Целлюлозно-бумажная промышленность - одна
из ведущих отраслей лесного комплекса -
объединяет технологические процессы получения
целлюлозы, бумаги, картона и бумажно-картонных
изделий (писчей, книжной и газетной бумаги,
тетрадей, салфеток, технического картона и др.). В
России эта отрасль изначально возникла и
развилась в Центральном районе, где было
сосредоточено потребление готовой продукции и
имелось необходимое текстильное сырье, из
которого прежде делали бумагу (не случайно один
из первых центров производства бумаги в стране
получил название Полотняный Завод). В дальнейшем
технология изготовления бумаги изменилась, для
нее стало использоваться древесное сырье, и
ареал размещения отрасли сдвинулся к северу, в
лесоизбыточные районы.
Технологический цикл отрасли четко
подразделяется на два процесса - получение
целлюлозы и производство бумаги. Целлюлоза -
распространенное в живой природе углеводное
соединение класса полисахаридов. Волокна
целлюлозы служат основой для бумаги.
Главное сырье для выработки целлюлозы -
древесина хвойных пород, в которой содержание
целлюлозы составляет 40-50% от всей массы. Для
выделения целлюлозы из древесины применяется
термохимическая обработка - варка.
Технологически допустимо добавление при варке
целлюлозы лиственных пород в количестве до 10%. На
производствах чаще всего используют сульфитную,
бисульфитную или сульфатную варку древесной
щепы, поэтому для любого целлюлозного процесса
необходимо использовать соединения серы,
вредность которых для природы и человека широко
известна.
Таблица 1
| Kотласский ЦБK | 912,5 |
| Архангельский ЦБK | 770,7 |
| Братский ЦKK | 737,2 |
| Усть-Илимский ЛПK | 650,0 |
| ОАО «Нойзидлер Сыктывкар» | 505,6 |
| ОАО «Светогорск» | 369,0 |
| Сегежский ЦБK | 243,2 |
| Соломбальский ЦБK | 211,9 |
| Байкальский ЦБK | 171,4 |
| ОАО «Kондопога» | 105,4 |
| Россия | 5752 |
Древесина после распиловки поступает в
рубительные машины, где из нее образуется щепа.
Щепа подается в варочные котлы. При сульфитной
варке древесину обрабатывают раствором,
содержащим оксид серы. Одновременно с этим
процессом происходит механическое истирание
другой части древесины в шахтах на специальных
устройствах - дефибрерах. Продуктом его
является древесная масса (диаметр частиц всего 2-3
мм). На получение 1 т древесной массы расходуется
2,5 м 3 , а 1 т целлюлозы - 5 м 3 древесины.
Для изготовления обойной или тетрадной бумаги
целлюлоза и древесная масса берутся в равных
соотношениях - по 50%, для газетной - 70% древесной
массы и 30% целлюлозы.
Древесная щепа и варочная кислота поступают в
варочный котел периодического действия. Варка
целлюлозы ведется при 100-150 °С и давлении 6
атмосфер. После окончания варки в котле
снижается давление и вытесняется щелок. Щелок
пропускают через фильтр, где улавливаются
волокна целлюлозы, затем щелок поступает на
отдувочную колонну, где из него отдувается SO 2 .
Далее щелок на многих предприятиях передается в
спиртодрожжевой цех для дальнейшей утилизации
растворенных в нем биологических веществ. В
варочном котле остается целлюлоза. После варки
целлюлозу пропитывают горячей водой, а затем
тщательно истирают. Если целлюлозу используют
для производства бумаги на этом же комбинате, то
ее в полужидком виде направляют в бумажный цех. В
том случае, если целлюлоза предназначается для
отправки на другие предприятия, ее прессуют,
сушат и превращают в более или менее плотные
листы серого цвета - товарную целлюлозу
.
Исходя из технологических особенностей
производства целлюлозы, главными факторами
размещения отрасли являются сырьевой (ориентация
на лесодостаточные и лесоизбыточные районы) и
водный (необходимость использования большого
количества воды). В СССР некоторые производители
целлюлозы располагались вне лесной зоны и
работали на камышовом сырье (в Астрахани, Кзыл-Орде,
Измаиле), но в современной России таких
предприятий нет. В любом случае создание
крупного целлюлозного предприятия возможно лишь
вблизи крупного водотока или водоема. К таким
гидрологическим объектам можно отнести Северную
Двину (предприятия в Архангельске и Новодвинске),
Вычегду (Коряжма), Ангару (Усть-Илимск и Братск),
Волгу (Балахна и Волжск), Байкал (Байкальск),
Онежское озеро (Кондопога), Ладожское озеро (Питкяранта
и Сясьстрой). Ориентация на потребителя в
целлюлозной отрасли вторична, поэтому
значительная часть отечественной целлюлозы
вырабатывается в относительно слабо заселенной
Восточной Сибири.
Таблица 2
Выработка целлюлозы в России
производится на целлюлозно-бумажных комбинатах (ЦБК),
целлюлозно-бумажных заводах (ЦБЗ) и целлюлозно-картонных
комбинатах (ЦКК). Почти на всех этих предприятиях
целлюлоза в дальнейшем перерабатывается в
бумагу или картон. Однако имеются исключения: в
Усть-Илимске, Советском Выборгского района,
Питкяранте стадия производства целлюлозы -
завершающая, товарная целлюлоза, полученная
здесь, идет на другие предприятия отрасли для
дальнейшей переработки.
Целлюлозу в России выпускает около трех десятков
предприятий. Производство целлюлозы размещено
только в 14 регионах, прежде всего в Архангельской,
Иркутской, Ленинградской, Калининградской,
Пермской областях, республиках Коми и Карелия.
Целлюлоза не производится в Центральном и
Дальневосточном федеральных округах. Крайне
невелики мощности по производству целлюлозы в
Южном и Уральском округах. До недавнего времени
целлюлоза еще выпускалась на Сахалине, в
Хабаровском крае, Астраханской области, но по
экономическим причинам от этих производств
пришлось отказаться.
Любопытно, что повышенная концентрация
целлюлозных предприятий, пусть и не очень
крупных, отмечается в тех частях страны, которые
еще относительно недавно - 60-70 лет назад -
входили в состав территории экономически
развитых соседей. Речь идет о Карельском
перешейке, который был до 1940 г. финским (3
предприятия, до 90-х годов - 4, включая закрытый
ныне завод в Приозерске); Калининградской
области - части бывшей германской Восточной
Пруссии (3 предприятия); Южном Сахалине (7
предприятий, к настоящему времени все закрыты),
до конца Второй мировой являвшимся японским
владением. Это не случайно, учитывая те
обстоятельства, что, во-первых, указанные районы
для своих стран были наиболее удобным местом
развития отрасли, во-вторых, состояние
полиграфии и книгоиздательства в Финляндии и
Германии находилось и продолжает оставаться на
более высоком уровне, нежели в нашей стране. К
настоящему времени все доставшиеся в наследство
от соседей ЦБК и ЦБЗ нуждаются в реконструкции, и
во многом из-за этого значительная их часть уже
закрыта.
Перспективы развития целлюлозной
промышленности в России связаны с
совершенствованием технологического процесса,
более полным использованием лесных ресурсов на
имеющихся предприятиях, а также со
строительством новых ЦБК. В настоящее время
проектируется создание комплексов по
производству целлюлозы и бумаги в Александрове
Владимирской обл., Нее Костромской обл., Туртасе
Тюменской обл., Амазаре Читинской обл. Проводятся
предпроектные изыскания в Кировской,
Вологодской и Новгородской областях и некоторых
других регионах.
Сейчас все читают книги и журналы в интернете, но вот я очень люблю запах свеже напечатанных книг или новых тетрадей. Раньше я за это очень любила сборы к школе. За производство бумаги отвечает целая отрасль в лесной промышленности, но ее продукция имеет очень широкое назначение.
Если вы сейчас посмотрите вокруг себя, то обязательно обнаружите хотя бы один предмет, над созданием которого потрудилось предприятие этой отрасли. К самой распространенной продукции относятся:
Это все, что касается бумаги, а вот целлюлозу применяют и в других отраслях:
А если вы посмотрите на состав какого-нибудь свитера или платья из вашего гардероба, то, возможно, увидите в составе ткани вискозу. Ее часто используют в текстильной промышленности. А получают ее из растворимой целлюлозы.
В производстве ничего не пропадет, поэтому побочные продукты целлюлозно-бумажной отрасли активно используют в химической промышленности, а также добавляют в теплоизоляционный материал, и даже применяют при укладке асфальта.
Все мы знаем, что наша страна очень богата лесами, а поэтому лесная промышленность должна быть очень хорошо развита. Но и здесь имеются проблемы. Для развития отрасли, а также для общего повышения экономического уровня страны, требуются соответствующие меры. Во-первых, уже давно пора обновить устаревшие производства, а для этого нужно привлечь инвестиции, в том числе и иностранные.
Также требуется усилить научный потенциал отрасли, а для этого также нужно выделять средства для финансирования исследований в этой области. Кроме этого, нужно обратить внимание на законодательное регулирование, чтобы предприятия не сворачивали свою деятельность под давлением налогов, а, наоборот, повышали свою конкурентоспособность.
Для получения качественной бумаги, состоящей из нескольких волокнистых полуфабрикатов, размол каждого из них целесообразно вести раздельно, т.е. по различным режимам и на отдельно установленном для этой цели оборудовании. Однако в ряде случаев для волокнистых полуфабрикатов, содержание которых в композиции бумаги не превышает 20-30 %, допускается совместный размол, так как при этом отпадает необходимость в установке дополнительного оборудования и процесс размола упрощается и протекает более экономично. При этом необходимо отметить, что известны случаи, когда совместный размол хвойной целлюлозы с добавками к ней соломенной и тростниковой целлюлозы способствует лучшей разработке волокон за счет влияния гемицеллюлоз последних, действующих на размол подобно гидрофильным добавкам. Поэтому вопрос о том, как лучше вести размол полуфабрикатов, раздельно или совместно, всегда нужно решать применительно к конкретным условиям производства и виду вырабатываемой бумаги.[ ...]
Для получения бумаги используют целлюлозу различных древесных пород и однолетних растений и древесную массу. Целлюлоза является также ценным сырьем для текстильного производства. Весьма широкое применение она находит и в других отраслях промышленности.[ ...]
Целлюлоза сульфатная беленая лиственная из смеси березы и осины, без нормирования соотношения пород, выпускается по ТУ 814)4-429-77: ЛБ-0 - для изготовления высококачественных видов бумаги и картона из 100 %-ной целлюлозы; ЛБ-1 - для выработки писчей бумаги, бумаги для печати, тетрадной, белых покровных слоев многослойного картона; ЛБ-2 - для писчей бумаги и бумаги для печати, некоторых видов технической бумаги; ЛБ-3 - для производства санитарно-бытовых и гигиенических видов бумаги.[ ...]
Производство бумажной массы и целлюлозы из соломы. Кроме древесины, сырьем для производства оберточной бумаги, картона и целлюлозы может служить солома.[ ...]
Для того чтобы подчеркнуть различие между аэробным процессом и ферментацией рассмотрим два примера получения ценного продукта из отходов сульфитного щелока. Сульфитный щелок представляет наиболее опасный загрязнитель воды при сульфатной варке целлюлозы и производстве бумаги. Древесная пульпа получается путем варки окоренной измельченной древесины в бисульфатном щелоке. Целлюлозное волокно, используемое для получения бумаги, не растворяется. Лигнин, смолы, сахара и другие компоненты древесины растворимы. На эти материалы приходится около половины всей массы древесины. Отходы сульфитного щелока имеют темно-бурый цвет, содержат от 8 до 12% (по массе) растворенных твердых веществ, незначительное количество взвешенных твердых веществ, 2% сахара, 0,6% двуокиси серы и совершенно не содержат живых организмов. На 1 т производимой пульпы образуется от 7500 до 15 ООО л сульфитного щелока, т. е. огромное количество труднообрабатываемых отходов. Несмотря на то что из этих отходов могут быть получены многие полезные вещества, только 20% целлюлозных заводов могут извлечь экономическую выгоду из получаемых материалов, так как один крупный целлюлозный завод может удовлетворить большую часть потребностей рынка в любом из производимых продуктов.[ ...]
Целлюлозу можно диспергировать в горячих концентрированных растворах ряда хорошо растворимых солей. Еще в 1852 г. Барресвил обнаружил, что в горячем концентрированном растворе хлористого цинка происходит набухание и растворение бумаги. Целлюлозу, растворенную в солях цинка, использовали для приготовления нитей и волокна, но в дальнейшем от этого отказались ввиду деградации целлюлозы. До сих пор, однако, при производстве вулканизированной фибры используют растворы такой концентрации, при которой происходит набухание.[ ...]
Для волокон целлюлозы, предназначенной для производства бумаги, большое значение имеет их выход из древесины, а также ряд свойств, обусловленных наличием гемицеллюлоз. Наоборот, для иеллюлозы, применяемой при химической переработке, содержание гемицеллюлоз должно быть сведено до минимума. В соответствии с этими требованиями различаются и режимы сульфатной варки.[ ...]
Целлюлоза марки НС-2 используется для производства оберточной, упаковочной, водонепроницаемой, светонепроницаемой, шпульной и других видов бумаги. При варке целлюлозы марки НС-2 допускается добавка лиственной древесины при условии соблюдения показателей качества.[ ...]
Для сравнения приводятся данные о расходе воды для производства некоторых сортов целлюлозы и бумаги в Польской Народной Республике, м3/т.[ ...]
Целлюлоза и бумага. Твердые отходы в целлюлозно-бумажной промышленности представляют собой отстоявшийся шлам: на каждую тонну бумаги получается примерно 9-72,5 кг твердых отходов, которые подлежат выбросу. Некоторые фабрики используют шлам для производства таких химических продуктов, как ванилин, щавелевокислый кальций, лигнин и сульфат натрия.[ ...]
При производстве крафт-бумаги и крафт-целлюлозы деревянные стружки подвергаются нагреву в среде, сЪдержащей смесь сульфида натрия и гидроокиси натрия, причем в большом количестве возникают дурнопах-нущие газы. Сложность процесса заключается в большом разбросе количества выделяемых газов, например для залповый выброс может в 1000 раз превышать обычный выброс.[ ...]
Кроме производства древесных плит и пластиков широкое развитие получили и другие отрасли химической переработки древесины. Непрерывно развивается одна из крупнейших отраслей- целлюлозно-бумажная промышленность. По количеству древесины, используемой в мире для химической переработки, производство целлюлозы занимает первое место. Из древесной целлюлозы и древесной массы вырабатываются различные виды бумаги и картона. Древесная целлюлоза служит основным сырьем для производства искусственных вискозных волокон. Нитраты целлюлозы используют для получения бездымного пороха, лаков, пленок, пластических масс. Из ацетатов целлюлозы вырабатывают искусственное ацетатное волокно, малогорючие пленки, лаки и пластмассы.[ ...]
Помимо целлюлозы массовым полуфабрикатом в производстве бумаги является древесная масса - продукт механического истирания древесины (белая), с предварительной пропаркой древесины (бурая), механического истирания древесины с одновременной термообработкой (термомеханическая или ТММ) и термомеханическая с одновременной обработкой химикатами (химико-термомеханическая, или ХТММ). По виду оборудования, используемого для получения древесной массы, различают дефибрерную древесную массу (ДДМ) и рафинерную древесную массу (РДМ).[ ...]
Беленая целлюлоза из лиственной древесины, производство которой непрерывно возрастает, используется, как правило, в смеси с хвойной беленой целлюлозой для производства печатных бумаг.[ ...]
Принцип производства целлюлозы заключается в возможно более полном растворении лигнина под действием различных химических реагентов /27/. В наиболее распространенных способах пользуются долигнифицирующими растворами на основе сульфита при различных pH (кислотный, слабокислотный, нейтральный и щелочной способы делигнификации) либо делигнифицируюшими растворами на базе щелочей (натронный, сульфатный способы и их модификации). Кроме этих способов, применяются и некоторые другие. В настоящее время в производстве целлюлозы стремятся к такому способу, при котором бы селективно удалялись только лигнин и сопутствующие вещества и вся полисахаридная часть древесины шла на производство бумаги. Наиболее современная тенденция заключается в том, чтобы пренебречь по возможности содержанием лигнина в волокне, но изменить его свойства в такой степени и в таком направлении, чтобы он был пригоден для производства бумаги.[ ...]
Отбелка целлюлозы для производства бумаги. Промывка целлюлозы и использование промывных вод. Отбелка целлюлозы для химической переработки. . .[ ...]
Бумажное производство не требует выработки химически чистой целлюлозы, поэтому для увеличения выхода в ней сохраняют часть гемицеллюлоз. Содержание ос-целлюлозы в целлюлозе для производства бумаги обычно не превышает 60-80 %. Значительно жестче требования по чистоте, предъявляемые к целлюлозе для производства искусственного волокна.[ ...]
При отбелке целлюлоз для производства бумаги, кроме получения высокой и стабильной белизны, необходимо сохранить на должном уровне и механические показатели. Для целлюлоз, идущих на химическую переработку, физико-механические свойства имеют второстепенное значение, а основными являются физико-химические свойства, определяющиеся степенью очистки целлюлозы и условиями проведения отбелки и облагораживания. Таким образом, цели и задачи, которые ставятся при отбелке целлюлозы, разнообразны и достижение их зависит от вида обработки, которой подвергается исходная целлюлоза.[ ...]
Источниками для написания этой части проекта являются постановления партии и правительства, журнал «Бумажная промышленность», реферативная информация «Целлюлоза, бумага и картон», «Экспресс-информация по целлюлозно-бумажному производству». Указанные периодические издания должны быть просмотрены не менее чем за последние 3 года. В реферативной информации «Целлюлоза, бумага и картон» № 36 и в журнале «Бумажная промышленность» № 12 помещаются полугодовые или годовые оглавления, из которых можно узнать, в каких номерах этих периодических изданий помещены статьи по теме выполняемого проекта.[ ...]
Облагороженная целлюлоза получается в результате щелочного облагораживания в процессе отбелки целлюлозы, полученной сульфатным или сульфитным способом. В этой целлюлозе содержится мало лигнина и гемицеллюлоз, поэтому она применяется для производства долговечных и специальных видов бумаги с высокой впитывающей способностью.[ ...]
Важнейшим сырьем для изготовления бумаги служит целлюлоза. Для этой цели используется основная масса целлюлозы, производимой в Германии. При этом сульфитная целлюлоза используется почти исключительно для изготовления печатной бумаги. Для особенно прочных сортов бумаги (для мешков, пакетов и т. п.) применяется натронная целлюлоза (крафт-целлю-лоза). Для производства бумаги незначительной прочности и худшего качества, как, например, газетной бумаги, перерабатывается в большом количестве древесная масса и макулатура. Тряпье, лоскутья и другие отходы текстильной промышленности практически идут только на изготовление особенно ценных сортов бумаги (бумага для денежных знаков, удостоверений, документов), затем для производства папиросной бумаги. Окрашенные отходы наихудшего качества служат для получения кровельного картона.[ ...]
Целлюлозно-бумажное производство обычно подразделяется на изготовление полуфабрикатов (различные виды целлюлозы и древесной массы) и выработку разнообразных видов и сортов бумаги. Целлюлоза идет на изготовление бумаги, искусственного волокна, взрывчатых веществ и т. д. Для производства целлюлозы в настоящее время используются в основном два способа: сульфитный и сульфатный, причем второй способ получает преимущественное распространение, так как допускает использование более разнообразных видов сырья.[ ...]
При сульфитной варке целлюлозы, особенно при получении целлюлозы высокого выхода, часть гемйцеллюлоз остается вместе с целлюлозой в волокнистом материале (технической целлюлозе), используемом для производства различных видов бумаги. При получении чист ой целлюлозы для химической переработки гемицеллюлозы переводятся в раствор, и сульфитная целлюлоза содержит их минимальное количество.[ ...]
В практике бумажного производства для придания бумаге непрозрачности в бумажную массу обычно вводят минеральные наполнители. Чем больше различие в коэффициентах преломления лучей у минерального наполнителя и целлюлозных волокон, из которых изготовлена бумага, тем более высоким оказывается эффект непрозрачности. В табл. 18 приведены сведения о коэффициентах преломления лучей целлюлозы разными наполнителями и некоторыми веществами, вводимыми в композицию бумаги.[ ...]
Техническая древесная целлюлоза, сульфитная и сульфатная, используется в производстве бумаги и для химической переработки. Для химической переработки в качестве сырья используют также хлопковую целлюлозу.[ ...]
Использование беленой целлюлозы для производства высококачественной бумаги и химической переработки определяет требования, предъявляемые к чистоте полуфабриката. Тщателыная очистка беленой массы достигается обычно в две ступени: тонким сортированием и очисткой на центриклинерах.[ ...]
Определение способности целлюлозы к набуханию имеет большое практическое значение. Между степенью набухания целлюлозы и ее способностью к размолу и, следовательно, свойствами получаемой бумаги существует тесная взаимосвязь . Известно, что волокна неразмолотой целлюлозы являются относительно жесткими и хрупкими. При использовании целлюлозы для изготовления бумаги большое значение имеет повышенная пластич-ность и гибкость волокон. Эти свойства волокон в значительной степени связаны со способностью их к набуханию, так как значительное набухание волокон способствует меньшему их повреждению в процессе размола, что в свою очередь отражается на свойствах бумаги . Способность целлюлозы к набуханию имеет особенно большое значение в производстве искусственного волокна. Это свойство целлюлозы определяет ее поведение при мерсеризации, при ксантогенировании щелочной целлюлозы, а также при различных других химических реакциях. Набухание целлюлозы при мерсеризации способствует удалению из нее низкомолекулярных фракций. В набухшую целлюлозу лучше диффундирует сероуглерод в процессе ксантогенирования. Формование и вытяжка волокон также связаны с процессом набухания.[ ...]
Основные виды сульфитной целлюлозы: небеленая и беленая для производства различных видов бумаги или картона и беленая облагороженная для химической переработки.[ ...]
Содержание золы в беленой целлюлозе колеблется в очень широких пределах - от 0,02 до 1 %. Если целлюлоза идет на производство бумаги, содержание и состав золы в большинстве случаев не имеют практического значения. При использовании целлюлозы для химической переработки влияние минеральных веществ возрастает.[ ...]
Характеристика сточных вод от производства товарной сульфатной небеленой целлюлозы для мешочной и оберточной бумаги приведена в табл.123.[ ...]
Требования к качеству воды при производстве бумаги и целлюлозы устанавливаются американской организацией ТАРР1 (Техническая ассоциация целлюлозно-бумажной промышленности) для каждого- вида продукции (высокосортная бумага, отбеленная и неотбеленная, крафт-бумага, различные типы целлюлозы) .[ ...]
По химическому составу беленая целлюлоза содержит меньше лигнина, гемицеллюлозы, золы и смолы. Однако она имеет и меньшую прочность по сравнению с небеленой целлюлозой. Снижение механической прочности происходит вследствие частичного разрушения целлюлозного волокна при отбелке. Беленую целлюлозу используют для производства многих видов бумаг.[ ...]
В десятой пятилетке (1976-1980 гг.) выпуск целлюлозы планировалось увеличить на 35 %, а бумаги и картона на 15 25 %. Предусматривалось также более рациональ-но использовать сырьевые ресурсы, ускорить наращивание Мощностей по химической и химико-механической переработке древесных отходов, низкокачественной древесины и мягко-листвённых пород; ускоренными темпами развивать производство бумаги для печати, для средств автоматической обработки информации, бумаги и картона для упаковки И расфасовки пищевых продуктов и промышленных товаров.[ ...]
Смола, образующаяся при сульфитной варке целлюлозы. Кислая среда, применяемая в процессе сульфитной варки, не растворяет древесную смолу, поэтому она остается в целлюлозе после варки. Когда целлюлоза затем поступает для производства бумаги и энергично перемешивается в роллах, лучевые клетки, в которых находится древесная смола, разрываются и смолистое вещество переходит в коллоидную суспензию в варочном щелоке. Эти частички в конце концов слипаются и оседают в виде клейкой массы на волокнах и в особенности на ситах, сетках и сифонных ящиках бумажной машины. Именно это осевшее вещество имеют в виду, когда говорят о «вредной» смоле, и она состоит не только из древесной смолы, но также из окклюдированных материалов, таких, как волокна и грязь.[ ...]
Ель является основной породой древесины, применяющейся для производства сульфитной целлюлозы. Это объясняется большой длиной волокон у этой породы, необходимой для получения высокой механической прочности продукта, незначительной смолистостью и большой распространенностью. Иногда применяют лиственные породы: осину, тополь, бук. Однако такая целлюлоза обычно применяется в производстве бумаги в виде добавок к еловой целлюлозе, так как длина волокна у лиственных пород меньше, чем у хвойных.[ ...]
Методы химической переработки древесины широко используют для утилизации древесных отходов. Наглядным примером служит производство бумаги: из 1 м3 реек и горбылей можно получить 0,9 м3 щепы для варки целлюлозы и далее изготовить примерно 220 кг бумаги.[ ...]
Значение выпускаемой продукции и требования, предъявляемые к ней, определяют ГОСТ на древесную (хвойную) сульфатную небеленую целлюлозу для производства различных видов бумаги и картона, которым необходимо воспользоваться при написании курсового проекта.[ ...]
Целлюлозно-бумажная промышленность является одной из крупнейших отраслей химической промышленности и по мере возрастания мирового потребления бумаги непрерывно расширяется. Эта промышленность проявляет активность в области широкой исследовательской работы по химии древесины, по варке целлюлозы из древесины лиственных пород и из древесных отходов лесной и лесообрабатывающей промышленности, по развитию таких новых методов, как полухимнческин процесс и процесс частичной химической обработки древесины с последующим размалыванием ее в древесную массу. В настоящее время целлюлозшая промышленность поставляет целлюлозу для производства почти всего количества искусственного шелка в мире. Все возрастающие количества древесной целлюлозы так же, как и некоторое количество лигнина, используются для изготовления пластических.масс и других материалов химического синтеза, из которых назовем лишь некоторые - целлофан, пленку для радиозаписи, изделия из искусственной кожи, внутренние стельки для обуви и ванилин.[ ...]
Принятые XXIV съездом КПСС Директивы по пятилетнему плану развития народного хозяйства Советского Союза 1971- 1975 гг. предусматривают резкое увеличение производства продукции целлюлозно-бумажной промышленности. К 1975 г. по сравнению с 1970 г. производство бумаги возрастет в 1,3 раза, картона - в 1,8 раза и целлюлозы в 1,7 раза. За 1960-1970 гг. заводами бумагоделательного оборудования изготовлено более 50 новых бумагоделательных и картоноделательных машин, в том числе первые широкие отечественные машины: картоноделательная марки К-09 обрезной ширины 6300 мм, производительностью 500 г в сутки картона-основы для гофрирования и бумагоделательная марки Б-15 обрезной ширины 6720 мм, производительностью 330 г в сутки газетной бумаги. Объем производства на заводах бумагоделательного оборудования к 1975 г. по сравнению с 1969 г. значительно возрастет. При проектировании новых и модернизации действующих бумагоделательных и картоноделательных машин одной из важных задач является выбор рациональной схемы прессовой части и определение ее обезвоживающей способности.[ ...]
В первые годы после пожара развиваются преимущественно грибы, вызывающие гниль коррозионного типа, например Irpex fusco violaceus Fr., Peniophora gigantea Mass. Эти гнили вызывают уменьшение лигнина, в связи с чем относительно возрастает количество целлюлозы, поэтому древесина с гнилями данного типа пригодна для использования в целлюлозно-бумажном производстве (■’. 12, 9). Вопрос об использовании в этом производстве древесины из горельников был поднят в свое время А. Ф. Григорьевым (), который для гарей Марийской АССР отмечал, что распространенная на сосне «белая гниль» пригодна для выработки средних сортов бумаги и картона; зараженная белой гнилью древесина содержит более 70% целлюлозы (от сухого веса всей древесины с гнилью).[ ...]
Всегда, конечно, полезно определять весь химический состав древесины по наиболее рациональной схеме анализа. Однако такое исследование слишком трудоемко и продолжительно. Поэтому и возникает проблема выбора компонентов, которые необходимо определять при проведении анализа с той или иной практической целью. Так, например, в производстве целлюлозы в первую очередь необходимо установить возможный выход целлюлозы из древесного сырья. Для этого следует определить в древесном сырье содержание целлюлозы и лигнина, который удаляется при выделении целлюлозы. Гемицеллюлозы также удаляются из древесины при варке, что приводит к снижению выхода углеводного комплекса и повышенному расходу хими-калиев. Поэтому, чтобы правильно построить технологический процесс с учетом назначения (на производство бумаги или для химической переработки) получаемой древесной целлюлозы, необходимо знать содержание этих компонентов в древесном сырье. Второстепенные компоненты древесины, такие, как экстрактивные вещества и т. д., обычно имеют меньшее значение. Однако, например, высокое содержание смолистых веществ может оказать отрицательное влияние на получение и последующую переработку целлюлозы. В лесохимических производствах, наоборот, содержание экстрактивных веществ в древесине имеет первостепенное значение.[ ...]
Была проведена также серия опытов по модификации сульфатной варки с целью увеличения количества ксилана, осаждающегося на целлюлозных волокнах. Так, при замене части белого щелока черным, отобранным в конце подъема температуры предыдущей варки, позволило повысить выход волокна на 1 -1,2% от веса березовой древесины за счет дополнительной сорбции пентозанов из раствора. Качество целлюлозы для производства бумаги не ухудшилось.
Итоги показали, что те предприятия, которые проводят комплексную переработку древесины, оказались более успешными и устойчивыми к переменам в экономике, чем однопрофильные предприятия. Несмотря на невысокий рост развития, целлюлозно-бумажная сфера приносила больше дохода и показала экономические показатели выше, если сравнить с остальными сферами лесного сектора.
После предыдущего кризисной времени целлюлозно-бумажная промышленность в основном восстанавливалась модернизации организаций, занимающихся этой отраслью. Поскольку у предприятий нет возможности получать недорогой кредит на долгий срок, мероприятия, планируемые для того, чтобы повысить конкурентоспособность продукции в данной отрасли, внедрять новые технологии, снижать потребление энергии, улучшить экологию технологических процессов. Именно это является причиной, наряду с пассивными участием государства в развитии необходимых инфраструктур для новостроек, тому, что новых организаций в данной сфере немного. Эти факторы не самым лучшим образом сказываются на развитии целлюлозно-бумажной сферы в нашей стране и роста уровня конкурентоспособности отечественных предприятий на внешнем рынке.
Несмотря на все вышесказанное, работая в условиях кризиса, организации смогли выжить, выявляя главнейшие приоритеты в работе. Ниже представлены самые важные из них:
Развитие и восстановление отечественной целлюлозно-бумажной сферы в большей мере зависит от ситуации в рынке волокна и бумаги для газет. Эти рынки освоены отечественными предприятиями.
Однако данная перспектива не приносит положительные плоды, поскольку есть ряд проблем, связанных с расширением продукции, выпуском производимой продукции, которая сможет заменить импортную, поиском неосвоенных рынков для сбыта.
Неопределенная экономическая ситуация и современное отношение к экологии требуют создание новой стратегии, которая будет идеально подходить к современным реалиям и будет соответствовать таким требованиям, как:
Судя по результатам Министерства экономики развития Российской Федерации за последние несколько лет индекс промышленного производства - 104 процента. Из всей целлюлозы по варке, которая производится в стране, приблизительно 63 процента производители целлюлозы используют с целью производить продукцию более высшей переделки, такую как бумага, картон и другие изделия. 37 процентов составляет товарная целлюлоза как для потребления внутри страны, так и для внешнего рынка.
Если сравнить итоги нескольких последних лет, то можно увидеть, что производство картона стало больше, а производство бумаги, наоборот, сократилось. Большую долю составляет производство газет и книг - пятьдесят один и десять с половиной процентов соответственно.
В период кризиса из отечественного производства целлюлозно-бумажная сфера не отступила от своих позиций и была рентабельной. Экономические показатели по целлюлозно-бумажной сфере были гораздо выше, чем остальные отрасли лесного сектора.
В сегодняшнее время в нашей стране функционируют примерно сорок предприятий, которые производят целлюлозу. В основном они являются частью лесопромышленного холдинга. Семь самых крупных предприятия обеспечивают примерно семьдесят процентов всего объема производимой целлюлозы. Такими предприятиями являются, к примеру, Архангельский целлюлозно-бумажный комплекс, Котласский целлюлозно-бумажный комплекс и другие. Большая часть предприятий являются частью зарубежных организаций.
Восемьдесят процента товарной целлюлозы и пятьдесят процентов картона и бумаги, которая производится в нашей стране, экспортируется. Это главный резерв для успешного развития этой сферы.
В Соединенных Штатах Америки с расчетом на год на 1 человека приходится 347 килограммов потребляемой бумажной продукции, в Бельгии - триста двадцать один килограмм. В нашей стране эта цифра составляет только 18,2 килограмма. Раньше Россия была на четвертом месте на планете по объему производимой бумаги и картона, однако с 2003 года ее позиция снизилась до восемнадцатого места.
Отечественные предприятия обладают всеми необходимыми преимуществами - и с позиции себестоимости сырья, и с позиции себестоимости энергетического компонента. Хвойное сырье в России в три раза дешевле главных стран-конкурентов. Что касается лиственной древесины, то она стоит еще дешевле.
Приблизительно на треть дешевле обходится электроэнергия, если сравнить с основными конкурентными странами. Разница между стоимостями топлива, необходимого для того, чтобы получать пар и генерировать электричество, в Российской Федерации и других странах-конкурентах составляет примерно шестьдесят шесть процентов. Помимо всего прочего, в нашей стране расходы на персонал в целлюлозно-бумажной промышленности ниже, чем в других странах.
При всех вышеуказанных преимуществах есть и ряд недостатков, из-за чего конкурентоспособность отечественных предприятий находится на невысоком уровне.
Из-за указанных причин конкурентоспособность падает. Большинство отечественных предприятий не модернизировали технологии и оборудование. Они используют оборудование прошлого столетия, что не самым положительным образом влияет на эффективность производства и качество производимой продукции. Также остро чувствуется недостаточность инвестиций в данную сферу, что помогло бы предприятиям усовершенствовать оборудование и, как следствие, технологию производства и качество производимой продукции.
Конечно же, российские предприятия все еще имеют конкурентное преимущество в виде небольшой себестоимости производства, однако данное преимущество с каждым годом теряет свою актуальность. В современное время, в особенности во время кризисной и посткризисной экономической ситуации отечественной целлюлозно-бумажной промышленности нужно более тщательно анализировать все преимущества, которые повышают конкурентоспособность отрасли, и по итогам анализа построить новую стратегию, отвечающую стандартам современной реалии.
Несмотря на все вышесказанное, инвестиций в данной отрасли не хватает. Основными причинами этого являются:
Именно по данным трудноразрешимым причинам инвесторы не желают делать долгосрочные инвестиции в лесной сфере. Для примера: чтобы производить коробочный картон, которые необходим для внутреннего и внешнего рынка, объемом в 1 миллион 360 тысяч тонн нужно инвестировать минимум 1 миллиард 350 миллионов долларов США.
Прогнозы Министерства экономики развития Российской Федерации также не обнадеживают. К 2020г. произойдет снижение роста производства в целлюлозно-бумажной отрасли, издательской и полиграфической деятельности примерно на три процента.
Если анализировать ситуацию с потреблением картона и бумаги в нашей стране, то на человека в год приходится 53,8 килограммов (для примера, в Соединенных Штатах Америки эта цифра - 347 килограммов, а в Финляндии - четыреста тридцать два килограмма).
Как показывает статистика, основанная на опыте шестидесяти стран на Земле, когда ВВП страны на душу населения растет на один процент, объем потребления картона и бумаги растет приблизительно на 1,4 процента при условиях одинаковой численности населения страны.
В настоящее время объем потребления среднегодовой мощности в целлюлозно-бумажной сфере составляет приблизительно восемьдесят процентов, в сфере производства картона любого типа - приблизительно от восьмидесяти пяти до девяноста процентов. Однако по различным отдельно взятым продукциям, к примеру тарного картона, данные цифры гораздо выше. На данный момент объем потребления снова растет. Есть предприятия, где данная цифра достигла от девяносто двух до девяносто пяти процентов.
Проблемой остается технологическое оборудование отечественных предприятий. Большинство оборудования (от семидесяти до девяноста процентов) покупалось заграницей более чем пятнадцать лет назад. С тех пор ни разу оборудование не модернизировалось. Многие варочные установки непрерывного действия (приблизительно восемьдесят процентов) эксплуатируются более двадцати пяти лет, а пятьдесят процентов варочных котлов периодического действия - более сорока пяти лет. Современным стандартам соответствует лишь десять процентов основного производственного оборудования.
Если и в ближайшие несколько лет будет острая нехватка инвестирования в современные производственные оборудования, то отечественные предприятиям грозят серьезные проблемы, которые будут тормозить производство в целлюлозно-бумажной сфере и повлияют на понижение конкурентоспособности производимой продукции в этой сфере.
В последние несколько лет благодаря действиям руководства страны целлюлозно-бумажная отрасль снизила экспорт сырья, это сразу же привлекло внимание иностранных инвесторов. Такой интерес мог бы стать началом успешного развития отрасли и решения всех проблем с технологическим оборудованием, однако в этому году экономический кризис стал помехой этому.
Но, несмотря на это, некоторые иностранные компании по производству картона и бумаги все же вышли на отечественный рынок. К примеру, такие лидер в данной отрасли, как американская компания International Paper, который наполовину контролирует 4 больших холдинга по производству продукций целлюлозно-бумажной отрасли - Котласский, Братский, Усть-Лимский и Санкт-Петербургский целлюлозно-бумажные комплексы.
Существует свыше 5000 сортов или типов бумаги, которые обычно делят на три основных класса: 1. собственно бумага (оберточная, гигиеническая, писчая и печатная) 2. картон (используемый для производства бумажной тары) 3. строительный (изоляционный, облицовочный) картон, применяемый главным образом в строительстве
Бумагоделательные машины Существует два типа машин для изготовления бумаги и картона – плоскосеточные (столовые) и круглосеточные (цилиндровые). Плоскосеточные используются для изготовления однослойной бумаги, цилиндровые – многослойного картона. Созданы многочисленные механизмы и приспособления к указанным базовым машинам для получения различных сортов бумаги и картона.
Плоскосеточная машина Секция отлива бумажного полотна плоскосеточной машины представляет собой натянутую равномерную проволочную сетку длиной 15 м и более. Взвешенные в воде волокна наливаются на переднюю часть движущейся сетки через устройство, называемое напорным ящиком. Большая часть воды дренирует через сетку в процессе ее движения, а волокна сбиваются в слабое влажное полотно. Это полотно перемещается шерстяными сукнами между несколькими наборами валов, которые отжимают воду. После этого полотно бумаги поступает в сушильную часть бумагоделательной машины. Далее бумажное полотно поступает в отделочную часть. Здесь один или несколько каландров гладят бумагу. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, плотным и равномерным по толщине. Затем полотно разрезается на полосы нужной ширины и наматывается в рулоны.
Цилиндровая машина Цилиндровая (круглосеточная) машина отличается от плоскосеточной тем, что в ней секция отлива бумаги представляет собой цилиндр, обернутый сеткой. Этот цилиндр вращается в ванне, заполненной суспензией волокон. Вода дренирует через сетку, оставляя своеобразный мат из волокон, который снимается шерстяным сукном при контакте с верхней частью цилиндра. Помещая несколько ванн в ряд и используя то же самое сукно для удаления собранных в мат волокон от каждой ванны последовательно, можно получить слоистую структуру; толщина этого листа, или картона, лимитируется числом цилиндров и мощностью сушки. Остаточная вода удаляется пропусканием полотна через прессовые и сушильные секции, аналогичные используемым на плоскосеточной машине. Центробежное действие вращающегося цилиндра стремится сбросить находящиеся на нем волокна. Это вынуждает ограничивать скорости работы 150 м/мин. Получающееся при этом бумажное полотно после резки пригодно для высококачественной печати.
Сырьем для бумажной массы служат древесина и другие богатые целлюлозой материалы. Нередко предприятия по производству целлюлозы и бумаги составляют одно целое. Перерабатывающие цеха или заводы превращают бумажную массу в бумагу и картон, из которых изготавливаются такие предметы, как конверты, вощеная бумага, упаковка для пищевых продуктов, наклейки, коробки и многое другое.
Подготовка бумажной массы Процесс отбеливания не зависит от процесса получения бумажной массы. Хлор в той или другой форме является основным отбеливающим реагентом. Перекиси и бисульфиты используются для осветления при механическом получении бумажной массы. До и после отбеливания эта масса просеивается и промывается в разной последовательности до тех пор, пока не будет состоять полностью из отдельных волокон, свободных от следов химикатов. После этого полученная масса, особенно если она содержит продукты, полученные из тряпья и сульфитной бумажной массы, должна быть дополнительно расплющена. Далее добавляются красители, минеральные пигменты и органические материалы (клеи), которые придают влагопрочность, водонепроницаемость и облегчают адгезию типографской краски.
Источники сырья для получения бумажной массы Все шире используется макулатура; предварительно из нее удаляются типографская краска и другие примеси. Затем ее обычно смешивают со свежей целлюлозой, чтобы придать дополнительную прочность на случай использования для изготовления более высоких сортов бумаги, например книжной; без обесцвечивания макулатуру используют главным образом при производстве картона для коробок и другой тары. В некоторой степени используются также отходы тряпья, что позволяет получить высокосортную писчую бумагу, бумагу для облигаций и денежных знаков, пигментную бумагу и другие специальные ее виды. Грубый картон делается из соломенной целлюлозы. В специальных изделиях могут быть применены асбест и натуральные и синтетические волокна, такие, как лен, пенька, искусственный шелк, нейлон и стекло.
Изготовление бумаги из древесной массы Очищенные балансы подаются в рубильную машину, где превращаются в мелкую щепу. Щепа варится в варочном котле примерно три с половиной часа, после чего поступает в продувочный бассейн. Распыленная древесная масса пропускается через промывочный агрегат и разбрызгивается; в распределительной ванне древесные волокна, пригодные для изготовления бумаги, через фильтровальные сетки поступают в отбеливающий бассейн. Древесная масса расплющивается, а затем подвергается трепанию в рафинере, так что волокна прочнее сцепляются вместе. Суспензия примерно 99,5% воды и 0,5% массы из машинного бассейна равномерно наносится на сетку плоскосеточной бумагоделательной машины. Вода стекает через сетку в отсасывающий ящик, а вальцовые прессы и сушильные цилиндры осуществляют дальнейшее уменьшение влажности. В конце сушильного отделения при намотке на бобину бумага проглаживается каландрами. Рулон последовательно разрезается на части нужных ширины и веса и перематывается. Смотанный рулон готов к транспортировке.
Процессы получения бумажной массы из древесины Поскольку бумага может быть сделана почти из любого волокнистого материала, существует много разнообразных методов получения бумажной массы, которые различаются в соответствии с требованиями к конечному продукту. Известны, однако, три основных процесса превращения древесины в бумажную массу: механический, химический и полу химический. Бревна, поступающие на завод в неочищенном виде, должны быть очищены от коры (окорены). Затем заготовка пропускается через рубильную машину, которая разрубает ее на куски размером 6-7 см (щепу), чтобы подготовить древесину к химической обработке (это не обязательно для получения бумажной массы механическим способом).
Механический процесс В механическом процессе очищенные от коры бревна измельчают. При этом не происходит никакого химического изменения, и полученная древесная масса содержит все компоненты исходной древесины. Она отбеливается перекисями, но остается при этом нестабильной и со временем портится. Поскольку операция измельчения не идеально разделяет волокна, приводя к комкованию, бумага из массы, полученной механическим способом, оказывается относительно слабой. Поэтому такая древесная масса используется вместе с бумажной массой, полученной посредством химических процессов. Применение механически изготовленной массы ограничено такими продуктами из бумаги и картона, как газетная бумага и макулатурный картон, где высокие качества и прочность несущественны.
Сульфитный процесс Приготовление бумажной массы путем проведения сульфитного процесса требует обработки щепы в варочной жидкости, содержащей ионы бисульфита в комбинации с кальцием и (или) магнием, аммиаком или натрием. Комбинация кальций-магний применяется по преимуществу на целлюлозных заводах. Среди лесоматериалов предпочтение отдается ели и западному гемлоку. Получаемая древесная масса легко отбеливается и устойчива к механическому истиранию. Неотбеленная масса используется для картона, из которого изготавливают упаковку, в смеси с механически получаемой массой - для газетной бумаги, а отбеленная - для всех сортов белой бумаги, например для книг, облигаций, бумажных салфеток и высококачественной оберточной бумаги. В качестве реагента для производства бумажной массы можно использовать нейтральный сульфит натрия. Он дает бумажную массу, сходную с той, что получается при кислотно-сульфитном процессе. Однако из-за дороговизны и сложности утилизации его применение в производстве высококачественной бумажной массы химическим способом было незначительным. Более широко он используется при получении массы полу химическим способом, которая идет на изготовление гофрированного картона.
Содовый и сульфатный процессы Содовый процесс представляет собой один из видов щелочных процессов. Щепа варится в растворе каустической соды, или едкого натра (NaOH). Содовая бумажная масса изготавливается главным образом из твердых пород дерева, таких, как осина, эвкалипт и тополь. Она используется по преимуществу в смеси с сульфитной массой для изготовления печатных сортов бумаги. Сульфатный процесс также относится к щелочным. В варочную жидкость, представляющую собой раствор каустика, добавляют серу, которая ускоряет процесс изготовления массы, позволяет уменьшить рабочее давление и расход тепла и действует эффективно на все виды древесины. Сульфатный процесс применяется там, где нужна прочность продукта, например для изготовления высококачественной оберточной бумаги и картона. Среди используемых в этом процессе пород дерева доминирует сосна, имеющая длинные сильные волокна. Хотя сульфатная древесная масса отбеливается труднее, чем сульфитная, получающийся белый продукт может отличаться высоким качеством.
Полухимический процесс Этот процесс представляет собой комбинацию химического и механического процессов обработки. Древесина нагревается с небольшим количеством химикатов настолько, чтобы связи между волокнами ослабли. Одной из разновидностей этого процесса является холодный содовый процесс, при котором щепа подвергается слабой обработке раствором едкого натра при атмосферных давлении и температуре. После этого щепа, сохраняющая свои свойства при такой обработке, подается на истирающее устройство, которое разделяет волокна. Степень «чистоты» бумажной массы зависит от глубины химической обработки. В зависимости от используемых химикатов этот процесс подходит к любым породам дерева; химические требования здесь ниже, чем при химическом процессе, а выход – вес массы на корд древесины – выше. Поскольку клубочки волокон удаляются не полностью, качество получаемой таким способом бумажной массы при увеличении выхода снижается до качества массы, получаемой в механическом процессе.
