированного картона используют сульфатную или сульфитную небеленую целлюлозу, древесную массу, отходы сортирования целлюлозы, бумажную массу из сортированной макулатуры, несортированную макулатуру.

краткая характеристика и описание » SpecAvto — Спецавто — Бетононасосы

Бумага является важнейшим материалом, выпускаемым современной промышленностью. История ее применения в Европе официально начинается с середины XV века с началом книгопечатания в лаборатории И. Гуттенберга. В нашей стране первые дошедшие до нас сведения о применении бумаги датируются 1564-м годом, когда под руководством И. Федорова на Печатном дворе была издана книга «Апостол».

Сегодня бумажная промышленность представляет собой комплекс сложных трудоемких производств, занимающихся производством не только непосредственно бумаги самых разных модификаций, но и картона, полиграфической фольги, целлюлозы. Кроме того, на этих предприятиях выпускаются и различные сопутствующие материалы – химикаты, резинотканевые пластины, типографская краска.
Исходным материалом для производства бумаги и сопутствующих изделий являются растительные волокна, которые выделяются из стеблей дуба, а также из древесины некоторых лиственных и хвойных пород деревьев. Основным материалом при этом служит целлюлоза, которая представляет собой естественный полимер, обладающий практически всеми качествами и свойствами, необходимым для производства бумаги.

Оборудование для производства бумаги включает в себя в первую очередь бумагоделательную машину. Это специальный агрегат, с помощью которого происходит как собственно производство бумажного полотна, так и его последовательное прессование, отделка и просушка. Эта машина состоит из трех основных частей – сеточной, сушильной и прессовки, — а также наката и каландра. Кроме того, в комплекте с ней идут емкости для смешивания компонентов и образования исходной массы, контрольно измерительные приборы, очистители, специальные насосы и устройства для переработки той продукции, которая была забракована.

Помимо бумагоделательного аппарата оборудование для производства бумаги включает в себя агрегаты, пройдя через которые исходный материал будет отличаться более высокой плотностью, лоском, гладкостью. Этим занимается так называемый суперкаландр, на выходе из которого можно получить бумагу более высокого качества. После него полученный материал попадает на резку, где он разрезается или сразу на листы нужного формата, или на огромные рулоны, которые поступают для упаковки в рулоноупаковочную машину.

Важной составляющей современного оборудования для производства бумаги являются разнообразные проклеичные машины, с помощью которых в исходное сырье вводятся разнообразные добавки, которые позволяют получить продукт с заранее заданными свойствами (влагонепроницаемость, повышенная прочность или упругость, сопротивляемость истиранию).

Метки: бумаги, производства

История бумаги. Эпохи развития — Все о бумаге

Памят­ник масте­рам-бумаж­ни­кам в немец­ком горо­де Цуплихе

После изоб­ре­те­ния бума­ги, а затем и искус­ства печа­ти в древ­нем Китае быст­ро уве­ли­чи­ва­лось коли­че­ство книг. К кон­цу XV века общее чис­ло книг в Китае соста­ви­ло 50 000 наиме­но­ва­ний в 700 000 томах1. Это пре­вы­си­ло общее чис­ло книг, суще­ство­вав­шее в то вре­мя, во всех дру­гих стра­нах мира.Остальной мир подот­стал. В Евро­пу про­из­вод­ство бума­ги при­шло прак­ти­че­ски через 15 веков после её появ­ле­ния в китай­ском куль­тур­ном про­стран­стве. Ско­рость дви­же­ния, таким обра­зом, соста­ви­ла око­ло 100 кило­мет­ров за 100 лет. 

Общую исто­рию бумаж­но­го про­из­вод­ства мож­но раз­де­лить на несколь­ко эпох и уви­деть их осо­бен­но­сти по несколь­ким признакам:

  • по гео­гра­фи­че­ско­му региону;
  • по осо­бен­но­стям тех­но­ло­гии и орга­ни­за­ции производства;
  • по тех­ни­ке, пре­иму­ще­ствен­но исполь­зо­вав­шей­ся для реа­ли­за­ции тех­но­ло­ги­че­ско­го процесса;
  • по сырью, исполь­зо­ван­но­му в про­из­вод­стве бумаги 

Про­фес­сор Ханс Хен­шел [1] выде­лил в исто­рии бумаж­но­го про­из­вод­ства пять эпох. Будем осно­вы­вать­ся на этой пери­о­ди­за­ции, допол­нив её новы­ми фактами.

Восточно-азиатская эпоха

Пер­вая эпо­ха — воз­ник­но­ве­ние изго­тов­ле­ния бума­ги в китай­ском куль­тур­ном про­стран­стве, Хен­шел её назвал восточ­но­ази­ат­ской эпо­хой рож­де­ния про­из­вод­ства бума­ги. Про­дол­жа­лась она до VIII века.

Место

Вре­мя пер­вых опы­тов про­из­вод­ства бума­ги раз­мы­то в про­стран­стве от Мон­го­лии до Тибе­та и Тай­лан­да. При этом, орга­ни­зу­ю­щее вли­я­ние китай­ской куль­ту­ры на наро­ды это­го реги­о­на бес­спор­но. Часто нача­ло про­из­вод­ства бума­ги свя­зы­ва­ет с име­нем Цай Луня и отно­сит его к 105 году. Мы, зная о более позд­них наход­ках, долж­ны отне­сти исто­ки про­из­вод­ства бума­ги на более ран­ний пери­од во II век до нашей эры. А может быть, это про­изо­шло и рань­ше, точ­ных дан­ных нет, а кос­вен­ные вполне допус­ка­ют нача­ло изго­тов­ле­ния бума­ги на 600 лет до Цай Луня.

В первую эпо­ху, с одной сто­ро­ны, суще­ство­ва­ла стро­гая ази­ат­ская сек­рет­ность о спо­со­бе про­из­вод­ства, с дру­гой, извест­но об экс­пор­те бума­ги из Китая во мно­гие сопре­дель­ные стра­ны. Уме­ние изго­тав­ли­вать бума­гу рас­про­стра­ня­лось преж­де все­го на восток, в Корею (II-III век нашей эры) и Япо­нию (нача­ло про­из­вод­ства зафик­си­ро­ва­но доку­мен­таль­но- 610 год).

Про­из­вод­ство бума­ги на китай­ской миниатюре
Техника и технология

Про­из­вод­ство бума­ги, как про­цес­са полу­че­ния бумаж­но­го листа из измель­чён­ных при­род­ных мате­ри­а­лов при содей­ствии воды и меха­ни­че­ско­го воз­дей­ствия, акти­ви­ру­ю­ще­го измель­чён­ную волок­ни­стую суб­стан­цию, начав­ше­е­ся в первую эпо­ху, пред­став­ля­ет­ся выда­ю­щим­ся открытием.

В эту эпо­ху пер­во­на­чаль­но бума­гу про­из­во­ди­ли с помо­щью, так назы­ва­е­мо­го, “пла­ва­ю­ще­го сита”. По это­му спо­со­бу фик­си­ро­ван­ное коли­че­ство волок­ни­стой мас­сы нали­ва­лось в фор­му, частич­но погру­жён­ную в воду. Фор­ма пред­став­ля­ла собой дере­вян­ную раму с натя­ну­той на неё гру­бой тка­нью. После того, как вода сте­ка­ла, про­из­во­ди­лась суш­ка тка­ни с бума­гой на ней, после чего лист сни­мал­ся с ткани.

Поз­же появил­ся спо­соб с исполь­зо­ва­ни­ем “чер­па­ю­ще­го сита”. В нём исполь­зу­ет­ся гиб­кая съём­ная сет­ка, кото­рая погру­жа­ет­ся чер­паль­щи­ком в ван­ну (чан), запол­нен­ный волок­ни­стой мас­сой, сет­ка зачер­пы­ва­ет волок­но и, после сво­бод­но­го сте­ка­ния воды, мок­рый лист сни­ма­ет­ся с сет­ки и пере­но­сит­ся на дру­гую поверх­ность для прес­со­ва­ния и суш­ки. Этот спо­соб про­из­вод­ства впо­след­ствии рас­про­стра­нил­ся более широ­ко, хотя в ази­ат­ских стра­нах до сих пор оста­лись мастер­ские с руч­ным отли­вом “пла­ва­ю­щим ситом”.

Руч­ной отлив с помо­щью “чер­па­ю­ще­го” сита в совре­мен­ной мастер­ской. За рабо­той черпальщик

Для измель­че­ния сырья исполь­зо­ва­лась вна­ча­ле руч­ная сту­па, а позд­нее тол­чея с нож­ным приводом. 

Это эпо­ха руч­но­го отли­ва. Ремеслом изго­тов­ле­ния бума­ги зани­ма­лись семья­ми, исполь­зуя свои дома и дворы. 

Сырьё

Как уже отме­ча­лось в нашем пред­у­ду­щем посте, сырьём для бума­ги в раз­ных реги­о­нах Китая, в Корее, Япо­нии слу­жи­ли раз­ные рас­ти­тель­ные мате­ри­а­лы. Это были кора и луб туто­во­го дере­ва (шел­ко­ви­цы), коко­ны туто­во­го шел­ко­пря­да (их сле­ду­ет отне­сти к живот­но­му про­ис­хож­де­нию) , моло­дые побе­ги бам­бу­ка, коноп­ля, ста­рые рыбо­лов­ные сети, обрез­ки шёл­ка. В Китае ещё в древ­но­сти испи­сан­ную бума­гу исполь­зо­ва­ли повтор­но, как мы теперь исполь­зу­ем маку­ла­ту­ру. Сбор исполь­зо­ван­ной бума­ги счи­тал­ся, как сей­час бы ска­за­ли, бого­угод­ным делом. 

Корей­цы и япон­цы позна­ко­ми­лись с бума­гой из Китая в каче­стве носи­те­ля буд­дист­ских тек­стов. Япон­цы про­из­во­ди­ли бума­гу пер­во­на­чаль­но из коноп­ли, позд­нее ста­ли исполь­зо­вать луб кустарников:кодзо и гам­пи, мат­су­ма­та и дру­гих растений. 

Важ­но отметьть, что и в эпо­ху зарож­де­ния про­из­вод­ства бума­ги в Китае и, как уви­дим даль­ше, в сред­не­ве­ко­вую эпо­ху про­из­вод­ства бума­ги в Евро­пе, и в наше вре­мя, бума­га встре­ча­ет­ся в сво­ём раз­ви­тии с ткачеством. 

Опре­де­лён­но уста­нов­ле­но, что ути­ли­за­ция тря­пья и отхо­дов шёл­ка в древ­нем Китае нача­лась при­мер­но на 600 лет рань­ше, чем нача­лось про­из­вод­ство бума­ги по Цай Луню [2]. Это ещё одно сви­де­тель­ство того, что бума­гу изго­тав­ли­ва­ли до него.

Арабо-мавританская эпоха

Вто­рая эпо­ха ара­бо – мав­ри­тан­ская (VIII-XI века) насту­пи­ла бла­го­да­ря рас­цве­ту куль­ту­ры этих наро­дов, кото­рые зани­ма­ли тер­ри­то­рию от южной Испа­нии до запад­ной гра­ни­цы Китая, вклю­чая север Афри­ки. бума­га ста­ла широ­ко рас­про­стра­нять­ся на араб­ском восто­ке: в Йемене, Егип­те, Сирии, Пале­стине, а затем, так как ара­бы вла­де­ли Ира­ком, Алжи­ром, Туни­сом, Марок­ко бума­га при­шла и туда. Исполь­зо­ва­ли сна­ча­ла экс­пор­ти­ру­е­мую из Китая бума­гу. С помо­щью плен­ных китай­ских масте­ров уже в VIII веке в Самар­кан­де ста­ли про­из­во­дить свою бума­гу. Счи­та­ет­ся, что это про­изо­шло при сле­ду­ю­щих обсто­я­тель­ствах. В сере­дине вось­мо­го века на одной из рек в Тур­ке­стане, почти у самых гра­ниц Китая, про­изо­шло жесто­кое сра­же­ние меж­ду китай­ски­ми и араб­ски­ми вой­ска­ми. Китай­цы потер­пе­ли пора­же­ние, мно­гое из них попа­ли в плен. Сре­ди воен­но­плен­ных ока­за­лись зна­то­ки бумаж­но­го дела. В обмен на осво­бож­де­ние они научи­ли ара­бов выдел­ке бума­ги. Воз­мож­но пере­да­ча тех­но­ло­гии про­изо­шла как — то по — дру­го­му, ведь китай­цы, как и их бума­га, пере­дви­га­лись по мно­гим сопре­дель­ным странам.

Сырьё

В отсут­ствии при­выч­но­го волок­на луба шел­ко­ви­цы араб­ские бумаж­ни­ки нача­ли исполь­зо­вать­ся волок­на ста­рых льня­ных, пень­ко­вых и хлоп­ко­вых тряпок.

Араб­ский мир в 900 году

Изоби­лие бума­ги поз­во­ли­ло араб­ским хали­фам созда­вать огром­ные биб­лио­те­ки, насчи­ты­ва­ю­щие сот­ни тысяч руко­пи­сей. Араб­ская бума­га была высо­ко­ка­че­ствен­ной, в её тех­но­ло­гию был вне­сён ряд изме­не­ний. Про­из­во­ди­лась бума­га из тря­пья, кото­рое было в основ­ном из льна и коноп­ли и пень­ко­вых кана­тов. Была улуч­ше­на про­клей­ка бума­ги, усо­вер­шен­ство­ва­на тех­но­ло­гия крашения. 

В искус­стве кали­гра­фии и созда­ния узо­ров ара­бы оста­лись не превзойдёнными.

При­мер ста­рин­но­го араб­ско­го узора
Техника и технология

Счи­та­ет­ся, что ара­бы ста­ли пер­вы­ми исполь­зо­вать энер­гию живот­ных и водя­но­го коле­са для про­из­вод­ства бума­ги. Для измель­че­ния сырья исполь­зо­ва­ли мель­нич­ные жер­но­ва.

Исполь­зо­ва­лась отдел­ка поверх­но­сти с исполь­зо­ва­ни­ем мела, гип­са, таль­ка и крашение.

Уже в IX веке здесь про­из­во­ди­лись раз­лич­ные сор­та бума­ги белой и цвет­ной, гру­бой и тон­ко­го каче­ства, и для пись­ма и шёл­ко­вой бума­ги для голу­би­ной почты.

В 1100 году в горо­де Фесе (совре­мен­ный Тунис) уже было око­ло 400 бумаж­ных мельниц.

В 1035 году, посе­щая базар в Каи­ре, пер­сид­ский путе­ше­ствен­ник с удив­ле­ни­ем писал, что повсю­ду това­ры заво­ра­чи­ва­ют­ся в бумагу.

Араб­ская бума­га появи­лась в кон­це-кон­цов в Европе. 

Средневековая эпоха

Тре­тья эпо­ха — (с XII века): сред­не­ве­ко­вая – интен­сив­ное раз­ви­тие про­из­вод­ства бума­ги в Европе.

Мед­лен­ное рас­про­стра­не­ние бума­ги – при­мер­но 100 км за 100 лет, толь­ко частич­но мож­но объ­яс­нить засек­ре­чен­но­стью тех­но­ло­гии в Китае. Ска­за­лась предубеж­дён­ность, недо­ве­рие к ново­му мате­ри­а­лу. Не сра­зу поня­ли, что такой, с виду хруп­кий, лёг­кий, не солид­ный мате­ри­ал может заме­нить пер­га­мент. В Евро­пе, напри­мер, после нача­ла про­из­вод­ства бума­ги ещё несколь­ко веков парал­лель­но исполь­зо­вал­ся пер­га­мент. Ещё в VII веке появ­ля­ют­ся зако­ны, обя­зы­ва­ю­щие при напи­са­нии госу­дар­ствен­ных доку­мен­тов исполь­зо­вать пер­га­мент. Дол­гое вре­мя запре­ща­лось исполь­зо­вать бума­гу в судо­про­из­вод­стве. Это спо­соб­ство­ва­ло ухо­ду от папи­ру­са, но под­дер­жи­ва­ло предубеж­де­ние к бума­ге. При этом пап­ская кан­це­ля­рия дол­го не при­зна­ва­ла пер­га­мент и поль­зо­ва­лась папирусом.

Потреб­но­сти в дешё­вом мате­ри­а­ле для пись­ма или быто­вых нужд в Евро­пе сфор­ми­ро­ва­лась позд­нее. Биб­лио­тек в 20–30 тысяч руко­пи­сей, как в Егип­те, в Евро­пе не было. Здесь ред­ко­стью были собра­ния в 500 – 1000 пер­га­мент­ных свит­ков. Кни­га была огром­ной цен­но­стью. Извест­ны слу­чаи, когда кни­ги для сохран­но­сти при­ко­вы­ва­лись цепью к стене цепя­ми. Часто вла­дель­цы един­ствен­ной кни­ги ука­зы­ва­ли в заве­ща­нии, кому из наслед­ни­ков она долж­на быть передана.

И это не уди­ви­тель­но. Евро­пей­цы зани­ма­лись бес­ко­неч­ны­ми меж­до­усоб­ны­ми раз­бор­ка­ми, ска­зы­вал­ся гнёт инкви­зи­ции. Кни­ги писа­ли на пер­га­мен­те, да к тому же на латин­ском язы­ке. Кре­стьяне, ремес­лен­ни­ки, да и боль­шин­ство пред­ста­ви­те­лей выс­ших клас­сов не утруж­да­ли себя грамотностью.

Так как юг Испа­нии и Сици­лия при­над­ле­жал араб­ско­му миру, здесь раз­ви­ва­лась мав­ри­тан­ская куль­ту­ра и при­ве­зе­на была араб­ская тех­но­ло­гия про­из­вод­ства бума­ги. В XII веке на юго-восто­ке Ката­ло­нии, в обла­сти Вален­сии и южных про­вин­ци­ях Бар­се­ло­ны воз­ник­ли бумаж­ные мель­ни­цы и ману­фак­ту­ры. Бума­га про­из­во­ди­лась из коноп­ли и тек­стиль­ной ветоши.

Техника и технология

Для меха­ни­че­ской обра­бот­ки воло­кон, пер­во­на­чаль­но исполь­зо­ва­лась тол­чея или молот­ко­вая мель­ни­ца. Для при­во­да мель­ни­цы исполь­зо­ва­лось водя­ное коле­со и ино­гда сида лоша­ди. Тол­чея поз­во­ля­ла полу­чать луч­шую раз­ра­бот­ку воло­кон по срав­не­нию с исполь­зо­вав­шей­ся ара­ба­ми мель­ни­цей с камен­ны­ми жерновами.

Тол­чея с при­во­дом от водя­но­го колеса

В XIII веке нача­лось про­из­вод­ство бума­ги в Ита­лии, хотя, по край­ней мере, сто­ле­тие до это­го она при­во­зи­лась в стра­ну торговцами. 

Такое поло­же­ние, когда бума­га уже мно­гие годы в стране исполь­зо­ва­лась, но не про­из­во­ди­лась харак­тер­но для Евро­пы. Меж­ду вре­ме­нем нача­ла исполь­зо­ва­ния бума­ги и вре­ме­нем нача­ла изго­тов­ле­ния в стране соб­ствен­ной бума­ги про­хо­ди­ло 100–300 лет.

 В наше время больше половины стран не производят бумагу, покупая её у других 109-и государств - производителей бумаги и картона. 

Вли­я­ние ита­льян­цев на раз­ви­тие про­из­вод­ства бума­ги ока­за­лось очень про­дук­тив­ным. Ара­бы исполь­зо­ва­ли пше­нич­ный (воз­мож­но и рисо­вый) крах­мал для про­клей­ки бума­ги, ита­льян­цы ста­ли исполь­зо­вать живот­ный клей, что поз­во­ли­ло полу­чать новое каче­ство (изно­со­стой­кость, барьер­ность по отно­ше­нию к воде).

В Ита­лии впер­вые ста­ли исполь­зо­вать тол­чею с при­во­дом от водя­но­го коле­са, для измель­че­ния сырья. Здесь были сфор­му­ли­ро­ва­ны тре­бо­ва­ния к бума­ге, пра­об­раз стан­дар­тов, по про­из­во­ди­мым фор­ма­там, исполь­зо­ва­нию водя­ных зна­ков, каче­ству, коли­че­ству листов в сто­пах, штрафам. 

Ита­льян­цы пер­вы­ми ста­ли исполь­зо­вать водя­ной знак.В Боло­нье была най­де­на бума­га с водя­ным зна­ком 1282 года изго­тов­ле­ния [2]. По дру­гим дан­ным [3] пер­вый опи­сан­ный водя­ной знак полу­чен в 1271 году на бума­ге, изго­тов­лен­ной на бумаж­ной фаб­ри­ке Фаб­ри­а­но. Водя­ной знак стал отли­чи­тель­ной осо­бен­но­стью евро­пей­ской бума­ги. Бла­го­да­ря нали­чию водя­но­го зна­ка, до сих пор уда­ёт­ся дати­ро­вать мно­гие куль­тур­но-исто­ри­че­ские документы. 

При­мер­но так выгля­де­ли пер­вые водя­ные зна­ки (фили­гра­ни) в бумаге

Здесь отме­тим, что пер­вые водя­ные зна­ки были свет­лы­ми по отно­ше­нию к полю бума­ги. В месте водя­но­го зна­ка, исполь­зо­ван­ная для его полу­че­ния про­во­ло­ка (фили­грань), созда­ва­ла более тон­кие места в бума­ге, кото­рые на про­свет выгля­де­ли белыми.

Сет­ка с закреп­лён­ной на ней фили­гра­нью — фор­мой водя­но­го зна­ка в виде фигур­ной проволоки
 В 1818 году в России, на бумажной фабрике Экспедиции заготовления государственных бумаг (теперь это "Гознак"), впервые получили водяной знак с переменной оптической плотностью (многотоновый). Это было достигнуто штамповкой сетки на которой отливалась бумага с получением разноуровневого рельефа на сетке. 
Совре­мен­ный водя­ной знак в бума­ге Гозна­ка (порт­рет изоб­ре­та­те­ля метал­ло­граф­ской печа­ти Орло­ва И. И. (1861–1928). Свет­лая часть — фили­грань, порт­рет — мно­го­то­но­вый водя­ной знак

Ита­льян­цы, а вслед за ними и дру­гие евро­пей­цы, дол­гое вре­мя счи­та­ли, что бума­гу изоб­ре­ли в Ита­лии, в местеч­ке Фаб­ри­а­но. В сред­ние века в Фаб­ри­а­но рабо­та­ло око­ло 40 пред­при­я­тий по изго­тов­ле­нию бумаги.

И хотя к XV веку бумаж­ное про­из­вод­ство осво­и­ли в боль­шин­стве стран Евро­пы, ита­льян­ская бума­га всё ещё доми­ни­ро­ва­ла на рын­ке Европы.

В резуль­та­те тех­ни­че­ских и тех­но­ло­ги­че­ских ново­вве­де­ний к XVII веку ста­ли поль­зо­вать­ся боль­шим спро­сом фран­цуз­ская, англий­ская и гол­ланд­ская бума­га. В зна­чи­тель­ной сте­пе­ни это­му спо­соб­ство­ва­ло появ­ле­ние в Гол­лан­дии устрой­ства для раз­мо­ла — гол­лан­де­ра (позд­нее его ста­ли назы­вать рол­лом). Нем­цы задер­жа­лись с внед­ре­ни­ем рол­лов на сво­их мель­ни­цах — в резуль­та­те про­иг­ра­ли в каче­стве бумаги.

Первые бумажные производства в различных регионах и годы их появления

  • Испа­ния, Кса­ти­ва 1144 г
  • Ита­лия, Фаб­ри­а­но 1276 г
  • Сици­лия 1230‑е годы
  • Фран­ция, Труа 1348 г
  • Гер­ма­ния, Нюрн­берг 1390 г
  • Швей­ца­рия 1432 г
  • Пор­ту­га­лия, Лей­риа 1441 г
  • Поль­ша, Гданьск 1473 г
  • Англия, Сил 1494 г
  • Лит­ва, Виль­на 1524 г
  • Рос­сия, Под­мос­ко­вье (Иван­те­ев­ка) в 1560‑х годах
  • Шве­ция, Сток­гольм 1565 г
  • Дания, Хер­ри­свад 1573 г
  • Гол­лан­дия, Доор­д­рехт 1586 г
  • Фин­лян­дия, Тома­с­бо­ле 1667 г
  • США, Джер­ман­та­ун, Пен­силь­ва­ния 1690 г
  • Нор­ве­гия, Бент­се 1695 г 

Начи­ная с XVI века про­из­вод­ство бума­ги в Евро­пе ста­ло рас­цве­тать. Это­му спо­соб­ство­ва­ло несколь­ко обстоятельств:

В сере­дине XV в немец­ком горо­де Майн­це Юха­не­сом Гутен­бер­гом изоб­ре­тён спо­соб “искус­ствен­но­го пись­ма”- печа­ти с литер­ным набо­ром. И хотя печать вна­ча­ле дере­вян­ны­ми, а затем гли­ня­ны­ми лите­ра­ми был изоб­ре­те­на в Китае за 400 лет до Гутен­бер­га [3], это повтор­ное, евро­пей­ское изоб­ре­те­ние, вско­ре потре­бо­ва­ло бума­гу для печа­ти и в боль­ших коли­че­ствах. Кро­ме того, бла­го­да­ря Рефор­ма­ции воз­ник спрос на соот­вет­ству­ю­щую лите­ра­ту­ру. Нако­нец, воз­ник­ла поч­та и она, в отли­чии от нынеш­ней, элек­трон­ной, не мог­ла обхо­дить­ся без бумаги. 

И хотя 30-лет­няя вой­на в Евро­пе в 1618–1648 гг затор­мо­зи­ла раз­ви­тие тех­ни­ки в целом, стро­и­тель­ство новых мель­ниц было не оста­но­вить. В XVIII веке мель­ниц ста­ло боль­ше, чем до вой­ны и появи­лись более круп­ные про­из­вод­ства — мануфактуры.

Сырьё

В исто­рии бума­ги сбор и пере­ра­бот­ка тря­пья зани­ма­ют важ­ное место в сред­не­ве­ко­вой эпохе.

В XVII веке на бумаж­ных мель­ни­цах и ману­фак­ту­рах стал обна­ру­жи­вать­ся дефи­цит сырья. Хотя были пред­при­ня­ты попыт­ки зако­но­да­тель­но обес­пе­чить сбор быв­шей в упо­треб­ле­нии одеж­ды и при­ни­ма­лись меры поощ­ре­ния сбор­щи­ков. Ста­ло оче­вид­но, что бумаж­ные мель­ни­цы не могут быть обес­пе­че­ны сырьём, а потреб­ность в бума­ге всё увеличивалась.

Жен­щи­ны на сор­ти­ров­ке с ножа­мид­ля пред­ва­ри­тельн­го измель­че­ния тряпья 

Для бумаж­ни­ков воз­ник­ла серьёз­ная про­бле­ма нехват­ки сырья для производства.

Посте­пен­но, уже начи­ная с XVI века ста­ли появ­лять­ся пред­ло­же­ния о новых источ­ни­ках сырья. В поис­ках, как тогда выра­жа­лись, сур­ро­га­тов, вспо­ми­на­ли ста­ри­ну, когда исполь­зо­ва­ли листья, кору дере­вьев. Ухо­ди­ли в сто­ро­ну, про­буя делать бума­гу с асбе­стом (1685 г , англи­ча­нин E.Lloid), c добав­ле­ни­ем тра­вы, сена, соло­мы, кра­пи­вы, бобо­вых рас­те­ний и т.д. (немец­кий пас­тор J.C. Schaffer,1760‑е годы), кото­рый был одно­вре­мен­но извест­ным в то вре­мя иссле­до­ва­те­лем элек­тро­про­вод­но­сти, извест­ны его тру­ды по бота­ни­ке и зоо­ло­гии. Шаф­фер иссле­до­вал свы­ше 50 материалов.

В пер­вой поло­вине XVIII века Louis Piette (Дил­лин­ген, Гер­ма­ния) иссле­до­вал 300 рас­те­ний в поис­ках сур­ро­га­тов, при­год­ных для про­из­вод­ства бумаги.В 1838 году вышла его кни­га со 160‑ю образ­ца­ми бума­ги. Кни­га была напе­ча­та­на на бума­ги из соло­мы. Такие слу­чаи печа­ти книг с добав­ле­ни­ем соло­мы, тра­вы, кра­пи­вы, водо­рос­лей и дру­гих мате­ри­а­лов были не еди­нич­ны. Эти поис­ки при­ве­ли к созда­нию деко­ра­тив­ных видов бума­ги, бума­ги для обоев.

Бума­га из соло­мы в сере­дине XVIII века ста­ла про­из­во­дить­ся в Гер­ма­нии, Фран­ции, Бель­гии и дру­гих странах.

У сто­рон­ни­ков заме­ны тря­пья в бума­ге были и про­тив­ни­ки. Когда Rene Reaumur в 1719 году в Париж­ской Ака­де­мии наук, гово­рил о целе­со­об­раз­но­сти исполь­зо­ва­нияя измель­чён­ной дре­ве­си­ны для про­из­вод­ства бума­ги, при­во­дя в при­мер искус­ство ос, делать бума­го­по­доб­ный мате­ри­ал и стро­ить из него гнёз­да — отве­том был смех слу­ша­те­лей. Про­тив были так же мно­го­чис­лен­ные вла­дель­цы бумаж­ных мельниц.

Ролл для раз­мо­ла бумаж­ной массыРоль­ный цех круп­но­го производства

Всё же созна­ние людей посте­пен­но меня­лось, креп­ло пони­ма­ние того, что тра­ди­ци­он­ное про­из­вод­ство бума­ги с помо­щью чана и сита идёт навстре­чу переменам.

Наря­ду с госу­дар­ством и цер­ко­вью, актив­ным твор­цом исто­рии, стал граж­да­нин. Граж­дан­ские инте­ре­сы тре­бо­ва­ли книг, жур­на­лов, газет. Бума­га руч­но­го чер­па­ния не мог­ла про­из­во­дить­ся в тре­бу­е­мом количестве.

Машинный способ производства. Четвёртая эпоха

Чет­вёр­тая эпо­ха – это пери­од ста­нов­ле­ния машин­но­го спо­со­ба про­из­вод­ства бума­ги, когда были изоб­ре­те­ны и быст­ро внед­ре­ны мно­гие осно­во­по­ла­га­ю­щие про­цес­сы и ори­ги­наль­ные виды оборудования.

Пер­вые три эпо­хи, вплоть до XVIII века охва­ты­ва­ют руч­ной отлив бума­ги в виде листов. С XIX века начи­на­ет­ся чет­вёр­тая эпо­ха-эпо­ха машин­но­го спо­со­ба про­из­вод­ства бумаги.

Рождение машинного способа производства бумаги

В 1799 году, рабо­тав­ший на пред­при­я­ти­ях печат­но­го и изда­тель­ско­го дома Дидо (Didot), в кото­рый вхо­ди­ла и бумаж­ная мель­ни­ца (по дру­гим дан­ным (2) это была ману­фак­ту­ра) в Эссене под Пари­жем Нико­лас — Луис Робер ( Nikolas — Louis Robert) полу­чил патент на агре­гат по изго­тов­ле­нию полот­на бума­ги, сма­ты­ва­ю­ще­го­ся в рулон. Это был весь­ма энер­гич­ный моло­дой чело­век, к тому вре­ме­ни побы­вав­ший на воен­ной служ­бе. У Дидо он рабо­тал бух­гал­те­ром, cмот­ри­те­лем и мастером.

Нико­лас — Луис Робер изоб­ре­то­тель пер­вой бумаж­ной маши­ны (1771–1820)

Изоб­ре­те­ние Робе­ра (о нём ещё инфор­ма­ция в нашем посте здесь), как гово­ри­ли: ” убра­ло сет­ку из рук чер­паль­щи­ка, из рук валяль­щи­ка сук­но и лист бума­ги из рук укладчика”. 

На самом деле, маши­на лик­ви­ди­ро­ва­ла эти про­фес­сии, но воз­ник­ли дру­гие и бума­га всё ещё, на раз­ных ста­ди­ях её про­из­вод­ства, про­дол­жа­ла дела­лать­ся бук­валь­но рука­ми масте­ров — бумаж­ни­ков, кото­рые в кон­так­те с бумаж­ной мас­сой а затем бума­гой ещё дол­гое вре­мя оце­ни­ва­ли её каче­ство и управ­ля­ли таким обра­зом про­цес­сом производства.  

Пер­вое непре­рыв­ное полот­но на сво­ей машине в Эссене Робер полу­чил в 1800 году оно было дли­ной око­ло 5 мет­ров и име­ло шири­ну 60 см.

Две эпо­хи, почти до XII века – вре­мя про­из­вод­ства, бази­ро­вав­ше­го­ся на энер­гии чело­ве­че­ских муску­лов, на сме­ну кото­рым, посте­пен­но при­хо­дит энер­гия воды и вет­ра на бумаж­ных мель­ни­цах и ману­фак­ту­рах, при­во­дя­щая в дей­ствие тол­чеи для обра­бот­ки волокон. 

При этом, несмот­ря на то, что машин­ный спо­соб про­из­вод­ства бума­ги воз­ник в самом нача­ле XIX века, вплоть до 1878 года в Евро­пе, а в Англии и Рос­сии до более позд­не­го вре­ме­ни, бума­га про­из­во­ди­лась как руч­ным так и машин­ным способом. 

Пер­вая про­мыш­лен­ная бума­го­де­ла­тель­ная маши­на появи­лась в 1803 году, бла­го­да­ря инте­ре­су, про­яв­лен­но­му лон­дон­ски­ми тор­гов­ца­ми бума­ги бра­тья­ми Фурд­ри­нье (Fourdrinier). Они при­влек­ли инже­не­ра Брай­я­на Дон­ки­на к реа­ли­за­ции про­ек­та на базе маши­ны Робе­ра. В исто­рии оста­лось наиме­но­ва­ние машин с плос­кой сет­кой как “фурд­ри­нер”. Дон­кин за 20 лет выпу­стил 38 длин­но­се­точ­ных машин. Маши­ны стро­и­лись всё боль­шей шири­ны, ско­ро­сти полу­че­ния бумаж­но­го полот­на увеличивались. 

Кро­ме плос­ко­се­точ­ных машин появи­лись и до сих пор суще­ству­ют и круг­ло­се­точ­ные (цилин­дро­вые) маши­ны. Изоб­ре­та­те­лей цилин­дро­вых машин было несколь­ко. Пер­вы­ми были англи­чане Джо­зеф Бра­мах в 1805 году, Джон Дикин­сон в 1809 году. Дикин­сон был пер­вым созда­те­лем цилин­дро­вой маши­ны с погру­жен­ным в ван­ну с бумаж­ной мас­сой сеточ­ным цилиндром.

Цилин­дро­вая бума­го­де­ла­тель­ная маши­на Дикинсона

Производство бумаги из древесины. Пятая эпоха

Начи­на­лось про­из­вод­ство бума­ги на осно­ве лубя­ных воло­кон шел­ко­ви­цы, бам­бу­ко­во­го дере­ва, обрез­ков про­из­вод­ства шёл­ка. Потом тех­но­ло­гия про­из­вод­ства бума­ги из дре­вес­ных воло­кон усту­пи­ла место тех­но­ло­гии пере­ра­бот­ки тря­пья хол­що­во­го и хлоп­ча­то­бу­маж­но­го. Уже с VIII века пре­об­ла­да­ет пере­ра­бот­ка тря­пья из пень­ки, коноп­ли, льна. Такая сырье­вая ситу­а­ция сохра­ня­ет­ся вплоть до XIX века. 

В послед­ней чет­вер­ти XIX века в про­из­вод­стве бума­ги насту­пи­ла эпо­ха в кото­рую про­из­вд­ство бума­ги осно­вы­ва­ет­ся на исполь­зо­ва­нии дре­вес­но­го сырья. При этом созда­ёт­ся ряд новых тех­но­ло­ги­че­ских реше­ний и новых видов обо­ру­до­ва­ния, кото­рые поз­во­ли­ли полу­чать новые свой­ства бума­ги и кар­то­на, а глав­ное, суще­ствен­но повы­си­ли про­из­во­ди­тель­ность оборудования.

Попросту говоря, продукция из чана (т.е. ручного отлива) основана на тряпье, а машинная на древесине.Таким образом "новое" сырье - это возврат к "старейшему" с которого и начиналась история бумаги, к древесине.

В 1806 году появи­лась пуб­ли­ка­ция Илли­га (Illig Moritz Friedrich) из Гер­ма­нии о про­клей­ке бума­ги не с поверх­но­сти, как до сих пор, а в бумаж­ной мас­се. Это так назы­ва­е­мая масс­ная смо­ля­ная про­клей­ка. Она сме­ни­ла про­клей­ку желатином.

Древесная масса

В 1840‑х годах немец­кий мастер ткац­ко­го про­из­вод­ства Фри­дрих Кел­лер (Keller Fridrich Gottlob) при­ду­мал спо­соб измель­че­ния дре­ве­си­ны путём исти­ра­ния её на шеро­хо­ва­той поверх­но­сти кам­ня. С помо­щью бумаж­ни­ка Ген­ри­ха Вол­те­ра и меха­ни­ка Иоха­на Фой­та в 1848 году они сде­ла­ли пер­вый про­мыш­лен­ный дефи­брёр. С это­го момен­та появи­лась воз­мож­ность уве­ли­чи­вать содер­жа­ние дре­вес­но­го сырья в бума­ге. ДДМ — дефи­брёр­ная дре­вес­ная мас­са была един­ствен­ным видом дре­вес­ной мас­сы до сере­ди­ны 60‑х годов XX века. 

Схе­ма дефи­брё­ра в XX веке. Балан­сы дре­ве­си­ны (корот­кие брёв­на после окор­ки, загру­жа­ют­ся в шах­ту дефи­брё­ра и цепя­ми при­жи­ма­ют­ся к вра­ща­ю­ще­му­ся кам­ню. В зону при­жи­ма пода­ёт­ся вода. Дре­вес­ная мас­са отво­дит­ся из ван­ны снизу.

Выход дре­вес­ной мас­сы из дре­ве­си­ны состав­ля­ет 93–98%, т. е. дре­ве­си­на исполь­зу­ет­ся почти полностью.

При спо­со­бах полу­че­ния дре­вес­ной мас­сы, соче­та­ю­щих теп­ло­вую и хими­че­скую обра­бот­ку с меха­ни­че­ской, в рас­твор пере­хо­дит до 15% веще­ства дре­ве­си­ны. Каче­ство полу­ча­е­мой дре­вес­ной мас­сы при этом различно.

В 60–70‑х годах ХХ века были раз­ра­бо­та­ны и полу­чи­ли про­мыш­лен­ное при­ме­не­ние новые виды дре­вес­ной мас­сы с ком­би­ни­ро­ван­ной обра­бот­кой: тер­мо-меха­ни­че­ская, хими­ко-тер­мо­ме­ха­ни­че­ская и дру­гие. Раз­ви­ва­лись спо­со­бы сор­ти­ро­ва­ния и отбел­ки дре­вес­ной массы.

Целлюлоза

В 1853 годах фран­цуз Мел­лир (Mellir) взял патент на спо­соб полу­че­ния основ­но­го ком­по­нен­та дре­ве­си­ны — цел­лю­ло­зы при высо­ко­тем­пе­ра­тур­ной обра­бот­ке (вар­ке) соло­мы в кау­сти­че­ской соде. Почти одно­вре­мен­но, в 1853–1854 годах, англи­ча­нин Уатт (Watt) и аме­ри­ка­нец Бфр­джесс полу­чи­ли патен­ты на полу­че­ние цел­лю­ло­зы таким же спо­со­бом из дре­ве­си­ны. Это было нача­ло щелоч­но­го (натрон­но­го) спо­со­ба про­из­вод­ства целлюлозы.

В 1866–1872 гг несколь­ки­ми авто­ра­ми был открыт суль­фит­ный спо­соб полу­че­ния цел­лю­ло­зы, в 1879 году суль­фат­ный способ.

Цел­лю­ло­за, в отли­чии от дре­вес­ной мас­сы, поз­во­ля­ла про­из­во­дить более проч­ную бума­гу и в соче­та­нии с дре­вес­ной мас­сой были полу­че­ны новые виды бума­ги и изде­лий с новы­ми свойствами.

Парал­лель­но с изме­не­ни­ем сырья раз­ви­вал­ся основ­ной агре­гат про­из­вод­ства бума­ги — бума­го­де­ла­тель­ная маши­на. После­до­ва­тель­но уве­ли­чи­ва­лось ско­рость рабо­ты машин, уве­ли­чи­ва­лась шири­на бумаж­но­го полот­на. Кро­ме машин с плос­кой сет­кой, появи­лись круг­ло­се­точ­ные, цилин­дро­вые маши­ны. На машине появи­лась прес­со­вая и сушиль­ная часть. 

В ХХ веке маши­но­стро­и­те­ли, кажет­ся достиг­ли пре­де­ла тех­ни­че­ских воз­мож­но­стей в ско­ро­сти и ширине бума­го­де­ла­тель­ных машин. Об этом мы гово­ри­ли здесь.

Современная эпоха

Совре­мен­ный пери­од про­из­вод­ства бума­ги и кар­то­на, начи­ная с кон­ца XX века, отли­ча­ет­ся осо­бен­но­стя­ми, свя­зан­ны­ми с мас­штаб­но­стью про­из­вод­ства. Объ­ём про­из­вод­ства бума­ги и кар­то­на в мире в пре­вы­сил 400 млн. тонн, при этом, при­рост в послед­ние годы состав­ля­ет свы­ше 2 млн тонн в год. Опре­де­ля­ю­щи­ми усло­ви­я­ми раз­ви­тия тех­но­ло­гии глу­бо­кой пере­ра­бот­ки дре­ве­си­ны являются:

  • рост цен на энергоносители;
  • рез­кое повы­ше­ние зна­чи­мо­сти биотоплива;
  • дефи­цит дре­ве­си­ны в Европе;
  • уве­ли­че­ние доли вто­рич­но­го (реку­пе­ри­ро­ван­но­го) волок­на. В Евро­пе эта доля пре­вы­си­ла долю пер­вич­но­го волок­на и соста­ви­ла 61 %;
  • суще­ствен­ное уве­ли­че­ние исполь­зо­ва­ния план­та­ци­он­ной древесины;
  • в усло­ви­ях обост­рив­шей­ся эко­ло­ги­че­ской ситу­а­ции воз­рас­та­ет роль воз­об­нов­ля­е­мых ресур­сов в эко­но­ми­ке и пред­ло­же­ние отрас­лей глу­бо­кой пере­ра­бот­ки дре­ве­си­ны – био­ре­фай­нинг дре­ве­си­ны, ста­но­вят­ся очень востребованными.  

Это раз­ви­тие при­схо­дит при уси­ле­нии свя­зей меж­ду сек­то­ра­ми про­из­вод­ства, зани­ма­ю­щи­ми­ся про­цес­са­ми глу­бо­кой меха­ни­че­ской, хими­че­ской и энер­ге­ти­че­ской пере­ра­бот­ки дре­ве­си­ны, созда­ние Лесо­про­мыш­лен­ных ком­плек­сов (ЛПК) с без­от­ход­ным про­из­вод­ством-раз­ви­тие тех­но­ло­гии био­ре­фай­нин­га древесины.

Ещё теп­лый рулон (там­бур) бума­ги, сня­тый с совре­мен­ной буммашины

Новые тех­ни­че­ские реше­ния раз­ви­ва­ют­ся при вза­и­мо­дей­ствии раз­лич­ных отрас­лей.

Инте­рес­ные резуль­та­ты уже полу­ча­ют­ся при вза­и­мо­дей­ствии про­из­во­ди­те­лей бума­ги и стро­и­тель­ны­ми отрас­ля­ми, отрас­ля­ми зани­ма­ю­щи­ми­ся про­дук­та­ми пита­ния, транс­пор­том, здо­ро­вьем и гиги­е­ной, ком­му­ни­ка­ци­я­ми и обме­ном инфор­ма­ци­ей, логистикой.

Бума­го­де­ла­тель­ные маши­ны осна­ща­ют­ся устрой­ства­ми, поз­во­ля­ю­щи­ми полу­чать бумаж­ное полот­но с исполь­зо­ва­ни­ем при­е­мов ткац­ко­го про­из­вод­ства-попе­реч­но­го пере­ме­ще­ния воло­кон. Такие тех­но­ло­гии полу­че­ния новых нетка­ных мате­ри­а­лов уже реа­ли­зо­ва­ны в про­мыш­лен­но­сти фир­ма­ми “Voith”,“Trutzschler”, “Andritz”. Об этом в сле­ду­ю­щих постах.

Отме­тим ещё раз, что из 251 стра­ны в наше вре­мя, бума­гу про­из­во­дят 109 стран. Круп­ней­шие из них по про­из­вод­ству бума­ги и кар­то­на по дан­ным (FAO) 2016 года (млн т):

Китай 108,5
США 71,8
Япо­ния 26,1
Гер­ма­ния 22,6
Корея 11,5
Бра­зи­лия 10,3
Кана­да 10,2
Фин­лян­дия 10,2
Шве­ция 10,1
Индо­не­зия 9,8

В Рос­сии в 2018 году (Рос­стат) про­из­ве­де­но око­ло 9 млн т бума­ги и картона.

Потреб­ле­ние бума­ги и кар­то­на на душу насе­ле­ния в мире око­ло 60 кг/т, при­мер­но столь­ко же в России.

Наши посты по исто­рии бумаги:

Исполь­зо­ван­ные источники:

  1. Hans Hentschel “Chemiche Technologie der Zellstoff- und Papierherstellung”, Fachbuchverlag, Leipzig, 1967, 722
  2. Hans – Jurgen Wolf “Geschichte des Papiers”, 2012, 1075
  3. Hannu Paulapuro “Papermaking Science and Technology”, Papery ja Puu Oy, Finland, 2008 
  4. И. Т. Мал­кин, Исто­рия бума­ги, М., Изд-во Ака­де­мии Наук СССР, 1940.https://www.booksite.ru/fulltext/malkin/index.htm

Мифы и факты о производстве и переработке бумаги и пластика

На международной арене действует некоммерческая организация Two Sides, продвигающая принципы устойчивого развития бумажной промышленности, которая работает с ложными заявлениями, касающимися влияния отрасли на окружающую среду. Речь о заявлениях, которые делают крупнейшие корпораций мира в своих интересах. С 2010 года 440 компаний удалили или изменили свои заявления о бумаге в результате обращения Two Sides [1]. В последнее время и в России активизировалось обсуждение влияния производства бумаги на окружающую среду, причем именно в контексте экологичности по отношению к пластику. Остановимся подробнее на мифах, которые встречаются в подобных заявлениях и публикациях.


Миф №1 Бумажная промышленность уничтожает леса

Для производства бумаги из первичной целлюлозы используется менее 15% заготавливаемого в России леса, в целом в мире этот показатель на уровне около 11%. Зачастую эта древесина относится к более низким сортам. Древесина более высокого качества обычно используется в других отраслях промышленности, таких как строительство и производство мебели. Остатки от обработки древесины – стружки, ветки, кора, также используются в качестве сырья для бумажной промышленности.

При этом стоит помнить, что более 50% волокна, используемого для производства бумаги в России, происходит из макулатуры. Этот показатель вырос за последние 15 лет в несколько раз, и продолжает увеличиваться. Созданные мощности уже позволяют перерабатывать порядка 4,5 миллионов тонн макулатуры. Даже если бы мы смогли собрать макулатуры больше, отрасль с легкостью увеличила бы существующие мощности. Пока же мы все больше импортируем макулатуру из других стран, так как 4 миллиона тонн макулатуры в России отправляется на полигоны.

В целом в России лесоводство движется к уровню соответствия принципам устойчивого развития, когда лесовосстановление будет увеличивать площади лесных земель. В Европе площадь леса увеличивается на площадь, эквивалентную 1,5 миллионам футбольных полей ежегодно.

Бумагу производят не только из древесины, но и из других растительных материалов — сельскохозяйственных отходов (например, жмых сахарного тростника, шелуха и солома), волокнистых культур и диких растений, такие как бамбук, кенаф, пенька, джут, лен, а также из отходов текстиля. Во многих странах отсутствуют запасы леса, но без бумаги они не остаются. В Китае, например, в 2022 году запустят фабрику мощностью 318 тыс. тонн целлюлозы из бамбука и 300 тыс. тонн бумаги-основы для санитарно-гигиенических изделий с инвестициями в 600 миллионов долларов [2].

 

Миф №2 Производство бумаги вредит окружающей среде, использует слишком много энергии и воды

Бумажная промышленность постоянно работает над оптимизацией своих производственных процессов и модернизацией оборудования. За последние 20 лет значительно сократилось ее воздействие на окружающую среду и эффективность производства.  Производство изделий из бумаги и картона в России, в том числе из макулатуры — высокоэффективная, современная и инновационная индустрия с относительно небольшим объемом вредных выбросов. Целлюлозно-бумажная промышленность России продолжает инвестировать большие средства в развитие производства, инновации, очистные сооружения. Конечно, не все фабрики в России современны и жизнеспособны в текущих условиях. В Китае такие фабрики просто закрывали в соответствии со стратегией государственного регулирования, направленной на стимулирование модернизации отрасли. Типичная современная бумагоделательная машина стоит до 350 млн долларов с объемами производства до 500 тыс. тонн бумаги в год, а скорость достигает 2000 метров в минуту. Производство бумаги полностью автоматизировано, сотни датчиков и сканеров обрабатывают процессы управления для различных параметров.

Как и во многих отраслях, в процессе производства бумаги большую роль играет вода. Большая часть воды, используемой в производстве бумаги очищается и возвращается в окружающую среду или повторно используется в процессе производства бумаги. При этом менее 15% используемой при производстве бумаги воды фактически потребляется конечной продукцией или теряется в результате испарения. Каждая фабрика выполняет установленные целевые показатели по водопользованию, а по мере развития технологий количество необходимой воды уменьшается, а степень очистки возрастает.

Любое промышленное производство требует энергии, и производство бумаги не исключение. Энергия используется для питания работы бумагоделательных машин и генерации тепла для высушивания бумаги после изготовления. Треть издержек на производство бумаги составляют энергозатраты, соответственно заводы стремятся обеспечить сокращение энергопотребления.

Если ориентироваться на выработку материалов по весу, то последние исследования показывают лидерство бумаги и прочих материалов по энергопотреблению в процессе производства в сравнению с пластиком [3]. Производство пластика из сырой нефти требует от 62 до 108 МДж/кг. Это намного выше, чем энергия, необходимая для производства многих других материалов, например, железа (из железной руды) требует 20-25 МДж/кг энергии, стекла (из песка и т. д.) 18–35 МДж/кг, бумаги (из древесины) 25– 50 МДж/кг. Когда же мы сравниваем конкретные изделия, например лоток для овощей из вспененного полистирола (состоящий на 98% из воздуха) и аналогичный по назначению лоток из формованной бумажной массы, то первый будет весить 0,5 грамма, а второй 26 граммов. Очевидно, что для производства полграмма материала потребовалось меньше энергии, однако проблема в том, как этот материал будет влиять на окружающую среду уже после производства и потребления, и как этот материал сделать частью циклической экономики, перерабатывая снова и снова. В случае с лотком из пенополистирола можно говорить о экономической нецелесообразности рециклинга, в том числе из-за перевозки 98% воздуха, а не ценного материала, а также о загрязнении прочих потоков вторсырья и окружающей среды.

 

Миф №3 Бумага невозобновляемый ресурс, потому что деревьев вырубается больше, чем вырастает

Бумага — самый ценный ресурс для циклической экономики. В Европе первичная целлюлоза при производстве тарного картона уже составляет всего 11%, остальное – макулатура. И Россия стремительно движется в том же направлении. Как уже упоминалось, бумага не является основной «первопричиной» заготовки леса. А при эффективном лесопользовании в соответствии с принципами устойчивого развития России удастся вслед за Европой решить проблемы в данной сфере.

Кроме того, как уже упоминалось ранее, лес не является единственным сырьем для производства бумаги.
Действительно невозобновляемым ресурсом является нефть, который рано или поздно закончится. А учитывая объемы добычи скорее рано. Не все знают, что производство пластика использует все больше нефти. Производство пластика в мире увеличилось с 15 миллионов тонн в шестидесятые годы до 311 миллионов тонн в 2014 году и, как ожидается, утроится к 2050 году, когда оно будет использовать 20% добываемой ежегодно нефти. По данным отчета Фонда Эллен Макартур уже сейчас производство пластика потребляет более 6% нефти каждый год [4]. Это уже не какие-то побочные продукты добычи нефти.

Поэтому кстати и говорить о вредности электромобилей и солнечных панелей также можно сколько угодно, другого выхода у нас в будущем не будет. А если нефть в любом случае закончится, так зачем мы занимаемся загрязнением окружающей среды в таком объеме сейчас.

С понятием «невозобновляемый ресурс» можно ознакомиться подробнее в Википедии, к сожалению только англоязычной [5]. В другой статье можно ознакомиться с данными о том, на сколько в каждой из стран хватит доказанных на сегодня запасов нефти при текущем уровне добычи [6]. Для России это 21 год. Даже если найдется ещё столько же запасов или в 2 раза больше, все равно это будет 40-60 лет, а затем только газ, и закупки нефти в Венесуэле, пока и она не закончится.

 

Миф №4 Самый неудачный выбор для покупок в магазине – бумажный пакет

В сети можно обнаружить несколько подобных утверждений: «хотя бумага и считается биоразлагаемым материалом, но кроме этого отчасти положительного свойства все остальные идут со знаком минус», «их [бумажных пакетов] единственный плюс — способность быстро разлагаться в естественной среде.» То есть преимущества бумажного пакета и бумажной упаковки в целом в виде, в том числе отсутствия проблем, которые мы получаем из-за того, что пластиковые пакеты и пластиковая упаковка не являются биоразлагаемыми — это всего лишь «отчасти положительные свойства». Абсолютно не ясно тогда, почему 69 стран ввели запрет, а ещё 33 ввели сбор на использование одноразовых пластиковых пакетов для покупок [7]. И это без учета отдельных территорий и муниципалитетов. В США это два штата Калифорния и Гавайи и уже более 200 муниципалитетов, а в ближайшем будущем еще больше, в том числе Нью-Йорк с 1 марта 2020 года [8]. Мусорный континент в четыре раза больше Японии в Тихом океане, пластик в нашей пище, в воде, в воздухе и в каждом из нас, переполненные полигоны с отходами пластика – это все те, видимо «отчасти негативные», отрицательные свойства пластика, с которыми сталкивается общество сегодня. Большая часть бутилированной воды в мире, продажи которой растут отчасти потому, что люди ищут альтернативы системам местного водоснабжения, теперь содержит частицы пластика. Исследование, проведенное в 2018 году, показало, что в 93 процентах проб бутилированной воды содержатся микрочастицы пластика [9]. Впрочем, в одной из последних статей Plastics Industry Association отмечается, что «в настоящее время нет доказательств того, что воздействие микропластика оказывает какое-либо негативное влияние на здоровье человека». А качество вышеназванного исследование поставлено под сомнение [10]. Действительно, пока мы можем только догадываться, к чему приведет накопление частиц пластика в нашем теле. Впрочем, в ассоциации согласны с тем, что частицы пластика, большие или маленькие, в воде содержаться не должны.

При выборе пакета для покупок нам предлагается закрыть глаза на то, что пластиковый мусор теперь захламляет каждую часть нашей планеты, от отдаленных частей Антарктики до самых глубоких океанских впадин, и сосредоточимся на данных по энергопотреблению при производстве бумаги: вот в чем действительно катастрофа, «слишком дорогая цена за биоразлагаемость». Для тех, кто имеет представление об отрасли производства и переработки бумаги, и существующем на сегодня загрязнении окружающей среды, это звучит просто смешно.

Кроме биоразлагаемости у бумаги масса других плюсов. Бумага в отличие от пластика может похвастаться исключительными экологическими характеристиками: это природный материал, не просто пригодный для вторичной переработки, но и самый перерабатываемый как в России, так и в мире, и поступает из бесконечно возобновляемого источника.

Никто не предлагает повсеместно заменять все пластиковые пакеты бумажными и всю пластиковую упаковку бумажной, это просто невозможно. Но и необоснованно распространять недостоверную информацию о бумажной упаковке, о производстве и переработке бумаги – это, мягко говоря, неправильно, в том числе по отношению к десяткам тысяч людей, которые каждый день трудятся для того, чтобы у всех нас была возможность читать книги, газеты и журналы, пользоваться салфетками, бумажными полотенцами, туалетной бумагой, получать товары в целостности и сохранности в бумажной упаковке, расплачиваться в магазине купюрами, писать записки, печатать документы и так далее.

 

Миф №5. Пластик легче бумаги, а значит логистика его возврата во вторичный оборот более выгодна, имеет меньший углеродный след

С точностью до наоборот при возврате тонны пластика во вторичный оборот транспортные издержки во много раз выше, чем у бумаги, так как требуется больше транспортных средств для перевозки из-за объема материала и его структуры. По этой самой причине ставки сбора операторов систем расширенной ответственности производителей в Европе на пластик гораздо выше, чем на бумагу. Например, в Нидерландах ставка на пластиковую упаковку по состоянию на 2019 год составляет 640 евро за тонну, на бумажную – 22 евро, разница в 29 раз [11].

Из-за трудности прессования пластиковой упаковки (основной объем – емкости, с довольно высокой жесткостью) логистика этого материала для рециклинга во много раз дороже, чем у бумажной упаковки, а не наоборот. И такие прямо противоположные логике аргументы не редкость в случае попыток «очернения» бумаги.

 

Миф №6. Для улучшения свойств бумаги в её состав добавляют полимеры и другую «химию», которая усложняет процесс вторичной переработки

Собственно, целлюлоза – это и есть полимер. Если же говорить о пластике, то его для улучшения свойств в бумагу не добавляют, если только речь не идет о производстве картонной упаковки для напитков и некоторых других видов бумаги, доля которых минимальна в общем объеме производства. В подавляющем числе случаев, никаких добавок, токсичных или усложняющих процесс вторичной переработки при производстве бумаги не используется, скорее полезные вроде карбоната кальция, но есть бумагу ради него все-таки не стоит. Но и отравления от поедания кусочков бумаги, на которых вы записали желание или другую секретную информацию, не произойдет.

Проблема добавок характерна с точностью до наоборот для пластика. Пластик содержит добавки, которые определяют его свойства, в том числе прочность, цвет и гибкость. Большинство из тысяч этих химических веществ никак не регулируется, зачастую никто не имеет понятия, кто какие добавки использует. И эти добавки свободно попадают во вторичный пластик, так как никто не знает, как их извлечь. Чистый пластик сам по себе не токсичен, однако токсичным признан ряд добавок, применение которых ограничено законодательно во многих странах. Так, Европейский союз и Соединенные Штаты Америки ограничили использование эфиров фталевой кислоты после того, как эти вещества были обнаружены в детских игрушках.

Пластиковая упаковка может содержать несколько защитных слоев и набор добавок, но переработать в соответствии с принципами циклической экономики можно лишь однотипный пластик. Таким образом, перерабатывать пластик нелегко, потому что, во-первых, существует множество различных типов материала, во-вторых, используется большое количество комбинаций этих материалов с добавлением сотен видов добавок. Это существенно снижает возможности переработки материала, а процент переработки остается низким даже в странах-лидерах по развитию циклической экономики.

Другой важной проблемой является тот факт, что большая часть потребительского пластика экономически нецелесообразно перерабатывать на основе только рыночных условий, без привлечения субсидий. Рост производства дешевого первичного пластика, в том числе из-за падения цен на нефть, еще больше подрывает аргумент о том, что переработка может разрешить кризис пластиковых отходов. Большая часть вторичного пластика уже не может конкурировать с первичным пластиком на рынке. За исключением бутылок из ПЭТ и ПЭВД, остальные пластиковые отходы зачастую оказываются бесполезны. Можно пытаться создать впечатление, что существует реальный способ перерабатывать большинство пластиковых отходов в новую продукцию, но на счет этого есть большие сомнения. Поэтому мы и слышим о перерабатываемости материалов, но фактического рынка для производства новых изделий по многим видам вторичного пластика не существует. В США, чтобы сделать заявление о том, что продукт подлежит вторичной переработке, согласно руководству Федеральной торговой комиссии, инфраструктура по сбору и дальнейшей переработке этого товара должна быть доступна по меньшей мере для 60 процентов потребителей, которым он продан [12].

В случае же с продукцией из макулатуры, главные рынки сбыта растут год к году в среднем на 5%, и по прогнозам этот рост будет сохраняться на обозначенном уровне или выше. Все марки макулатуры имеют спрос на рынке – как на внутреннем, так и на внешнем, если обработаны правильно. При этом все виды макулатуры перерабатываются одинаково — путем роспуска в воде на волокна, всё отличие лишь в скорости процесса, цвете (белый или небелый) и виде продукции (бумага, картон).

 

Принципиально проблему на стороне потребителя не решить. Конечно, необходимо использовать многоразовые сумки при покупках в магазинах, выбирать торговые сети и бренды, которые действительно способствуют развитию циклической экономики. Но, прежде чем заниматься сортировкой пластика, бумаги, стекла, металла, потребитель должен знать, какие виды вторсырья отбираются для переработки и действительно отправляются заводам-переработчикам в конкретном городе, регионе и кем, а какие отправляются на полигоны. Не стоит заниматься тем, что в мире называют «wish-recycling». Этот термин описывает ситуацию, когда, к примеру, человек отправляет в контейнер для пластика все его виды в надежде, что всему этому будет дана новая жизнь. От того, что все эти отходы отправлены «на переработку», возникает приятное чувство выполненного долга.  По факту же такая деятельность лишь мешает рециклингу, загрязняя сырье, которое действительно может стать новым товаром.

Главное, что движет выбором тех или иных упаковочных решений на уровне бизнеса и их последующим рециклингом – это рынок и государственное регулирование. На уровне рынка доставка готовой продукции, к примеру, напитка в стеклянных бутылках или в металлической упаковке, требует большего расхода топлива при транспортировке, чем в пластиковой, потому что стекло или металл тяжелее. По оценкам доставка в пластике потребляет на 50% меньше энергии при транспортировке. К тому же потери продукта ниже, поэтому выбор для бизнеса очевиден. Если государство не может или не хочет регулировать ответственность за те отходы, которые образуются после использования товара, ситуацию на уровне потребителя не изменить.

То же самое на уровне рециклинга (кроме благотворительных проектов, для которых экономическая целесообразность деятельности не главное), бизнес занимается сбором, обработкой и утилизацией тех материалов, реализация которых приносит прибыль. Системно ситуацию могут изменить только действия государства, которое может стимулировать развитие переработки большей части отходов упаковки за счет единых для всего мира общеизвестных экономических инструментов:

1) расширенной ответственности производителя;

2) запретов и ограничений на захоронение несортированных ТКО на полигонах и регулирования платы за захоронение;

3) схем «плати столько, сколько выбрасываешь» (PAYT), то есть оплаты вывоза ТКО «по факту», дифференцированный тариф за вывоз вторсырья;

4) налогового регулирования сделок по продаже вторсырья.

Есть ли вина рынка (производителей товаров, производителей упаковки, региональных операторов, ритейла, переработчиков, потребителей) в том, что отсутствует действенное регулирование использования упаковки и последующего обращения с ней?

Противники регулирования производства и торговли товаров или оказания услуг, которые наносят существенное негативное воздействие на окружающую среду, неустанно генерируют все новые доказательства безосновательности «зеленых» технологий, материалов и инициатив.  

Интересным примером является тема гибели птиц от ветрогенераторов. Действительно от ветряков в США, например, ежегодно гибнет оценочно от 20 до 573 тыс. птиц. Только вот от электростанций, работающих на ископаемом топливе, гибнет в 20 раз больше птиц на гигаватт-час (GWh) электричества. Гибель птиц от других видов человеческой деятельности и кошек в США составляет от 797 миллионов до 5,29 миллиардов в год. Смертность от ветряков в сравнении с автомобилями, в том числе грузовыми, меньше в сотни раз. А главным врагом птиц оказываются кошки, окна и линии электропередач [13].

Пожалуй, это отличная иллюстрация того, что любая деятельность человека оказывает воздействие на окружающую среду: какая-то меньше, какая-то больше. Вы находитесь дома вечером, а в это время от линии электропередач, которая питает лампочку в вашем светильнике, и насосную станцию, доставляющую воду к вам в квартиру, погибла птица, а другая попала в стекло грузовика, который везет продукты в ваш магазин у дома. И гибнет их в мире от подобных причин несколько миллионов в день. Деревьев вырубается каждый день также несколько миллионов. Птичек жалко, деревья тоже, но, если вы хотите полностью прекратить страдания птиц и вырубку деревьев, выключите свет, не пользуйтесь туалетной бумагой и водопроводом, не покупайте продукты в магазине и заклейте окна. Только не забывайте, что каждый день рождаются десятки(!) миллионов птиц и миллионы деревьев. А ещё каждый день в мире рождается более 350 тыс. детей, которым, я надеюсь, предстоит увидеть другой мир, немного лучше и чище.

 

Алексей Сергеев, исполнительный директор СРО Ассоциации «Лига переработчиков макулатуры»

 

Производство бумаги, картона » Блог о самостоятельном туризме

Бумага — это материал в виде тонкого листа из растительных волокон, обработанных определенным способом. Современное общество трудно 

представить без производства и потребления бумаги. Основную часть ее применяют для издания печатной продукции. Из нее заготавливают товары бытового (посуда, полотенца, скатерти, обои, санитарно-гигиеническая бумага и др.) и производственного назначения (упаковочная тара, бумажные трубы, облицовочная, полупроводниковая, изоляционная бумага и др.). Бумага находит применение в производстве кабеля, конденсаторов, пластмасс. Пластинки с применением бумаги и в качестве наполнителя выдерживают давление до 90 атмосфер и по прочности не уступают стали. Бумага, пропитанная синтетическими смолами, — хороший изоляционный, конструкционный материал.

Первоначально бумагу получали из тряпъя, хлопка. Первыми его заменителями стали солома, камыш, трава (крапива, степной ковыль). При этом сырье измельчали на водяных, ветряных мельницах и смешивали с водой. Эту смесь зачерпывали сеткой, вода стекала через отверстия, а оставшийся лист бумаги высушивали. В XVIII столетии для производства бумаги было открыто новое сырье — древесина.

С момента получения первой бумаги из древесины технология непрерывно совершенствовалась, но сущность осталась неизменной. Из древесины получают полупродукты (целлюлозу, древесную массу), на основе которых приготавливают бумажную массу. Ее отливают и просушивают. Наилучшие сорта бумаги (рисовальная, кабельная, конденсаторная, высшие сорта печатной) получают из чистой целлюлозы и тряпья. Из тряпья изготавливают бумагу для печатания денег. Однако бумага из одной целлюлозы имеет высокою стоимость. К качеству бумаги массовых видов (оберточная, простая печатная, газетная) не предъявляют высоких требований. Поэтому основную часть бумаги производят смешиванием в определенных пропорциях целлюлозы и древесной массы. Отдельные виды бумаги получают полностью из древесной массы (табл. 1).

Состав отдельных видов бумаги

Вид бумаги

Масса, 1 кв.м/г

Состав, %

 

 

Древесная масса

целлюлоза

Писчая №2

63

50 (беленая)

50

Газетная

51

75

25

Типографская №1

60

100 (беленая)

Мешочная

70

100 (небеленая)

 

 

Большое значение для производства бумаги имеют вторичные ресурсы — макулатура. Каждые 60 кг ее в производстве бумаги заменяют древесину целого дерева, которое вырастает в течение 80 лет. Следовательно, утилизация макулатуры позволяет лучше обеспечить целлюлозно-бумажную промышленность сырьем, экономить материальные, трудовые ресурсы, сохранить от вырубки леса.

На бумажных фабриках сухую целлюлозу в гидроразбавителях (специальных мельницах) переводят в жидкое состояние с разделением волокон. Если фабрика комбинируется с целлюлозным заводом, то эта технологическая стадия отсутствует, а целлюлоза в виде суспензии по трубопроводам поступает в бумажное производство. Древесную массу, как и целлюлозу, получают из бревен, которые разрезают на балансы. Их очищают от коры и истирают в волокнистую массу на дефибрерах (рис 17). Это мощные машины с прижимным устройством и кварцево-цементным или керамическим жерновом, диаметр которого достигает 2 м. Жернов приводят во вращательное движение, а балансы, уложенные, словно сигареты в пачке, прижимают к нему и истирают в волокнистую массу. Поверхность жернова охлаждают водой, которая вымывает истертую древесину (древесную массу). Древесную массу, возможно, получать также в мельницах из технологической щепы, которую доставляют на бумажные фабрики как продукт утилизации отходов древесины. Перекидной календарь 2013 печать, которого вы сможете выполнить в типографии нижнего новгорода. Данная типография занимается оперативной печатью полиграфической продукции, более подробную информацию вы сможете найти на сайте dt-print.ру.

Волокна древесины очищают от примесей, доводят до определенных размеров, промывают и сгущают до состояния кашицы, которую при необходимости отбеливают окисью натрия, перекисью водорода и другими веществами. Подготовленная таким образом жидкая древесная масса поступает в композиционное отделение. Здесь древесную массу смешивают с целлюлозой, вводят добавки, которые придают бумаге определенные свойства. Чтобы бумага была гладкой, хорошо впитывала краску: чернила, то есть имела высокие полиграфические свойства, добавляют каолин, гипс, тальк, двуокись титана, проклеивающие вещества, красители. Канифоль обеспечивает минимальную впитываемость красок, чернил, которые не расплываются по бумаге. Таким способом получают бумажную массу.

 

 

Из нее на бумагоделательной машине формируют бумажное полотно.Бумажная масса из напорного ящика равномерно вытекает на движущуюся сетку из латуни, синтетических волокон. Последний тип сеток эксплуатируют в течение двух месяцев, затем заменяют новыми. Бронзовые меняют через каждые семь дней, что увеличивает простой, снижает производительность машин. На сетке формируют бумажное полотно, удаляют большую часть воды, которую используют вновь для приготовления бумажной массы. В последующем сушкой, отсасыванием, прессованием удаляют влагу, проводят дополнительную проклейку синтетическим клеем, крахмалом и другими веществами, придают бумаге определенные свойства (водонепроницаемость и др.). Такую обработку полотна осуществляют при использовании бумаги для изготовления документов, чертежей и др. В заключительной стадии полотно выравнивают по толщине, наносят определенные знаки, наматывают лентой в рулон, который разрезают на более узкие части или нарезают листами. Следовательно, основными частями бумагоделательной машины являются сечка, прессовая, синильная и отделочная части.

Готовая продукция содержит 5-9 % влаги, и такую бумагу называют воздушно-сухой. В бумажной промышленности вырабатывают более 600 видов бумаги — влагоемкую, водонепроницаемую, светочувствительную и с другими свойствами, для письма, печати, упаковки, технических, декоративных целей, производства сигарет, папирос и других товаров.

На 1 т древесной массы расходуют около 3 куб.м древесины, до 500 куб.м коды, при оборотом водообеспечении водоемкосгь снижается до 50 куб.м, или в 10 раз. Следовательно, производство бумаги, как и целлюлозы, имеет высокую материале- и водоемкость. что обусловливает общность экологических проблем. Однако в производстве бумаги меньше применяют химически активных, и вредных веществ, что снижает экологическую нагрузку. Технико-экономическая специфика обусловливает территориальную ориентацию бумажных фабрик на лесные и водные ресурсы. Использование для выпуска бумаги — макулатуры несколько разнообразит географию отрасли по сравнению с целлюлозной промышленностью. Основные ресурсы макулатуры образуются в районах с высоким уровнем развития производительных сил, в которых, как правило, запасы древесины истощены, а потребление бумаги велико. Переработка макулатуры позволяет создавать бумажные фабрики не только в лесообесепеченных, но и лесодефицитных районах, приблизить производство к потребителю и сделать размещение его более рациональным.

Проблема увеличения вьпуска бумаги в перспективе может решаться не только на основе растительных ресурсов, которые не беспредельны.

Получена бумага из базальта, песка, туфа. Она в пять раз тоньше традиционной и значительно прочнее. На такую бумагу хорошо ложится краска. Разработана синтетическая бумага, которую можно использовать до 20 раз, смывая письмо специальными растворами. Замена традиционных сырьевых ресурсов бумажной промышленности позволит сохранять леса на больших площадях.

Картон — толстая, очень твердая бумага, незаменимый упаковочный материал. Упаковочная тара из него легче, дешевле деревянной, легко поддается обработке средствами автоматизации погрузочно-разгузочных работ. Каждая тонна картона в качестве упаковки экономит до 15 куб.м деловой древесины. При этом снижаются объемы рубки леса, лесопиления. Картон по назначению бывает коробчатый, конструкционный, переплетный, строительный, обувной, изоляционный. Пропиткой битумом картона получают рубероид — кровельный строительный материал.

Процесс получения картона принципиально ничем не отличается от производства бумаги. Особенность состоит лишь в том, что в производстве не используют целлюлозу. Сырьем является более грубые растительные волокна, которые в основном не отбеливают. На 1т картона расходуют 4 куб.м древесины.

Способна даже пригоршня соломы сыграть в судьбе решающую роль

Украина — молодое государство, и то, как мы зачастую бросаемся в сомнительные авантюрные проекты, можно объяснить болезнью роста, желанием доказать свою зрелость и самостоятельность «взрослым» странам. А ведь порой достаточно внимательно оглядеться по сторонам, чтобы на расстоянии вытянутой руки найти ключи к решению многих проблем. Такой, к примеру, как сырьевое обеспечение отечественной бумажной промышленности

За неимением гербовой пишем на простой

Став в начале 90-х годов прошлого века независимым государством, Украина осталась практически без собственного производства газетной бумаги и с крайне незначительным объемом производства печатной бумаги типа офсетной. И это в то время, когда возникла острая необходимость создавать собственное независимое информационное пространство.

Ввиду того что местная сырьевая база всегда была незначительной, а в советские времена мощные целлюлозные заводы создавались далеко за пределами Украины, поближе к сырьевым ресурсам, здешние предприятия специализировались на производстве так называемых малотоннажных видов бумаги — конденсаторной, для облицовки мебельных деталей, светочувствительной и т.п. Сегодня с развитием техники большинство из них уже не находят применения. Бумагу же крупнотоннажных видов (газетная, офсетная и пр.), производство которой требует значительных объемов первичных сырьевых ресурсов, поставляли из других регионов Союза.

В середине 90-х годов на Жидачевском целлюлозно-бумажном комбинате были проведены реконструкция и модернизация бумагоделательной машины, что позволило наладить выпуск отечественной газетной бумаги. И если вначале ее качество оставляло желать лучшего, то в последующие годы — претерпело существенные изменения и теперь не уступает газетной бумаге польского производства. Однако объемы все еще незначительны. При годовой потребности около 150 тыс. тонн собственное производство обеспечивается лишь 35 тыс. Остальное приходится покупать за рубежом.

Положение с офсетной бумагой еще плачевнее: при потребности 90 тыс. тонн ее годовое производство не превышает 15 тыс. Выручает все тот же импорт. Крупнейшими импортерами картонно-бумажной продукции в Украину являются Россия и Финляндия. Вместе они обеспечивают 50% поставок бумаги и картона и производимых из них изделий. За ними в порядке убывания идут Польша, Германия, Швеция, Австрия, Турция, Беларусь, Литва, Китай и другие менее значительные поставщики.

Не следует забывать, что производством бумаги для печати деятельность отрасли не ограничивается. Ассортимент ее продукции очень обширный: есть еще бумага писчая, тетрадочная, санитарно-гигиеническая, оберточная, бумага для гофрирования, картон тарный, коробочный и многие другие виды продукции, спрос на которые постоянно растет во всем мире, в том числе и в Украине.

К слову сказать, мировое производство бумаги и картона ежегодно увеличивается в среднем на 3%, что, безусловно, является ответом производителей на растущие запросы потребителей. Состояние развития целлюлозно-бумажной промышленности оценивается по общепринятому в мире показателю потребления картонно-бумажной продукции на душу населения. Украине удалось преодолеть последствия развала экономики 90-х годов и выйти на уровень, предшествовавший упадку, когда ежегодное потребление бумаги на душу населения достигало 35 кг. Отечественный рынок потребления картонно-бумажной продукции увеличился в прошлом году до 1 млн. 586,2 тыс. тонн — в 2,5 раза по сравнению с 2000 годом. Собственное же производство составило 924,3 тыс. тонн бумаги и картона.

Много это или мало? Судите сами. Если среднемировой показатель — 65 кг, то в странах Западной Европы, в США, Канаде, Японии среднедушевое потребление превышает 200 кг в год. В США ежегодно производят 83 млн. тонн бумажно-картонной продукции, Китае — 55, Японии — 31, Германии — 21, Канаде — 19, Финляндии — 12, Франции и Италии — по 10, в России — 7 млн. тонн, из чего следует, что Украина находится на уровне стран Африки и Латинской Америки. Тем не менее, при импорте 1577,1 тыс. тонн объем экспорта украинской картонно-бумажной продукции в 2008 году составил 389,9 тыс. тонн. Примечательно, что больше всего продукции украинских производителей бумаги и картона (почти 60%) поставляется в Россию. Далее следуют Беларусь, Молдова, Германия, Казахстан, Румыния, страны Балтии, Азии и другие.

Следует подчеркнуть, что отечественные картонно-бумажные предприятия ежегодно экспортируют за пределы Украины свыше 40% общего объема производимой продукции на сумму около 800 млн. долл. Это ли не прямой резон искать пути к наращиванию собственных производственных мощностей, чтобы уменьшать зависимость от зарубежных поставок и усиливать свое присутствие в качестве поставщика собственной продукции на международный рынок?

Плюсы и минусы «беспривязного» содержания

Лишившись союзной поддержки, украинская целлюлозно-бумажная промышленность очутилась в положении ребенка, которого бездушные взрослые бросили на глубину, чтобы он научился плавать. Но, оставшись без земной тверди под ногами, она, к удивлению многих, все же выплыла. Сегодня в стране около 100 предприятий занимаются производством картонно-бумажной продукции, тогда как в 1990 году их было всего 24. А вместе с переработчиками, трейдерами, научными, монтажными и специализированными торговыми организациями их количество уже превышает 300.

В отрасли занято свыше 30 тыс. человек. На ее предприятиях работают 72 картоно- и бумагоделательные машины, более 70 гофроагрегатов для изготовления гофрированного картона; почти 50 предприятий имеют оборудование для производства тетрадей и 10 — обоев. Общая установленная мощность картоно- и бумагоделательных машин составляет около 1 млн. тонн бумаги и картона в год.

Начиная с 2000 года предприятия отрасли обеспечивают ежегодный прирост объема выпускаемой продукции на 10—14%. Все они приватизированы, не осталось ни одного, собственником которого являлось бы государство. Реконструкция и модернизация действующего технологического оборудования, приобретение нового проводятся исключительно за счет акционеров, заемных средств банков.

Значительное развитие получило производство продукции, сырьем для которой является макулатура. В общем сырьевом объеме на нее приходится более 80%. Обеспечивая потребителей тарно-упаковочными материалами, продукцией санитарно-гигиенического назначения и прочей за счет вторичного сырья, предприятия одновременно решают наболевшие экологические вопросы, перерабатывая ежегодно до 800 тыс. тонн макулатуры, накапливаемой в стране. Более того, чтобы полностью загрузить производственные мощности, почти 150 тыс. тонн макулатуры еще завозят из-за рубежа.

Сегодня в Украине действуют четыре мощных производителя гофрокартона и транспортной тары. Это открытые акционерные общества «Киевский картонно-бумажный комбинат», «Рубежанский картонно-тарный комбинат», «Жидачевский целлюлозно-бумажный комбинат» и «Измаильский целлюлозно-картонный комбинат». К тому же ОАО «Киевский КБК» — крупнейший производитель бумаги санитарно-гигиенического назначения, а ОАО «Жидачевский ЦБК» — единственный производитель газетной бумаги в Украине. ОАО «Днепропетровская бумажная фабрика» — единственный в стране производитель целлюлозной бумаги для печати и один из лидеров по производству тетрадей, ОАО «Корюковская фабрика технической бумаги» — европейский лидер по производству обоев, в ОАО «Малинская бумажная фабрика» производят уникальные виды электротехнической и фильтровальной бумаги и картона.

Вместе с тем возраст многих отечественных картонно-бумажных предприятий перевалил за сто лет, следовательно, техническое состояние отрасли характеризуется изношенностью основных фондов, работоспособность которых поддерживается в основном за счет восстановительного ремонта, текущей реконструкции и модернизации. К тому же целлюлозно-бумажная промышленность довольно энергоемкая. Ежегодно ее предприятиям требуется 400 млн. кубометров природного газа для получения тепловой энергии, необходимой в технологических процессах. Поэтому особое внимание там уделяется внедрению современных энергосберегающих технологий и оборудования.

Со вступлением Украины в ВТО отечественный рынок картонно-бумажной продукции широко распахнул двери для импорта многих видов товаров отрасли, прежде всего обоев, бумажных изделий санитарно-гигиенического назначения, тарного картона и бумаги для гофрирования, что, конечно же, усложнило жизнь украинским производителям. На многих предприятиях активизировались работы по реконструкции и модернизации действующих производств. Однако негативные последствия мирового финансово-экономического кризиса и нестабильность отечественной валюты вынудили свернуть немало инвестиционных проектов. Постоянные текущие расходы на приобретение импортных запасных частей, материалов, сырья и химикатов, а также резкое увеличение стоимости природного газа на фоне девальвации национальной валюты привели к значительному увеличению себестоимости продукции и ухудшению финансового положения бумажных фабрик. К этому нужно также добавить проблемы финансового кредитования в коммерческих банках.

Однако следует особо подчеркнуть: основной проблемой отрасли всегда было и остается отсутствие собственной сырьевой базы, острый дефицит целлюлозы, древесной массы и макулатуры. В силу этого на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности Украины производится ограниченное количество видов бумаги и картона. Производство белых сортов бумаги совершенно незначительно и крайне недостаточно для страны. К примеру, бумага мелованная и бумага-основа для обоев у нас совсем не выпускаются, поэтому на рынок потребления поступают исключительно по линии импорта. Дефицит сырья — главный сдерживающий фактор в увеличении объемов производства бумаги, картона и производимых из них изделий.

Камо грядеши?

Многие взгляды на организацию работы предприятий, производящих сырьевые полуфабрикаты, безнадежно устарели. Пришло время свежих идей, нетрадиционных решений, генератором которых стала Ассоциация украинских предприятий целлюлозно-бумажной отрасли «Укрпапір», созданная в 2003 году и к сегодняшнему дню объединяющая 39 крупнейших предприятий. Ее исполнительный директор Эдуард Литвак видит реальную возможность строительства в Украине целлюлозного завода, в комплексе которого должно быть производство непосредственно целлюлозы и предприятие по производству печатных видов бумаги, в первую очередь офсетной.

— В 2007 году, — рассказывает Эдуард Леонидович, — ассоциация инициировала разработку стратегической программы развития целлюлозно-бумажной промышленности и рынка картонно-бумажной продукции на период до 2020 года. В качестве разработчика этого документа была привлечена известная финская консалтинговая компания Poyry, которая занимается подготовкой таких программ для очень многих стран, включая Россию, Польшу, Германию. В этой сфере компанией накоплен значительный опыт, и целью приобщения Poyry к разработке стратегической программы для Украины была подготовка такого документа, который будет понятен иностранному инвестору, иными словами, будет выполнен в европейском формате. На разработку программы мы не использовали ни одной копейки государственных средств: финансирование осуществлялось предприятиями — членами ассоциации и за счет привлеченных средств инвесторов.

Финские разработчики справились с задачей к началу 2008 года, и в данный момент этот документ находит свое отражение в Концепции развития целлюлозно-бумажной промышленности Украины на период до 2020 года, разработкой которой ассоциация «Укрпапір» занимается совместно с Министерством промышленной политики Украины. Главными направлениями развития отрасли станут создание новых современных производств картонно-бумажной продукции с целью насыщения внутреннего рынка печатными видами бумаги отечественного производства, то есть уменьшение зависимости от импорта; повышение до европейского уровня удельного потребления картонно-бумажной продукции; создание собственной сырьевой базы для предприятий; развитие экспортного потенциала целлюлозно-бумажной промышленности Украины; повышение качества и конкурентоспособности отечественной продукции и, конечно же, создание новых рабочих мест.

Исполнительный директор ассоциации уверен, что, несмотря на все финансово-экономические проблемы, совместная с Минпромполитики работа над разработкой концепции будет завершена еще в этом году, и документ будет передан на утверждение Кабинету министров.

Беня Крик был кругом неправ

В одном из «Одесских рассказов» Исаака Бабеля его герой Беня Крик говорит: «Пока мы молоды, мы думаем на женщин, что это товар. А это ж солома, которая горит с ничего!»

Нет сомнения в том, что у короля Молдаванки был большой опыт общения с женским полом. Но он ничего не смыслил в соломе, которая не только горит, но в определенных условиях способна, по меткому наблюдению поэта, «сыграть в судьбе решающую роль». А условия, в которых существует украинская целлюлозно-бумажная отрасль, именно такие.

В мировой целлюлозно-бумажной промышленности основным сырьем для производства бумаги и картона является целлюлоза из древесины. Но для стран, не имеющих ее достаточных запасов (а Украина принадлежит к их числу), повышается актуальность производства волокнистых полуфабрикатов из недревесного растительного сырья, в частности из соломы злаковых культур. Пока отечественные предприятия для производства бумаги и картона используют привозную целлюлозу и макулатуру. Но высокая стоимость первой и тенденция к ухудшению качества второй требуют создания производства собственной волоконной базы для предприятий целлюлозно-бумажной отрасли.

Собственно, идея использовать солому для производства бумаги и картона не нова. Она с успехом реализуется во многих странах: Испании, Франции, Великобритании, США. Не говоря уж о Китае, где почти треть целлюлозной продукции производится из рисовой соломы. Пшеничной, кстати, там тоже не брезгуют.

Почему — кстати? Да потому, что в Украине запасы пшеничной соломы поистине неисчерпаемы. По данным Министерства аграрной политики, ежегодно ее накапливается до 20 млн. тонн. Частично ее употребляют как грубый корм и на подстилку скоту, частично измельчают и разбрасывают на полях с последующим запахиванием. Но до 20% соломы злаковых культур остаются не у дел. «Горит с ничего!», как сказал бы Беня Крик. Использование этих остатков позволило бы получить, в зависимости от избранной технологии, от 1 до 3 млн. тонн волокнистых полуфабрикатов для применения в композиции различных видов бумаги и картона.

Разделив это количество на 46 млн. украинцев, получим прибавку от 20 до 65 кг к нынешнему среднедушевому потреблению (35 кг). А это уже среднемировой уровень. Дальнейшее увеличение использования соломы позволит достичь и среднеевропейского уровня потребления картонно-бумажной продукции.

В последнее время растительное сырье из однолетних растений привлекает все большее внимание специалистов целлюлозно-бумажной промышленности. Это связано с доступностью и невысокой стоимостью такого сырья, являющегося для сельского хозяйства отходами производства, совершенствованием методов заготовки, хранения и транспортировки соломы, а также с разработкой новых ресурсосберегающих и более экологически чистых способов получения волокнистых полуфабрикатов.

Применение пшеничной соломы, а также других злаковых культур позволит частично заменить привозную целлюлозу из древесины и существенно уменьшить энергозатраты производства. Поэтому в основу создания собственной сырьевой базы для предприятий отрасли зарубежные и отечественные специалисты наряду с глубокой химической переработкой древесины заложили использование однолетних растений, то есть именно соломы, отразив это в стратегической программе и концепции развития отрасли до 2020 года.

Помнится, в начале и середине 90-х годов прошлого века, впервые ощутив острый бумажный голод, украинские издатели, и не только они, поднимали вопрос о налаживании собственного производства бумаги с использованием соломы. Но тогда, в условиях развала экономики, это походило скорее на сказку о Соломенном Бычке. А насколько реально это сейчас? Существуют ли в стране соответствующие научные разработки, проводятся ли экономические обоснования, если да, то на какой стадии они сейчас? Ведь без этого все наши стратегические программы и концепции останутся на уровне намерений г-на Манилова выкопать пруд и разбить вокруг него сказочный парк.

Оказывается, существуют, более того — ждут своего часа. На кафедре экологии и технологии растительных полимеров инженерно-химического факультета Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт» уже не первый десяток лет ведутся работы в этом направлении.

Вот что рассказал корреспонденту «ЗН» заместитель проректора НТУУ «КПИ» по научной работе, доцент кафедры экологии и технологии растительных полимеров Валерий Барабаш.

— Любое растительное сырье на одну треть состоит из лигнина, связывающего волокна. Мягкую и гибкую бумагу можно получить лишь при условии, что лигнин будет полностью удален. Это делается в процессе так называемой делигнификации сырья. Во всем мире основным способом делигнификации при производстве целлюлозы является сульфатный. Но он же был и остается в целлюлозно-бумажной промышленности главным источником загрязнения окружающей среды токсичными серо- и хлорсодержащими веществами: меркаптанами, диоксинами и фуранами.

Сульфитный способ получения целлюлозы — второй по масштабам применения и более щадящий к окружающей среде. Однако он не находит широкого применения для получения волокнистых полуфабрикатов, что связано со спецификой строения и химического состава соломы злаковых культур.

Наряду с этими способами в мировой целлюлозно-бумажной промышленности для производства волокнистых полуфабрикатов из соломы применяют другие методы делигнификации: натронные, нейтрально-сульфитные, органосольвентные, кислотно-щелочные. Каждый имеет свои преимущества и недостатки в зависимости от требований, предъявляемых к качеству волокнистых полуфабрикатов, экономическим и экологическим показателям. Поэтому многие годы мы работаем над более чистыми технологиями производства волокнистых полуфабрикатов в целом и целлюлозы в частности. Одно из наиболее перспективных направлений в этом плане — это, безусловно, органосольвентные способы, которые, наряду с возможностью получения целлюлозы с более высоким выходом волокнистых полуфабрикатов (55—70% от абсолютно сухого сырья), позволяют решать экологические проблемы отрасли.

Мы разработали и запатентовали ряд модификаций органосольвентных способов, при которых процесс делигнификации проходит в органической среде более мягко, с минимальным загрязнением окружающей среды и большим выходом конечного продукта. Если эту технологию внедрить, к примеру, на Жидачевском ЦБК, то при их производительности экономический эффект составил бы порядка 10 млн. долл. в год.

Защищены патентами и другие наши разработки. Так, «Способ получения волокнистых полуфабрикатов» позволяет производить соломенную массу типа химико-термомеханической, которая может использоваться в композиции большинства упаковочных видов бумаги и картона. «Способ получения содовой соломенной полуцеллюлозы» упрощает технологический процесс получения волокнистых полуфабрикатов за счет исключения стадии каустизации, что позволяет уменьшить себестоимость производства и снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.

Научные сотрудники кафедры показали, что соломенные волокнистые полуфабрикаты, несмотря на невысокую начальную белизну, хорошо отбеливаются пероксидом водорода в одну или несколько стадий при расходе этого соединения 1—5% от массы абсолютно сухого волокна. Доказана возможность использования соломенных волокнистых полуфабрикатов, полученных различными способами делигнификации, в композиции разных видов картонно-бумажной продукции: тарного картона, картона для плоских слоев гофрокартона, бумаги для гофрирования, писчей бумаги и пр.

Стоит ли овчинка выделки?

Эксперты единодушны во мнении: рыночные условия очень благоприятны для инвестирования в производство картонно-бумажной продукции. Но это должны быть достаточно большие средства, так как каждая тонна такой продукции требует вложения порядка 1,5 тыс. евро. Иными словами, фабрика мощностью 200 тыс. тонн бумаги и картона в год обойдется приблизительно в 450 млн. евро. Тем не менее, интерес к созданию новых предприятий растет даже сейчас. Строится бумажная фабрика в Харькове, для новой фабрики в Славуте Хмельницкой области уже приобретено оборудование, на Днепропетровской бумажной фабрике значительно расширено производство в результате установки новой бумагоделательной машины. Отрасль развивается, и у нее есть перспективы.

Что же касается сырьевой базы, то завод по производству целлюлозы из древесной массы по капиталовложениям значительно превосходит строительство завода химико-термомеханической массы или целлюлозы из однолетних растений. Технология здесь более простая, но есть и свои проблемы. Заготовка древесины, например, осуществляется круглогодично, тогда как солома — сезонный продукт. Следовательно, чтобы предприятие работало весь год, необходимо создавать ее запасы. Транспортировка соломы на большие расстояния невыгодна, поэтому существующие предприятия такого типа в Испании, Китае или Вьетнаме имеют, как правило, небольшую мощность и специализируются на производстве либо целлюлозы, либо химико-термомеханической массы. Целлюлоза из этого сырья используется для высококачественных печатных видов бумаги, в том числе денежной. Исходя из этого, и определяется экономическая целесообразность строительства предприятия.

Учитывая, что производство полуфабрикатов для отрасли в Украине практически отсутствует, создание предприятия на базе однолетних растений станет однозначно эффективным решением.

Специалисты НТУУ «Киевский политехнический институт» и их коллеги из Ассоциации украинских предприятий целлюлозно-бумажной промышленности «Укрпапір» считают, что такое предприятие должно находиться вблизи достаточно мощного источника воды, иметь разветвленные энергетические и транспортные сети, осуществлять сбор, транспортировку и хранение сырья механизировано, с минимальными материальными и трудовыми затратами. Количество сырья должно быть достаточным для обеспечения бесперебойной работы в течение всего года. Желательно, чтобы сырье имело однородное анатомо-морфологическое строение и постоянный химический состав. Технологические режимы переработки должны наиболее полно отвечать специфическим особенностям сырья и обеспечивать высокие технико-экономические показатели.

Затраты производства на получение тонны соломенных волокнистых полуфабрикатов, в зависимости от качественных характеристик конечного продукта, составят от 30 до 60 кубометров воды, от 2 до 4 Гкал пара и от 300 до 500 кВт-ч электроэнергии.

Опыт европейских стран показывает, что наиболее оптимально производство соломенных волокнистых полуфабрикатов мощностью 10—20 тыс. тонн в год при радиусе доставки сырья до 200 километров. По расчетам специалистов ассоциации «Укрпапір», ориентировочная стоимость строительства предприятия по производству таких полуфабрикатов составит 60—100 млн. долл., а срок окупаемости при 15-процентной рентабельности — пять-семь лет. В то же время стоимость строительства предприятия для производства целлюлозы из древесины годовой производительностью 300 тыс. тонн составит 500—800 млн. долл.

Предварительные расчеты свидетельствуют, что при внедрении производства волокнистых полуфабрикатов из недревесного растительного сырья по технологиям, разработанным в НТУУ «КПИ», расчетная стоимость, к примеру, органосольвентной целлюлозы из пшеничной соломы составит около 500 долл. за тонну, тогда как стоимость тонны лиственной беленной сульфатной целлюлозы зарубежного производства — не менее 700 долл.

Итак, подведем итоги. Соломы в Украине более чем достаточно, особенно в Одесской, Запорожской, Днепропетровской, Харьковской областях, и ее использование в целлюлозно-бумажной промышленности способно вывести страну по потреблению картонно-бумажной продукции на европейский уровень, значительно сократив зависимость от импорта. Несомненные преимущества этого продукта — ежегодное восполнение ресурса, в отличие от лесов, на восстановление которых требуются многие годы, а также дешевизна по сравнению с древесиной и положительный экологический эффект.

И, конечно же, использование соломы в целлюлозно-бумажной промышленности позволит сохранить лесные ресурсы, использование которых давно превысило все разумные пределы, перевести этот вторичный продукт сельскохозяйственного производства, значительная часть которого идет в отходы, в категорию «товар», охотно покупаемый у сельхозпроизводителей. Вопросы с водой, паром и электричеством тоже вполне разрешимы, это — не металлургия.

Остается проблема денег, но уже есть заинтересованные инвесторы. А что касается нынешней неблагоприятной экономической ситуации, то кризисные явления приходят и уходят, а потребности вечны и постоянно растут. А это именно тот случай, когда на удовлетворение потребностей стоит мобилизовать возможности.

Александр Артеменко,
«Зеркало недели» № 26 (754) 11 — 31 июля 2009

Сырье, используемое в бумажной промышленности

Сырье, которое широко используется в производстве бумаги, — это целлюлоза. Для производства бумажной массы используются многие типы волокон, такие как хлопковое волокно и целлюлозное волокно. В настоящее время самым популярным материалом, используемым для производства высококачественной бумаги, является древесная масса. Он содержит большое количество целлюлозного волокна, которое представляет собой нитевидную структуру и действует как строительный блок конечного продукта. Пульпа смешивается с различными химикатами и веществами для изготовления бумаги для повышения белизны, стабильности, устойчивости к воде или жидкости и удаления из нее примесей.

Исходя из характеристик и влияния на качество бумаги сырье , используемое в бумажной промышленности , можно разделить на различные категории, включая целлюлозу, проклеивающие материалы, минеральные наполнители и красящие вещества.

Мякоть является основным и наиболее важным ингредиентом для изготовления бумаги. Это основное сырье, которое используется в наибольшей фракции вместе с другими материалами. На основе исходного материала пульпа снова классифицируется как

.

Есть два источника древесной массы лиственных и хвойных пород.Сегодня более 90% производимой бумаги производится из древесной массы. Древесную массу получают путем химического или механического восстановления древесного волокна до лигноцеллюлозного волокнистого материала. Различные виды бумаги, изготовленной из древесной массы, — это газеты, журналы, туалетная бумага и т. Д. Хвойные деревья хвойных пород, такие как сосна и ель, являются самым богатым источником древесной массы. Поскольку деревья можно пересаживать, их легко собирать и транспортировать, древесная масса является экологически чистым и идеальным сырьем для производства бумаги.

Некоторая целлюлоза состоит из растительных (целлюлозных) волокон с многочисленными добавками, регулирующими физические характеристики, пригодность для печати и эстетику готового продукта. выбор волокна был жизненно важным. Высококачественная бумага производится из более прочных и прочных материалов, таких как хлопок, лен или волокна конопли. Это сырье используется для придания бумаге прочности и жесткости. Солома, бамбук и трава эспарто — альтернативные материалы, используемые для производства волокон.

Переработанная бумажная масса составляет одну треть от общей сырой целлюлозы.Прежде всего, с помощью процесса удаления краски чернила отделяются от вторичной бумажной массы, а затем они смешиваются с первичной бумажной массой для производства вторичной бумаги различных сортов.

Проклейка

крахмала и канифоли может производиться как внутри, так и снаружи. Канифоль используется для внутренней проклейки для обеспечения водостойкости бумаги, а крахмал используется для проклейки поверхности, чтобы контролировать впитывание печатной краски и уменьшить высвобождение поверхностных волокон.

Для повышения непрозрачности, гладкости и цвета бумаги используются минеральные наполнители.Наполнители улучшают яркость и белизну бумаги и делают бумагу для печати более привлекательной.

  • Пигменты или красители

Пигменты используются для придания бумаге разных цветов в бумажной промышленности. Для окраски бумаги используются растворимые пигменты. Флуоресцентные пигменты широко используются в процессе нанесения покрытия на бумагу для улучшения ее внешнего вида.

Таким образом, при изготовлении высококачественной бумаги используется так много ингредиентов, которые вносят большой вклад в ее прочность и долговечность.Покупайте химические вещества и добавки высшего качества от лучшей компании по производству бумаги и упаковки , чтобы получить желаемый результат.

Unasylva — Vol. 8, No. 1

Unasylva — Vol. 8, №1 — Новое сырье для бумаги


ОТДЕЛЕНИЕМ РАЗВЕДКИ ЭКОНОМИСТА, ЛОНДОН

На недавней конференции ФАО был рассмотрен отчет под названием Предварительный обзор мировых ресурсов целлюлозы и бумаги и перспективы , представленный Генеральным директором и подготовленный в сотрудничестве с секретариатами Европейской экономической комиссии. , Экономическая комиссия для Латинской Америки и ЮНЕСКО.В этом документе содержится краткое изложение полного отчета, который позднее в этом году должен быть передан Экономическому и Социальному Совету Организации Объединенных Наций (ЭКОСОС).

Конференция, в состав которой вошли представители 71 правительства страны-члена ФАО, поблагодарила Генерального директора за представленный анализ и рекомендовала правительствам продолжить изучение, при желании с помощью ФАО, долгосрочных перспектив новых центров по производству целлюлозы и бумаги. . И правительствам, и частным инвесторам следует, прежде чем задействовать средства и усилия для строительства новых заводов, провести тщательные исследования перспективных рынков и производственных затрат; пригодность и бесперебойность поставок сырья; наличие воды, электроэнергии, химикатов, средств связи и т. д.по разумной цене. Генеральному директору было предложено продолжить изучение мировых потребностей в целлюлозно-бумажной продукции и помочь правительствам посредством надлежащих исследований и расследований снизить риск неправильного инвестирования.

Следующая статья основана на материалах, подготовленных The Economist Intelligence Unit, Лондон от имени ФАО для включения в отчет, который будет представлен в ЭКОСОС.

В ответ на запрос Экономического и Социального Совета Организации Объединенных Наций ФАО провела обширное расследование, чтобы определить, какие есть возможности для расширения мощностей по производству целлюлозы и бумаги для удовлетворения растущих потребностей в будущем.То, что требования неуклонно и, возможно, даже резко растут, мало кто оспаривает. С каждым годом грамотное население мира пополняется миллионами вновь обученных, а его промышленные ресурсы — тысячами новых заводов. По общему мнению, рост грамотности и промышленный прогресс являются основными источниками, из которых возникает потребность в большем количестве бумаги. То, что требования для этой необходимости цивилизованной жизни могут превосходить ресурсы обычных материалов для изготовления бумаги, в равной степени является вопросом, с которым согласны большинство людей.

Такое сочетание растущего долгосрочного спроса на бумагу для всех ее разнообразных применений и сравнительно неэластичного предложения сырья из традиционных источников образует фон, на котором следует рассматривать работу ФАО. Он служит оправданием для расширения области сырьевых материалов и объясняет заботу ФАО о разработке частично или в значительной степени непроверенных волокнистых материалов для производства бумаги. Естественно, внимание сосредоточено на тропических регионах, богатых тропической древесиной и недревесными волокнистыми растениями, потому что до сих пор относительно мало было известно о количествах, доступности и бумажных качествах этих нетрадиционных, но потенциально ценных материалов.

Публикация ФАО «« Сырье для большего количества бумаги »» была нацелена на представление обзора материалов для изготовления бумаги, охватывающего их доступность, использование и процессы преобразования, с особым упором на до сих пор малоиспользуемые материалы. Волокнистые материалы, доступные для изготовления бумаги, многочисленны и разнообразны. Таковы процессы их преобразования. Выбор используемых материалов и процессов во многом зависит от типа производимой бумаги, и существует очень много разных видов бумаги.Следовательно, выбор может быть сложным и трудным. Иногда возникает путаница, когда люди с низким уровнем знаний в отрасли должны принимать решения, особенно когда опытные авторитеты дают разные или даже противоречивые советы. Еще более запутанными могут быть заявления изобретателей и сторонников новых и неиспытанных процессов.

Создание отраслей, использующих новые процессы или новые материалы, или и то, и другое, для производства целлюлозы и бумаги, может, таким образом, вызвать серьезные споры и неудачи.Очевидно, что в рамках программы, осуществляемой ФАО по развитию новых центров производства, видное место должно быть уделено рассмотрению таких вопросов, как:

1. Каковы возможности производства целлюлозы и бумаги из различных видов сырья?

2. Какие процессы следует использовать и для каких видов бумаги?

3. Если использование новых материалов технически возможно, считается ли это целесообразным коммерческим предприятием?

4.Каковы сравнительные производственные затраты?

Цель уже упомянутой публикации ФАО состоит в том, чтобы дать ответы на эти вопросы, указав для каждой основной группы сырья, какие процессы варки целлюлозы можно использовать, какие виды бумаги она будет давать, и по какой цене можно использовать различные волокна. обрабатываться разными методами. Есть надежда, что предоставленная информация расскажет правительственным чиновникам, политикам или любителям, которые не являются техническими специалистами, каковы решающие критерии, определяющие, являются ли их леса и поля возможным коммерческим источником целлюлозы и бумаги.

Основным сырьем для бумаги является целлюлоза в виде волокна. Целлюлозное волокно содержится во многих растительных тканях, из которых его можно легко извлечь механическими или химическими способами. Его источники столь же многочисленны, как и виды растений, из которых он может быть получен, а количество видов, дающих волокно, которое может быть использовано для изготовления бумаги, исчисляется тысячами. Однако, хотя существует много возможных источников волокна, на практике волокно, подходящее для бумаги, можно извлечь только из нескольких, поскольку выход волокна в большинстве случаев настолько низок, что экстракция не окупается.

Волокнистые растения варьируются от обычных трав до самых экзотических деревьев, но свободно используются только около полудюжины источников. Это мягкие и твердые породы, солома, трава альфа, жмых и бамбук. Кроме того, волокно для производства бумаги получают из хлопка и льна в виде ветоши, а также из абаки, сизаля и других твердых волокон в виде веревок. 1 . Из этих источников древесины, в настоящее время далеко и далеко в одиночку, самое главное, и хвойные породы дерева делает гораздо больший вклад в общий объем мировых поставок бумагоделательных материалов, чем все другие материалы, вместе взятые.

1 Разумеется, значительное количество макулатуры перерабатывается в новую бумагу.

Было бы интересно подсчитать и сравнить доступность различного сырья для изготовления бумаги. Но по причинам, изложенным ниже, можно дать только самое широкое представление о ресурсах, и, исходя из таких оценок, которые могут быть представлены, это, конечно, , невозможно сделать вывод, сколько каждого из них можно было бы сделать доступным для варки целлюлозы каждый год, и будет ли оно в изобилии.

Во-первых, большинство материалов, из которых извлекается волокно для бумаги, служат для самых разных целей. Степень их доступности для целлюлозно-бумажной промышленности зависит не только от их технических и экономических преимуществ для производства целлюлозы, но и от конкурирующего спроса на них со стороны других отраслей-потребителей, их доступности и, что не в последнюю очередь, их популярности среди производителей бумаги. . Если бы хвойная древесина, один из самых универсальных первичных материалов в мире, не имела альтернативных применений, ее поставок, вероятно, было бы достаточно для полного удовлетворения потребностей целлюлозно-бумажной промышленности.Подобная квалификация применима также к другим волокнистым материалам. Естественно, они ограничивают актуальность и полезность оценок ресурсов.

Во-вторых, целлюлозные материалы сильно различаются как в отношении процессов, с помощью которых они могут быть превращены в целлюлозу, так и продуктов, которые могут быть из них изготовлены. Очевидно, что возможность использования определенного волокнистого материала — с учетом его технической пригодности — определяется природой и стоимостью процесса или процессов, соответствующих его превращению в целлюлозу, а также конечным использованием, для которого целлюлоза производится из него. можно поставить.Таким образом, судя по простому размеру покрытой ими площади земного шара, хвойных пород может казаться в изобилии. На самом деле это не так, поскольку большинство из них можно преобразовать с помощью любого из различных процессов варки целлюлозы, причем некоторые из них с низкими затратами, в то время как их конечное использование в производстве бумаги более многочисленно, чем у любого другого волокнистого материала — в не говоря уже об их разнообразных применениях за пределами целлюлозно-бумажной промышленности. С другой стороны, тропическая древесина лиственных пород, хотя опыт показывает, что определенные виды технически пригодны и экономичны для производства целлюлозы, пока имеет лишь небольшой диапазон конечного использования — одно из нескольких ограничений, которые до сих пор сдерживали их использование.Ресурсы целлюлозы тропических лиственных пород потенциально очень обширны, но превращение их в активные производственные активы пока не доказано. Следовательно, необходимо учитывать адекватность ресурсов применительно к процессам и продуктам — и, опять же, к не бумажным видам использования.

В-третьих, количество целлюлозы, полученной из тонны сырья, варьируется от одного материала к другому. Примерно две с половиной тонны травы эспарто дают одну тонну мякоти эспарто, а одна тонна соломенной мякоти требует от одного материала: от полутора до двух тонн соломы зерновых, в зависимости от типа используемой соломы.Для производства одной тонны беленой древесной массы с помощью химических процессов требуется не менее двух тонн древесины, но если древесина обрабатывается механически, девять из каждых десяти тонн измельченной массы восстанавливаются в виде целлюлозы. Таким образом, выход целлюлозы является еще одним фактором, определяющим оценку сырьевых ресурсов.

В-четвертых, так же, как предложение сырья ограничивает его потребление, так и ограниченный спрос на него может сам по себе ограничивать предложение. Например, принято считать, что солома существует повсюду в большом количестве, и производители целлюлозы могут ее переварить практически в любом количестве.Но избыток может быть более очевидным, чем реальным, и в некоторых странах количество соломы, которое может использоваться для варки целлюлозы, помимо других промышленных и сельскохозяйственных целей, на удивление мало. Причина в том, что солому нельзя перемещать с поля на фабрику, если нет оборудования для ее тюкования, хранения и транспортировки, и фермеры не будут вкладывать средства в необходимое оборудование, если производители бумаги не гарантируют им непрерывность закупок посредством долгосрочных контракты. Как хорошо известно, производители бумаги в некоторых странах неохотно делают это, поскольку они имеют обыкновение покупать древесную массу, когда могут, и солому, когда они должны.Спрос, как правило, создает предложение, и по мере роста спроса на солому увеличивается и предложение для его удовлетворения. Но там, где транспортировка соломы с ферм в промышленность не организована должным образом, такая извлекаемая солома, которая не используется на нефтяных фермах, просто остается гнить, и ее включение в общий годовой объем поставок в стране, естественно, преувеличивает размер реальных запасов.

Рост интереса к альтернативным волокнам имеет свои корни в долгосрочном росте спроса на бумагу любого типа, особенно на газетную бумагу и бумагу для печати; и это усугублялось периодическим послевоенным дефицитом древесной массы.Этот дефицит нельзя приписывать лишь временным сбоям в производстве и торговле бумагой, которые постепенно уступят место под воздействием роста производства. Мировое производство целлюлозы и бумаги поразительно выросло с 1945 года и сейчас намного больше, чем когда-либо до 1939 года. Однако предложение снова и снова не соответствовало спросу, и в бедных странах это серьезно. Становясь все более грамотными и растущим населением, многие из более бедных стран не могут обеспечить даже самые необходимые бумаги для своих газетных изданий, книжных изданий и школ.Последовательные волны мировой инфляции, недавним примером которой является посткорейский сырьевой бум, не только подчеркнули лежащую в основе долгосрочную тенденцию к ограничению поставок и высоким ценам на целлюлозу и бумагу.

Неспособность производства древесной массы адекватно реагировать на стимулы, связанные с хорошим спросом и выгодными ценами, отражает возрастающее давление на ограниченные ресурсы хвойной древесины, доступные для производства целлюлозы. Во многих регионах хвойные леса так долго подвергались интенсивным рубкам, что сохранение устойчивых урожаев могло бы оказаться под угрозой, если бы вырубили больше древесины, чем в настоящее время.Некоторым странам, возможно, даже придется сократить вырубку в течение нескольких лет, чтобы дать своим лесам шанс восстановить свою жизнеспособность. При нынешних методах рубок, лесозаготовок и транспортировки объем хвойной древесины, которая может быть получена из используемых лесов, вряд ли вырастет намного выше нынешнего уровня, учитывая необходимость сохранения их продуктивности. Однако, по мнению большинства наблюдателей, мировой спрос на целлюлозу может возрасти на 3,5–5% ежегодно в течение следующих 10–15 лет и достигнуть 45–50 млн тонн в начале 1960-х годов.Для сравнения, в 1950 году было поставлено 33 миллиона тонн. Если не используются другие волокнистые материалы, помимо древесины хвойных пород, бумажная промышленность может столкнуться с опасностью исчерпания своих сырьевых ресурсов.

Это правда, что несколько неиспользованных источников хвойных пород все еще остаются в Скалистых горах Северной Америки, в Канаде и на Аляске. Вероятно, самые большие сохранившиеся насаждения находятся в СССР.Есть другие в Центральной и Южной Америке, Океании и Азии. Однако даже при полном развитии потенциальных источников древесины хвойных пород маловероятно, что быстро растущие потребности в целлюлозе и бумаге во всем мире могут быть удовлетворены.А во многих странах вообще нет хвойных пород.

Разработка альтернативного сырья всегда может вызвать волнение среди консервативно настроенных, особенно когда угрожает экономическая рецессия, даже если продукт, предложение которого должно быть пополнено, сам является результатом революционных изменений. Бумага, в самом деле, хорошо переносится сдвигами в своей сырьевой основе. Его история — это запись постоянно взаимодействующих изменений в конечных продуктах, производстве и сырье.В начале девятнадцатого века огромный рост спроса на бумагу последовал вслед за промышленной и интеллектуальной революциями, охватившими Западную Европу. Чтобы удовлетворить больший спрос, необходимо было найти способ производства, более эффективный, чем традиционный ручной труд, и, как ответ, была изобретена бумагоделательная машина. Но, хотя спрос на бумагу существовал, как и на машины, позволяющие производить ее дешево и в больших количествах, сырья не было. Затем из хлопка и льняной тряпки делали бумагу; их запасы достаточно хорошо обслуживали бумажные фабрики в предыдущие два столетия, но с наступлением индустриальной эпохи их стало совершенно недостаточно.После десятилетий исследований и экспериментов поиск более обильного и более дешевого сырья с хорошими варочными свойствами привел к открытию, что северная ель, пихта и некоторые другие хвойные породы отвечают всем требованиям. Открытие ознаменовало начало современной эры бумажного производства.

Следующий важный этап в истории бумажного сырья начался с включения южной сосны и нескольких лиственных пород умеренной зоны в ряд целлюлозных пород в дополнение к северной ели и пихте.До 1930 года или около того первые виды обычно считались безразличными по качеству варки; во всяком случае, их нельзя было преобразовать с помощью сульфитного процесса, который в то время был преобладающим химическим процессом, и они давали плохую древесную массу. Но они оказались пригодными для варки сульфатным способом; и совершенствование этого процесса открыло обширный резервуар до сих пор не использованного материала. Он произвел революцию в целлюлозной промышленности Соединенных Штатов, которая превзошла собственные ресурсы традиционных хвойных пород, произрастающих на севере, и впоследствии расширила свою деятельность на сосновые леса, расположенные на юге.Начало сульфатного процесса также облегчило варку некоторых видов широколиственных пород умеренного пояса.

Возможно, наступил еще один решающий этап. Производители бумаги снова сталкиваются со спросом на бумагу, которая превышает доступность обычного сырья, превращенного в продукты обычного типа или, по крайней мере, внешнего вида. Опять же, существует потребность в использовании источников частично непроверенного сырья для преобразования в продукты, которые до сих пор в основном производились из традиционного сырья.По техническим причинам, как показывает опыт, нельзя выдвинуть действительно веских возражений против возможности расширения области сырьевых материалов за счет увеличения потребления широколиственных лесов умеренной зоны, тропических пород древесины и волокон из соломы, бамбука и жома. У большинства этих материалов уже есть установленные приложения. Задача — увеличить потребление в таких приложениях и, возможно, даже больше, добавить в них.

Как и следовало ожидать, разработка нового сырья в лабораторных условиях вышла за рамки коммерческой практики.Доступны многочисленные публикации по этому вопросу, и большинство из них согласны с тем, что лабораторные демонстрации вне всяких сомнений указали на техническую осуществимость использования тех из новых материалов, перечисленных выше. Большая часть проделанной к настоящему времени экспериментальной работы, нередко подкрепленной опытом коммерческих операций, предполагает, что обсуждаемые новые материалы, измельченные с помощью процессов, особенно подходящих для них, не представляют технических проблем, которые нельзя было бы решить, даже если они часто бывают огромными.

Технической пригодности, правда, недостаточно. В конечном итоге возможность производства бумаги из так называемых материалов-заменителей определяется экономическими факторами. Они ограничивают потенциальную ценность использования любого ресурса. Даже при отсутствии технических проблем неопровержимые факты экономики могут препятствовать немедленной разработке даже самых многообещающих материалов в местах, удаленных от центров потребления, недостаточно обеспеченных транспортом и без необходимых промышленных и финансовых ресурсов, как местных, так и зарубежных.Создание целлюлозно-бумажных комбинатов без обеспечения всех условий, необходимых для хозяйственной деятельности, а не только правильного сырья, приведет к неизбежному провалу. Безусловно, самая тщательная оценка условий должна предшествовать запуску целлюлозного проекта, особенно в слаборазвитой стране, не имеющей промышленного опыта.

Тем не менее, только по производственной себестоимости новое сырье не сильно уступает старому. Некоторые из них действительно дешевле обрабатывать для получения целлюлозы при нынешних ценах на различные соответствующие волокнистые материалы.Первоначальное преимущество низких затрат на производство целлюлозы может быть потеряно при последующей переработке целлюлозы в бумагу, так же как его значение несколько уменьшается из-за еще ограниченного диапазона конечных применений, для которых могут быть использованы некоторые из более новых целлюлозных масс. Но, мягко говоря, сравнительная дешевизна переработки некоторых новых материалов (например, древесины лиственных пород умеренной зоны с помощью нейтрального сульфитного полухимического процесса или древесины тропических лиственных пород с помощью сульфатного процесса) является обнадеживающим предзнаменованием на будущее.

Слаборазвитые страны мира находятся на пороге огромных и далеко идущих изменений промышленного, социального и политического характера.В их продвижении к индустриализации и более высокому уровню жизни бумага для книг, периодических изданий и газет, для письма и для таких промышленных целей, как упаковка, будет играть все более важную роль. Действительно, их будущее продвижение в немалой степени зависит от наличия в большом количестве дешевой бумаги и материалов для изготовления бумаги. Однако именно в этих странах, которые больше всего нуждаются в бумаге, этот столь жизненно важный для цивилизации продукт обычно является самым редким и самым дорогим.

Ожидается, что в течение следующего десятилетия мировой спрос на целлюлозу и бумагу будет увеличиваться на 3,5–5 процентов в год. Нет никакой уверенности в том, что этот повышенный спрос может быть удовлетворен за счет основных производственных центров, то есть североамериканской и европейской промышленности, использующей хвойную древесину для производства бумаги. Следовательно, есть веские основания для увеличения предложения целлюлозы и бумаги в слаборазвитых странах за счет использования тех из их волокнистых ресурсов, из которых производство целлюлозы и бумаги технически и экономически целесообразно.Такие ресурсы существуют, но в основном еще не используются. В их число входят обширные широколиственные леса, миллионы акров, покрытых растениями, дающими волокно, и возобновляемые сельскохозяйственные остатки, доступные в тоннах огромных размеров.

Само существование таких потенциальных ресурсов, однако, мало что доказывает, за исключением того, что по целому ряду причин их эксплуатация еще не оказалась прибыльной. Но ФАО стремилась показать, что эксплуатация часто возможна, но и желательна. Основные сделанные выводы можно резюмировать следующим образом:

1.Тропический бамбуковый тростник, жмых, солома и различные другие сельскохозяйственные остатки представляют собой подходящее сырье для производства целлюлозы и бумаги на промышленных линиях.

2. При условии использования этих потенциальных источников волокна не может быть никаких сомнений в том, что мировые поставки целлюлозного сырья будут многочисленны и даже многочисленны, чтобы удовлетворить любое мыслимое увеличение мировых перспективных потребностей в целлюлозе и бумаге.

3. Для переработки ранее использовавшегося нетрадиционного сырья доступно множество хорошо зарекомендовавших себя процессов варки целлюлозы.

4. Вообще говоря, химикаты, электроэнергия, транспорт и, прежде всего, деньги дороже в слаборазвитых странах, чем в промышленных районах, и для создания эффективных целлюлозно-бумажных комбинатов в этих странах требуется гораздо больше капитала, чем в других странах. Северная Америка или Скандинавия. Однако влияние этих дополнительных элементов затрат часто компенсируется наличием более дешевого сырья и рабочей силы.

5. Производство бумаги из нового сырья является достаточно перспективным с экономической точки зрения, чтобы гарантировать тщательное изучение ряда проектов по созданию новых предприятий по производству целлюлозы и бумаги в тропиках.

Эти выводы требуют некоторых комментариев. Во-первых, хотя все основные процессы варки целлюлозы имеют определенную применимость, лишь некоторые из них могут применяться, например, для сложных смесей видов, которые встречаются в тропических лесах. В целом, только щелочные процессы, особенно сульфатные, подходят для смесей тропических широколиственных пород. Во-вторых, механическая целлюлоза, главный ингредиент газетной бумаги и дешевой печатной продукции, может быть произведена без каких-либо сельскохозяйственных волокон, из очень небольшого числа широколиственных тропических лесов и небольшого числа широколиственных лесов умеренного пояса.Но, в-третьих, пульпа, полученная из этих материалов, подходит для смешивания с пульпой хвойной древесины или бамбука; и это одна из важных причин, по которой производству бумаги из смешанных видов целлюлозы следует уделять больше внимания, чем раньше. В-четвертых, хотя бумага, произведенная из нетрадиционных материалов в слаборазвитых странах, может быть дороже, чем импортируемый продукт, также может случиться так, что из-за валютных ограничений, ограничений импорта и политических соображений более дешевый иностранный продукт все равно не импортируется.В таких обстоятельствах внутренняя экономика страны выиграет от местного производства целлюлозы и бумаги даже при затратах, связанных с временными финансовыми потерями.

Но обобщать такое неуловимое явление, как затраты, неразумно. Каждое индивидуальное предложение обязательно отличается от любого другого и поэтому должно быть изучено по существу. Многие факторы взаимодействуют, чтобы определить, является ли конкретный проект экономичным. Эти факторы нельзя оценить иначе, как путем самого тщательного изучения и исследования.

На начальном этапе размещения целлюлозно-бумажных предприятий в тропических регионах внимание должно быть сосредоточено на нескольких особенно подходящих районах. Если предложения чрезмерно амбициозны, слишком широко распространены и разнообразны, это может привести к обескураживающим неудачам, и может пострадать вся программа.

Что касается мельницы, зависящей от лесных ресурсов, планирование состоит из четырех основных этапов:

1. Выбор площадки для завода обусловлен близостью сырьевых ресурсов, водных и энергетических объектов, транспорта и т. Д.

2. Обследование леса для определения размера и состава древостоя. (Этого нельзя добиться только с помощью аэрофотосъемки; также следует использовать методы статистической выборки).

3. Эксперименты в лабораторных и промышленных масштабах.

4. Планирование завода и выбор используемого процесса в соответствии с предварительными шагами, указанными в пунктах с 1 по 3.

Все будущие эксперименты по изготовлению бумаги из тропической древесины должны быть связаны с тщательным изучением состава леса, из которого взят экспериментальный материал, чтобы можно было оценить технологическую адаптивность имеющихся пород.Точно так же следует значительно активизировать лесоводственные исследования тропических широколиственных пород, чтобы предоставить потенциальным владельцам заводов необходимые знания о росте и урожайности и даже больше о методах, которые обеспечат постоянное предложение желаемых видов.

Мало кто будет спорить с тем, что существуют важные, хотя в настоящее время ограниченные возможности для изготовления бумаги из тропической широколиственной древесины. Поскольку заводы по переработке этих лесов созданы в слаборазвитых странах — а это можно считать правилом — они, вероятно, увеличат темпы индустриализации в таких странах, так же как усиление индустриализации, в свою очередь, ускорит развитие целлюлозы. и бумажные фабрики, предоставляя им больше химикатов и оборудования из близлежащих внутренних источников.По мере того, как это взаимодействие продолжается, растущий опыт в производстве и сбыте бумаги из тропической древесины — возможно, также в конкуренции на зарубежных рынках, где качество продукции имеет первостепенное значение — может еще больше способствовать ускорению их производства и потребления.

Есть все основания полагать, что этот большой и неизведанный ресурс может внести жизненно важный вклад в повышение уровня жизни в тропических странах. Неизбежно должен быть период проб и ошибок.Но если разумно использовать уже имеющиеся технические и экономические средства, в слаборазвитых частях мира может возникнуть целлюлозно-бумажная промышленность, имеющая мировое значение.

Сотрудник ФАО по лесам на Гаити работает с 1951 года, помогая улучшить организацию лесной службы и помогая Отделу лесного хозяйства Министерства сельского хозяйства в подготовке программ лесовосстановления и сохранения почв. 1,625 млн акров Гаити (га.650 000) лесов занимает около четверти площади суши. Из-за демографического давления и отсутствия понимания последствий денудации лесов лес быстро исчез.

Одна из главных задач сотрудника ФАО заключалась в том, чтобы помочь проинструктировать фермерские сообщества на холмах о преимуществах сохранения лесов и посадки деревьев как средства предотвращения эрозии почвы и регулирования стока воды. Сеянцы полезного вида зайца успешно распространены в различных местностях.Работая через школы и бойскаутские отряды и заручившись поддержкой религиозных организаций, Лесная служба смогла стимулировать похвальное понимание ценностей леса. Обучение и демонстрация адаптированы к менталитету и отношению к жизни самих жителей села. Школьные учебники и буклеты были выпущены для того, чтобы воспитать у местных жителей врожденную гордость за свою землю. Изображенная на обложке иллюстрация была сделана гаитянским художником. Мистер Аликс Рой.


(PDF) Недревесные волокна — потенциальный источник сырья в бумажном производстве

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

ДРЕВЕСНОЕ ВОЛОКНО ДЛЯ БУМАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Некоторые недревесные волокна, используемые в качестве сырья для производства бумаги —

гектара дают высокие годовые урожаи .Как видно из таблицы 2,

, среднегодовая урожайность кенафа с гектара составляет

, что примерно вдвое больше, чем у быстрорастущих хвойных пород. Недревесные породы

имеют более низкое содержание лигнина, чем древесина, и, как правило, недревесные породы

легче делигнифицировать, поскольку они имеют более низкую энергию активации. Еще одно преимущество недревесных материалов — это более низкая на

стоимость сырья (на жмых и пшеничную солому).

Может показаться удивительным, что волокна недревесных растений

не были приняты целлюлозно-бумажной промышленностью, учитывая положительные характеристики

, описанные ранее, и предположение

о том, что мировые поставки волокна значительно сократятся в ближайшие годы

.В отрасли есть некоторые опасения по поводу использования недревесных волокон для производства бумаги. В

, в частности:

a) Использование однолетних растений представляет собой реальное изменение культуры

для отрасли, со значительным влиянием

на капитальные затраты, эксплуатационные расходы, однородность продукции, качество и надежность

.

b) Наличие постоянных круглогодичных поставок волокна

является основной проблемой для бумажных фабрик.Учитывая, что

большинства недревесных волокон — это однолетние растения, необходимо создать большое хранилище

, чтобы обеспечить постоянные поставки.

Это еще больше усложняется тем фактом, что большинство источников недревесного волокна

имеют большой объем и низкую плотность

по сравнению с древесиной.

c) Тот факт, что большинство недревесных источников волокна имеют высокий объем

и низкую плотность по сравнению с древесиной.

Кроме того, перевозки могут быть разными из-за своей громоздкости.

.

d) Высокое содержание диоксида кремния является проблемой для недревесных волокон

в целом. Большинство заводов по производству недревесной целлюлозы имеют небольшие размеры, и

не имеют надлежащих установок для регенерации химических веществ, чтобы обрабатывать

больших объемов кремнезема, который необходимо удалить.

e) Недостатком использования некоторых недревесных волокон (например,

кенафа) могут быть высокие затраты, необходимые для роста и

сбора этих однолетних культур.

ВЫВОДЫ

Мировой спрос на бумагу увеличивался в среднем на

в 4 раза в год.7% за последние 40 лет. При быстром росте экономик

стран Азиатско-Тихоокеанского региона и Восточной Европы

вполне вероятно, что аналогичный рост спроса в этих регионах будет продолжаться в обозримом будущем. Существующие

лесных ресурсов в этих регионах могут быть недостаточными для удовлетворения

этого растущего спроса на бумагу. Кроме того, лесозаготовки

находятся под растущим давлением со стороны экологов

, обеспокоенных разрушением среды обитания и другими долгосрочными

воздействиями лесозаготовок.Следовательно, необходимо рассмотреть вопрос об альтернативном волокне

, чтобы восполнить возможный дефицит древесного волокна

для производства бумаги.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

1. Аноним. Состояние лесов мира, ФАО: Рим, стр. 200, 1997.

2. Хартманн, Т. Последние часы древнего солнечного света, Мифические книги:

Нортфилд, Вермонт, стр. 3, 1998.

3. ФАО. Производственный ежегодник ФАО. Vol. 49. FAO Statistics Series 1999,

130, 68–85.

4.Анонимный. Производственные мощности в целлюлозно-бумажной промышленности, обзор 1995–2000 гг., ФАО:

Рим, стр. 161–165, 1996 г.

5. Хертер Р.В. Сельскохозяйственные остатки. Краткий курс по недревесным волокнам.

Tappi Press: Атланта, Джорджия, стр. 13, 1997.

6. Паавилайнен, Л. Недревесные волокна в бумаге и картоне — европейская перспектива

. Краткий курс по недревесным волокнам. Tappi Press: Atlanta, GA,

p 23, 1997.

7. Kaldor, A.F. Kenaf, альтернативное волокно для целлюлозно-бумажной промышленности

в развивающихся и развитых странах.Таппи Дж. 1992, 75 (10), 141–145.

8. Инс, П.Дж. Вторичная переработка древесины и бумажных изделий в США.

Министерство сельского хозяйства США. Лаборатория лесных продуктов, Мади-

сын, США; Общий технический отчет FPL-GTR-98, стр. 10, 1996.

9. McCloskey, J.T. А что насчет недревесных пород? В: Proceedings of 1995

TAPPI Global Fiber Supply Symposium. 5–6 октября, Чикаго, Иллинойс,

, стр. 95–106, 1995.

10. Аноним. Состояние лесов Канады.Природные ресурсы Канады.

Канадская лесная служба: Оттава, стр. 112, 1996.

11. Тузинский, Г.Ф. Кенаф. В: Вторичные волокна и недревесная целлюлоза,

Vol. 3, Hamilton, F .; Леопольд, Б., Tech. Ред., 3-е изд., Целлюлозно-бумажная промышленность

Производство; Объединенный комитет по учебникам бумажной промышленности:

Атланта, Джорджия, Монреаль, стр. 106–109, 1993.

12. Панде, Х .; Рой, Д.Н. Кинетика делигнификации натронной варки

кенаф. J. Wood Chem. Technol.1996, 16 (3), 311–325.

13. Fu-Wang, H .; Подбородок, H .; Чжи-бин, Е. Характеристики табака

стебель

. В: Материалы 3-й Международной конференции по производству целлюлозы из недревесного волокна

и бумажному производству. Пекин, Китай, стр. 81–90, 1996.

14. Agarwal, A.K .; Upadhyay, J.S .; Ansari, M.N .; Джайн, М. Spectro-

— объемные исследования лигнинов некоторых недревесных волокнистых растений. Cellul.

Chem. Technol. 1992, 26 (3), 327–332.

15. Панде, Х.; Рой, Д.Н.Потенциал вторичного использования волокон кенафа. В: Kenaf

Свойства, обработка и продукты. pp 342–320, 1999.

ТАБЛИЦА 2

Среднегодовая урожайность различных видов бумаги

сырья

Завод

Выход волокна

(тонны = год = га)

Выход целлюлозы

(тонн = год = га)

Скандинавские хвойные породы 1,5 0,7

Быстрорастущие хвойные породы 8,6 4

Хвойные породы умеренного климата 3,4 1,7

Быстрорастущие лиственные породы 15 7.4

Пшеничная солома 4 1,9

Рисовая солома 3 1,2

Багасса 9 4,2

Бамбук 4 1,6

Кенаф 15 6,5

Конопля 15 6,7

Слоновая трава 12 5,7

Канареечная трава 8 4,0

Источник:

[23]

.

ДРЕВЕСНЫЕ ВОЛОКНА В БУМАЖНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ 1135

(PDF) Недревесные волокна в качестве сырья для целлюлозно-бумажной промышленности

          

       

 

         

     

            

         

   

        

        

       

      

        

  

          

         

          



           

         

         

    

           

         

       

      

          

        

   

          

        

        

  

        

    

            

         

        

        

     

            

 

            

       

        



         

        

       

 

         

        

        

       

          

          



          

          

        

     

        

       

     

        

         

         

     

            

       

   

           

       

      

           

       

    

          

       

       

        

       

      



              

       

   

           

         

       



            

        

       

         

        

       

         



           

       

          



        

       

          

     

           

      

        



        

        

          

         

         

          

       

            

         

 

Процесс производства целлюлозы и бумаги в бумажной промышленности

Бумага играет ключевую роль в нашей повседневной жизни, и с сегодняшнего дня бумага используется уже много лет.Бумага изготавливается из древесной массы, что является экологически чистым продуктом.

Бумага производится с помощью следующих процессов:

1) Будет проведена процедура варки целлюлозы для отделения и очистки волокон

2) Процедура рафинирования будет выполняться после процессов варки целлюлозы

3) Процесс разбавления для образования смеси тонких волокон

4) Формирование волокон на тонком экране

5) Повышение давления для увеличения плотности материалов

6) Сушка для устранения плотности материалов

7) Процедура отделки для получения подходящей поверхности для usgae

Целлюлоза и бумага производятся из целлюлозных волокон и других растительных материалов.Некоторые синтетические материалы могут использоваться для придания готовому продукту особых качеств. Бумага изготавливается из древесных волокон, но при производстве некоторых видов бумаги также используются тряпки, лен, хлопковый пух и жмых (остатки сахарного тростника). Использованная бумага также перерабатывается, и после очистки, а иногда и удаления краски, она часто смешивается с первичными волокнами и снова превращается в бумагу. Такие продукты, как ацетат целлюлозы, вискоза, сложные эфиры целлюлозы, сделанные из целлюлозы, будут использоваться для упаковочных пленок, взрывчатых веществ.

Процесс варки целлюлозы направлен на удаление лигнина без потери прочности волокна, тем самым освобождая волокна и удаляя примеси, которые вызывают обесцвечивание и возможное разрушение бумаги в будущем.

Гемицеллюлоза играет важную роль в связывании волокна с волокном при производстве бумаги. По составу и функциям он похож на целлюлозу. Некоторые экстрактивные вещества, такие как воски, олеорезины, содержатся в древесине, но не влияют на ее прочностные свойства; они также удаляются в процессе варки целлюлозы.

Волокно, извлеченное из любого растения, можно использовать для изготовления бумаги. Однако прочность и качество волокна, а также другие факторы усложняют процесс варки целлюлозы. Как правило, хвойные породы (например,д., сосны, пихты и ели) дают длинные и прочные волокна, повышающие прочность бумаги, и используются для изготовления коробок и упаковки.

Из твердых пород древесины получается более слабая бумага, поскольку они содержат более короткие волокна. Хвойные породы более гладкие, прозрачные и лучше подходят для печати. Древесина хвойных и лиственных пород используется для изготовления бумаги и иногда их смешивают, чтобы обеспечить прочность и способность печатать готовому продукту.

Этапы производства целлюлозы и бумаги:

Подготовка сырья

Древесина, полученная на целлюлозном заводе, бывает разной формы.Это зависит от процесса варки и происхождения сырья. Он может быть получен в виде болтов (коротких бревен) из круглого леса с все еще прикрепленной корой, как щепа размером около полдоллара, которая могла быть произведена на лесопилке из окоренной круглой древесины в другом месте.

Если используется круглый лес, его сначала окоряют, как правило, в больших стальных барабанах, куда может быть добавлена ​​промывочная вода. Эти окоренные деревянные болты затем измельчают в измельчителе, если процесс варки целлюлозы требует химического разложения.Затем стружку просеивают по размеру, очищают и временно хранят для дальнейшей обработки.

Разделение волокон

На стадии разделения волокон несколько технологий варки целлюлозы будут отличаться. Щепа хранится в большом варочном котле (варочном котле), в который добавляются соответствующие химикаты при варке крафт-целлюлозы.

Затем стружку переваривают паром при определенных температурах для отделения волокон и частичного растворения лигнина и других экстрактивных веществ.Некоторые варочные котлы работают непрерывно с постоянной подачей щепы (композиции), а щелок загружается периодически и обрабатывает партию за раз.

После процесса варки вареная мякоть выгружается в сосуд высокого давления. Здесь пар и летучие материалы отводятся. После этого вареную целлюлозу возвращают в цикл химической регенерации. Разделение волокон при механической варке менее драматично.

Окоренные бревна прижимаются к вращающимся шлифовальным кругам по камню в процессе шлифовки камня.Рафинерная и термомеханическая пульпа производятся из щепы. Эти чипы измельчаются путем пропускания их через быстрое вращение в обоих процессах.

На втором этапе после рафинирования целлюлозу просеивают, очищают, и большую часть технологической воды удаляют при подготовке к производству бумаги.

Процесс отбеливания

Необработанная целлюлоза содержит заметное количество лигнина и других обесцвечивающих веществ, ее необходимо отбеливать для получения светлой или белой бумаги, предпочтительной для многих продуктов.Волокна дополнительно делигнифицируют путем солюбилизации дополнительного лигнина из целлюлозы посредством хлорирования и окисления. К ним относятся диоксид хлора, газообразный хлор, гипохлорит натрия, перекись водорода и кислород.

Гидроксид натрия, сильная щелочь, используется для извлечения растворенного лигнина с поверхности волокон. Отбеливающие агенты и последовательность их использования зависят от ряда факторов, таких как относительная стоимость отбеливающих химикатов, типа и состояния целлюлозы.

Механическое отбеливание целлюлозы отличается от химического отбеливания целлюлозы. Отбеливание механической целлюлозы предназначено для минимизации удаления лигнина, который может снизить выход волокна.

Химические вещества, используемые для отбеливания целлюлозной массы, избирательно разрушают красящие примеси, но оставляют лигнин и целлюлозные материалы нетронутыми. К ним относятся бисульфит натрия, гидросульфит натрия или цинка (больше не используется в США), гипохлорит кальция или натрия, водород или пероксид натрия и Процесс диоксида серы-борол (вариант метода гидросульфита натрия).

Процедура изготовления бумаги

Отбеленную или небеленую целлюлозу можно дополнительно измельчить для разрезания волокон и придания шероховатости поверхности волокон для улучшения образования и связывания волокон при их поступлении в бумагоделательную машину.

К суспензии пульпы добавляют воду, чтобы получить жидкую смесь, обычно содержащую менее 1 процента волокна. Разбавленная суспензия затем очищается в циклонных очистителях и просеивается на центробежных ситах перед подачей во «мокрую часть» бумагоделательной машины.Разбавленная масса проходит через напорный ящик, который равномерно распределяет суспензию волокна по ширине формируемого бумажного листа.

сырья для производства старой бумаги в Китае по JSTOR

Открытие того, что волокна могут быть сформированы в тонкий лист на экране, является ключом к изобретению бумаги. Китайские производители бумаги с очень древних времен выбирали почти все виды заводов, известных современной бумажной промышленности, как производящие лучшее из волокон, но при этом наиболее экономичные по стоимости.Сырье для производства таких волокон включает лубяные растения, кору деревьев, стебли травы и другую растительность. Конопля — это самый ранний материал, который, как известно, использовался для изготовления бумаги в Китае до христианской эры, за ней следует бумажная шелковица с начала второго века нашей эры. Ротанг был особенно популярен для изготовления лучшей бумаги на юго-востоке Китая на протяжении почти тысячелетия с третьего до примерно двенадцатый век, когда запасы сырья были исчерпаны. Затем бамбук постепенно заменил ротанг и коноплю в качестве основного материала для производства бумаги со второй половины восьмого века.Рис и пшеничная солома, кора сандалового дерева и других деревьев, стебли гибискуса, водоросли и некоторые другие растения также использовались для изготовления особых видов бумаги. Вопрос о том, использовались ли когда-либо хлопок и шелк, остается спорным. Хлопок-сырец необходим для производства текстильных изделий и является неэкономичным, а чистый шелк считается технически непригодным для производства бумаги. Вероятно, это была шелковая нить из отходов коконов, которая использовалась для изготовления бумаги специального назначения. По всей видимости, сырые растительные волокна не использовались европейскими производителями бумаги до восемнадцатого века, когда бумага западного происхождения начала изготавливаться из сырой конопли, соломы, дерева и других материалов, поскольку льняные и хлопковые тряпки стали недостаточными.Только в начале девятнадцатого века древесная масса стала широко использоваться в качестве основного сырья в производстве бумаги.

Регулярным серийным изданием Общества, выходящим ежеквартально, является Журнал Американского восточного общества. Первый том, опубликованный в 1843–1849 гг., Задал тон на все времена благодаря широкому охвату предмета и основательности своей исследовательской деятельности. Он включал исследования арабской музыки, персидской клинописи и буддизма в Индии и представил широкой аудитории новые на тот момент теории Пьера Э.Дю Понсо, критикуя доктрину «идеографического» характера китайской письменности. С того года и по сегодняшний день журнал представил миру науки результаты передовых исследований самых выдающихся американских востоковедов, специалистов по литературе и цивилизациям Ближнего Востока, Северной Африки, Южной и Юго-Восточной Азии, Внутренней Азии. Азия, Дальний Восток и исламский мир. Страницы журнала всегда открыты для оригинальных и интересных статей ученых.Чтобы обеспечить компетентную и беспристрастную оценку научного уровня материалов, представленных для публикации, редакция состоит из признанных ученых в каждой из основных областей, обслуживаемых Обществом. Членство в AOS включает годовую подписку на Журнал.

Американское восточное общество — старейшее образованное общество в Соединенных Штатах. посвященный определенной области науки. Общество основано в 1842 г. предшествовали только такие выдающиеся организации общего масштаба, как американская Философское общество (1743 г.), Американская академия искусств и наук (1780 г.), и Американское антикварное общество (1812 г.).С самого начала его цели был гуманистическим. Поощрение фундаментальных исследований в области языков и литературы Азии всегда занимала центральное место в своих традициях. Эта традиция пришла в включают такие предметы, как филология, литературная критика, текстология, палеография, эпиграфия, языкознание, биография, археология, история интеллектуального и образные аспекты восточных цивилизаций, особенно философии, религия, фольклор и искусство. Объем цели Общества не ограничен. временными границами: Все искренние исследователи человека и его работ в Азии, в любой период истории приветствуется в членстве.

Различное сырье для производства целлюлозы для бумаги

Сегодня мы поговорим о разном сырье для изготовления целлюлозы для бумаги . Обычно для изготовления бумаги мы используем древесную массу. Это основное сырье для изготовления бумаги. Некоторые заводы служат хорошим сырьем для изготовления бумаги. Растения, обычно используемые для производства целлюлозы, подразделяются на четыре категории: стеблевое волокно, лубяное волокно, волокно семенного волоса и древесное волокно. Среди них древесное волокно — самая важная категория.В настоящее время во всем мире лесные ресурсы не могут удовлетворить растущие потребности целлюлозно-бумажной промышленности. Чтобы восполнить нехватку сырья, значительная часть целлюлозы ввозится из-за границы.

Производство целлюлозы для бумаги относится к использованию химического метода, механического метода или комбинации этих двух методов. В качестве сырья растительные волокна превращаются в беленую или небеленую целлюлозу в процессе диссоциации.

Механическая древесная масса для бумаги

Механическая древесная масса, также известная как измельченная древесная масса (GP), производится с использованием механического метода измельчения волокнистого материала.Он занимает важное место в бумажной промышленности. Он имеет характеристики низкой стоимости производства, простого производственного процесса, сильного впитывания чернил, мягкости и гладкости готовой бумаги, высокой непрозрачности. Подходит для печати. Однако из-за короткого волокна и высокого содержания нецеллюлозных компонентов прочность бумаги низкая. Кроме того, поскольку большая часть лигнина и других нецеллюлозных материалов из древесины не удаляется, полученная с его помощью бумага становится желтоватой и ломкой и не может храниться в течение длительного времени.Механическая древесная масса для бумаги обычно относится к белой механической древесной массе и коричневой механической древесной массе. Белая механическая масса в основном используется для газетной бумаги, но также используется для копировальной и печатной бумаги вместе с использованием другой бумажной массы. Коричневая древесная масса для производства бумаги в основном используется для изготовления упаковочной бумаги и картона, особенно промышленного картона.

Сульфатная древесная масса для бумаги

Сульфатная древесная масса для бумаги — это смесь гидроксида натрия и сульфида натрия в качестве кулинарного агента.В процессе приготовления лекарственный ликер действует более умеренно, а клетчатка не подвергается сильной эрозии, поэтому он крепкий и мощный. Таким образом, бумага, изготовленная из нее, обладает хорошей прочностью на сгибание, прочностью на истирание и отличной прочностью на разрыв. Обычно ее можно разделить на беленую целлюлозу и небеленую целлюлозу. Небеленая целлюлоза доступна для производства крафт-бумаги, мешочной бумаги, крафт-картона, а также обычной упаковочной бумаги и картона. Отбеленная целлюлоза используется для производства современной печатной бумаги, газет для рисования, офсетной бумаги, писчей бумаги и т. Д.

Сульфитная древесная масса для бумаги

Сульфитная древесная масса для бумаги — это смесь сернистой кислоты и кислого сульфита в качестве кулинарного агента. Пульпа имеет характеристики длинного, мягкого и прочного волокна, высокой прочности, легкости отбеливания и отличной способности переплетения. По степени очистки ее можно разделить на целлюлозу небеленую, целлюлозу полубеленую и целлюлозу беленую. Небеленая целлюлоза имеет желтоватый оттенок, а ее волокна также тверже, поэтому ее в основном используют для печати на бумаге среднего размера, тонкой упаковочной бумаге и полупрозрачной бумаге, а также маслостойкой бумаге, содержащей небольшое количество лигнина и цветных примесей.Полубеленая целлюлоза содержит много пентозы, поэтому ее используют для производства прозрачной кальки и имитации пергамента. Волокно беленой целлюлозы белое, чистое и мягкое по текстуре, но из-за отбеливания прочность волокна ниже, чем у небеленой целлюлозы. Таким образом, целлюлоза используется для изготовления всех видов усовершенствованной бумаги.

Производство бумажной массы из макулатуры

Макулатура из макулатуры производится резаком типографии из макулатуры или обрезков бумаги в качестве сырья путем механического перемешивания, отбеливания и очистки от краски.Прочность и характеристики волокна в целлюлозе из макулатуры определяются типом целлюлозы из макулатуры. Однако волокно снова разрушается химическим раствором или повреждается под действием механической силы, это хуже, чем у оригинала. Судя по качеству макулатурной массы, она соответственно используется для производства бумаги для печати, писчей бумаги, картона и бумаги нижнего уровня.

Существует широкий ассортимент сырья для производства целлюлозы для бумаги. В дополнение к вышеописанным нескольким видам целлюлозы, есть целлюлоза из соломы, целлюлоза из тростника, пульпа из жома, пульпа из бамбука, пульпа хлопка, пульпа льна и синтетическая пульпа.

Состав пульпы

Основной компонент волокна — целлюлоза. Кроме того, в его состав еще входят гемицеллюлоза, лигнин, смола, пигмент, пектин, зола и другие вещества. Среди них целлюлоза и полуцеллюлоза являются важными компонентами, а другие компоненты относятся к тем веществам, которые необходимо удалить.

Основные характеристики бумажной массы

Показателей эффективности целлюлозы много. Их можно условно разделить на две категории по физическим и химическим характеристикам.Физические показатели являются важным показателем оценки ценности целлюлозы. Прочность на разрыв, разрывная прочность и прочность на разрыв являются основными оценочными показателями импортной целлюлозы. В настоящее время импортируется большее количество беленой и небеленой сульфатной целлюлозы, беленой сульфитной целлюлозы и древесной массы.

Стандарты контроля производства целлюлозы для бумаги

Стандарты проверки импортной целлюлозы в основном включают проверку веса и проверку физических характеристик.Стандарты проверки: TAPPI, ISO, SCAN, APPITA, CPPA и т. Д.

Волокнистое сырье

Волокнистое сырье для производства целлюлозы для бумаги — это волокнистые материалы, полученные химическими или механическими процессами, с характеристиками переплетения или связывания с бумагой. Обычная мякоть в основном состоит из растительного сырья. В настоящее время более 90% мирового производства целлюлозы составляет древесная масса, а остальная часть в основном производится из такого сырья, как солома, пшеничная солома, бамбук, тростник, жмых, хлопок и конопля.Волокнистые материалы имеют характеристики переплетения или связывания в бумагу. Их основной ингредиент — целлюлоза. Волокна животного происхождения, такие как шерсть, минеральные волокна, такие как асбест, вискоза, используются в качестве сырья для изготовления бумаги, также известного как целлюлоза. Мякоть часто содержит немного воды. Поскольку в нем содержание воды менее 20%, его называют сухой пульпой; поскольку в нем содержится около 50% воды, его называют влажной мякотью; поскольку содержание воды превышает 90% или более, ее называют щелочной целлюлозой.

Comments

No comments yet. Why don’t you start the discussion?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *