Машина изготавливающая бумагу

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

на тему:

 

 

 

Машина изготавливающая бумагу

 

    

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент группы

10332-С52

Шафикова Д.Д.

 

 

Казань

2014 г.

 

 

 

 

 

Содержание:

1. Сырье
2. Целлюлоза
3. Отбеливание
4. Производство
5. Мелование
6. Каландрирование
7. Бумагоделательная машина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СЫРЬЕ:

 

Основу любой бумаги составляют волокна целлюлозы. Эти волокна могут быть получены из разных источников - древесины, соломы, хлопка,тростницы, конопли, риса  или из самой же бумаги.  Так выглядят волокна целлюлозы, из которых производится бумага, под микроскопом.

 

Подавляющее большинство используемой сегодня бумаги требует в качестве сырья древесину. Как правило, все сорта бумаг содержат смесь твердых (береза) и мягких (ель, сосна) пород древесины. Мягкие сорта дают длинные волокна, придающие бумаге хорошие прочностные свойства, твердые же сорта дают волокна короткие, благодаря которым улучшаются качественные показатели.

 

Существуют также альтернативные способы получения сырья. Например, для изготовления высококачественной бумаги используют смесь волокон хлопка и древесины, или же только волокна хлопка. Хлопок дает очень длинные и прочные волокна, из которых получается бумага высочайшего качества. Для специальных видов бумаги используют: асбест, шерсть и другие волокна.

 

Полуфабрикатами для производства бумаги могут служить: макулатура; тряпичная полумасса; полуцеллюлоза. Технологии с использованием бумажных отходов позволяют получать бумагу высокого качества, не затрагивая при этом естественных природных источников.  Бумаги такого типа широко используются для производства газет, упаковки и т.д.

 

Но все же бумажные отходы в качестве сырья имеют некоторые ограничения. В частности, при последующей переработке волокна укорачиваются, что ведет к потере прочности и повышению пыльности конечной продукции, сильно сказывающихся на печатных свойствах бумаги.

 

 

 

 

ЦЕЛЛЮЛОЗА:

 

Первой стадией превращения древесины в бумагу является отделение волокон целлюлозы от остальной массы древесины. Для достижения этой цели существуют два метода - химический и механический. Эти методы позволяют получать целлюлозу с широким спектром свойств, из которых потом может производится бумага для различных целей.

 

Механический метод получения целлюлозы состоит в простом подводе древесины к вращающемуся дробящему жернову, выщепляющему волокна из исходного сырья.  Процент использования исходного сырья при данном методе очень высок - порядка 98% сырья перерабатывается в целлюлозную массу, но также высок и процент, затрачиваемый на энергию. Помимо всего прочего, данная масса будет содержать не только волокна целлюлозы, но и нецеллюлозный лигнин.

 

 

ОТБЕЛИВАНИЕ:

 

Только что отбеленная целлюлозная масса имеет натуральный коричневый цвет. Но уже в таком виде она пригодна для производства ряда продуктов (например, упаковки), но для качественной бумаги, нуждающейся в высокой белизне, этого не достаточно.

 

Для получения бумаги более высокого качества данную целлюлозную массу обычно подвергают многоступенчатому отбеливанию. 

Первая стадия - отбеливание кислородом, придающее целлюлозной массе светло-коричневый оттенок.

 

Ярко-белая целлюлозная масса получается на последней стадии отбеливания.  Исторически этот этап проходил с использованием хлора, но поскольку хлор вредно влияет на окружающую среду, сейчас широко используются безхлорные отбеливатели.

 

 

 

Также иногда в качестве отбеливателя может выступать перекись водорода, дающая промежуточную белизну целлюлозной массе. Итак, когда масса уже готова, следующая стадия - изготовление бумаги.

 

 

ПРОИЗВОДСТВО:

 

 

При размоле волокнам придают необходимые толщину и физические свойства. Размол производится в аппаратах периодического и непрерывного действия (роллах, конических и дисковых мельницах, рафинерах и других).

 

Машина, производящая бумагу, как правило, включает в себя пять секций:

1 - секция подачи

 

В секции подачи исходная бумажная масса смешивается с водой (99% воды на 1% бумажной массы). Далее данная смесь подается на движущуюся сеточную секцию. Секция сетки представляет собой мелкую сетку, проходящую между двух ролей.

 

2 - секция сетки

 

На сетке происходит связка волокон, начинается процесс обезвоживания, который обеспечивают вакуумные насосы (в наиболее современных машинах существует еще и верхняя сетка, благодаря которой вода удаляется сразу с двух поверхностей, благодаря чему получается более качественный продукт).

 

3 - секция отжима

 

После секции сетки бумага содержит еще 80% воды. Далее эта смесь поступает в секцию отжима, где из нее извлекается еще 10 - 15% жидкости. Секция отжима также влияет на толщину конечного листа и гладкость его поверхности.

 

 

4 - секция сушки

 

После секции отжима следует секция сушки, состоящая из рядя нагретых роликов.

 

5 - секция проклейки

 

Как правило, между секциями сушки располагается секция проклейки. Для проклейки используют специальное вещество, наносящееся на поверхность бумаги и улучшающее ее печатные свойства. Для этого ей придают гидрофобные свойства:  в бумажную массу вводят канифольный клей, парафиновую эмульсию, глинозём и другие способствующие слипанию вещества (так называемая проклейка); для повышения связи между волокнами и увеличения механической прочности и жёсткости добавляют крахмал, животный клей; для увеличения прочности бумаги во влажном состоянии — мочевино- и меламино-формальдегидные смолы.

 

После просушки бумага иногда пропускается через каландер, придающий ей окончательную гладкость поверхности и толщину. Теперь бумага готова для операций доводки.

 

Для повышения белизны, гладкости, мягкости и непрозрачности, а также улучшения печатных свойств бумаги вводят минеральные наполнители (каолин, мел, тальк); для придания цвета и повышения белизны — анилиновые (реже минеральные) красители.

 

Некоторые виды бумаги, например, впитывающие и электроизоляционные, вырабатываются без проклейки и наполнения. Бумага из конопляной массы и рисовая бумага белее бумаги из древесной целлюлозы, поэтому зачастую не требует дополнительного химического отбеливания волокон.

 

 

 

 

МЕЛОВАНИЕ:

 

Для производства мелованной бумаги применяется покрытие, основанное на минеральных материалах, что придает бумаге более гладкую поверхность и улучшает печатные свойства.

 

Мелование бывает односторонним (этикеточные бумаги) и двухсторонним (большинство полиграфических бумаг). Плотность меловального слоя варьируется в пределах от 5-6г/м2 до 18г/м2 и выше. Как правило, чем больше слой меловального покрытия, тем выше качество печатной поверхности.

 

Производство бумаги легкого мелования происходит, как правило, с помощью только наносящих валов. Сильномелованные бумаги производятся с использованием так называемых "машин шаберного мелования", где погрешности меловального слоя снимаются так называемыми "шаберами" - специальными лезвиями, что обеспечивает гораздо более качественную поверхность.

Затем бумажное полотно отделывается в каландре.

 

КАЛАНДРИРОВАНИЕ:

 

Для производства глянцевой мелованной бумаги применяется каландер - вертикальная батарея из 5—8 металлических валов. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, уплотняется и выравнивается по толщине. Получаемое полотно бумаги наматывается на рулоны на накате, представляющем собой принудительно вращаемый цилиндр, к которому прижимается валик с наматываемой на него бумагой.ряд валов, придающий поверхности глянец. Также каландер может применятся и в немелованных бумагах, для придания им некоторых дополнительных свойств.  После процесса производства бумага сматывается в роли или нарезается в форматные листы.

Каландрирование, процесс обработки материалов (ткань, бумага, резина) на каландре. В бумажном производстве коландирование осуществляется на машинных каландрах, устанавливаемых в конце сушильной части или на отдельно стоящих суперкаландрах.

6

Бумага, обработанная на суперкаландре, называется каландрированной или лощёной; бумага, пропущенная через машинный каландр и имеющая меньший глянец, - бумагой «машинной гладкости». Гладкость бумаги, получаемая при К., зависит от рода валов (она более высока при сочетании чугунных и бумажных валов), их температуры (при нагревании гладкость повышается), состава и влажности бумаги (бумага, содержащая больше каолина, лучше каландрируется), а также давления между валами каландра. К. в резиновом производстве применяется для изготовления резиновых листов и пластин различной толщины, для пластификации и нагревания резиновой смеси, для промазки ткани резиновой смесью и др. В текстильном производстве путём К. уплотняют хлопчатобумажные, льняные, джутовые и др. ткани, придают им блеск, наносят тиснёный рисунок.

 

Водяной знак, или филигрань, внутреннее, видимое на просвет изображение на бумаге, наносимое в процессе её производства. В. з. на бумаге европейского производства появились в 13 в., в России - во 2-й половине 17 в. Изучение В. з., определение точного места и времени производства бумаги имеет важное значение для правильной интерпретации источника. (См. Палеография, Дипломатика.)

С 1723 в России, вслед за другими европейскими странами, В. з., во избежание подделок официальных и денежных документов, наносятся на гербовую бумагу (изображение Государственного герба и слов: «Гербовая бумага»). В. з. обычно делаются на бумаге через определённые промежутки или по всему полю бумаги в виде однообразного рисунка или узора, что позволяет отличить настоящие деньги, ценные бумаги и документы, марки и др. от фальшивых. В. з. пользуются также как средством украшения бумаги. Нанесение В. з. производится обычно ровнителем (эгутером) или при помощи цилиндров круглосеточной машины на мокрое полотно бумаги.

 

Каландр (франц. calandre), пресс с горизонтально расположенными валами (от 2 до 20), между которыми пропускают материал (ткань, бумагу, резину) в виде рулонов или листов для увеличения его плотности, повышения гладкости, нанесения тиснением рисунка или узора. В бумажном производстве К. подразделяют на машинные, суперкаландры, калибровочные и тиснильные. Валы К., за исключением тиснильного, имеют гладкую шлифованную поверхность; изготовляются обычно из металла. Требуемое давление между валами достигается собственным весом валов, а в некоторых случаях и дополнительным прижимом от пневмо- или гидроустройств. К. также применяются в текстильном и химическом производствах

 

Суперкаландр (от супер... и каландр), машина для отделки бумаги, то есть повышения гладкости её поверхности, придания лоска, уплотнения, тиснения и т. д.; состоит из 6-12 валов (металлических и бумажных), между которыми пропускается бумажное полотно. Металлические валы С. изготовляются из чугуна, поверхность их шлифуют. Для получения бумажных валов круги бумаги запрессовывают на стальном сердечнике под давлением до 45 Мн/м2 (450 кгс/см2), затем вал обтачивают и шлифуют. Твёрдость бумажных валов для каландрирования бумаги для печати 36-40 единиц по методу Шора; линейное давление при отделке в пределах 100- 350 кгс/см. Скорость движения бумажного полотна в С. достигает 900 м/мин. Для предотвращения обрыва бумаги в С. используются обводные бумаговедущие валы, что снижает напряжения бумаги в зоне каландрирования. С. применяются главным образом для отделки печатных и писчих видов бумаги.

 

 

БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНАЯ МАШИНА:

 

Бумагоделательная машина, многосекционный агрегат непрерывного действия, на котором из сильно разбавленной водой волокнистой суспензии получают бумагу и некоторые виды картона

 

Различают 2 основных типа бумажной машины.: плоскосеточные (столовые), применяемые для выработки основных видов бумаги, и круглосеточные (цилиндровые), на которых изготовляется ограниченный ассортимент бумаги и картона. Эти типы имеют различные устройства для выпуска бумажной массы на сетку бумагоделательная машины и отлива бумажного полотна, конструкция же остальных узлов, а также технологический процесс изготовления бумаги аналогичны (за исключением машины «сухого формования»).

 

Наиболее распространена так называемая столовая (с плоской сеткой) бумагоделательная машина. Она состоит из сеточной, прессовой и сушильной частей, каландра и наката. Бумажная масса непрерывным потоком вытекает на движущуюся замкнутую в кольцо сетку машины, где происходит отлив, обезвоживание и уплотнение бумажного полотна.