Первооткрывателем настоящей бумаги, которой мы пользуемся и сегодня, был Цай Лунь – он заметил, что бамбуковая бумага получается очень тяжелой, а шелковую просто невыгодно производить, да и промокает она быстро. Именно тогда Цай Лунь был назначен советником и ему поручили придумать более дешевый и доступный метод производства.
Удивительно, но на правильную идею будущего изобретателя натолкнули … осы! Он присмотрелся к их гнездам, которые они строили из омертвелой древесины, растительных волокон, собранных в округе, и их собственной слюны, которая не только делала материал прочным, но и защищала его от влаги. Тогда советник решил использовать кору тутового дерева, конопляное лыко, старые рыболовные сети и волокна шелковицы, а также ветошь и древесную золу. Все ингредиенты он измельчил, вымочил и разложил в раме с бамбуковым ситом, а затем просушил на солнце и разгладил с помощью камней. Так родился первый лист бумаги и был запущен процесс совершенствования и упрощения технологии.
Как делают бумагу.mp4
С годами ручной труд был полностью заменен на автоматику, и сегодня за создание бумаги отвечают машины, но базовые принципы и метод подбора сырья не так уж и сильно изменились.
Из какого сырья производится современная бумага
Основой для производства любой бумажной продукции служит растительное длинноволокнистое сырье – его смешивают с водой и получают однородную мягкую массу, из которой можно сформировать как лист, так и целую длинную бумажную ленту. Преимущественно используется целлюлозная масса из натуральной древесины, реже встречается бумага на основе однолетних растений (рис, конопля) – она имеет повышенную белизну.
Тип готовой бумаги во многом зависит от того, какая порода древесины была взята за основу. Например, из сосны и кедра, как очень мягких пород, изготавливается гибкая упаковочная бумага. Из дуба и клена делают очень гладкую бумагу, а из канадской ели – прочную и очень эластичную. Для книжной бумаги чаще используют смесь дуба и сосны.
Интересный факт: Чтобы изготовить одну тонну бумаги нужно 5,6 кубометров древесины, а с учетом среднего объема бревна (примерно 0,33 кубометра), чтобы произвести тонну бумаги нужно целых 17 деревьев. А из одной тонны бумаги уже можно получить около 30 тысяч стандартных ученических школьных тетрадей.
Этапы производства бумаги в фабричных условиях
1. Подготовка и сортировка сырья
Древесину привозят на фабрику и очищают от коры, а затем измельчают в щепки, которые сортируются по размеру на специальных ситах.
2. Обработка и варка
Отсортированные щепки необходимо размельчить на волокна. Механическая обработка является самой экономичной, но в основном так производится газетная бумага , так как волокна целлюлозы получаются очень короткими, а само полотно имеет низкую прочность. Химическое измельчение древесины позволяет получить максимально длинные волокна и более прочную бумагу – для этого щепу отправляют в специальные машины для варки с добавлением кислоты. Готовую массу фильтруют и моют, чтобы избавиться от примесей.
Галилео. Бумага
3. Формовка волокна, добавление присадок и окраска
Волокнистая мокрая масса отправляется в специальную машину, которая изменяет форму и структуру волокна, а затем смешивает его с клеями для придания устойчивости к влаге, или смолы для работы с водными чернилами.
Затем бумага подвергается окрашиванию с помощью пигментов или красителей. Очень востребовано добавление вещества для мелования (например, каолина) – с его помощью получают гладкую и непрозрачную бумагу для принтеров и плоттеров . После этого бумага отправляется в бумагоделательную машину.
4. Обработка в бумагоделательной машине
Полученная после окраски кашица помещается на сетку, закрепленную на постоянно вращающихся валах – именно на ней в процессе продвижения начинает формироваться первичное бумажное полотно. Это происходит за счет удаления воды и уплотнения волокна.
Сырая лента из целлюлозной массы прокатывается через систему валиков, которые сначала отжимают воду, затем высушивают полотно, а после полируют.
В этом секторе бумага полностью обезвоживается и максимально уплотняется, а затем отправляется в намотку.
7. Намотка и резка
Готовая лента сматывается в огромный рулон, который отправляется в цех нарезки – здесь лента разрезается на отдельные листы определенного формата, на ролики нужной намотки, укладывается и упаковывается.
Наша компания успешно работает на рынке целлюлозных материалов более 10 лет.
Современное оборудование и многолетний опыт работы позволяют нам выполнять заказы в минимальные сроки и с точным соблюдением требований заказчика. Большинство материалов, используемых для производства печатной продукции, выпускается в рулонах большой длины и ширины. Поэтому для изготовления определенного тиража полиграфии возникает необходимость отмотать от стандартного рулона требуемое количество материала. При этом исходный рулон перематывается на несколько рулонов меньшего диаметра и режется под необходимый формат.
Резка осуществляется из рулонов в листы нужного формата. Станки оснащены электронными счетчиками длины, устройствами для контроля натяжения полотна и другими функциями, которые позволяют выполнять все работы быстро и аккуратно. На наших машинах установлены специальное устройство снятия статического электричества. Это позволяет полностью исключить негативное влияние статики на печатные машины при дальнейшей запечатке листов бумаги, их слипание, примагничивание к металлическим и пластиковым элементам машин.
Вот неполный перечень операций, которые мы выполняем:
- Перемотка бумаги в меньшие по диаметру рулоны, включая инспектирование полотна.
- Перемотка бумаги с продольной резкой.
- Резка рулонных материалов на ручьи.
- Резка пленки.
- Резка на листы.
Залогом нашей хорошей репутации и успешной работы в течение всего периода деятельности является профессиональный подход, регулярный анализ рынка, высокая квалификация специалистов, доступные цены и уважение к запросам клиентов.
- профессиональную помощь в решении любых задач по раскрою рулонов и бумаги разных видов;
- оперативное выполнение заказов, в том числе и в больших объемах;
- квалифицированную консультацию по всем вопросам, связанным с резкой и перемоткой бумаги, полимерных пленок и других материалов для полиграфии;
- точное соблюдение заданных размеров;
- контроль плотности намотки;
- оперативное выполнение заказа;
- выгодные условия сотрудничества;
- индивидуальный подход к каждому клиенту;
С ускоренным наступлением цифровой эпохи мы все меньше читаем бумажные книги и прессу, отдавая предпочтение их электронным версиям. Да и писать от руки практически разучились — все больше стучим по клавиатуре гаджетов. Казалось бы, бумага теперь не нужна. Но нет. Бухгалтерия попрежнему собирает горы бумажных документов.
А образ жизни в формате онлайн активизировал спрос на интернет-торговлю и доставку, за счет чего увеличилось потребление упаковки из бумаги, картона.
Картон бьет рекорды
Пандемия спровоцировала снижение удельного веса писче-печатных бумаг и падение спроса на газетную бумагу, потребление которой в мире и так снижается на протяжении последних десяти лет на 7 % в год. При этом повысился спрос на санитарно-гигиеническую бумажную продукцию, но больше всего подскочили рейтинги упаковки.
На этом фоне сегодня не только в России, но и во всем мире наблюдается тренд на перепрофилирование специализированных предприятий, когда производители писче-печатных бумаг переводят мощности в растущие сегменты продукции.
«Спрос на гофра продукцию в 2022 году увеличится на 4 – 5 %, Гофро направление успешно развивается, в том числе за счет использования собственного сырья, что позволяет избежать перебоев в поставках и дает возможность обеспечить полный контроль над выпуском продукции. В 2021 доля собственного сырья, используемого нашими гофра комбинатами, составила 71 %».
«Чтобы предложить замену пластиковой упаковке, необходимо создавать новую продукцию, потребности в бумажной упаковке растут».
Макулатура в дефиците
За 2021 год целлюлоза для российских производителей бумаги подорожала больше чем на 40 %, и это стало одной из причин удорожания конечной продукции. В итоге отпускные цены производителей на газетную бумагу, поставляемую на полиграфический рынок внутри России, поднялись на 9 %. Стоимость же офсетной бумаги, реализуемой на внутреннем рынке, увеличилась на 30 %.
Больше всего (на 60 %) подорожал гофрированный картон. Причина не только в росте спроса. Дело в том, что в России 75 % гофра тары изготавливается из переработанного сырья (макулатура) и только 25 % – из первичной целлюлозы (производство упаковки из целлюлозы на 30 % дороже, чем из макулатуры).
При этом вторичного сырья на рынке на данный момент не хватает изза снижения объемов сбора макулатуры в условиях пандемии. Ситуация обостряется и тем, что все больше товаров экспортируется, соответственно, происходит отток гофротары из страны. В прошлом году стоимость вторсырья достигла исторического максимума – более 20 тысяч рублей за тонну. И в наступившем году рост цен вряд ли остановится.
Источник: www.axiomproduction.ru
timyar
Разбирая утром фотоархив, наткнулся на фотографии 8-летней давности.
Решил показать, вдруг кому будет интересно посмотреть как делают бумагу.
Каждая ненужная вещь, когда-нибудь кому-нибудь будет нужна (тм).
Я — человек любопытный, поэтому какое-то время работал в одной компании разработчиком изделий и технологических процессов.
Тогда, да и сейчас, мне очень интересно смотреть, а как это они делают ту или иную штуку. Также это необходимый элемент работы, т.к. знание смежных технологий является залогом стабильности твоего процесса, в котором используется продукты этих смежных технологий.
Тут есть одна заковыка. На фотографии, которые ты сделал во время экскурсии, наложено табу на открытый показ. Этим обязательствам я всегда придерживаюсь — это важно. Иначе не будет доверия.
Чаще всего фотографировать разрешают, т.к. коллеги понимают, что глаз не может запечатлеть некоторые детали, кроме того в процессе обдумывания проблемы иногда нужно вернуться к исходной информации, фотография позволяет это сделать многократно.
Фотографии, которые я привожу здесь, сделаны мною не на предприятии, а во время одной исследовательской работы на оборудовании, которого уже нет в этом месте.
Поэтому я думаю, уже нет никакого криминала и можно показать. Тем более, что это не промышленное оборудование, а опытная установка.
Вообще, процесс изготовления бумаги очень интересен. Он начинается с целлюлозы. Это продукт переработки древесной щепы. Путем варки щепы в различных химрастворах из щепы удаляют смолистые вещества и лигнин, который скрепляет волокна древесины и придает прочность стеблям и стволам.
Процесс варки целлюлозы это целый кусок технологии и его ведут на отдельных фабриках, продуктом которых является целлюлоза, которая поступает на фабрики по выпуску бумаги.
На бумажной фабрике целлюлоза подвергается размолу. Этот процесс сложный и многоступенчатый. Процесс и режимы выбираются в зависимости от сорта бумаги.
После размола целлюлозы получается пульпа, которую отливают в бумагу на бумагоделательной машине (БДМ).
Скажу сразу — машин масса и каждая уникальна по своему, но принципиально промышленные машины можно разделить на две категории — круглоформерные и столовые (или плоскосеточные).
Вот плоскосеточный отлив нас и интересовал.
Присмотрели мы с коллегами маленькую плоскосеточную машинку в одном некогда союзном институте в стольном граде.
И решили попробовать. Договорились с хозяЕвами. Наготовили пульпы, сгустили ее и покатили в Москву.
Машина производства Финляндии — финны знатные бумажники. Фирма неизвестна, машина называлась TUME.
Для тех, кто связан с промышленными машинами, эта машина является простой и совсем крохотулечкой, но принцип все тот же.
Хочу сказать, что производство бумаги с виду достаточно простой процесс. Но! в нем огромное количество деталей и нюансов, которые влияют на качество и даже на то, получится бумага или нет. Как-то в бытность учебы в аспирантуре (которую я так и не закончил написанием диссертации) читал труды симпозиумов по бумаге и наткнулся на статью про производство бумаги. Так вот там была написана фраза, запомнившаяся мне — несмотря на всю степень автоматизации и компьютеризации современных бумагоделательных производств, производство бумаги остается искусством. Подтверждаю 10 летним опытом — чистое шаманство.
Начнем. В лаборатории давно никто не работал и поэтому везде запустение и срач. Машина в порядке. Так как весь процесс изготовления бумаги связан с огромным количеством воды, то машина ее не боится, а равно и грязи.
На фото — мокрая часть машины, а именно стол, где и происходит отлив бумаги. Большой зеленый бак — расходный бассейн, куда загружается суспензия.
Справа от нее маленький бак — это бак постоянного напора воды для разбавления в потоке.
Смотрим в другую строну и видим остальную часть машины. Там много интересного, но пока обратим внимание на синий колпак.
Под этим колпаком происходит сушка бумаги и пар удаляется вентиляцией из помещения.
Оба бака имеют сливы в желоб с перегородками — там происходит разбавление суспензии до рабочей концентрации и усреднение концентрации.
Наш желоб тоже не прост. Он оборудован вибратором — синяя коробочка снизу. Вибрация помогает усреднению пульпы и препятствует образованию сгустков.
Надо сказать, что подготовленная к отливу целлюлоза (в суспензии она не одна, там целый букет компонентов, но именно целлюлоза образует бумагу) обладает удивительно высоким свойством спутываться . таким образом образовывать прочную бумагу. Это свойство она приобретает в процессе подготовки на размольном (правильнее было бы сказать размалывающем, но это профсленг) оборудовании (т.е. то, что мы делали у себя дома). Грубо говоря — целлюлоза представляет собой длинные, тонкие и очень пушистые волокна, которые так и норовят перепутаться и образовать клубки.
Но, до момента образования бумажного листа нам это не нужно. Нам нужно свести к минимуму такое поведение, т.к. в противном случае это даст неоднородности бумаги.
Так вот, наша суспензия разбавилась и усреднилась, потекла с желоба в виде спокойной широкой струи и попала на машину.
Желоб с небольшим устройством в начале машины, куда попадает суспензия является напорным ящиком, т.е. устройством для выпуска суспензии на сетку машины.
Ящик то он ящик, но это чуть ли не ключевое и, кстати, очень сложное устройство в промышленной машине. Ящики рассчитываются, но их доводка всегда тонкий процесс.
То, что показано на фото, ничего схожего с промышленным устройством не имеет, только функциональное сходство.
Вначале машины суспензию встречает перфорированный валик, который вращается против часовой стрелки. Смесь еще больше выравнивается по концентрации и, разгоняясь в направлении от начала машины к концу, течет на сетчатую «мокрую часть» машины. Валик также распутывает уже было начинающие образовываться клубки целлюлозы. Клубки еще сравнительно легко распутываются, т.к. воды еще много. Как только вода уйдет из суспензии — распутать клубки будет нельзя.
Итак суспензия попала на сетку. Сетка движется от начала машины к концу вдоль т.н. стола и тут самое время посмотреть как устроен стол машины.
Тем более, что на верхней фото видно, что смесь уже начала отдавать воду — видите застывшие капли воды.
Сетка на этой машине движется не очень быстро (скорость уже не помню), на промышленных машинах, особенно при производстве тонких бумаг, сетка с тихим шелестом летит, именно летит — скорость очень большая, даже невозможно разобрать что на сетке.
Сетка опирается на планки, изготовленные из фторопласта. Планки имеют клиновидный профиль.
Острие клина обращено против движения. Это сделано для того, чтобы освобождающаяся из суспензии вода легче покидала сетку — слой воды с обратной стороны сетки срезается этими планками. Процесс самопроизвольного покидания воды из суспензии хорошо видно на одном из предыдущих фото (вид сверху)
Обезвоживаясь на сетке суспензия образует наслойку — целлюлоза и другие компоненты, прочно удерживаемые переплетенными волокнами целлюлозы.
Воды в настойке еще очень много. Идем далее вместе с сеткой и наслойкой.
А далее сетка проходит три ряда (это только на этой машине, каждая машина имеет свое количество в зависимости от сортов выпускаемых бумаг) вакуумных отсасывающих ящиков. Происходит удаление воды, удерживаемой поверхностным натяжением в хитросплетениях волокон целлюлозы.
Обратите внимание, что в процессе принудительного обезвоживания наслойка сильно худеет. Чистая «водосакция»))).
Это еще не все мучения наслойки по потере воды. Далее наслойка хорошенько придавливается валом пресса, чтобы уж окончательно отдать воду.
На следующем фото видно как устроен пресс. Нижний вал обрезиненный. Верхний вал давит на нижний. Давление должно быть оптимальным, т.к. наслойку можно раздавить и тогда получатся разрывы бумаги и складки.
Обратите внимание, что верхний вал в белой рубахе. Эта рубаха называется «маншон». Рубаха нужна чтобы, в первую очередь, деликатно давить, а во-вторых, чтобы наслойка прилипла к ней и снялась с сетки. Сетка огибает обрезиненный нижний вал и уходит в начало машины, предварительно помывшись внизу машины в струйном душе.
С «маншона» влажная бумага легко снимается и заправляется на сушильный цилиндр — его называют Янки-цилиндр.
Чтобы сушка шла лучше, бумага прижимается к цилиндру сукном и поддерживает ее (вид с другой стороны).
Огибая цилиндр бумага сушится и снимается с него. В начале процесса нужно изловчиться, чтобы снять бумагу. т.к. она тонюсенькая. Потом она пойдет толще.
И наматывается на приемный вал, когда все настроено.
Вот так, други мои, делается бумага. Еще раз повторю, что это сам процесс изготовления бумаги. На любом предприятии, производящем бумагу, процесс включает еще несколько процессов, но отлив бумаги это сердце. Промышленные машины и больше и сложнее, но принципиально все тоже самое.
Надеюсь было интересно.
Источник: timyar.livejournal.com