Как называется профессия где делают бумагу. Бумага из дерева: из чего ее изготавливают

Бумага - это давно используемый и очень известный материал. С бумагой в человеческой жизни связано очень многое: от косметики, оберток и упаковок. До книг и других предметов, используемых повседневно. И, как известно, бумагу производят из дерева.

Этот замечательный материал впервые появился в Китае, где и были разработаны первые методы бумажного производства, хотя в древность не существовало таких мощных технологических решений, как сейчас. В настоящее же время процесс может показаться очень интересным, поэтому стоит рассмотреть его подробнее.

Такой материал, как бумага, сейчас производится на специализированных бумажных фабриках, куда поставляют спиленные деревья для дальнейшей обработки. Основа бумаги - целлюлоза, которую получают из некоторых лесных пород. Таким образом, станки срывают с деревьев кору, и измельчают древесные волокна в мелкие щепки, или даже муку.

После измельчения муку смешивают с водой и подвергают термообработке, а затем прессуют и отглаживают, придавая фотку очень тонких листов. Так получается низкосортная, но более чистая, бумага. Этот способ хоть и экономичен, но позволяет производить бумагу низкого сорта, которая чаще всего называется газетной.

Для получения бумаги более высокого качества, целлюлозу обрабатывают специальными химическими материалами. Такая бумага уже годится для использования в книгах, тетрадях и других печатных целях.

Для производства качественной бумаги, древесный материал сортируется по размерам, и в него добавляются различные химикаты, после чего варится, а затем промывается и фильтруется, чтобы в сырье не присутствовало примесей.

После варки, сырье прессуется, раскатывается и разглаживается, а потом сушится при большой температуре, чтобы волокна приняли нужную форму и застыли, образовав непосредственно бумагу. Таким образом, получается скорее рулонная лента, нежели листы. Но в дальнейшем, рулоны подлежат разрезке и дальнейшей подготовке. К дополнительной подготовке можно отнести дальнейшее глянцевание бумаги, окраска и другие процедуры.

Также, при производстве может использоваться краска, или специальные примеси. Это все и отличает бумагу по качеству, сорту и другим свойствам. Получаются такие типы бумаги, как книжная, газетная, офсетная, упаковочная, и так далее.

Как может показаться, производство бумаги является очень простым. Но на самом деле, это сложный технологический процесс, для которого требуются специальные станки и приспособления, а также наличие огромного количества людей, которые следят за производством и работой станков. В целом, производство бумаги очень даже интересный процесс.

Изготовление бумаги ведется на целлюлозно-бумажных комбинатах. Эти предприятия располагаются невдалеке от водоемов, поскольку технология изготовления бумаги предполагает использование значительных объемов воды. Основной материал, используемый для производства бумаги - древесина разных (больше – хвойных, потому что они на 40–50% состоят из целлюлозы) сортов и макулатура. В особых случаях используется хлопок. Еще один вид сырья, появившийся относительно недавно, - синтетические волокна. Также основой для производства бумаги может стать ветошь, волокна однолетних растений, шерсть, асбест.

Для изготовления бумаги чаще всего используются такие полуфабрикаты, как целлюлоза и древесная масса в разных соотношениях.

Заготовленная древесина проходит специальную обработку: химическую и механическую.

Целлюлозу получают в процессе варки древесины в химическом растворе. Именно она придает материалу белизну и высокую прочность. Целлюлоза в полусыром виде может быть сразу отправлена на дальнейшую переработку в цех, а может быть спрессована, высушена и в виде серых листов отправлена на продажу другим предприятиям. В чистом виде целлюлоза используется для производства высококачественной бумаги дорогих сортов.

Механическая обработка, помол древесины, приводит к образованию древесной массы - частиц диаметром два-три миллиметра. Этот полуфабрикат содержит не только целлюлозу, но и лигнин - полимер, скрепляющий волокна растений. Именно из-за этого вещества полиграфическая продукция, напечатанная на газетной бумаге, с течением времени становится желтовато-коричневой под воздействием света. Древесная масса в чистом виде может применяться только для производства бумаги недорогих сортов (газетная, упаковочная).

Древесная масса после помола древесины

Как изготавливают бумагу

Производство начинается с изготовления бумажной массы, которая представляет собой смесь воды, целлюлозы и древесной массы (соотношение целлюлозы и д. м. определяет будущие характеристики продукции) с добавлением различных веществ для проклейки, окраски, улучшения свойств материала (клея, смолы, крахмала, мела, каолина и прочего). Соотношение воды и волокон таково, что бумажная масса представляет собой 2,5–3% суспензию.

Предварительно очищенная бумажная масса поступает в бумагоделательную машину - сложный агрегат огромных размеров (длина - свыше 100м, ширина - 15-18м). За одну минуту полуфабрикат успевает пройти через все части БДМ;NOTE_MOBILE_740#

Бумагоделательная машина

• Сеточная часть. Под напором этот состав непрерывно поступает на движущуюся проволочную сетку бумагоделательной машины. Технология изготовления бумаги такова, что волокна располагаются и переплетаются вдоль движения сетки, создавая машинное направление, которое в дальнейшем будет играть важную роль при использовании готового продукта. По мере движения сетки вода постепенно уходит и осуществляется формование бумажного полотна.
• Прессовая часть. В процессе прессования полотно проходит между несколькими парами прессов-валов, уплотняясь и отдавая большую часть влаги.
• Сушильная часть. В ней бумага-основа высушивается нагретыми паром цилиндрами. Но даже после этого в полотне остается до 8% влаги.
• Каландры. Предварительно остуженное холодными барабанами полотно проходит каландрирование - пропускается между тяжелыми полированными валами - каландрами для придания ему большей гладкости и прочности. Каландрированная бумага сматывается в рулон и подвергается резке на меньшие рулоны или размотке и резке на листы.

В Китае в 105 году нашей эры, однако в середине ХХ века обнаружили более древние гробницы, где нашлись небольшие обрывки.

В те давние времена её делали из шелка, пуская на производство отбракованные коконы тутового шелкопряда. Сейчас такие дорогие материалы, конечно, не используют – годится все, что содержит длинные волокна, а это целлюлоза, тряпье, уже использованная бумага, некоторые виды текстиля. Смешиваясь с водой, они образуют пластичную массу – сырье.

История развития технологии создания бумаги

Итак, первый этап создания бумаги – это подготовка бумажной массы. У изобретателя технологии Цай Луня это была смесь шелковых волокон, золы, пеньки и тряпок, тщательно растолченная и смешанная с водой. Её он выложил на форму и высушил на . Долгое время такой ручной способ производства оставался единственным – менялись только ингредиенты.

В XVII веке изобрели ролл – механизм, который размалывал сырье автоматически и потому мог производить намного больше бумажной массы. Но сами листы формировали все равно вручную, зачерпывая формами, поэтому объемы получаемой продукции оставались все равно низкими.

Наконец, в самом конце XVIII века, в 1799 году, во Франции догадались, как сделать отлив бумаги автоматическим – Н. Робер применил для этих целей движущуюся сетку. Еще через семь лет в Англии запатентовали полноценную бумагоделательную машину. С этого времени масштабы производства заметно увеличились.

Этапы производства бумаги

Как и много веков назад, производство бумаги начинается с

1) Приготовление бумажной массы.

Сюда входит не только размол компонентов ролами (рафинерами, мельницами) и их смешивание. В современную бумагу для улучшения её свойств добавляют множество вспомогательных веществ.


Происходит так называемая проклейка – добавляются средства для того, чтоб волокна лучше слипались, а сама бумага не так боялась воды. Это глинозем, канифольный клей, парафиновая эмульсия.

Чтобы увеличилась жесткость, в массу вводят крахмал, формальдегидные смолы, животный клей. Минеральные наполнители вроде мела или талька помогают сделать бумагу более гладкой. Анилиновые красители прибавляются для отбеливания. Состав и количество дополнительных присадок определяется тем, для каких целей будет использоваться конечный продукт.

2) Выработка бумажной массы.

Когда бумажная масса готова, её нужно очистить от загрязнений и разбавить водой. С этим справляется специальное оборудование - очистители вихревые и центробежные, песочница. Из подготовительного отдела насос закачивает её в мешательный бассейн, и уже оттуда она поступит в бумагоделательную машину.

Сырьевая масса льется непрерывным потоком на сетку. В этой части машины полотно отливается, обезвоживается и начинает уплотняться. Но воды еще очень много, она продолжает удаляться в прессовой части.

Окончательно жидкость исчезает из листов в сушильной части, испаряясь, когда полотно прижимается к нагретым цилиндрам. После этого она поступает на механизмы наката, где сматывается в огромные рулоны. Бумага готова к следующей стадии.

3) Окончательная обработка.

Полученное бумажное полотно еще не совсем однородно по толщине. Чтобы выровнять его, сделать более гладким и плотным, его пропускают через каланды, то есть металлические валы. Вот теперь бумагу можно сортировать, резать и упаковывать – она полностью готова.


Вот так истолченная древесная кора, обрезки и опилки дерева, обрывки бумаги, тряпки и солома – вещи не самые красивые и выглядящие, прямо скажем, не слишком эстетично, передаваясь от одного цеха к другому, от узла к узлу, от машины к машине, превращаются в гладкие белые листы.

Бумага – одно из важнейших изобретений человечества. Без нее трудно представить себе какую-либо сферу человеческой деятельности. Первыми бумагу начали изготавливать китайцы в 105 г. н. э. Веками совершенствовались технологии ее производства. Сегодня оно представляет собой многоэтапный высокомеханизированный процесс.

Сорта бумаги

Современное производство бумаги дает возможность получать множество ее разновидностей. По способу применения различают:

• бумагу для печати;
• картонную и упаковочную разновидности;
• техническую;
• санитарно-гигиеническую;
• полиграфическую.

Сорта бумаги для полиграфии подразделяют на:

• офсетную , она отличается самым высоким качеством;
• газетную - содержит волокнистые примеси;
• мелованную – со специальным покрытием для глянцевых журналов;
• офисную – выделяется устойчивостью к механическим повреждениям;
• бумагу для документов – с водяными знаками в качестве защиты;
• дизайнерскую – для визиток;
• упаковочную ;
• самокопирующуюся и самоклеющуюся .

Из основных показателей качества бумаги можно выделить:

• ее толщину;
• пористость поверхности;
• степень непрозрачности;
• гладкость, особенно для печатных форм;
• прочность, она важна для всех видов бумаги.

Основной компонент сырья

Сырьем для изготовления бумаги служит целлюлоза, являющаяся природным полимером из класса углеводов с большой молекулярной массой. Высокая степень полимеризации свидетельствует о длине макромолекул и их механической прочности. Благодаря линейному строению они обладают гибкостью и эластичностью. Переплетаясь между собой, макромолекулы образуют волокнистый материал, набухающий под воздействием воды.

Виды сырья

В качестве сырья для получения волокнистых материалов используют природные материалы - различные виды древесины, а также вторсырье, которое составляют отходы разных производств.

Сосны и ели дают целлюлозу с длинными волокнами, из которой можно получить бумагу с высокой прочностью.

Лиственные породы . Древесина берез и осин обладает более короткими волокнами с меньшей механической прочностью. Их преимуществом является быстрая возобновляемость ресурсов.

Стебли злаковых , однолетних растений. Небольшая длина целлюлозных волокон кукурузы или тростника компенсируется легкой возобновляемостью сырья.

Отходы хлопковых и текстильных производств дают длинные волокна с высокими механическими свойствами.

Макулатуру смешивают с древесиной и другими отходами и используют в производстве определенных сортов бумаги, например, картона. Использование вторичного сырья позволяет уменьшить вырубку лесов. Доля переработанной макулатуры в производстве бумаги постепенно увеличивается.

Синтетические волокна с недавних пор используются в производстве бумаги, что позволит снизить ее себестоимость и сэкономить природные ресурсы.

Стадии процесса

Производство осуществляется на целлюлозно-бумажных комбинатах. Изготовление бумаги включает несколько этапов.

1 стадия – начальная степень подготовки древесины. Она включает:

• очищение стволов деревьев от коры;
• распил на небольшие бруски;
• измельчение их до получения древесной массы.

На 2 стадии древесную массу подвергают высокотемпературной обработке кислотами. Она варится до получения жидкой смеси целлюлозных волокон. Одновременно она отбеливается и приобретает механическую прочность. Далее полуфабрикат может быть отправлен:

• на дальнейшую переработку;
• на продажу в спрессованном виде.

На следующем этапе к смеси добавляют:

• часть необработанной древесной массы или вторичного сырья;
• большой объем воды;
• различные добавки в виде смолы, клея, специальных веществ, красителей, в зависимости от назначения продукции.

Бумажная суспензия, в которой почти 99% составляет вода, фильтруется, очищается от примесей и подается в БДМ – бумагоделательную машину.

Формование бумажного полотна

Смесь попадает на ячеистую металлическую сетку, продвигаясь по которой, теряет часть воды. Волокна располагаются по движению сетки и переплетаются, формируя полотно бумаги. Следующие манипуляции заключаются в его прессовании и сушке:

• проходя через цилиндрические прессы, бумажное полотно отдает влагу и все больше уплотняется;
• после прохождения сушильной части в основе остается лишь 8% воды;
• пройдя между каландрами, полотно сматывается в большой рулон и подвергается резке.

Прежде чем попасть на каландры, основа подвергается мелованию. Она покрывается водной суспензией, состоящей из клеевых и пигментных добавок, придающих ей гладкость и высокие печатные качества.

Целлюлозно-бумажная промышленность развита в странах, где имеются большие массивы леса. С каждым годом растет потребность все в больших количествах бумаги. Хотя при заготовке древесины вырубка деревьев сопровождается посадкой новых, площади лесов со временем сокращаются. Поэтому так важен сбор макулатуры и его использование.

Бумага представляет собой волокнистый материал с содержанием минеральных добавок в виде листов, изготавливаемый из целлюлозы растений, а также таких видов вторичного сырья как макулатура и тряпье, основным предназначением которых является использование для письма, рисования, упаковки чего-либо и прочее.

Несмотря на то, что данный материал был изобретен более чем 2000 лет назад, в данное время он остается одним из самых распространенных и востребованных материалов, производство которого, начиная с 1803 года, осуществляется посредством специальных бумагоделательных агрегатов. Востребованность бумаги обусловливается не только ее применением для письма и печати, так как данный материал используется не только для печатания газет, журналов и книг, но и является исходным материалом для создания декоративных обоев, а также служит в качестве упаковочного материала и даже предмета туалета. При этом достойной альтернативы бумаге пока что человечеством не найдено.

Технология производства бумаги предусматривает использование в качестве исходного материала растительных веществ с достаточно длинным волокном, необходимых для образования однородной пластичной бумажной массы при смешивании с водой.

В качестве исходного сырья для изготовления бумаги могут служить такие материалы как:

1. Целлюлоза однолетних растений (рис, конопля, тростница, солома и прочие);
2. Целлюлоза или древесная масса;
3. Макулатура;
4. Полуцеллюлоза;
5. Тряпичные отходы.

Также в качестве исходного сырья для производства специальных сортов бумаги могут быть использованы такие материалы как:

• различные виды шерсти;
• другие текстильные волокна;
• асбест.

Этапы производства бумаги

Производственная технология изготовления бумаги предусматривает следующую поэтапность:

1. Изготовление бумажной массы посредством таких методов как: размельчение и смешение всех составляющих, проклеивание наполнение и окраска бумажной массы;
2. Обработка бумажного сырья на бумагоделательном агрегате посредством таких процедур как: разведение бумажной массы водой с последующей очисткой от различных инородных примесей, слив, прессование и сушка сырья, а также его первичная отделка;
3. Окончательная отделка сырья посредством каландрирования и резки;
4. Сортировка и упаковка готовой продукции.

Размол волокон до необходимых размеров и придание им требуемых физических свойств осуществляется посредством таких агрегатов непрерывного и периодического действия как:

• конические и дисковые мельницы;
• роллы;
• рафинеры и прочее.

Для придания бумаге гидрофобных свойств делающих ее пригодной для письма, в состав бумажной массы вводят такие вещества, способствующие слипанию или проклейке, как:

• парафиновая эмульсия;
• канифольный клей;
• глинозем и прочее.

Для повышения уровня прочности бумаги к механическим воздействиям, а также жесткости, в бумажную массу вводят такие вещества:

• животный клей;
• крахмал.

Улучшение уровня прочности бумаги во влажном состоянии обеспечивается за счет введения в состав бумажной массы мочевинных и меламино–формальдегидных смол.

Для повышения таких качеств бумаги как: гладкость, белизна, мягкость и непрозрачность, делающих бумагу пригодной для печати, в бумажную массу добавляют такие минеральные наполнители:

• тальк;
• каолин;
• анилиновые и в некоторых случаях минеральные красители.

Бумага, изготовленная из риса или конопля, обладает более высоким уровнем белизны, чем ее аналог, изготовленный из древесной целлюлозы, поэтому данный материал не нуждается в дополнительном химическом отбеливание волокон.

Подготовленная бумажная смесь с уровнем концентрации в пределах от 2,5 до 3,5% подается из подготовительного отсека посредством специального насоса в мешательный бассейн с последующей подачей на бумагоделательный агрегат. На промежуточном этапе бумажная масса разбавляется оборотной водой до уровня концентрации максимум 0,7% и фильтруется через такие очистительные устройства как: центробежные и вихревые очистители, узлоловители и песочницы.

Состав оборудования для производства бумаги

В данное время самым широковостребованным и распространенным считается так называемый «столовый» бумагоделательный агрегат, оснащенный плоской сеткой и состоящий из таких частей как: сеточная, прессовая, сушильная, а также накат и каландр.

Изготовление бумаги выглядит следующим образом: бумажная смесь непрерывным потоком подается на замкнутую в кольцо, постоянно движущуюся сетку бумагоделательного агрегата посредством которой и выполняется отлив, обезвоживание и уплотнение бумажного полотна с его последующим обезвоживанием и уплотнением в образуемой несколькими вальцовыми прессами, прессовой части агрегата, с помощью которых бумажное полотно транспортируется цельным сукном на протяжении всего процесса изготовления, выполняющим функцию эластичной прокладки.

Окончательное удаление воды из материала выполняется в специальной сушильной части агрегата, где оно попеременно соприкасается своими поверхностями с поверхностями специально обогреваемых изнутри паром сушильных цилиндров, стоящих в шахматном порядке на двух уровнях. Гладкость поверхности готовой бумаги обеспечивается за счет того, что во время прохождения через сушильные цилиндры она соприкасается с их поверхностью как верхними, так и нижними сукнами. Изготавливаемое бумажное полотно формируется в рулоны на накате, который представляет собой оснащенный прижимным валиком принудительно вращаемый цилиндр. После чего бумага обрабатывается в суперкаландре, представляющем собой батарею из 8ми вертикально стоящих цилиндров, основным предназначением которого является придание бумажному полотну большего уровня гладкости посредством выравнивания и уплотнения полотна по всей длине.

Технология производства бумаги, видео: