Исследование основных показателей качества бумаги разного назначения, реализуемой в магазине «Берег СВ», г. Саратов

Если потребление  бумажной продукции на душу населения составляет в США 347 кг в год, в Бельгии – 321 кг, то в России этот показатель достигает всего лишь 18,2 кг в год.[4] Еще в недавнем прошлом Россия занимала по производству бумаги и картона четвертое место в мире, то к 2003 г. она оказалась на восемнадцатом месте [2]. Потребление бумаги и картона в России на душу населения постепенно увеличивается и по прогнозам в 2010 году составит 53,8 кг, (в США – 347, в Финляндии – 432).[4] Анализ зависимости душевого потребления бумаги и картона от уровня душевого ВВП, проведенный на основе статистических данных для 60 стран мира, показывает, что с увеличением ВВП на 1% потребление бумаги и картона при той же численности населения возрастает порядка на 1,4% [2].

Выпуск и  потребление продукции ЦБП практически не подвержены сезонности. В течение двух кризисных лет 2008–09 годов результаты работы мировой целлюлозно-бумажной промышленности оказались негативными. Не стала исключением и российская ЦБП, хотя темпы ее падения несколько ниже мировых и европейских. В наибольшей степени влияние кризиса сказалось на работе ЦБП в первой половине 2009 года. Результаты работы российской целлюлозно-бумажной отрасли за 2009 год наглядно продемонстрировали, что в кризисный период интегрированные предприятия по комплексной, глубокой переработке древесины являются более устойчивыми по сравнению с однопрофильными. В то же время только целлюлозно-бумажная промышленность сохранила положительную рентабельность и в целом имела более высокие экономические показатели, чем другие сектора лесного комплекса.

Не оправдало  ожиданий введение вывозных пошлин на круглый лес, в результате чего инвестиционный климат в отрасли не изменился, и за прошедшие 2008-2010 года ни одна из новостроек, включенных в перечень приоритетных проектов лесного комплекса, не была начата. Послекризисное восстановление ЦБП идет исключительно за счет реализации незначительного количества проектов модернизации действующих предприятий, осуществляемых крупными собственниками. В связи с практическим отсутствием возможности получения дешевых долгосрочных кредитов на предприятиях задерживается выполнение мероприятий по повышению конкурентоспособности целлюлозно-бумажных товаров, внедрению технологий, направленных на снижение материалоемкости и энергоемкости, улучшение экологии производственных процессов. По этим же причинам, а также в связи с активным нежеланием государства участвовать в создании инфраструктуры для новостроек, в ближайшие годы ожидать создания новых предприятий вряд ли следует. В целом все это негативно скажется на положении отечественной ЦБП при дальнейшем развитии процессов интеграции России в мировую экономику.

Тем не менее, работа в кризисных условиях поставила  перед предприятиями отрасли  проблемы выживаемости, выявила новые  приоритеты, заключающиеся в оптимизации процессов производства и управления, повышения качества и конкурентоспособности продукции, модернизации действующих мощностей с внедрением наилучших доступных технологий, позволяющих расширять и обновлять ассортимент вырабатываемой продукции. Перспективы послекризисного восстановления российской ЦБП в значительной степени зависят от внешнеэкономической конъюнктуры рынков волокна, газетной бумаги и крафт-лайнера, традиционно освоенных российскими производителями.

Поскольку эти перспективы не являются радужными, на первые роли выходят проблемы расширения продуктовой линейки, выпуска импортозамещающей продукции, поиска новых рыночных ниш. Резко изменившиеся условия и неопределенности посткризисного периода, глобальные вызовы, направленные на противодействие изменению климата; новое отношение к окружающей среде требуют продуманной стратегии развития, создания условий для стимулирования притока долгосрочных инвестиций, координации усилий в развитии целлюлозно-бумажной промышленности [4].

Выпуск основных видов целлюлозно-бумажной продукции  в период с 2007 по 2010 год менялся  в зависимости от видов продукции.

Из общего объема производимой в России целлюлозы  по варке 62,5% [3] используется непосредственными производителями целлюлозы для выпуска продукции более высоких переделов (бумаги, картона и бумажно-картонных изделий), 37,5% [3] приходится на товарную целлюлозу, которая поступает как на внутренний рынок, так и на экспорт. Из всего выше сказанного можно сделать вывод о том, что рынок ЦБП является олигополией. Производство продукции сосредоточено на крупных предприятиях и холдингах с возрастающим участием иностранного капитала. Преимуществом отечественного производства целлюлозы, бумаги и картона по сравнению с мировыми лидерами является низкая себестоимость за счет использования дешевых сырьевых и энергетических ресурсов. Недостатками являются низкая техническая и технологическая оснащенность, высокий износ основных фондов, невозможность производства некоторых востребованных видов продукции. Объем отечественного производства продукции ЦБП в целом даже в кризисные годы имеет положительную динамику. Спрос на продукцию ЦБП в России значительно ниже, чем в развитых странах. Поэтому увеличение среднедушевого потребления бумажной продукции является резервом для сбалансирования спроса и предложения.

1.2 Технологические  особенности производства бумаги  разного назначения

Для изготовления бумаги и картона применяют два  типа бумагоделательных машин: плоскосеточные и круглосеточные. Первые используются для производства бумаги, вторые — картона. Основное отличие машин состоит в том, что в плоскосеточных машинах формирование бумажного полотна осуществляется на движущейся горизонтальной сетке, а в круглосеточных — полотно формуется на вращающейся цилиндрической сетке. Выделяют несколько этапов изготовления бумаги:

1 этап. Производится размол волокон в машинах непрерывного действия (в конических, цилиндрических и дисковых мельницах). Общим для размалывающих аппаратов является то, что, работа их основана на принципе скрещивающихся ножей и трущихся поверхностей. Проходя между ножами размалывающих машин, волокна подвергаются воздействию механических и гидродинамических сил, приводящему к протеканию сложных физико-химических и коллоидных процессов в структуре волокон. В результате происходят некоторое укорочение волокон (рубка), поверхностное расщепление и расчесывание в продольном направлении структуры клеточной стенки на фибриллы (поверхностное фибриллирование), набухание и гидратация волокон. Волокна становятся более мягкими, повышается их эластичность и пластичность. В процессе фибриллирования ослабляются и разрушаются связи между отдельными фибриллами клеточной стенки волокон. На поверхности фибрилл образуется «начес» тонкого пухообразного материала, состоящего из целлюлозных молекул. В результате увеличивается удельная поверхность, способствующих лучшему контакту и соединению отдельных волокон в бумажный лист. Увеличение удельной поверхности волокон повышает их способность удерживать воду. В зависимости от режима размола можно получать бумажную массу различной степени помола: от низкой (садкая масса) до высокой (жирная масса). Прочность бумаги характеризуется рядом показателей: сопротивлением разрыву, излому, продавливанию, надрыву и раздиранию, для каждого вида и сорта бумаги имеющим определенное значение, и в общем зависит от прочности волокон, их длины, прочности связи между волокнами и структуры бумажного листа.

Лист бумаги при испытании  разрывается по наиболее слабому  месту. Этим слабым местом в большинстве случаев являются не сами волокна, а связи между ними. При разрыве листа по обе стороны в месте разрыва наблюдается преимущественное вытаскивание волокон из толщи листа, что указывает на разрыв связи между ними. И только часть волокон рвется в поперечном направлении.

Основными факторами, влияющими  на качество помола целлюлозы, являются: продолжительность размола, удельное давление между ножами мельниц, концентрация массы, тип размалывающей гарнитуры, окружная скорость ротора или барабана, температура массы при размоле. К управляемым факторам относятся продолжительность, удельное давление, концентрация и температура массы.

2 этап. Проклеивание бумаги  для  придания ей ограниченных впитывающих свойств по отношению к воде, чернилам, типографской краске и другим жидкостям и улучшение многих других физико-механических свойств. При неограниченном впитывании (у не клееной бумаги), например, чернил, они будут впитываться в толщу листа бумаги, расходиться и проходить на его обратную сторону. Полное отсутствие впитывающих свойств будет вызывать стекание чернил с поверхности бумаги. Первое и второе явление делают бумагу непригодной для письма и печати. Поэтому процесс проклейки призван обеспечивать для каждого конкретного вида бумаги и картона свою строго определенную впитывающую способность, которая оценивается степенью проклейки. Различают поверхностную проклейку и проклейку в массе. Поверхностную проклейку осуществляют нанесением крахмального или животного клея на поверхность готовой бумаги. Применяется она для производства некоторых специальных высокосортных видов бумаги – документной, чертежной, картографической и др. Подавляющее большинство видов бумаги и картона проклеивается введением проклеивающих веществ в бумажную массу перед отливом бумажного листа, т. е. проклеивается в массе. Для проклейки в массе применяют гидрофобные (водоотталкивающие) вещества, а процесс проклейки все чаще называют гидрофобизацией бумаги или картона. Основным гидрофобизующим веществом является канифоль, выделяемая из смолы хвойных древесных пород. На многие предприятия проклеивающие вещества поступают в виде готового клея – клея-пасты (это сваренный клей, но еще не разведенный водой). После разбавления водой до требуемой концентрации он готов к применению. Это исключает необходимость иметь на предприятии клееварочное отделение, и, что важнее, клей всегда получается стабильным и высококачественным. В перспективе планируется все предприятия перевести на использование клея-пасты, поставляемого централизованно с нескольких клееварочных заводов.

3 этап. Введение  в композицию бумаги минеральных веществ-наполнителей для улучшения ее качества и экономических показателей. Введением наполнителей в композицию бумаги достигаются следующие цели: снижается себестоимость производства бумаги, так как стоимость наполнителя ниже стоимости волокон, часть которых заменяется наполнителем; повышается белизна бумаги, поскольку почти все наполнители имеют более высокую степень белизны, чем волокна; существенно увеличивается гладкость поверхности бумаги за счет заполнения частичками наполнителя пор и неровностей между волокнами на шероховатой поверхности листа; уменьшается непрозрачность бумаги, что дает возможность писать и печатать с обеих сторон листа; улучшается равномерность просвета; увеличивается мягкость и пластичность – бумага меньше «шумит» при перелистывании; снижается объемная масса, пористость и, следовательно, впитываемость типографских красок и т. п. О содержании наполнителя в бумаге судят по показателю зольности бумаги, который определяют по массе прокаленного остатка после сжигания навески бумаги и выражают в % к массе бумаги. Зольность бумаге придает в основном наполнитель, так как естественная зольность волокон менее 1 %. По зольности бумагу делят на четыре группы: бумага с естественной зольностью — фильтровальная, электроизоляционная, основа для фибры и пергамента, жиронепроницаемая; наполнители не вводятся. Общим недостатком введения наполнителей является заметное снижение механической прочности и степени проклейки бумаги. Кроме того, с увеличением содержания наполнителей в большей степени обнаруживается пылимость бумаги — явление отделения от поверхности бумаги мелких волокон, частиц наполнителя, проклеивающих веществ. Этот эффект резко ухудшает качество печати — бумажная пыль прилипает к печатной форме, забивает набор и клише.

4 этап. Рафинирование бумажной массы производится перед ее подачей на машину в аппаратах непрерывного действия — конических и дисковых мельницах. В процессе рафинирования бумажной массы происходит выравнивание степени помола массы, устранение пучков волокон и не который помол массы. Для этого мельницы устанавливают после машинного бассейна непосредственно перед бумагоделательной машиной. Выпуск массы на бумагоделательную машину. По выходе из машинных бассейнов масса при концентрации 2,5— 3,5 % дозируется и направляется на бумагоделательную машину. Перед поступлением на машину она разбавляется оборотной водой, очищается от посторонних загрязнений, а также от узелков и комочков. Для поддержания постоянной массы 1 м² вырабатываемой бумаги необходимо, чтобы в единицу времени на сетку машины поступало одно и то же количество массы, при этом скорость машины должна быть постоянной. Скорость машины изменяют при переходе на выработку другого вида бумаги. На современных бумагоделательных машинах массу 1 м² вырабатываемой бумаги поддерживают постоянной автоматическими регуляторами. На бумагоделательную машину массу подают с помощью насоса и ящика постоянного напора. Масса, поступающая на бумагоделательную машину, разбавляется водой в смесительном насосе. Разбавление необходимо, во-первых, для последующей очистки массы, так как из густой массы трудно удалять загрязнения, и, во-вторых, для лучшего формования бумаги на сетке бумагоделательной машины. Формирование бумажного листа на сетке бумагоделательной машины. Бумажная масса, разбавленная до необходимой концентрации и очищенная от посторонних включений, поступает в напорный ящик бумагоделательной машины. Необходимая степень разбавления массы для отлива бумаги на сетке бумагоделательной машины зависит от массы 1 м² бумаги, рода волокна и степени помола массы. Формирование бумажного листа на сетке бумагоделательной машины. Бумажная масса, разбавленная до необходимой концентрации и очищенная от посторонних включений, поступает в напорный ящик бумагоделательной машины. Необходимая степень разбавления массы для отлива бумаги на сетке бумагоделательной машины зависит от массы 1 м² бумаги, рода волокна и степени помола массы.

5 этап. Формирование, или отлив, бумажного листа представляет собой процесс объединения волокон в листовую форму с созданием определенной объемной капиллярно-пористой структуры. Этот процесс осуществляется на сеточной части бумагоделательной машины постепенным и последовательным удалением воды из бумажной массы (обезвоживанием). Режим обезвоживания, начинаемый в начале сеточного стола и заканчиваемый сушкой бумаги в сушильной части, на всех этапах технологического процесса оказывает существенное влияние на качество бумаги и производительность машины.