124751 (Целлюлозо–бумажное производство), страница 3

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).

Избыток оборотной воды направляют в улавливающую ап­паратуру, откуда уловленные волокна используются в произ­водстве, а осветленная вода идет в сток. Бумажный брак с бу­магоделательной машины, суперкаландра, станков, разрезаю­щих бумагу, ее перематывающих и упаковывающих, идет на переработку и в виде волокнистой массы используется для из­готовления бумаги.

Общая схема изготовления бумаги уточняется в зависимо­сти от ее вида (рис. 2). При этом устанавливается компози­ция бумаги, вид используемого оборудования, количество сту­пеней размола и очистки массы и другие специфические для данного вида бумаги особенности производства (наличие или отсутствие наполнения, проклейки, окраски, поверхностного по­крытия и пр.). По уточненной схеме производства с учетом за­данной производительности бумагоделательной машины и, пользуясь данными концентрации бумажной массы и влаж­ности (сухости) бумаги по стадиям технологического процесса, составляют балансы воды, волокон и наполнителя (если он

в данной бумаге присутствует). Полученные при этом данные являются отправными для выполнения всех основных техно­логических расчетов оборудования и определения технико-экономических показателей: удельного расхода волокнистых ма­териалов, наполнителя, химикатов и воды, промоев волокон и наполнителей.

ПРОИЗВОДСТВО ЛИСТОВОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ПЕРЕРАБОТКА: ТОВАРНАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА, БУМАГА, КАРТОН

Конечный продукт целлюлозно-бумажных комбинатов зависит от процессов производства волокнистой массы и может включать в себя товарную целлюлозу и различные виды бумажных или картонных изделий. Например, относительно слабая древесная масса перерабатывается в изделия однократного использования, такие, как газеты и салфетки. Крафт-целлюлоза перерабатывается в бумажные изделия многократного использования, такие, как высококачественная писчая бумага, книги и бумажные пакеты для бакалейных товаров. Сульфитная масса, которая является в основном целлюлозой, может использоваться в ряде различных конечных продуктов, включая специальную бумагу, вискозное волокно, фотопленку, тринитротолуол, пластик, адгезивы и даже смеси в производстве мороженого и тортов. Химико-механические древесные массы исключительно жесткие, идеальны для конструкционной опоры, необходимой для гофрированного тарного картона. Волокна в массе из вторичной бумаги обычно короче, менее гибкие и менее водопроницаемы и потому не могут использоваться для высококачественных бумажных изделий. Поэтому вторичная бумага в основном используется для производства мягких бумажных изделий, например, тонкой папиросной бумаги, туалетной бумаги, бумажных полотенец и салфеток. Для производства товарной целлюлозы гидросмесь бумажной массы обычно просеивают еще раз и выравнивают консистенцию (на 4-10%), прежде, чем она будет готова для протирочной машины. Бумажная масса затем размазывается по передвижному металлическому ситу или пластиковой сетке (известной как "проволока") с "мокрого края" протирочной машины, где оператор управляет скоростью движущейся сетки и содержанием воды в массе (рис.72.9); прессы и покрышка сушилки показаны наверху слева; на современных заводах операторы проводят много времени в залах управления. Вода и фильтрат протягиваются сквозь проволоку, оставляя паутину волокон. Лист целлюлозы протягивается через ряд вращающихся валиков ("прессов"), которые выжимают воду и воздух, пока консистенция волокон не становится 40-45%. Наконец, сплошной лист целлюлозы разрезается на части и увязывается в кипы. Кипы целлюлозы сжимаются, обертываются и укладываются в пакеты для хранения и транспортировки. Хотя производство бумаги в принципе похоже на производство листовой целлюлозы, оно значительно сложнее. Некоторые заводы используют ряд различных целлюлозных масс, чтобы оптимизировать качество бумаги (например, смесь твердой древесины, мягкой древесины, крафт-целлюлозы, сульфитной, механической или вторичной целлюлозы). В зависимости от типа используемой целлюлозы, необходимо пройти ряд этапов, прежде чем приступить к изготовлению бумажного листа. В большинстве случаев высушенная товарная целлюлоза обезвоживается, а целлюлоза повышенной консистенции со склада разжижается. Волокна целлюлозы могут рафинироваться, чтобы увеличить площадь связей между волокнами и тем самым повысить прочность бумажного листа. Целлюлоза затем смешивается с добавками "мокрого края" (таблица 72.4) и проходит через последний комплекс сит и фильтров. Теперь целлюлоза готова для бумагоделательной машины.

Таблица 72.4    Добавки для производства бумаги 

Разделитель потока и направляющий блок распределяют тонкую суспензию (1-3%) рафинированной целлюлозы по движущейся сетке (подобно протирочной машине, только при гораздо большей скорости, иногда выше 55 км/ч), которая придает волокнам форму тонкого валяного листа. Этот лист движется сквозь ряд прессующих вальцов к сушилке, где несколько обогреваемых паром цилиндров испаряют большую часть оставшейся воды. Водородные связи между волокнами на этом этапе полностью развернуты. Наконец, бумага каландрируется и сматывается в рулоны. Каландрирование - это процесс, при котором поверхность бумаги разглаживается и ее толщина уменьшается. Высушенный, каландрированный бумажный лист наматывается на катушку, этикетируется и отправляется на склад (рис.72.10); обратите внимание на бумажные отходы под катушкой и незакрытый пульт управления оператора). Добавки "сухого края" могут вводиться в бумагоделательную машину перед каландрированием или как отдельная "внемашинная" операция по покрытию в перерабатывающем секторе этой отрасли.

Рис. 72.10    "Сухой край" бумагоделательной машины: показан полный рулон бумаги и оператор, использующий
 пневматический дисковый нож для обрезки

В бумажном производстве используется ряд химикатов для придания особых поверхностных характеристик бумаге и качества бумажному листу. Наиболее широко используемые добавки (таблица 72.4) обычно используются в сотых долях, хотя некоторые, такие как глина и тальк могут составлять до 40% сухого веса некоторых сортов бумаги. Таблица 72.4 также показывает разнообразие химических добавок, которые могут использоваться для особых производственных целей и изделий; некоторые из них используются в очень низких концентрациях (например, шламообразующие добавки-слимициды - добавляются к производственной воде в миллионных долях). Процесс изготовления картона похож на производство целлюлозы или бумаги. Суспензия из целлюлозы и воды наносится на движущуюся сетку, вода удаляется, а лист высушивается и хранится в рулоне. Этот процесс отличается по способам формирования толщины листа, по комбинациям множественных слоев, а также по способам сушки. Картон может изготавливаться из однослойных или многослойных листов с сердцевиной или без нее. Листы обычно состоят из высококачественной крафт-целлюлозы (или крафт-целлюлозы и смеси СТМР), а сердцевина делается либо из смеси полухимической и дешевой вторичной целлюлозы, либо из полностью вторичной целлюлозы и других отходов. Покрытие, паронепроницаемые перегородки и множественные слои добавляются в соответствии с конечной целью использования для защиты содержимого от воды и физического повреждения.

Список литературы

1. Фляте Д.М. «Технология бумаги»

2. Данные из интернета