I. Економічні основи та технологія виробництва паперу та картону
1. Поняття паперу та картону і їх відмінність
Лісова промисловість - найдавніша на території Росії. У ній виділяються близько 20 галузей, підгалузей і виробництв. До найбільш значних належать лісозаготівельна, деревообробна, целюлозно-паперова і лісохімічна галузі.
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/ч.
Отже, підприємства целюлозно-паперової промисловості повинні орієнтуватися на лісові ресурси поблизу великих водних джерел. В основному вони розміщуються на європейській частині країни.
На сьогоднішній день виробнича діяльність в галузі здійснюється на 165 целюлозно-паперових і 15 лесохимических підприємствах. Незважаючи на те, що Росія має у своєму розпорядженні самими великими у світі лісовими ресурсами лісу (81,9 млрд. м 3 ), а целюлозно-паперова промисловість могла б стати локомотивом російської економіки, технічне стан галузі та її питома вага в народному господарстві залишає бажати кращого. Так, наявні виробничі потужності в ЦПП використовуються лише на 35-50%.
Папір - листовий матеріал, що складається в основному з рослинних волокон, відповідним чином оброблених і з'єднаних в тонкий лист, в якому волокна зв'язані між 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, в папері можуть міститися проклеюючі речовини, мінеральні наповнювачі та барвники.
Властивості паперу найлегше піддаються поясненню, якщо виходити з того, що папір є пружнопластичної капілярно-пористим колоїдним матеріалом. 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 фарбують речовини.
В Нині світова паперова промисловість, випускає понад 600 видів паперу та картону, що володіють різноманітними, а в ряді випадків зовсім протилежними властивостями: високопрозрачние і майже абсолютно непрозорі; електропровідні та електроізоляційні; завтовшки в 4-5 мкм (тобто в 10-15 разів тонші людської волосини) і товсті види картону, добре вбирають вологу і водонепроникні (паперовий брезент); міцні і слабкі, гладкі і шорсткі; паро-, газо-, жиронепроницаемая 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 галузей.
Папір - Це листи або стрічки, що складаються в основному з целюлозних волокон, деревної целюлози і деревної маси, бавовни, льону і деяких інших, з масою 1 м2 до 250 р. Картон ж має масу 1 м2 вище 250 м. Крім того, папір, як правило, одношарова, а картон - багатошаровий. Поряд з целюлозними волокнами папір може містити наповнювачі (наприклад, каолін - білу порцелянову глину), проклейку (наприклад, каніфольний клей), подцветку (наприклад, у вигляді синіх і фіолетових барвників) і обов'язково близько 7% вологи. При недостатній вологості папір стає жорсткою, крихкою, при надмірній - втрачає міцність, стає надмірно пластичної.
Чітке відмінність між поняттями папір та картон відсутня. Умовно прийнято вважати, що картоном називають продукцію, що має масу 1 м 2 більше 250 г, товщину більше 0,5 мм. Однак таке визначення не можна вважати точним. Наприклад, волокнистий матеріал, вживаний в текстильній промисловості і іменований шпульного папером, має масу 1 м 2 до 400 г при товщині 0,6 мм, у той Водночас деякі види паперової продукції при товщині 0,1 мм і масі 1 м2 ПО-120 р. називають електроізоляційним картоном.
Актуальність написання даної роботи обумовлена ​​двома основними причинами бурхливого розвитку світової целюлозно-паперової промисловості. Перша з них - велика безперервно зростаюча потреба населення і різних галузей промисловості в різноманітних видах паперу та картону. Друга причина полягає в тому, що з різних способів використання деревини виробництво целюлози та паперу - одне з найбільш вигідних, оскільки вихід готової продукції по відношенню до витраченої деревині досягає в целюлозно-паперовій промисловості 90-93 %.
2. Сировинні матеріали (напівфабрикати) для виробництва паперу та картону
Сировиною для виготовлення різних напівфабрикатів є деревина дев'яти основних порід, використовуваних у різних співвідношеннях: ялини, сосни, ялиці, вільхи, модрини, тополі, берези, осики, бука. Поряд з цими породами в меншому кількості використовується також деревина евкаліпта, каштана, липи, дуба, клена і інших порід. Зазначене сировину ділиться на дві групи: хвойні та листяні породи деревини. Ці відмінності і визначають відмінності у властивостях волокон відповідних напівфабрикатів.
Будова вихідних волокон багато в чому визначає їх бумагообразующіе властивості. Волокна трубчастого будови сприяють отриманню похилих видів паперу, що володіють підвищеної всмоктуючою здатністю. Такі волокна вимагають більше часу для фібріллірованія. З волокон стрічкового будови зазвичай виходить щільна міцна папір з зімкнутої поверхнею. Товстостінні волокна (з товщиною стінки 6-8 мкм) легше фібрілліруются, а тонкостінні (1,5-2 мкм) більш схильні поперечної рубанні.
Волокна твердих порід деревини, як правило, забезпечують непрозорість, пухкість, повітропроникність і поглинаючу здатність паперу. Волокна м'яких порід, навпаки, надають папері відносно більш високу прозорість, щільну структуру і високі показники опору розриву.
Основним напівфабрикатом для виробництва паперу є целюлоза - продукт варіння рослинного сировини з кислотою (сульфітний метод), лугом (сульфатний метод) або комбінованим методом. 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%.
Целюлозу отримують, діючи на деревну тріску розчинами слабих кислот або лугу при нагріванні і підвищеному тиску в герметично закритих котлах великої ємності, наприклад об'ємом 300 м3. При цих умовах лігнін руйнується і переходить в розчин, а з деревини виділяються майже неушкоджені волокна целюлози. Лігнін (від лат. lignum - дерево, деревина) - речовина, що характеризує задерев'янілі стінки рослинних клітин.
В Відповідно до цього є два способи виготовлення (В«варінняВ») целюлози: сульфітний (кислотний) і сульфатний (лужний).
За закінчення варіння целюлозу вивантажують (В«вивалюютьВ») через нижній люк котла в розташований під ним басейн, де її відмивають від варильної рідини. Промита целюлоза ще не представляє однорідної волокнистої маси: у ній є розм'якшені, але зберегли свою форму тріски, сучки, що не піддаються варінні, пісок, який потрапив разом з водою, і інші забруднення. Тому целюлозу спочатку поділяють сепаратором на окремі волокна, а по...
