Бумага менее прочная чем дерево

Ни одно дерево не пострадает: 5 материалов, из которых делают бумагу будущего

По статистике, каждое пятое дерево на Земле вырубается для изготовления бумаги. Но, как это обычно бывает, материала требуется с каждым днем все больше и больше, несмотря на то, что с развитием Интернета потребность в бумажных носителях снизилась. Любопытный факт: если каждый житель планеты сэкономит хотя бы один листок, можно спасти от вырубки миллион деревьев. Поэтому сегодня одна из наиболее важных задач для экологов и ученых – найти более безопасный для природы материал для изготовления бумаги.

Это травянистое растение рода Гибискус произрастает в Юго-Восточной Азии, Южной и Центральной Америке. Обычно его стебли использовали для изготовления волокон технических тканей, веревок, канатов и масла. Только недавно их стали использовать в производстве бумаги.

Бумага из кенафа не отличается по своим качествам от обычной и полезна для экологии тем, что разлагается быстрее без вредных следов. Также ее производство еще и выгодно тем, что кенаф растет быстрее деревьев, а на один гектар плантаций приходится 22 тонны ценного волокна.

Багасса – это отход, получаемый при обработке сахарного тростника. Этот экологически чистый материал может служить не только кормом для скота, но и материалом для топлива и контейнеров для еды. А сделанное еще в 1998 году исследование доказало, что багасса может применятся в качестве сорбирующего материала для очистки разливов нефти.

Багассу используют для изготовления бумаги и картона. Она требует меньше отбеливающих химикатов, чем древесина, чтобы добиться ярко-белого цвета листов. Волокна багассы лучше всего подходят для производства бумажных салфеток, гофрокартона, газетной и писчей бумаги. Однако работа с этим материалом отнюдь не проста. Люди, которые имеют дело с багассой, вынуждены носить перчатки и маски, чтобы защититься от язв и царапин, а также предотвратить легочные заболевания.

Традиционное китайское растение используется в разных отраслях хозяйства: в строительстве, производстве топлива, лекарств. Побеги бамбука добавляются в пищу и корм для животных. Бамбук растет в разы быстрее обычного дерева, поэтому стал основным материалом деревообрабатывающей промышленности.

Бамбуковая бумага появилась еще в Χ веке до нашей эры. Производится она в Китае и идет на разные нужды: для обоев, картона, в офисы, используется как туалетная. Совсем недавно бумага из бамбука стала поставляться на европейском рынке, поэтому найти ее довольно непросто, но возможно.

В 2019 году проект украинского студента Валентина Фречка по производству бумаги из опавших листьев завоевал гран-при конкурса University Startup World Cup. Идею переработки пожелтевших листьев в бумагу парень начал воплощать еще школьником, готовясь к международной олимпиаде по экологии. С тех пор со своим проектом он побывал на конференциях и конкурсах в Сербии, Словакии, Польше, Германии, Франции, США, Корее и Китае.

При изготовлении бумаги из листьев сырья нужно больше, чем из дерева, тонна опавших листьев в среднем сохранит от вырубки 10 деревьев. В обычной бумаге используются синтетические наполнители, которые придают ей прочности. В бумаге из листьев – обычный крахмал и каолин. Производство по этой технологии уже запустили в Украине, в городе Житомир.

Тростник

Еще одна инициатива, на этот раз от белорусских умельцев. Две девушки из Зельвы (Гродненская область) изготавливают свою бумагу из тростника. Тростниковая бумага на 100% экологична, может быть повторно переработана без дополнительных затрат и химикатов. Легко заменяет собой обычную экоупаковку, которую производят из древесины.

Затраты на изготовление такой бумаги минимальны – на один лист формата А4 средней плотности уходит 25 граммов тростниковой массы. Такое изделие можно даже красить. Изобретательницы используют для этого овощные соки: свекольный, морковный и другие.

Источник

Бумага менее прочная чем дерево

Вы когда-либо задавались вопросом: каким был бы мир без деревьев?

Обезлесение является предметом озабоченности в течение многих десятилетий и, несмотря на просветительские кампании, сегодня это остается проблемой. Хотя вы, возможно, знаете, как уменьшить расход бумаги в вашем доме и офисе с помощью двухсторонней печати и других мер, но есть еще один способ, чтобы сохранить деревья – деревонесодержащая бумага.

Финалистом конкурса «Инновационный Продукт Года» в 2010 году стала бездревесная бумага для принтеров, ксероксов и факсов компании PPI (Pulp & Paper International).

Эта высококачественная бумага не содержит древесные волокна или продукты переработки бумаги, изготовленной из древесины. Другими словами, никакие деревья никогда не используются в процессе создания этого продукта. Новый продукт произведен из побочного продукта переработки сахарного тростника – богасо.

При выработке одной тонны сахара-сырца образуется свыше тонны багасо – высушенного жома сахарного тростника. Деревья растут 10 и более лет, а сахарный тростник может быть собран дважды в год, используются только отходы, чтобы создавать эту бумагу. Кроме того при ее производстве используется на 10-15% отбеливающего вещества меньше, нежели в «древесной». Стоимость производства такой бумаги равна стоимости переработки обычной бумаги.

Новая бумага пригодна для повторного производства и разлагается микроорганизмами. Это идеальный вариант офисной бумаги, так как она обладает такими же возможностями, как и традиционная, имеет стандартный размер и вес бумаги для копирования.

Используя эту деревонесодержащую бумагу, Вы можете быть уверены, что делаете что-то полезное для окружающей среды.

Источник

О бумаге внукам. Часть 2. Подготовка древесины

Не так дав­но, в нача­ле 19 века людям потре­бо­ва­лось так мно­го бума­ги, что они спеш­но нашли заме­ну тря­пич­но­му источ­ни­ку сырья для её про­из­вод­ства. Таким новым источ­ни­ком ста­ла дре­ве­си­на. Дере­во, рас­ту­щее доволь­но само­сто­я­тель­но и посто­ян­но воз­об­нов­ля­ю­ще­е­ся, вырас­та­ю­щее сно­ва на месте сруб­лен­но­го, пре­крас­но помог­ло людям в их стрем­ле­нии жить в окру­же­нии бума­ги, кар­то­на и изде­лий из них.

Раз­бе­рём­ся, на каких пред­при­я­ти­ях изго­тав­ли­ва­ют бума­гу. Как про­ис­хо­дит пред­ва­ри­тель­ная обра­бот­ка дре­ве­си­ны и пре­вра­ще­ние её или в клет­чат­ку или в дре­вес­ную мас­су? Какая бума­га может быть полу­че­на и из пер­вой, и из второй?

Где делают бумагу

Бума­га дела­ет­ся на несколь­ких типах предприятий.

Что­бы при­сту­пить к изго­тов­ле­нию бума­ги, нуж­но дре­ве­си­ну, во-пер­вых, под­го­то­вить к про­из­вод­ству: рас­сор­ти­ро­вать, измель­чить, а во-вто­рых, пре­об­ра­зо­вать её в про­ме­жу­точ­ный про­дукт, и таких про­дук­тов может быть два: клет­чат­ка – она же цел­лю­ло­за (так её назы­ва­ют на пред­при­я­ти­ях) и дре­вес­ная мас­са. Эти про­дук­ты очень раз­ные по свой­ствам и это учи­ты­ва­ет­ся при про­из­вод­стве бумаги.

Подготовка древесины к производству

Посту­па­ет дре­ве­си­на на лес­ную бир­жу цел­лю­лоз­но­го заво­да или лесо­про­мыш­лен­но­го ком­плек­са. Ство­лы дере­вьев здесь назы­ва­ют балан­са­ми. Они дости­га­ют несколь­ких мет­ров длиной.

Балан­сы хра­нят­ся на лес­ной бир­же в шта­бе­лях или в кучах.

Балан­сы про­хо­дят ряд ста­дий пере­ра­бот­ки на спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ном оборудовании.

Рас­пи­ли­ва­ют­ся, с них сни­ма­ет­ся кора (кора или идёт на пере­ра­бот­ку в цен­ные про­дук­ты, о кото­рых пого­во­рим отдель­но, или сжи­га­ет­ся с полу­че­ни­ем теп­ла для про­из­вод­ства цел­лю­ло­зы и бумаги);

Уда­ля­ет­ся кора на высо­ко­про­из­во­ди­тель­ных око­роч­ных бара­ба­нах. Они накло­не­ны. С при­нод­ня­той сто­ро­ны загру­жа­ют уко­ро­чен­ные балан­сы-коро­тьё, в бара­бан посту­па­ет вода и вра­ща­ясь с балан­сов сди­ра­ет­ся кора от тре­нья об ост­рые высту­пы сте­нок бара­ба­на и при тре­ние брё­вен друг о друга.

Око­рён­ная дре­ве­си­на посту­па­ет в руби­тель­ные маши­ны, кото­рые измель­ча­ют её. Так выгля­дит щепа полу­чен­ная из руби­тель­ной маши­ны. Даль­ше она про­хо­дит сор­ти­ро­воч­ные маши­ны, где уда­ля­ет­ся мелочь и слиш­ком круп­ные щепки.

Как отме­ча­лось в посте 1, дре­ве­си­на может исполь­зо­вать­ся в виде отхо­дов от дере­во­пе­ре­ра­бот­ки, и тогда она при­хо­дит в раз­ной сте­пе­ни измель­че­ния и загряз­не­ния. Её тоже про­пус­ка­ют по цепоч­ке измель­ча­ю­ще­го и очист­но­го обо­ру­до­ва­ния, что­бы полу­чить щепу необ­хо­ди­мо­го качества.

Варка целлюлозы

Про­из­вод­ство бума­ги про­ис­хо­дит на бумаж­ных фаб­ри­ках, кото­рые ино­гда быва­ют само­сто­я­тель­ны­ми пред­при­я­ти­я­ми. В этом слу­чае они поку­па­ют для про­из­вод­ства бума­ги не дре­ве­си­ну, а тот самый про­ме­жу­точ­ный про­дукт из пре­об­ра­зо­ван­ной дре­ве­си­ны — клет­чат­ку (её назы­ва­ют бумаж­ни­ки, как вы уже зна­е­те, цел­лю­ло­зой) и вто­рой про­ме­жу­точ­ный про­дукт – дре­вес­ную мас­су.

Цел­лю­ло­за про­из­во­дит­ся на цел­лю­лоз­ных заводах.

Дре­вес­ная щепа посту­па­ет на вар­ку в вароч­ный котёл.

В ходе вар­ки, как в обык­но­вен­ной домаш­ней ско­ро­вар­ке на вашей кухне где к нагре­ва­нию добав­ля­ет­ся и дав­ле­ние обра­зу­ю­ще­го­ся водя­но­го пара, про­ис­хо­дит выде­ле­ние из дре­ве­си­ны как из кусоч­ков кури­цы, рас­тво­ри­мых веществ. Эти рас­тво­ри­мые веще­ства очень цен­ные и хотя их нель­зя исполь­зо­вать в пищу как кури­ный бульон, из них полу­ча­ют после пере­ра­бот­ки мно­го полез­ных веществ.

Варят дре­ве­си­ну раз­ны­ми спо­со­ба­ми, но наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны вароч­ные бульо­ны, состо­я­щие из кис­лот­ных или щелоч­ных рас­тво­ров. В резуль­та­те полу­ча­ет­ся суль­фит­ная или суль­фат­ная цел­лю­ло­за. Щелоч­ная (суль­фат­ная) вар­ка более уни­вер­саль­ная и более широ­ко рас­про­стра­не­на. Она справ­ля­ет­ся с вар­кой любой дре­ве­си­ны и более экономична.

Вар­ка про­ис­хо­дит в кот­лах. На рисун­ке котёл непре­рыв­ной суль­фат­ной вар­ки цел­лю­лоз­но­го заво­да. Свер­ху загру­жа­ет­ся щепа, кото­рая под­ни­ма­ет­ся на высо­ту верх­ней гор­ло­ви­ны кот­ла эле­ва­то­ром. Высо­та кот­ла пре­вы­ша­ет 70 м, диа­метр в ниж­ней части боль­ше 12 м.

В котёл пода­ёт­ся вароч­ный рас­твор и смесь щепы и вароч­но­го рас­тво­ра нагре­ва­ет­ся до 160 гра­ду­сов. Вар­ка про­дол­жа­ет­ся несколь­ко часов. Сни­зу, ещё в кот­ле, цел­лю­ло­за пер­вый раз про­мы­ва­ет­ся и горя­чей выгру­жа­ет­ся в при­ём­ный бассейн.

Вер­нём­ся к кури­це – роль, кото­рой у нас выпол­ня­ет щепа. После уда­ле­ния бульо­на – вароч­но­го рас­тво­ра, щепа толь­ко начи­на­ет рас­па­дать­ся на волок­на. Осно­ву этих воло­кон состав­ля­ет клет­чат­ка или цел­лю­ло­за. Цел­лю­ло­за – очень проч­ное веще­ство, она выдер­жи­ва­ет нагруз­ку более высо­кую, чем сталь. Неуди­ви­тель­но, что дере­вья дости­га­ют такой высо­ты и не лома­ют­ся при силь­ных поры­вах ветра.

Важ­но заме­тить, что бульон на цел­лю­лоз­ном заво­де, как у хоро­шей хозяй­ки пус­ка­ет­ся в дело. Часть его исполь­зу­ет­ся для воз­вра­та в про­из­вод­ство для добав­ле­ния к све­же­му вароч­но­му рас­тво­ру. Часть исполь­зу­ет­ся для полу­че­ния мно­гих полез­ных веществ вос­ков, смол, мыла, лекар­ствен­ных веществ, лаков и пр.

Ино­гда цел­лю­ло­ло­зу после вар­ки не отбе­ли­ва­ют, тогда она мень­ше теря­ет свои проч­ност­ные свой­ства и пре­крас­но под­хо­дит для изго­тов­ле­ния креп­ко­го гофрокартона.

Из такой цел­лю­ло­зы про­из­во­дят мешоч­ную бума­ги. Такую цел­лю­ло­зу назы­ва­ют ещё “крафт-цел­лю­ло­зой”, а бума­гу из неё “крафт-бума­гой”.

Два потока после варки

Про­мы­тая цел­лю­ло­за в вод­ной сре­де может раз­де­лять­ся на ДВА ПОТОКА.

1. Один пода­ёт­ся на сет­ку отлив­ной маши­ны, где фор­ми­ру­ет­ся тол­стая пап­ка цел­лю­ло­зы, кото­рая под­су­ши­ва­ет­ся, раз­ре­за­ет­ся на листы паку­ет­ся в кипы и посту­па­ет на рынок, в том чис­ле, цел­лю­лоз­ный завод про­да­ёт её и бумаж­ным фабрикам;

Листо­вая цел­лю­ло­за после отбел­ки и суш­ки выгля­дит так. Внешне, она уже похо­жа на бума­гу! Но сход­ство толь­ко поверх­ност­ное. Что­бы из цел­лю­ло­зы полу­чить бума­гу при­дёт­ся ещё потрудиться.

2. Если цел­лю­лоз­ный завод и бумаж­ная фаб­ри­ка обра­зу­ют еди­ное пред­при­я­тие, а это быва­ет часто — дру­гая часть цел­лю­ло­зы идёт на эту бумаж­ную фаб­ри­ку, вхо­дя­щую в состав цел­лю­лоз­но-бумаж­но­го ком­би­на­та без суш­ки “жид­ким пото­ком” вме­сте с водой. Волок­на такой цел­лю­ло­зы луч­ше сохра­ня­ют свои проч­ност­ные каче­ства и име­ют боль­шие воз­мож­но­сти для обра­зо­ва­ния свя­зей меж­ду собой. А это важ­но для про­из­вод­ства бумаги.

Из дере­вьев полу­ча­ют тех­ни­че­скую цел­лю­ло­зу (в ней есть остат­ки дру­гих эле­мен­тов дре­ве­си­ны, глав­ный из кото­рых лигнин).

При­род­ная, очень чистая цел­лю­ло­за содер­жит­ся в хлоп­ке. Хло­пок тоже варят и отбеливают.

Из хлоп­ко­вой цел­лю­ло­зы дела­ют, напри­мер, банк­нот­ную бума­гу для бумаж­ных денег.

Древесно-массное производство

Если дре­ве­си­ну не варить, что­бы выде­лить из неё клет­чат­ку, то мож­но пре­об­ра­зо­вать её в про­дукт, при­год­ный для про­из­вод­ства бума­ги дру­гим спо­со­бом. Этот про­дукт назы­ва­ет­ся дре­вес­ной мас­сой. Все веще­ства, вхо­дя­щие в дре­ве­си­ну, оста­ют­ся в дре­вес­ной массе.

Пер­во­на­чаль­но дре­вес­ную мас­су полу­ча­ли, при­жи­мая око­рён­ные балан­сы к вра­ща­ю­ще­му­ся абра­зив­но­му (шер­ша­во­му) кам­ню, кото­рые выре­за­ли из при­род­ной поро­ды. На рисун­ке схе­ма маши­ны для полу­че­ния дре­вес­ной мас­сы исти­ра­ни­ем дре­вес­ных брёв­ны­шек — “коро­тья”.

Так выгля­дят кам­ни дефибрёров

В совре­мен­ном про­из­вод­стве дре­вес­ную мас­су чаще полу­ча­ют раз­ма­лы­вая не коро­тьё, а щепу на спе­ци­аль­ных мель­ни­цах с пред­ва­ри­тель­ным подо­гре­вом или про­пит­кой хими­ка­та­ми для уда­ле­ния неко­то­ро­го коли­че­ства рас­тво­ри­мых веществ и улуч­ше­ния свойств дре­вес­ной массы.

Дис­ко­вые рафи­нё­ры-мель­ни­цы для раз­мо­ла щепы и полу­че­ния дре­вес­ной массы.

Дре­вес­ная мас­са поз­во­ля­ет почти до 2 раз умень­шать рас­ход дре­ве­си­ны на про­из­вод­ство бума­ги. Осо­бен­ность дре­вес­ной мас­сы в том, что она даёт мень­шую проч­ность бума­ги, пото­му что проч­ные цел­лю­лоз­ные волок­на в ней, закры­ты дру­ги­ми ком­по­нен­та­ми. Волок­на в ней не такие гиб­кие, как у цел­лю­ло­зы, их поверх­ность не рас­кры­та и меж­ду волок­на­ми дре­вес­ной мас­сы в бумаж­ном листе не обра­зу­ют­ся проч­ные свя­зи, какие воз­ни­ка­ют меж­ду волок­на­ми целлюлозы.

Если поло­жить рядом газе­ту и лист офис­ной или тет­рад­ной бума­ги, то мож­но уви­деть раз­ли­чие по белизне. В газет­ной бума­ге до 80 % дре­вес­ной мас­сы и она сла­бее и не такая белая, как офис­ная, в кото­рой, как пра­ви­ло, 100% целлюлозы.

Дре­вес­ную мас­су тоже мож­но отбе­ли­вать для исполь­зо­ва­ния в более высо­ко­ка­че­ствен­ной бума­ге. На рисун­ке пока­за­на тер­мо-меха­ни­че­ская дре­вес­ная мас­са после отбел­ки. Такую мас­су вполне добав­ля­ют в белые виды офис­ной, пис­чей и печат­ной бумаги.

Теперь мы зна­ем, что бума­гу, как и кар­тон, мож­но про­из­во­дить и из цел­лю­ло­зы и из дре­вес­ной мас­сы, а чаще про­из­во­дят из их сме­си. Про­ис­хо­дит это на бума­го­де­ла­тель­ной машине. О про­из­вод­стве бума­ги на ней пого­во­рим в дру­гом посте.

Обра­ти­те вни­ма­ние на дру­гие посты из серии “О бума­ге вну­кам”.

Источник

Тайны современного производства бумаги

Канцелярская бумага. Второй сезон. Вторая серия

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

Сырьё для изготовления бумаги

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

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

Механический способ получения сырья

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

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

К сожалению, механический метод не позволяет производить сырьё для производства прочной и высококачественной продукции. Как я писал выше, в основе этого метода лежит механическое разрушение древесины, которое повреждает и деформирует волокна, а лигнин не удаляет (я писал о нём в одной из предыдущих статей). У бумаги, изготовленной из этого сырья, не будет гладкой и однородной поверхности. И высокой белизны тоже не будет. Однако небольшое количество древесной массы (не более 10%) включают в состав офсета #1 для его удешевления практически без потери свойств.

Химический способ получения сырья

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

Отбеленная целлюлоза — основа для изготовления высококачественной бумаги, например офисной или для рисования. Раньше отбеливание проходило в несколько этапов: сначала кислородом или перекисью водорода, затем хлором или его производными (гипохлоритами или хлорной известью) — и так несколько кругов. Однако подобные технологии наносят большой вред экологии, поэтому производители регулярно изменяют схемы отбеливания, модернизируют их, разрабатывают технологии, снижающие количество загрязнённых выбросов. Всё больше компаний переходят на бесхлорные отбеливатели или отбеливатели, не содержащие хотя бы элементарный хлор. Об этом гласят вот такие значки на пачках бумаги: TCF (Totally Chlorine Free) или ECF (Elementary Chlorine Free). К сожалению, об экологических стандартах отбеливания бумаги на русском языке информации мало, а та, что есть, расположена на коммерческих ресурсах. Поэтому даю только ссылку на статью об отбеливании дерева на англоязычной «Википедии».

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

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

Ну всё, сырьё готово. Что дальше?

А дальше волшебство производства бумаги!

Производство бумаги вблизи

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

После отбеливания целлюлозу смешивают с древесной массой, измельчённой в специальных мельницах. Затем полученную древесную муку и целлюлозу смешивают с водой и отправляют на роллы — это специальные ножи, где масса прокатывается и «вычёсывается». Здесь волокна целлюлозы ещё больше измельчаются и располагаются в нужном направлении. После этого в полученную полужидкую массу добавляют различные вещества, улучшающие и меняющие её характеристики: красители, пигменты, клей, смолы, каолин, мел, крахмал и многие другие. Теперь, после всех добавлений и разбавлений, бумажная масса — это 2,5-3% суспензия.

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

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

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

Сеточная часть

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

Ремарка

Две стороны одного листа

Я и раньше это замечал. Но когда увлёкся перьевыми ручками, к выбору бумажного блока тетради, блокнота или ежедневника стал подходить ещё тщательнее. Перьевые ручки используют жидкие чернила (liquid ink), поэтому абы какая бумага им не подходит. За легендарную лёгкость и гладкость письма без нажима и усилий, за обратную связь и эстетическое удовольствие приходится платить: перьевые ручки капризны в выборе качества бумаги. Слишком тонкую бумагу жидкие чернила пробьют насквозь — их будет видно на обратной стороне листа. Если поверхность бумаги излишне пористая, то во время письма чернила расплывутся и оставят «ёлочку». А если шершавая, то от письма будет скрипеть на зубах и казаться, что перо царапает бумагу. Да-да, далеко не всегда дело в самой ручке. Поэтому прежде, чем истерить, что ручка бракованная, и бежать её обменивать, стоит попробовать письмо на другой бумаге.

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

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

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

Различия в гладкости и пористости разных сторон листа называют двусторонностью.

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

Прессовая часть

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

Сушильная часть

Принципиальная схема сушильной части БДМ

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

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

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

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

Каландры

(франц. calandre от др.-греч. κύλινδρος «каток, валик») — это часть БДМ, которая непрерывно формует бумажный лист. После сушки предварительно остуженное бумажное полотно пропускают между па́рами огромных вращающихся валов-каландров. Благодаря тому, что валы нагреты и отполированы до зеркального блеска, получается гладкое прочное бумажное полотно заданной толщины, ширины и плотности.

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

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

Намотка (накат)

После каландрирования бумажное полотно сматывают в технические рулоны.

Нарезка

Упаковка

Рулоны оборачивают двумя слоями крафт-бумаги с полиэтиленовым покрытием, а листы фасуют в пачки, маркируют и отправляют на склад готовой продукции.

В следующей серии я расскажу, как даже мельчайшее вмешательство в процесс производства бумаги влияет на конечный результат.

Источник