Реферат: Целлюлозо–бумажное производство

Выход белой древесной массы из древесины составляет 95—98 %, а разновидностей ТММ — от; 85 до 94 %'. Белая дре­весная масса содержит практически все компоненты, имею­щиеся в природной древесине. Это накладывает отпечаток на бумагообразующие свойства волокон древесной массы, кото­рые в отличие от волокон целлюлозы являются жесткими и хрупкими. Они имеют неправильную форму и меньшую длину. При введении в композицию бумаги эти волокна обычно уменьшают ее механическую прочность, гладкость, сомкнутость поверхности и долговечность Пухлость бумаги при этом повы-ша1;тся.

Древесная масса — основной полуфабрикат в производстве Газетной бумаги и широко используется а композиции и других видов бумаги для печати, а также при изготовлении обойной, мундштучной бумаги и картона.

Древесную массу нередко применяют в Беленом виде. Это позволяет ее использовать для частичной замены беленой цел­люлозы с целью удешевлены бумаги с одновременным улучшением ее печатных свойств. Применение беленой Древесной массы целесообразно в композиции некоторых видов бумаги для письма и печати, этикеточной, полотенечной картона для упаковки пищевых продуктов.

Бурая древесная «масса прочнее белой, но из-за своего бу­рого цвета имеет ограниченную область использования: она применяется для изготовления упаковочной бумаги и картона.

По сравнению с белой древесной массой ТММ и се модификации обладают более высокой механической прочностью к другими улучшенными бумагообразующими свойствами, но требуют на изготовление несколько большего расхода энер­гии. Ведется разработке такого метода изготовления и применения ТММ, при котором этот полуфабрикат можно было бы экономично использовать для полной замены целлюлозы в композиции газетной и других видов бумаги.

Полуцеллюлоза промежуточный продукт между цел­люлозой высокого выхода и древесной массой. Она получа­ется а результате размола с механическим разделением на отдельные волокна и группы волокон щепы, предварительно размягченной различными химикатами. Выход этого полуфаб­риката из древесины от 65 до 85%. Для изготовления полуцел­люлозы может применятся древесина как хвойеых. так и ли­ственных пород, а также однолетние растения. В небеленом виде полуцеллюлоза применяется при изготовлении Бумаги для гофрирования, оберточной бумаги и некоторых видов кар тона. Хорошего качества подпергамент (плотная жиронепрони­цаемая бумага) может быть получен из композиции 65 % моносульфатной полуцеллюлозы из лиственных пород древесины и 35 % бисульфатной целлюлозы из хвойных пород Дре­весины.

Из волокон растительного происхождения помимо древесных волокон для изготовления бумаги применяют волокна целлюлозы из соломы и тростника, 6агассы, хлопка льна, пеньки, джута и др., а также волокна макулатуры.

Целлюлоза из соломы и тростника легко раз­малывается и быстро повышает степень помола. Она отлича­ется значительным сопротивлением водоотдаче, что исключает возможность ее использования на современных быстроходных бумагоделательных машинах из-за необходимости снижения скорости машины. Обычно такие виды целлюлозы применяют и композиции с другими видами волокнистых материалов в ко­личестве от 15 до 60%.

При сравнении бумагообразующих свойств этих двух видов целлюлозы следует отметить, что при использовании трост­никовой целлюлозы получается бумага с менее плотной струк­турой и сравнительно низкими показателями механической прочности, но с достаточно высокими показателями оптических свойств (гладкости, непрозрачности, чистоты поверхности) В композиции бумаги, предназначенной Для печати, рекомендуется применять тростниковую целлюлозу при отсутствии древесной массы. Способность обезвоживаться соломенной и тростниковой целлюлозой в значительной степени зависит от способа и режима варки. Целлюлоза, полученная моносульфитным методой, обладает лучшей водоотдачей по сравнению с целлю­лозой, сваренной сульфатным методам.

Стабильность белизны соломенной целлюлозы меньше, чем древесной, поэтому продолжительность хранения ее ограни­чена. Применение соломенной целлюлозы в композиции бу­маги способствует равномерности вырабатываемой бумаги, уменьшению ее пыльности, а также повышению показателей сопротивлений бумаги выщипыванию и истиранию.

Сопротивление бумаги разрыву при небольших добавок в композицию соломенной и тростниковой целлюлозы обычно возрастает за счет уплотнения структуры листа. При больших количествах этих полуфабрикатов в композиции бумаги со­противление разрыву уменьшается за счет заметного снижения в этом случае средней длины волокон в Бумаге. Установлена целесообразность использования соломенной целлюлозы в сочетании с моносульфатной полуцеллюлозой из древесины лиственных пород при изготовлен ни среднего слоя гофрированного картона.

Тряпье для изготовления бумаги в настоящее время при­меняется в небольших количествах из-за дефицитности этого вида сырья, малой производительности оборудования, которое при этом используется, затруднений в технологическом про­цессе из-за засорения современного тряпья синтетическими во­локнами V . Необходимости осуществления дезинфекции тряпья, бывшего в употребления.

Вместе с тем отходы от переработки хлопка, льна и пеньки в виде лента, хлопкового пуха, а также льняных и пеньковых очесов, применяются к тех случаях, когда необходимо полу­чить бумагу с высокими показателями механической прочности и долговечности Применение хлопковых волокон к тому же обеспечивает возможность изготовления различных видов бумаги, отличающихся высокой впитывающей способностью и хи­мической чистотой. Поэтому льняные и пеньковые волокна ис­пользуют для изготовления высококачественных видов документной, чертежной, картографической, карточной, почтовой бумаги и др., а в небеленом виде для изготовления папирос­кой, копировальной и словарной бумаги.

Волокна хлопка успешно применяют для изготовления долговечных видов бумаги, фильтровальной, промокательной, нотной бумаги, основы для пергамента и для диазокальки, чертежной прозрачной, бумаги для хроматографического к Электрофоретических анализов, электрохимической и др., а в небеленом виде — для стелечного картона, бумаги для ка­ландровых валов, основы для фибры и толя.

Макулатурой называют бывшие в употреблении бу­магу и картон, а также отходы, образующиеся при перера­ботке бумаги и картона. Этот полуфабрикат делится на три группы: макулатура бумажная, картонная и смешанная. Каж­дая группа в зависимости от состава волокон и цвета делится на марки.

Макулатуру,. применяемую для изготовления бумаги или картона, называют также вторичным сырьем, имея при этом в виду, что содержащиеся в макулатуре растительные волокна вторично используются для изготовления бумажной продук­ции. Эти волокна при их вторичном применении отличаются по своим свойствам от присущих им первоначальных свойств, так как они в свое время прошли уже цикл операций бумаж­ного производства и в некоторых случаях претерпели также процесс более или менее длительного старения. Все это су­щественным образом сказалось на их свойствах. Из процес­сов бумажного производства особенно сильное влияние на свойства волокон оказала их сушка, в результате которой прои­зошли некоторые необратимые изменения: потеря их эластич­ности, ороговение поверхности и увеличение вследствие этого хрупкости.

В результате необратимых изменений и уноса части мелких волокон через сетку при образовании бумажного полотна свой­ства бумаги, изготовленной из 100% волокон бумажной маку­латуры, по сравнению с исходной бумагой отличаются пони­женными величинами сил связи между волокнами, сопротив­ления разрыву. Показатели же сопротивлений раздиранию, не­прозрачности и впитывающей способности обычно у вторич­ной бумаги несколько выше, чем у исходной.

Макулатуру в больших количествах используют в произ­водстве гофрированного и коробочного картонов, упаковочной, туалетной и других видов бумаги. После соответствующей об­работки она может быть использована также в композиции писчей, газетной и других видов бумаги для печати.

Синтетические волокна органического про­исхождения, так же как и минеральные волокна, получили в последнее время применение при изготовлении спе­циальных видов бумаги, отличающихся высокой прочностью на разрыв в воздушно-сухом и во влажном состояниях, химиче­ской стойкостью, стабильностью размеров при изменении относительной влажности окружающего воздуха, биостойкостью, светостойкостью, долговечностью, термостойкостью, понижен­ной горючестью, а также широким диапазоном эластичности. Бумагу изготовляют как из 100% таких волокон, так и из смеси их с растительными волокнами.

При использовании синтетических волокон, например винола, капрона, нитрона, лавсана, связь между волокнами осу­ществляют либо введением соответствующих связующих (син­тетических смол, латексов и пр.), либо введением в компози­цию бумаги в качестве добавки к термостойким волокнам Некоторого количества более легкоплавких волокон (например, волокон поливинилового спирта), которые плавятся в процессе' сушки бумаги или при горячем каландрировании, связывая при этом между собой тугоплавкие волокна.

Выпускаемая в настоящее время синтетическая бумага под­разделяется на две основные группы; бумага из синтетических волокон и на основе пластической пленки. К первой группе относятся различные виды электро- и теплоизоляционной бу­маги, картографическая, фильтрующая, особо прочные упако­вочные виды бумаги, различные нетканые материалы. Вторая группа синтетических видов бумаги используется в основном для замены писчих и применяемых для печати видов бумаги. Бумага этой группы используется в регистрирующих приборах я электронно-вычислительных машинах, в качестве писчей, картографической, различных видов бумаги для печати, а также мешочной и оберточной.

К волокнам неорганического происхождения относятся во­локна стеклянные, базальтовые, асбестовые, металлические. Их используют для изготовления электро- и теплоизоляцион­ных, фильтрующих, биостойких материалов и материалов, стой­ких к химическим воздействиям.

ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА БУМАГИ

Несмотря на обилие выпускаемых видов бумаги и разно­образие ее свойств технологическая схема изготовления бу­маги может быть представлена обобщенной в самом упрошен­ном виде.

Лишь ограниченное количество специальных видов бумаги в относительно малом количестве производится сухим спо­собом. При этом способе формование (образование) бумаж­ного полотна осуществляется не из водной суспензии, а из воздушного потока с последующим склеиванием волокон.

Согласно общей технологической схеме исходные волокни­стые материалы в водной среде подвергаются размолу и, если их несколько, смешению в необходимом соотношении.

В размолотую бумажную массу в зависимости от назначения бумаги вводят минеральные наполнители, проклеивающие и окрашивающие вещества. Бумажная масса с отрегулированной, концентрацией аккумулируется в метальном бассейне. Далее осуществляют дозированное разбавление бумажной массы оборотной водой, т. е. водой, возвращаемой в техноло­гический процесс и взятой из-под сетки, на которой осущест­влялось обезвоживание и формование бумажного полотна. Та­кое использование оборотной воды позволяет снизить расход -свежей воды, а также уменьшить потери в сток (промои) во­локон и наполнителей, так как оборотная вода содержит не­которое количество мелких волокон и частиц наполнителя, прошедших с водой через сетку.

Разбавленную бумажную массу подвергают очистке от по­сторонних включений (загрязнений) на очистной аппаратуре, после чего она поступает на бумагоделательную машину. Здесь происходит формование бумажного полотна, сопровождаемое его обезвоживанием на сетке, прессование, сушка, охлаждение полотна, увлажнение перед машинным каландрированием и намотка в рулон на накате. Если требуется повышенное уп­лотнение структуры бумаги (например, для конденсаторной бумаги), увеличение ее прозрачности (чертежная калька), по­вышение гладкости или лоска (блеска) поверхности (некото­рые виды бумаги для печати, мелованная бумага), то бумагу после дополнительного увлажнения пропускают через супер­каландр.

Готовую бумагу разрезают на рулоны или листы. Послед­ние считают и упаковывают. Рулоны также упаковывают и от­правляют на склад. Некоторые виды бумаги (конденсаторная, мундштучная, для телеграфной и кассовой лент и др.) разре­зают на узкие ленты и наматывают в бобины (узкие рулончики).