Целюлозопаперової виробництво

Міністерство освіти і науки РФ

Іркутський Державний Технічний університет

Кафедра хімічної технології

Реферат:

«Целлюлозо-паперове виробництво»

Виконав:

Перевірив:

Іркутск2007г.

Зміст

1. ЦЕЛЮЛОЗНО-ПАПЕРОВА ПРОМИСЛОВІСТЬ

2. ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І ВИЗНАЧЕННЯ

3. БУМАГООБРАЗУЮЩІЕ ВЛАСТИВОСТІ НАПІВФАБРИКАТІВ ПАПЕРОВОГО ВЛАСТИВОСТІ

4. ЗАГАЛЬНА ТЕХНОЛОГІЧНА СХЕМА ВИРОБНИЦТВА ПАПЕРИ

5. ВИРОБНИЦТВО ЛИСТОВИЙ Целюлоза і ПЕРЕРОБКА: ТОВАРНА ЦЕЛЮЛОЗА, ПАПІР, КАРТОН

ЦЕЛЮЛОЗНО-ПАПЕРОВА ПРОМИСЛОВІСТЬ

Целюлозно-паперова промисловість - найбільш складна галузь лісового комплексу, пов'язана з механічною обробкою і хімічною переробкою деревини. Вона включає виробництво целюлози, паперу, картону та виробів з них. Ця галузь відрізняється:

- Високої матеріаломісткістю: для одержання 1 т целюлози необхідно в середньому 5-6 куб. деревини;

- Великий водоємністю: на 1 т целюлози витрачається в середньому 350 куб.м. води;

- Значною енергоємністю: 1 т продукції вимагає в середньому 2000 кВт / год;

Отже, підприємства ЦПП орієнтуються на лісові ресурси поблизу великих водних джерел. В основному вони розміщуються на європейській частині країни

Перше місце по виробленню папери належить північному економічному району, в якому особливо виділяється Карелія (Кондопожський і Сержскій ЦПК). В Архангельській області розміщується Соломбальскій ЦПК. Великі ЦПК розташовані у Котласе, Новодвінськ, Сиктивкарі.

Друге місце займає уральський економічний район. Виробництво майже цілком сконцентровано в Пермській області: Краснокамске, Солікамську, Пермі та ін У Свердловській області ЦПК розташовані в Туринської та Нової Лялі.

На третьому місці Волго-Вятський район. Найбільш великі підприємства діють в Нижньогородській області (Правдинська Балахнінскій ЦПК), в республіці Марій Ел (Марійський ЦПК в м. Волжске).

Целюлозно-паперова промисловість розвинена і в Північно-західному економічному районі, головним чином у ленінградській області (міста Сясьскій і Светогорск), у Східному Сибіру (Братський, Усть-Ілімськ, Красноярський, Селенгинский, Байкальський ЦБК). На Далекому Сході виробництво концентрується в містах Корсаков, Холмськ, Вуглегірськ, Амурська і ін

Виробництво паперу історично виникло в Центральному економічному районі поблизу від споживачів сировини. В даний час воно найбільш розвинене:

У Північному економічному районі, особливо в Республіці Карелія, що дає 20% усього виробництва Росії, в Республіці Комі, частка якої становить 12%;

В Уральському економічному районі, головним чином в Пермській області, що дає 15,1% всього виробництва Росії;

У Волго-Вятському економічному районі, в першу чергу в Нижньогородській області, що виробляє 8,6% всієї папери країни;

Найвищими показниками по виробництву картону характеризуються:

Північний економічний район, головним чином Архангельська область, яка дає 21,4% всього картону Росії;

Північно-західний економічний район, в першу чергу Ленінградська область-7, 8% всього виробництва;

Східно-Сибірський економічний район, в якому виділяються Іркутська область, що дає 7,3%, і Красноярський край - 4,8%;

Далекосхідний економічний район, особливо Хабаровський край, що виробляє 4,6% всього картону країни;

Центральний економічний район, в тому числі Московська область, що дає 2,0%.

У структурі лісового комплексу 12% у вартості припадає на целюлозу, 8%-на папір, картон та вироби з них.

Сучасній рисою галузі стало створення лісопромислових комплексів (ЛПК), що представляють собою територіальне поєднання лісозаготівель і різних виробництв лісової промисловості. Виділяються Братський, Усть-Ілімськ, Єнісейський, Асіновскій ЛПК - в Сибіру; Амурський ЛПК - на Далекому Сході; Архангельський і Сиктивкарський ЛПК - у Північному економічному районі.

Лісопромислові комплекси особливо перспективні для районів, що мають багаті лісові ресурси, але відрізняються браком трудових ресурсів, слабкої ступеня освоєності, суворими кліматичними умовами. Це переважно Сибір і Далекому Сході.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І ВИЗНАЧЕННЯ

Папір-листовий матеріал, що складається в основному з рослинних волокон, відповідним чином оброблених і з'єднаних в тонкий лист, в якому волокна пов'язані м ежду собою поверхневими силами зчеплення. Крім рослинних волокон останнім часом при виробленні спеціальних видів паперу все частіше застосовують волокна як синтетичні органічного походження, так і мінеральні (азбестові, скляні та ін.) Вкрай рідко використовують волокна вовни. Крім того, у папері можуть міститися проклеюючі речовини, мінеральні наповнювачі та барвники.

Властивості паперу найлегше піддаються поясненню, якщо виходити з того, що папір є пружнопластичних капілянрно-пористим колоїдним матеріалом.

Походження терміна «папір» залишається досі незрозумілим. Проте в європейських країнах це поняття явно пов'язано з коренем слова папірус - рослини, з якого в колишнє Тягар виготовлявся папероподібний матеріал. Дійсно, папір по англійські - (the рарег, по-німецьки - das Рар i е r, але французькою - le РАР i е r.

Зазвичай при виготовленні різних видів паперу застосовують два, три і більше волокнистих напівфабрикатів, що утворюють, таким чином, композицію папери по вигляду волокон. Іноді її виготовляють з одного волокнистого напівфабрикату, підготовленого для цього відповідним чином. Дуже часто в композицію папери вводять мінеральні наповнювачі, проклеюючі і окрашивающие речовини.

У Радянському Союзі прийняті наступні позначення. Коли після назви виду паперу (наприклад, друкарський, писальний, офсетний) стоїть номер і одна з цифр від Про до 3 включно, то ці цифри свідчать про композицію папери за видом використаних волокон. О - означає, що папір виготовлена ​​з ганчіркових волокон, 1 - з 100% волокон целюлози, 2-з 50% целюлози і 50% деревної маси, 3-з 35% целюлози і 65% деревної маси.

В даний час світова паперова промисловість, випускає понад 600 видів паперу і картону, що володіють різноманітними, а в ряді випадків зовсім протилежними властивостями: високопрозрачние і майже зовсім непрозорі (неактиничном); електропровідні і електроізоляційні; товщиною в 4-5 мкм (тобто в 10-15 разів тоньшечеловеческого волосся) і товсті види картону, добре вбирають вологу і водонепроникні (паперовий брезент); міцні і слабкі, гладкі і шорсткі; паро-, газо-,, жиронепроникний та ін

Це різноманітність властивостей різних, видів паперу забезпечує широкі можливості застосування її не тільки в побуті і в якості матеріальної основи для письма і друку, але і в різних галузях народного господарства: хімічній, електро-, радіотехнічної, харчової, будівельної та інших галузях промисловості.

Часто плутають поняття вид і сорт паперу, хоча сорт зазвичай визначає якість одного і того ж виду паперу (наприклад, 1-й або 2-й сорт того чи іншого Виду папери).

Не слід відносити до іншого виду папір того ж призначають-чення, але вирізняється величиною маси 1 м ^2. Наприклад, мішечна папір масою I м ² 80 г і 70 г залишається одним і тим же видом папери, тобто мішкового папером, але ці різновиди мішкового папери можуть бути названі її марками., Існує безліч різновидів папери за її призначенням, за масою 1 м ^2, забарвленні чи з якого-небудь іншою ознакою (за деякими літературними даними їх понад 7000 різновидів).

Відсутня чітка відмінність між поняттями папір і картон. Умовно прийнято вважати, що картоном називають-продукцію, що має масу 1 м ² понад 250 г, товщину більше 0,5 мм. Однак таке визначення не можна вважати точним. Наприклад, волокнистий матеріал, що застосовується в текстильній промисловості й іменований шпульній папером, має масу 1 м ² до 400 г при товщині 0,6 мм, в той же час деякі види паперової продукції при товщині 0,1 мм і масою 1 м ² 110 120 м називають електроізоляційним картоном.

Не слід змішувати поняття обробка та переробка-паперу. Під обробкою паперу розуміються процеси крейдування, поверхневої проклейки, просочення, забарвлення, покриття папери бітумними, світлочутливими та іншими емульсіями, а також гумування, гофрування, крепірованіе, тиснення, армування та ін Під переробкою папери розуміються операції перетворення папери в інші вироби: у фібру , рослинний пергамент, гільзи, шпулі, паперову пряжу, мішки, зошити, блокноти, конверти, альбоми та ін

Іноді масу 1 м ² паперу помилково називають її щільністю. Відомо, що щільність матеріалу представляє собою величину маси цього матеріалу в одиниці об'єму. Таким чином, за своїм фізичним змістом та за розмірності величин поняття «маса 1 м ^2» і «щільність» є: абсолютно різними і ототожнювати їх не слід.

БУМАГООБРАЗУЮЩІЕ ВЛАСТИВОСТІ НАПІВФАБРИКАТІВ ПАПЕРОВОГО ВЛАСТИВОСТІ

При виборі потрібного виду волокнистого матеріалу слід враховувати його бу м а го обр а зу ющ ие властивості, які в сукупності визначають досягнення необхідної якості виготовленої паперу. При цьому мається на увазі як поведінку матеріалу в технологічних процесах виготовленої з нього папери, так і його вплив на властивості одержуваної паперової маси і готової папери. Таким чином, бумагообра-зующие властивості волокнистого матеріалу не можна охарактеризувати однозначно яких-небудь показником. Дійсно, по відношенню до процесу розмелювання бумагообразующіе властивості матеріалу характеризуються, наприклад, його здатністю розщеплюватися на фібрили (фібріллірованне) або зменшуватися, швидкістю досягнення необхідного ступеня помелу. По відношенню до процесу відливу листа з паперової маси важливим є, наприклад, показник швидкості зневоднення і т. д.

Будова вихідних волокон багато в чому визначає їх буму-гообразующіе властивості. Волокна трубчастого будови сприяють отриманню пухких видів паперу, які мають підвищену всмоктуючою здатністю. Такі волокна вимагають більше часу для фібріллірованія. З волокон стрічкового будівлі зазвичай виходить щільна міцний папір з зімкнутої поверхнею. Товстостінні волокна (з товщиною стінки 6-8 мкм) легше фібрілліруются, а тонкостінні (1,5-2 мкм) більш схильні до поперечної рубці.

Волокна твердих порід деревини, як правило, забезпечують непрозорість, пухкість, повітропроникність і поглинаючу здатність паперу. Волокна м'яких порід, навпаки, надають папері відносно вищу прозорість, щільну структуру й високі показники опору розриву (табл. 1).

Сировиною для виготовлення різних напівфабрикатів є деревина дев'яти основних порід, що використовуються в різних співвідношеннях: їли, сосни, ялиці, вільхи, модрини, тополі, берези, осики, бука. Поряд з цими породамівмень-шем кількості використовується також деревина евкаліпта, каштана, липи, дуба, клена та інших порід. Зазначене сировину ділиться на дві групи: хвойні та листяні породи деревини, що відрізняються між собою за хімічним складом н морфологічними ознаками, відомим студентам з курсу хімії деревини та целюлози. Ці відмінності визначають н відмінності у властивостях волокон відповідних напівфабрикатів.

Основним напівфабрикатом для виробництва паперу є целюлоза - продукт варіння рослинної сировини

з кислотою (сульфітний метод), лугом (сульфатний) або методом, що є модифікацією зазначених методів (бі-сульфітний, полісульфідний та ін.) Вихід звичайної целюлози з деревини в залежності від виду деревини і способу її варіння знаходиться в межах від 46 до 53%. Целюлоза високого виходу характеризується виходом вище 53 і до 65%.

При порівнянні властивостей сульфатної та сульфітної целюлози легко бачити, що волокна сульфатної целюлози при всіх інших рівних умовах надають папері, як правило, більш високі показники механічної міцності по опорам розриву, зламу, продавлювання і надриву, підвищений подовження до розриву, термостійкість, довговічність і меншу прозорість, ніж волокна сульфітної целюлози, особливо отримані в результаті варіння на кальциевом підставі. Тому сульфатна целюлоза успішно використовується для виготовлення міцних пакувальних видів паперу, мішкової папери, а також паперової пряжі і шпагату.

Папір, виготовлений з волокон сульфатної целюлози, має більш високими показниками діелектричних властивостей, завдяки чому багато видів сульфатної папери і застосовуються як електроізоляційних (кабельна, телефонна, конденсаторна та ін.) Волокна сульфатної целюлози більш гнучкі, на їх поверхні менше мікротріщин, вони важче розмелюються, менше коротшають при помелі в порівнянні з волокнами сульфітної целюлози.

Добавка сульфатної целюлози до сульфітної в композицію папери зменшує схильність папери до скручування і дещо підвищує її початкову міцність у вологому стані. Саме у зв'язку з останньою обставиною, а також для деякого збільшення розтяжності папери застосовують невелику добавку напіввибілена сульфатної целюлози в композицію газетного паперу. Вихід сульфатної целюлози на 3-4% нижче, ніж сульфітної, при рівній мірі делігніфікації і на 6-7% нижче, ніж бісульфітной. Небі-леаап сульфатна целюлоза темніше небіленої сульфітної і важче відбілюється.

Застосування у виробництві паперу напівфабрикатів з листяних порід деревини приваблює технологів-гаманців не тільки тому, що листяна деревина дешевше хвойної та її використання розширює сировинну базу для паперової промисловості. Це само по собі дуже важливо, але не вичерпує переваги застосування напівфабрикатів з листяної деревини.

Наявність листяної целюлози в композиції папери призводить до отримання більш однорідної структури листа, в якому короткі волокна листяної целюлози заповнюють простору між довгими волокнами (трахеідамі) хвойної целюлози. У результаті виготовляється папір з меншою схильністю до викривлення і Сгортуємість, меншою різнобічністю, кращим утриманням мінерального наповнювача і меншою деформацією при намоканні.

При використанні в композиції папери листяної целюлози зростає непрозорість аркуша, особливо якщо застосовується вибілена сульфатна листяна целюлоза. Зростають також гладкість паперу та його всмоктуюча здатність. в тому числі і до типографської фарби. Сукупність цих властивостей забезпечує поліпшення друкарських властивостей паперу

При використанні в композиції папери листяної целюлози зростає непрозорість аркуша, особливо якщо застосовується вибілена сульфатна листяна целюлоза. Зростають також гладкість паперу та його вбирає здатність, в тому числі і до типографської фарби. Сукупність цих властивостей забезпечує поліпшення друкарських властивостей паперу.

Напівфабрикати з листяних порід деревини надають папері відчуття м'якості - властивості важливого для санітарно видів паперу й безшумної при гортанні (нотний папір, папір для текстів радіо і телевізійних дикторів з натронним біленої листяної целюлози). Разом з тим напівфабрикати з листяної деревини підвищують жорсткість коробкового та інших видів картону головним чином за рахунок підвищення товщини полотна при одній і тій же масі I м 'картону.

Таким чином, напівфабрикати з листяних порід деревини надають паперової продукції ряд цінних властивостей. Однак є й недоліки при використанні листяної деревини. Через підвищеної щільності ця деревина у воді тоне, що виключає її сплав. Звичайний метод мокрій окорки для листяної деревини не придатний. Відмінності в хімічному складі і морфологічній будові листяних і хвойних порід деревини вимагають їх роздільної варіння. Тому для листяних порід деревини на целлюлозном заводі повинен бути окремий технологічний потік варіння, промивання, очищення і відбілювання целюлози.

Точно так само на паперовій фабриці для напівфабрикатів "з листяної целюлози має бути самостійний технологічний потік її переробки і в першу чергу роздільний розмел листяної і хвойної целюлози. Спільний розмел цих напівфабрикатів допустимо лише при малому вмісті листяної целюлози в композиції паперу.

Використання листяної целюлози в паперовому виробництві призводить до деякого зниження. окремих показників механічної міцності паперу, суттєвого зменшення вологоміцний та поверхневої міцності. Ці труднощі в значній мірі можуть бути подолані встановленням необхідного режиму розмелювання листяної целюлози, введенням в паперову масу сполучних, а також поверхневою обробкою паперу. Разом з тим слід також мати на увазі, що використання листяної целюлози тягне За собою підвищений вміст дрібних волокон в стічній воді, збільшує навантаження на роботу уловлюючої апаратури.

Крім целюлози масовим напівфабрикатом у виробництві паперу є деревна маса - продукт механічного стирання деревини (біла), з попередньою пропарюванням деревини (бурий), механічного стирання деревини з одночасною термообробкою (термомеханічна або ТММ) і термомеханічна з одночасною обробкою хімікатами (хіміко-термомеханічна, або ХТММ). По виду обладнання, що використовується для одержання деревної маси, розрізняють дефнбрерную деревну масу (ДДМ) і рафінерна деревну масу (РДМ).

Вихід білої деревної маси з деревини складає 95-98%, а різновидів ТММ - від; 85 до 94% '. Біла деревна маса містить практично всі компоненти, наявні в природному деревині. Це накладає відбиток на бумагообразующіе властивості волокон деревної маси, які на відміну від волокон целюлози є жорсткими і крихкими. Вони мають неправильну форму і меншу довжину. При введенні в композицію папери ці волокна звичайно зменшують її механічну міцність, гладкість, зім поверхні і довговічність пухлість паперу при цьому підвищена ша1; тся.

Деревна маса - основний напівфабрикат у виробництві Газетної папери і широко використовується а композиції та інших видів паперу для друку, а також при виготовленні шпалерного, мундштучної паперу і картону.

Деревну масу нерідко застосовують у Белене вигляді. Це дозволяє її використовувати для часткової заміни біленої целюлози з метою здешевлені папери з одночасним поліпшенням її друкованих властивостей. Застосування біленої Деревної маси доцільно в композиції деяких видів паперу для письма та друку, етикеткової, рушникові картону для упаковки харчових продуктів.

Бура деревна «маса міцніше білої, але з-за свого бурого кольору має обмежену область використання: вона застосовується для виготовлення пакувального паперу і картону.

У порівнянні з білою деревної масою ТММ і се модифікації мають більш високу механічну міцність до іншими покращеними властивостями бумагообразующімі, але вимагають на виготовлення кілька більшої витрати енергії. Ведеться розробці такого методу виготовлення і застосування ТММ, при якому цей напівфабрикат можна було б зекономити для повної заміни целюлози в композиції газетного та інших видів паперу.

Напівцелюлози проміжний продукт між целюлозою високого виходу і деревної масою. Вона виходить а результаті розмелу з механічним поділом на окремі волокна та групи волокон тріски, попередньо розм'якшеною різними хімікатами. Вихід цього напівфабрикату з деревини від 65 до 85%. Для виготовлення напівцелюлози може застосовується деревина як хвойеих. так і листяних порід, а також однорічні рослини. У небіленим вигляді напівцелюлози застосовується при виготовленні Папери для гофрування, обгорткового паперу і деяких видів кар тону. Хорошої якості підпергамент (щільна жиронепроникний папір) може бути отриманий з композиції 65% моносульфатной напівцелюлози з листяних порід деревини і 35% бісульфатной целюлози з хвойних порід Деревини.

З волокон рослинного походження крім деревних волокон для виготовлення паперу застосовують волокна целюлози із соломи та очерету, 6агасси, бавовни льону, пеньки, джуту та інші, а також волокна макулатури.

Целюлоза з соломи й очерету легко розмелюється і швидко підвищує ступінь помелу. Вона відрізняється значним опором водовіддачі, що виключає можливість її використання на сучасних швидкохідних папероробних машинах через необхідність зниження швидкості машини. Зазвичай такі види целюлози застосовують і композиції з іншими видами волокнистих матеріалів у кількості від 15 до 60%.

При порівнянні бумагообразующіх властивостей цих двох видів целюлози слід зазначити, що при використанні соломи целюлози виходить папір з менш щільною структурою і порівняно низькими показниками механічної міцності, але з досить високими показниками оптичних властивостей (гладкості, непрозорості, чистоти поверхні) У композиції папери, призначеної Для друку, рекомендується застосовувати очеретяну целюлозу за відсутності деревної маси. Здатність зневоднюється солом'яною і тростинної целюлозою в значній мірі залежить від способу та режиму варіння. Целюлоза, отримана моносульфітним методою, має кращу водоотдачей в порівнянні з целюлозою, звареної сульфатним методам.

Стабільність білизни солом'яної целюлози менше, ніж деревної, тому тривалість зберігання її обмежена. Застосування солом'яної целюлози в композиції паперу сприяє рівномірності вироблюваної папери, зменшення її запиленості, а також підвищенню показників опорів папери вищипування і стирання.

Опір паперу розриву при невеликих добавок у композицію солом'яною і тростинної целюлози зазвичай зростає за рахунок ущільнення структури аркуша. При великих кількостях цих напівфабрикатів у композиції папери опір розриву зменшується за рахунок помітного зниження в цьому випадку середньої довжини волокон у Паперу. Встановлено доцільність використання солом'яної целюлози в поєднанні з моносульфатной напівцелюлози з деревини листяних порід при виготовлений ні середнього шару гофрованого картону.

Ганчір'я для виготовлення паперу в даний час застосовується в невеликих кількостях через дефіцитності цього виду сировини, малої продуктивності обладнання, яке при цьому використовується, утруднень у технологічному процесі з-за засмічення сучасного ганчір'я синтетичними волокнами V. Необхідності здійснення дезінфекції ганчір'я, що був у вжитку .

Разом з тим відходи від переробки бавовни, льону та пеньки у вигляді стрічка, бавовняного пуху, а також лляних і конопляних очосів, застосовуються до тих випадках, коли необхідно отримати папір з високими показниками механічної міцності і довговічності Застосування бавовняних волокон до того ж забезпечує можливість виготовлення різних видів паперу, що відрізняються високою всмоктуючою здатністю і хімічної чистотою. Тому лляні і прядив'яні волокна використовують для виготовлення високоякісних видів документної, креслярської, картографічної, карткової, поштового паперу та інші, а в небіленим вигляді для виготовлення цигаркою, копіювальної та словникової паперу.

Волокна бавовни успішно застосовують для виготовлення довговічних видів паперу, фільтрувального, промокального, нотного паперу, основи для пергаменту і для діазокалькі, креслярської прозорою, паперу для хроматографічного до електрофоретичного аналізу, електрохімічної та ін, а в небіленим вигляді - для стелечного картону, паперу для каландрових валів, основи для фібри і толю.

Макулатурою називають колишні у вживанні папір і картон, а також відходи, які утворюються при переробці паперу і картону. Цей напівфабрикат ділиться на три групи: макулатура паперова, картонна і змішана. Кожна група в залежності від складу волокон і кольору ділиться на марки.

Макулатуру,. застосовувану для виготовлення паперу або картону, називають також вторинною сировиною, маючи при цьому на увазі, що містяться в макулатурі рослинні волокна вдруге використовуються для виготовлення паперової продукції. Ці волокна при їх вторинному застосуванні відрізняються за своїми властивостями від притаманних їм первинних властивостей, так як вони свого часу пройшли вже цикл операцій паперового виробництва і в деяких випадках зазнали також процес більш-менш тривалого старіння. Все це істотно позначилося на їхніх властивостях. З процесів паперового виробництва особливо сильний вплив на властивості волокон зробила їх сушіння, у результаті якої відбулися деякі незворотні зміни: втрата їх еластичності, ороговіння поверхні і збільшення внаслідок цього крихкості.

У результаті необоротних змін і винесення частини дрібних волокон через сітку при утворенні паперового полотна властивості паперу, виготовленої з 100% волокон паперової макулатури, в порівнянні з вихідною папером відрізняються зниженими величинами сил зв'язку між волокнами, опору розриву. Показники ж опорів роздиранню, непрозорості і всмоктуючої здатності зазвичай у вторинної паперу декілька вище, ніж у вихідної.

Макулатуру у великих кількостях використовують у виробництві гофрованого і коробкового картону, пакувальної, туалетної та інших видів паперу. Після відповідної обробки вона може бути використана також у композиції писальної, газетного та інших видів паперу для друку.

Синтетичні волокна органічного походження, так само як і мінеральні волокна, отримали у останній час застосування при виготовленні спеціальних видів паперу, що відрізняються високою міцністю на розрив в повітряно-сухому і у вологому станах, хімічної стійкістю, стабільністю розмірів при зміні відносної вологості навколишнього повітря, біостійкість , світлостійкістю, довговічністю, термостійкістю, зниженою горючістю, а також широким діапазоном еластичності. Папір виготовляють як з 100% таких волокон, так і з суміші їх з рослинними волокнами.

При використанні синтетичних волокон, наприклад Вінол, капрону, нітронів, лавсану, зв'язок між волокнами здійснюють або введенням відповідних єднальних (синтетичних смол, латексів і пр.), або введенням у композицію папери в якості добавки до термостійким волокнам Деякого кількості більш легкоплавких волокон (наприклад , волокон полівінілового спирту), які плавляться в процесі 'сушіння паперу або при гарячому каландрування, зв'язуючи при цьому між собою тугоплавкі волокна.

Продукція, що випускається в даний час синтетичний папір підрозділяється на дві основні групи; папір з синтетичних волокон і на основі пластичної плівки. До першої групи належать різні види електро-і теплоізоляційного папери, картографічна, фільтруюча, особливо міцні пакувальні види паперу, різні неткані матеріали. Друга група синтетичних видів паперу використовується в основному для заміни писальних і застосовуваних для друку видів паперу. Папір цієї групи використовується в реєструючих приладах я електронно-обчислювальних машинах, як писальної, картографічної, різних видів паперу для друку, а також мішкового і обгорткового.

До волокнах неорганічного походження відносяться волокна скляні, базальтові, азбестові, металеві. Їх використовують для виготовлення електро-і теплоізоляційних, що фільтрують, біостійких матеріалів та матеріалів, стійких до хімічних впливів.

ЗАГАЛЬНА ТЕХНОЛОГІЧНА СХЕМА ВИРОБНИЦТВА ПАПЕРИ

Незважаючи на велику кількість випущених видів паперу і різноманітність її властивостей технологічна схема виготовлення паперу може бути представлена ​​узагальненої в самому спрощеному вигляді.

Лише обмежена кількість спеціальних видів паперу у відносно малій кількості виробляється сухим способом. При цьому способі формування (освіта) паперового полотна здійснюється не з водної суспензії, а з повітряного потоку з наступним склеюванням волокон.

Згідно загальній технологічній схемі вихідні волокнисті матеріали у водному середовищі піддаються розмелу і, якщо їх декілька, змішання в необхідному співвідношенні.

У розмолоту паперову масу в залежності від призначення папери вводять мінеральні наповнювачі, проклеюючі і окрашивающие речовини. Паперова маса з відрегульованою, концентрацією акумулюється в метальне басейні. Далі здійснюють дозоване розведення паперової маси зворотному водою, тобто водою, яка повертається в технологічний процес і взятої з-під сітки, на якій здійснювалося зневоднення і формування паперового полотна. Таке використання оборотної води дозволяє знизити витрата-свіжої води, а також зменшити втрати в стік (промиємо) волокон і наповнювачів, так як оборотна вода містить деяку кількість дрібних волокон і частинок наповнювача, що пройшли з водою через сітку.

Розбавлену паперову масу піддають очищенню від сторонніх включень (забруднень) на очисний апаратурі, після чого вона надходить на папероробну машину. Тут відбувається формування паперового полотна, супроводжуване його зневодненням на сітці, пресування, сушіння, охолодження полотна, зволоження перед машинним каландрування і намотування в рулон на накаті. Якщо потрібна підвищена ущільнення структури паперу (наприклад, для конденсаторного паперу), збільшення її прозорості (креслярська калька), підвищення гладкості або лиску (блиску) поверхні (деякі види паперу для друку, крейдований папір), то папір після додаткового зволоження пропускають через суперкаландр.

Готову папір розрізають на рулони або листи. Останні вважають і упаковують. Рулони також упаковують і відправляють на склад. Деякі види паперу (конденсаторна, мундштучний, для телеграфного і касової стрічок та ін) розрізають на вузькі стрічки і намотують в бобіни (вузькі рулончики).

Надлишок оборотної води направляють у уловлює апаратуру, звідки уловлені волокна використовуються у виробництві, а освітлена вода йде у стік. Паперовий шлюб з папероробної машини, суперкаландрах, верстатів, розрізають папір, її перемотувальні і упаковуються, йде на переробку і у вигляді волокнистої маси використовується для виготовлення паперу.

Загальна схема виготовлення паперу уточнюється в залежності від її виду (рис. 2). При цьому встановлюється композиція папери, вид використовуваного обладнання, кількість ступенів розмелювання і очищення маси та інші специфічні для даного виду паперу особливості виробництва (наявність або відсутність наповнення, проклеювання, забарвлення, поверхневого покриття та ін.) За уточненою схемі виробництва з урахуванням заданої продуктивності папероробної машини і, користуючись даними концентрації паперової маси та вологості (сухості) паперу по стадіях технологічного процесу, складають баланси води, волокон і наповнювача (якщо він

в даній папері присутній). Отримані при цьому дані є відправними для виконання всіх основних технологічних розрахунків устаткування й визначення техніко-економічних показників: питомої витрати волокнистих матеріалів, наповнювача, хімікатів і води, промиємо волокон і наповнювачів.

ВИРОБНИЦТВО ЛИСТОВИЙ Целюлоза і ПЕРЕРОБКА: ТОВАРНА ЦЕЛЮЛОЗА, ПАПІР, КАРТОН

Кінцевий продукт целюлозно-паперових комбінатів залежить від процесів виробництва волокнистої маси і може включати в себе товарну целюлозу і різні види паперових або картонних виробів. Наприклад, відносно слабка деревна маса переробляється у вироби одноразового використання, такі, як газети та серветки. Крафт-целюлоза переробляється в паперові вироби багатократного використання, такі, як високоякісна писальний папір, книги і паперові пакети для бакалійних товарів. Сульфітна маса, яка є в основному целюлозою, може використовуватися в ряді різноманітних кінцевих продуктів, включаючи спеціальний папір, віскозне волокно, фотоплівку, тринітротолуол, пластик, адгезиви і навіть суміші у виробництві морозива і тортів. Хіміко-механічні деревні маси виключно жорсткі, ідеальні для конструкційної опори, необхідної для гофрованого тарного картону. Волокна у масі з вторинної папери звичайно коротше, менш гнучкі і менш водопроникність і тому не можуть використовуватися для високоякісних паперових виробів. Тому вторинна папір в основному використовується для виробництва м'яких паперових виробів, наприклад, тонкого цигаркового паперу, туалетного паперу, паперових рушників і серветок. Для виробництва товарної целюлози гідросуміш паперової маси зазвичай просівають ще раз і вирівнюють консистенцію (на 4-10%), перш, ніж вона буде готова для протирочной машини. Паперова маса потім розмазується по пересувному металевому ситу або пластиковою сіткою (відомої як "дріт") з "мокрого краю" протирочной машини, де оператор управляє швидкістю рухається сітки і вмістом води в масі (ріс.72.9); преси та покришка сушарки показані угорі ліворуч ; на сучасних заводах оператори проводять багато часу в залах управління. Вода і фільтрат простягаються крізь дріт, залишаючи павутину волокон. Лист целюлози простягається через ряд обертових валиків ("пресів"), які вичавлюють воду і повітря, поки консистенція волокон не стає 40-45%. Нарешті, суцільний лист целюлози розрізається на частини і пов'язується в стоси. Стоси целюлози стискаються, обертаються і укладаються в пакети для зберігання і транспортування. Хоча виробництво паперу в принципі схоже на виробництво листової целюлози, воно значно складніше. Деякі заводи використовують ряд різних целюлозних мас, щоб оптимізувати якість паперу (наприклад, суміш твердої деревини, м'якої деревини, крафт-целюлози, сульфітної, механічною або вторинної целюлози). Залежно від типу використовуваної целюлози, необхідно пройти ряд етапів, перш ніж приступити до виготовлення паперового аркуша. У більшості випадків висушена товарна целюлоза зневоднюється, а целюлоза підвищеної консистенції зі складу розріджується. Волокна целюлози можуть рафінована, щоб збільшити площу зв'язків між волокнами і тим самим підвищити міцність паперового аркуша. Целюлоза потім змішується з добавками "мокрого краю" (таблиця 72.4) і проходить через останній комплекс сит і фільтрів. Тепер целюлоза готова для папероробної машини.

Таблиця 72.4 Добавки для виробництва паперу

Роздільник потоку і спрямовує блок розподіляють тонку суспензію (1-3%) рафінованої целюлози по рухомій сітці (подібно протирочной машині, тільки при набагато більшій швидкості, іноді вище 55 км / год), яка надає волокнам форму тонкого валяного аркуша. Цей лист рухається крізь ряд пресуючих вальців до сушарці, де кілька обігріваються паром циліндрів випаровують велику частину води, що залишилася. Водневі зв'язки між волокнами на цьому етапі повністю розгорнуті. Нарешті, папір каландруванню і змотується в рулони. Каландрування - це процес, при якому поверхня паперу розгладжується і її товщина зменшується. Висушений, каландрірованной паперовий лист намотується на котушку, етикетуються і відправляється на склад (ріс.72.10); зверніть увагу на паперові відходи під котушкою і незакритий пульт управління оператора). Добавки "сухого краю" можуть вводитися в папероробну машину перед каландрування або як окрема "Внемашинная" операція по покриттю у переробному секторі цієї галузі.

Рис. 72.10 "Сухий край" папероробної машини: показаний повний рулон паперу і оператор, що використовує
пневматичний дисковий ніж для обрізки

У паперовому виробництві використовується ряд хімікатів для додання особливих поверхневих характеристик папері та якості паперового листа. Найбільш широко використовувані добавки (таблиця 72.4) зазвичай використовуються в сотих частках, хоча деякі, такі як глина і тальк можуть складати до 40% сухої ваги деяких сортів паперу. Таблиця 72.4 також показує різноманітність хімічних добавок, які можуть використовуватися для особливих виробничих цілей і виробів; деякі з них використовуються в дуже низьких концентраціях (наприклад, шламообразующіе добавки-сліміціди - додаються до виробничої воді в мільйонних частках). Процес виготовлення картону схожий на виробництво целюлози або паперу. Суспензія з целюлози і води наноситься на рухому сітку, вода віддаляється, а лист висушується і зберігається в рулоні. Цей процес відрізняється за способами формування товщини листа, по комбінаціях множинних шарів, а також по способах сушіння. Картон може виготовлятися з одношарових або багатошарових листів з серцевиною або без неї. Листи зазвичай складаються з високоякісної крафт-целюлози (або крафт-целюлози і суміші СТМР), а серцевина робиться або із суміші напівхімічним і дешевої вторинної целюлози, або з повністю вторинної целюлози та інших відходів. Покриття, паронепроникні перегородки і множинні шари додаються відповідно з кінцевою метою використання для захисту вмісту від води і фізичного ушкодження.

Список літератури

1. Фляте Д.М. «Технологія паперу»

2. Дані з інтернету