Как производят бумагу из дерева — подробный обзор процесса и технологии изготовления

Бумага является одним из самых распространенных материалов в мире. Она используется для письма, печати, упаковки товаров и многих других целей. Но как создается этот универсальный материал? Основной сырьевой материал для производства бумаги — древесина.

Процесс производства бумаги начинается с измельчения древесины. Для этого используется специальное оборудование, которое разрушает клеточную структуру древесины, превращая ее в мелкую массу называемую древесной массой. Эта масса состоит из волокон, лигнина и других компонентов. Для удаления лишних примесей, древесную массу обрабатывают специальными химическими реагентами, которые отделяют лигнин и другие не нужные компоненты.

Далее, полученную древесную массу помещают в большие емкости, где происходит процесс формирования бумаги. Волокна внутри массы начинают сцепляться благодаря различным химическим добавкам, таким как крахмал или клей. Они являются своеобразным «склеивающим» веществом, которое делает бумагу прочной и устойчивой.

После этого, масса текучей бумаги направляется на специальные прессовочные машины, которые удаляют излишки влаги. Затем бумага проходит через сушилки, которые дополнительно удаляют влагу и придают бумаге нужную форму и текстуру. Конечный этап — обработка специальными реагентами для придания бумаге различных качеств — гладкости, плотности, белизны и других.

Таким образом, процесс производства бумаги из дерева — сложный и многолетний процесс, требующий использования различных химических и механических методов. Результатом является удивительный и универсальный материал, который мы используем каждый день.

Лесозаготовка и заготовка древесины

Производство бумаги из дерева начинается с лесозаготовительных работ. Для этого специально обученные рабочие отправляются в леса для вырубки деревьев. При выборе деревьев для заготовки учитываются их возраст, качество и размер. Отбираются деревья, которые могут быть использованы в процессе производства бумаги.

После заготовки древесины она перемещается на специальные площадки для дальнейшей обработки. Здесь происходит удаление веток и листвы с деревьев. Удаление данной древесной массы позволяет получить более чистую и качественную древесину для производства бумаги.

Следующим этапом процесса является распил древесины на более мелкие части. Обычно древесина разрезается на бревна определенного размера. После распила бревна идут на специальную фабрику для дальнейшей обработки. Там древесина превращается в целлюлозу – основной компонент для производства бумаги.

Дробление и очистка древесных стружек

Для дробления стружек используются специальные механизмы, такие как дробилки и измельчители. Они размалывают стружку на более мелкие частицы, образуя массу, называемую «масса древесной целлюлозы». Эта масса состоит из волокон, лигнина и других компонентов.

После дробления древесную целлюлозу подвергают очистке. Очистка производится с использованием различных методов, таких как флотация, механическая очистка и химическая обработка. Цель очистки — устранить загрязнения, такие как песок, глина, органические вещества и другие частицы, которые могут повлиять на качество бумаги.

Очищенная древесная целлюлоза подвергается дальнейшей обработке, включающей отбеливание и обработку специальными реагентами. Эти процессы помогают улучшить белизну и прочность бумаги, а также удалить остатки целлюлозы, которые могут вызывать загрязнение окружающей среды.

В результате дробления и очистки древесных стружек получается чистая древесная целлюлоза, которая является основным сырьем для производства бумаги. Далее эту целлюлозу можно превратить в бумагу, используя различные технологии и методы.

Коксерование и отбелка древесных волокон

Первым этапом коксерования является погружение древесины в котел с химическим раствором. Раствор содержит гидроксид натрия или гидроксид кальция, которые реагируют с лигнином в древесных волокнах, разрушая его структуру. После погружения древесина нагревается до определенной температуры, что позволяет химическому раствору проникнуть во все слои древесины и взаимодействовать с лигнином.

Длительность коксерования может варьироваться в зависимости от желаемой степени отбеливания волокон. Уже после первого этапа древесные волокна становятся светлее, но процесс может быть повторен несколько раз, чтобы достичь желаемого уровня отбеливания.

После коксерования древесные волокна проходят отбелку. Хотя коксерование позволяет удалить большую часть лигнина, отбеливание необходимо для достижения чистого белого цвета. Отбеливание может происходить с помощью перекиси водорода, гипохлорита натрия или других химических веществ.

• Перекись водорода обеспечивает быстрое и эффективное отбеливание волокон за счет окисления остатков лигнина. Это происходит в присутствии катализаторов и при контролируемом pH.
• Гипохлорит натрия (домашний отбеливатель) также используется для отбеливания древесных волокон. Он обладает сильными окислительными свойствами и может полностью удалить лигнин, что приводит к белым волокнам.

После отбеливания волокна тщательно промываются, чтобы полностью удалить остатки химических веществ. Затем, волокна могут быть обработаны по-разному в зависимости от того, какого типа бумагу планируется получить.

Мокрый и сухой способы формования бумаги

Для изготовления бумаги из дерева применяются два основных способа формования: мокрый и сухой.

Мокрый способ формования бумаги является самым распространенным и традиционным. Он включает следующие этапы:

1. Древесина дробиться и отшелушивается, чтобы получить древесную массу.
2. Древесная масса перемалывается в специальных барабанах с водой, чтобы создать водный раствор целлюлозы.
3. В полученный раствор добавляются различные добавки, такие как структурирующие вещества и отбеливающие агенты.
4. Масса размешивается, чтобы образовать равномерную смесь.
5. Затем смесь с помощью специальной машины – гребенки – наносится на специальную сетку, называемую формировочной сеткой.
6. Над формировочной сеткой располагается прессующая сетка, которая позволяет удалить избыточную воду.
7. Полученное сырье проходит процесс сушки и сглаживания, в результате чего получается готовая бумага.

Сухой способ формования бумаги, в отличие от мокрого, не требует применения воды и включает следующие этапы:

1. Древесина дробиться и отшелушивается, чтобы получить древесную массу.
2. Древесная масса размалывается, чтобы получить мелкую целлюлозу.
3. Полученная целлюлоза с помощью специальной машины – целлюлозной гребенки – наносится на вибрирующую поверхность, называемую формовочным ковриком.
4. Коврик перемещается под прессующим роликом, который удаляет избыточное количество влаги.
5. После прессования бумага проходит процесс сушки и сглаживания, в результате чего получается готовая бумага.

Оба способа формования бумаги имеют свои преимущества и недостатки и выбираются в зависимости от требуемых характеристик конечного продукта.

Сушка, глазирование и обработка бумаги

После удаления излишков влаги бумага подвергается сушке. Обычно к такому процессу применяется горячий воздух, который пропускается через резиновые ленты с бумагой. Такая технология позволяет удалить оставшуюся влагу, придавая бумаге необходимую прочность.

После этого бумага может подвергаться глазированию, чтобы получить гладкую и блестящую поверхность. Глазирование происходит путем нанесения на бумагу специального слоя, который затем подвергается нагреванию и сжатию. Это позволяет создать более привлекательный внешний вид и поверхность бумаги.

Для получения конечной формы и качества бумага может также подвергаться различной обработке. Например, можно наносить специальные покрытия, которые делают поверхность бумаги водоотталкивающей или защищают ее от повреждений и пятен. Также возможно нанесение тиснения или печати на бумагу для создания уникальных дизайнов.