Целлюлозно-бумажное производство

Целлюлозно-бумажное производство второй половины XX века

Целлюлозно-бумажное производство — технологический процесс, направленный на получение целлюлозы, бумаги, картона и других сопутствующих продуктов конечного или промежуточного передела.

История появления

Впервые бумага упоминается в китайских летописях в 12 году до н. э. Сырьём для её изготовления были стебли бамбука и луб шелковичного дерева. В 105 году Цай Лунь обобщил и усовершенствовал существовавшие методы получения бумаги[1].

  • Изготовление бумаги по методу Цай Луня
  • 1
    1
  • 2
    2
  • 3
    3
  • 4
    4
  • 5
    5
Изготовление бумаги в Европе в XV веке

В Европе бумага появилась в XI—XII веках. Она пришла на смену папирусу и пергаменту (который был слишком дорог). Сначала для изготовления бумаги пользовались измельченным пеньковым и льняным тряпьем.

Ещё в 1719 году Реомюр сделал предположение, что древесина может служить сырьём для производства бумаги[2]. Однако потребность в использовании древесины возникла только в начале XIX века, когда была изобретена бумагоделательная машина, резко увеличившая производительность, вследствие чего бумажные фабрики стали испытывать нехватку сырья.

Котёл для варки целлюлозы, XIX век

В 1840-е годы саксонским ткачём Ф. Келлером (F. G. Keller) был запатентован процесс дефибрирования — изготовление бумаги из древесной волокнистой массы, полученной путём истирания древесины на точильном камне[3].

В 1853 году Меллье (Франция) запатентовал способ получения целлюлозы из соломы варкой с 3%-м раствором гидроксида натрия в герметически закрытых котлах при температуре около 150°С (натронная варка). Почти одновременно, в 1851 году английские изобретатели Ч. Уатт и Х. Бёрджесс взяли патенты на производство целлюлозы подобным способом из древесины[3]. Первый завод по производству натронной целлюлозы был построен в 1860 году в Соединённых Штатах Америки.

В 1867 году американский инженер Бенджамин Тильгман изобрел процесс делигнификации древесины водными растворами гидросульфита кальция в кислой среде — сульфитную варку[3].

В 1879 году немецкий изобретатель К. Ф. Даль, модифицировав натронную варку, предложил возмещать потери щёлочи сульфатом натрия, который в процессе высокотемпературной обработки восстанавливался образующимся углём в сульфид натрия. Этот способ был реализован в промышленности и назван сульфатной варкой. Сульфатная варка в настоящее время является основным процессом получения целлюлозы[3].

В конце 1970-х годов канадский учёный Х. Холтон (H. H. Holton) предложил применять в качестве катализатора щелочных варок антрахинон[4][5][3].

Общие сведения

Поскольку для производства требуется древесина и много воды, целлюлозно-бумажные комбинаты обычно размещают на берегах больших рек, тогда появляется возможность использовать реки для сплава древесины, служащей основным сырьём для производства.

Производство специального типа бумаги

Для получения бумаги и картона используются следующие волокнистые полуфабрикаты (данные на 2000 год)[6]:

  • макулатура — 43 %
  • сульфатная целлюлоза — 36 %
  • древесная масса — 12 %
  • сульфитная целлюлоза — 3 %
  • полуцеллюлоза — 3 %
  • целлюлоза из недревесного растительного сырья — 3 %

Для изготовления высших сортов бумаги, на которой печатают деньги и важные документы, пользуются также измельченными обрезками текстиля.

Кроме того, для придания специальных свойств в бумагу добавляют проклеивающие вещества, минеральные наполнители и специальные красители.

B России на нужды целлюлозно-бумажной промышленности ежегодно вырубается 43 млн кубометров леса[7].

Примечания

  1. ↑ Фляте Д. М. Технология бумаги : Учеб. для вузов по спец. «Хим. технология целлюлоз.-бум. пр-ва». — М.: Лесная промышленность, 1988. — 438 с. — ISBN 5-7120-0062-8.
  2. ↑ Малкин И. Т. История бумаги. — М.: Издательство Академии наук, 1940. — 188 с. — (Научно-популярная серия «Академия наук - стахановцам» / Под общ. ред. акад. В. Л. Комарова).
  3. ↑ 1 2 3 4 5 Лесохимия : [арх. 21 октября 2022] / Дейнеко И. П. // Лас-Тунас — Ломонос [Электронный ресурс]. — 2010. — С. 334-338. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 17). — ISBN 978-5-85270-350-7.
  4. ↑ Holton H. H., Chapman F. L. Kraft Pulping with antliraquinone, Laboratory and Full-Scale Mill Trials (англ.) // TAPPI. — 1977. — Vol. 60, no. 11. — P. 121-125.
  5. ↑ Карпунин И. И. Щелочная варка древесины в присутствии хинона и его влияние на качество целевого продукта, используемого для производства упаковки // Наука и техника. — 2017. — № 5. Архивировано 28 сентября 2019 года.
  6. ↑ Технология целлюлозно-бумажного производства: Справ. материалы: В 3 т. / Всерос. науч.-исслед. ин-т целлюлоз.-бумаж. пром-сти (ВНИИБ); [Редкол.: Осипов П.С. и др.)]. — СПб.: Изд-во С.-Петерб. гос. лесотехн. акад. (СПб ЛТА), 2003. — Т. 1, Ч. 2: Сырье и производство полуфабрикатов. — 633 с. — ISBN 5-7325-0708-6.
  7. ↑ Алякринская, Наталья. Бумажный лесоповал. The New Times, № 06 (191) (21 февраля 2011). Дата обращения: 28 сентября 2019. Архивировано 5 августа 2020 года.

Литература