Бумага настолько прочно вошла в нашу жизнь, что используя ее, мы не задумываемся о ее происхождении и производстве. Хотя каждый человек знает, из чего делают бумагу. Но сам процесс превращения дерева в тонкие белые листочки известен не многим. Итак, как делают бумагу?
Изготовлением бумаги занимается бумажно-целлюлозная промышленность. Самым распространенным является ее производство из дерева. Древесную целлюлозу вырабатывают из дерева лесных пород. Для того, чтобы понять, как делают совершим виртуальную экскурсию на фабрику.
Сырье поступает туда в необработанном виде. Здесь с дерева обдирают кору, а затем измельчают его на специальных машинах в щепку. Дальше есть несколько бумаги. Самый простой механический. При этом способе, измельченные щепки смешивают с водой и делают дальнейшую их обработку. В итоге получается бумага не очень высокого качества, которая используется для выпуска газет. Для того, чтобы получить сырье хорошего, высокого качества применяют химический способ его производства. При этом способе щепки отбирают по размеру и варят. Происходит этот процесс с использованием кислоты в специально предназначенных для этого машинах. После варки полученную массу промывают и удаляют посторонние вещества. Полученное сырье подвергают последующей обработке для производства определенного
Для того, чтобы получить в сырье добавляют клей. Это придает ей водоотталкивающий эффект. Смолы, добавленные в процессе производства, не дают чернилам растекаться, и делают написанное легко читаемым. Бумага, предназначенная для печати, не требует таких добавок, потому что краски, используемые для этого, не имеют водной основы.
Чтобы сделать бумагу белой и непрозрачной, сырье окрашивают специальными красителями и пигментами. После всех проведенных операций начинается процесс производства сырья. Машины перемещают полученную кашицу с одного вала на другой, на которых натянута сетка. При этом происходит образование бумажного листа. Вода, которая находилась в сырье, постепенно вытекает через отверстия в сетке. Волокна переплетаются и образуют рулоны. Далее полотно подвергается ряду операций, в результате которых получается бумага, которую мы привыкли иметь в своем обиходе. Валики, через которые проходит сырое полотно, прессуют его, сушат и подвергают полировке. После этого его дополнительно прессуют и сушат. На выходе получают рулоны бумаги, которые используют уже по их прямому назначению. Их нарезают или отправляют в рулонах для дальнейшего использования. В процессе того, как делают бумагу, используется много специальных машин. Весь труд механизирован. Но, тем не менее, это очень ценный материал. Поэтому, зная, из чего и как делают бумагу, начинаешь воспринимать ее более бережно. Ведь для производства 1 тонны бумаги необходимо 17 деревьев.
Для производства бумаги используют и Раньше в стране был организован массовый сбор макулатуры. Ее, после очистки от чернил, добавляют в бумажное сырье в процессе производства. Бумага является необходимым атрибутом современной жизни. Даже трудно себе представить, что ее первыми изобретателями были китайцы. Долгое время они не открывали секрет, как делают бумагу.
Бумага используется в различных областях нашей жизни. Из нее изготавливают салфетки, тетради, книги, игрушки, обои, деньги. Пожалуй, невозможно перечислить весь список того, где применяется бумага. В некоторых случаях она просто незаменима и является единственно подходящим материалам. Новые раскрывают все больше возможностей для ее применения.
Изготовление бумаги является сложным физико-химическим процессом. Простой лист – результат большого количества этапов производственного процесса. Сейчас мы рассмотрим пошаговый процесс создания бумаги.
Производство бумаги состоит из следующих шагов. Сначала на комбинат доставляют бревна. Там их измельчают при помощи производственного оборудования, а затем варят со специальными веществами. После этого смесь фильтруют, в результате чего образовывается бумажная масса. Ее помещают в аппараты, где она превращается в полотно, а затем в бумагу. Каждый этап содержит множество нюансов, поэтому рассмотрим их более подробно. Для производства бумаги необходима древесина. Также требуется много воды. Поэтому многие комбинаты, производящие бумагу, располагаются на берегах рек вблизи лесных массивов. К тому же водоемы можно использовать для сплава леса. Бумагу чаще всего производят из ели, сосны и березы, но также используют и другое растительное сырье, например, солому или хлопок. В некоторых случаях применяют макулатуру, что позволяет сократить вырубку леса. Процесс создания бумаги начинается с того, что на комбинат доставляются бревна – по реке или наземным транспортом. Производственное оборудование снимает с них кору и измельчает их на короткие бревна одинаковой длины. Чтобы получить из них бумагу, измельчают еще сильнее. Затем полученная масса несколько часов варится с добавлением специальных химических веществ. В результате этого процесса древесина превращается в мельчайшие волокна – целлюлозу. В зависимости от того, какую по качеству бумагу необходимо получить, к этим волокнам добавляют химически необработанную древесную массу, очищенную от крупных частиц, или измельченную макулатуру. Здесь стоит упомянуть, что добавление макулатуры делает бумагу плотнее и качественнее.
Понимание всех этапов создания бумаги поможет принять правильное решение при выборе подходящего вида для печати. Таким образом, вы сможете выбрать бумагу с наилучшим качеством изображения, которое снизит количество застреваний и других неудобств.
Но как из огромного дерева получается красивая тетрадь, книга или пачка белых листов? Разберемся в этом вместе.
Как делают бумагу
Бумага производится на бумажных фабриках. Из леса на фабрику привозят бревна. Чаще всего используют сосну, ель, березу, а также эвкалипт, тополь, каштан.
На специальной площадке из бревен сдирают кору и измельчают на щепки. Затем на конвейере осколки транспортируют на целлюлозный завод, где они варятся в специальном растворе. В результате получается целлюлоза - основное сырье для изготовления бумаги.
Интересно! Из одного дерева получается 2857 тетрадей на 12 страниц. Чтобы вырастить взрослое дерево, нужно 60 лет. Вот почему важно бережно пользоваться учебниками и тетрадями, ведь все это - срубленные деревья.
Самый экономный способ получить древесную целлюлозу - механический . Деревообрабатывающее предприятие измельчает лесоматериалы в крошку и смешивает с водой. Так изготавливают бумагу низкого качества - например, для газет.
А вот для изготовления высококачественной бумаги - для журналов, книг и брошюр - применяют химический способ . С помощью сит осколки сортируют по размеру. Дальше измельченная древесина с добавлением кислоты варится в специальных машинах.
Затем целлюлоза проходит через фильтры и промывается, освобождаясь от примесей. На этом этапе к сырью могут добавить макулатуру, однако предварительно ее непременно очищают от чернил.
Следующий этап - добавление клеев и смол. Первые - отталкивают влагу, вторые - предотвращают растекание чернил, которые часто изготавливаются на водной основе. Именно благодаря этим процессам написанное в Твоей тетради не размазывается и легко читается. Бумага для печати такой проклейки не требует, ведь печатные краски не готовят на водной основе.
Но и это еще не все. Потом к бумажному сырью добавляют пигменты и красители. Например, белый цвет бумаги получается благодаря добавлению каолина.
После этого бумажная масса попадает в бумагоделательную машину на ленточный конвейер. Здесь с помощью крошечных пористых отверстий и отжима различными валиками из бумаги удаляется влага и образуется сплошная рулонная лента.
На этапе «мокрого прессования» бумагу окончательно высушивают, обезвоживают и уплотняют. Результат - ровная белая лента наматывается на огромный рулон. Бумага готова! Можно отправлять на книжные фабрики. Там бумажное полотно разрезают, создавая книги и тетради.
Узнать все тонкости производства бумаги можно из видеоролика.
Как делают книги?
Итак, после того, как автор напишет текст, а редактор издательства его утвердит, начинается процесс корректуры . Произведение проверяется на наличие ошибок. В идеале команда корректоров вычитывает текст несколько раз. После этого книге подбирают иллюстрации.
Затем начинается верстка . С помощью специальной компьютерной программы верстальщик выбирает формат книги, размер полей, виды и размеры шрифтов, определяет расположение иллюстраций и текста.
Следующий этап называется цветоделением . Знаешь ли Ты, что для того, чтобы напечатать обложку модного журнала, нужно всего четыре краски: голубая, розовая, желтая и черная? Поэтому сейчас дизайнер должен разделить все иллюстрации на четыре составляющие.
Самый ответственный этап - печать книги . Краска с помощью валиков на печатной машине раскатывается до тоненького слоя, подается на печатную форму, которая вращается и наносит изображение на сплошной виток бумаги.
Интересно! За одну смену работники типографии могут напечатать несколько тысяч листов.
Любую книгу трудно представить без обложки. Поэтому следующий этап - создание «лица» будущей книги. Если обложка готова, ее накладывают на книжный блок и подрезают. Если изготавливается твердая обложка, книгу обрезают до приклеивания обложки.
Вот и все - книга готова радовать глаза восхищенных покупателей, осталось лишь запаковать. Увидеть воочию, как делают книги, Ты можешь в следующем видео.
Из чего делали книги и бумагу в древности?
Когда-то не было книг в таком виде, в котором Ты видишь их на витринах магазинов или в библиотеках сегодня. А все потому, что люди не умели их изготавливать. Вместо бумаги человечество использовало стены пещер, камни, посуду, кору деревьев …
Прошли годы, и люди придумали делать записи на сырой глине . Однако такие книги были слишком тяжелы, неудобны и недолговечны.
Спустя некоторое время тяжелое глиняное полотно сменили книги из телячьей или козьей шкуры - легкие и практичные. Поскольку первую такую книгу создали в древнем городе Пергаме, «бумагу» из кожи животных назвали пергаментом.
Однако такой материал был слишком дорогой, ведь чтобы создать одну книгу, надо было забить много телят. Поэтому люди продолжали искать более дешевые и легкие способы создания книг. И это им удалось.
Вдоль рек Африки растет высокое болотное растение - папирус . О его удивительных свойствах люди догадались не сразу. Сначала растение использовали при строительстве домов. Но однажды один мужик чинил свой дом. Разрезал стебель, вынул волокнистую середину и положил на солнце. Каково же было удивление мужчины, когда он заметил, что волокна превратились в сухие узенькие ленточки. А когда он увидел, что папирус еще и хорошо впитывает краску, то понял: на папирусе можно писать! Так появились книги из папируса.
Но кто и когда изобрел бумагу такой, какой мы видим ее сейчас? Исследователи уверяют: пальма первенства принадлежит китайцам. Они додумались производить бумагу из молодых побегов бамбука.
Интересно! …А до того времени китайцы писали на шелке или бамбуковых дощечках. Таинство изготовления шелка китайцы ревностно берегли. Однако шелк был очень дорогим, а значит - недоступным большинству населения, а бамбук - слишком тяжелым. На одной доске помещались всего 30 иероглифов. Сохранились сведения: для того, чтобы перевезти некоторые произведения, китайцам необходима была целая телега.
Китайские летописи сообщают, что бумагу изобрел в 105 г. н. е. Цай Лунь .
«Всякий высоко ценит деятельность Цай Луна: он изобрел бумагу, и слава его живет до сих пор...» - говорит летопись.
ІV век сталпереломным в истории изготовления бумаги. После совершенствования технологии ее производства бумага навсегда вытеснила бамбуковые дощечки. Новые эксперименты доказали: бумагу можно производить из дешевого растительного сырья: коры деревьев, тростника, бамбука. Последнему китайцы были особенно рады: бамбука в их стране - пруд пруди.
Как ни старались китайцы сохранить тайну производства бумаги, им это не удалось. В 751 году во время борьбы с арабами несколько китайских мастеров попали в плен. От них арабы узнали секрет создания загадочного товара и в течение пяти веков выгодно сбывали его в Европу.
Как ни странно, но европейцы последними из цивилизованных народов научились изготавливать бумагу - где-то в XI-XII ст. Первыми позаимствовали технологию производства бумаги испанцы, потом - итальянцы, немцы, англичане...Интересно, что долгое время бумагу изготавливали не только с размоченных волокон деревьев, но и с тряпок и другого лохмотья.
Первую производственную машину по выпуску бумаги промышленным способом изобрели во Франции в 1798 году.
На территори и украинских земель производство бумаги началось в XIII веке в Галиче. Однако документально подтвержденные сведения об украинских бумажных «фабриках» сбереглись начиная с ХVІ века. Исследователи истории украинской бумажной промышленности нашли материалы о 200 «фабриках», действовавших на территории Украины с XVI до начала ХХ века, что свидетельствует о высоком культурном уровне тогдашнего населения.
Замок Радомысль в Радомышле, Житомир щина - первая в Центральной Украине бумажная фабрика, построенная в 1612 году.
Сейчас бумага окружает нас повсюду, ежегодно завоевывая все новые и новые сферы применения. Именно поэтому так важно помнить, что изготавливается она из деревьев - лесных ресурсов, которые с каждым годом на планете катастрофически уменьшаются.
Бережно относиться к книгам, экономно использовать бумагу, сдавать макулатуру, сажать деревья - самое малое, что может сделать каждый для сохранения лесов. А один изобретательный мальчик, чтобы сохранить лесные насаждения, даже отказался писать сочинение. =)
О ЧЁМ СТАТЬЯ?
Из чего делают бумагу
Основой для производства бумаги является целлюлоза и вода. Волокна целлюлозы получают из растительного сырья. Чаще всего это древесина, но также используют солому, хлопок и макулатуру. После получения волокон целлюлозы их выпрямляют и отбеливают, вся масса высушивается и разглаживается. Также для получения цветной бумаги добавляют красители. Бумага наматывается в рулоны и разрезается. Далее мы более подробно расскажем о каждом этапе изготовления бумаги.
Для получения волокон целлюлозы древесина проходит долгий путь. Во первых для этого подойдут только некоторые породы дерева. Чаще всего это ель, сосна, тополь и береза. Иногда применяют эвкалипт, тростник и каштан.
Производство на заводе
Начинается процесс обработки древесины с окорения, то есть избавления от коры. Бревна загружают в специальный барабан, который имеет грубую поверхность с выступлениями. Одна партия крутится в нем около 20 минут, после чего кору сжигают.
Окоренная древесина перекладывается на конвейер, по которому она попадает в специальные пилы, измельчающие её до примерно одинаковых фрагментов, называемые щепой. Щепа может хранится долгое время.
Процесс обработки щепы начинается с промывки. После чего она измельчается в труху. Затем она подвергается щелочной обработке. Происходит это в больших чанах с водой и химикатами, в которых вариться длительное время. Это делают для разрушения связи между волокнами целлюлозы, которые представляют собой своеобразный природный клей. Всю смесь фильтруют и тщательно промывают. После чего в нее добавляют различные наполнители, пропитки, красители. Вещества зависят от типа будущей бумаги.
В результате получается готовая целлюлозная смесь, которая состоит на 99% из воды. Полученную массу подают в бумагоделательную машину. В первую очередь целлюлозная смесь попадает на движущуюся сетку с очень мелкими ячейками, которые пропускают только воду. После чего влажное бумажное полотно попадает на ленту из войлока, дальше на цилиндрические прессы, в результате чего количество воды значительно уменьшается.
Следующий этап, после которого воды остается всего несколько процентов, это сушка. Полотно прогоняют по нагретым крутящимся барабанам, благодаря чему выделяется большое количество влаги и масса сохнет.
Время заключительного процесса производства бумаги. Она поступает на нагретые и отполированные тяжелые валы, которые называются каландры. Между ними бумажный пласт сдавливается с большой силой, в результате чего она становится окончательно сухой и гладкой.
Дальше бумагу скручивают в большие рулоны, например рулоны для приготовления листов А4 имеют массу около 35 тонн и в нем будет 50 километров бумаги. Для того чтобы сделать офисную бумагу катушки разрезают на более мелкие и отправляют на бумагорезательные устройства. На этих автоматизированных устройствах, производство достигает скорости в 55 000 листов в минуту. А за час такая фабрика производит около 7000 упаковок.
Как делают бумагу из макулатуры.
Принцип производства бумаги из макулатуры остается тем же — это получение целлюлозы. Технология производства бумаги из макулатуры отличается от производства бумаги из растительного сырья только до момента получения волокон целлюлозы из исходного материала.
Первым этапом макулатуру загружают в гидровзбиватель, который работает по принципу кухонного блендера. Под действием механического процесса и воды макулатура разделяется на волокна и превращается в жидкую бумажную массу. Далее происходит химический процесс отделения чернил и примесей. Последующий процесс изготовления идентичен с любым другим сырьем. Добавляются вещества, отправляется в бумагоделательную машину, в рулоны и режется.
Ответ на вопрос о том, как делают бумагу сегодня, лежит в плоскости технологий. Но стоит заглянуть в историю. Прототип материала - древнеегипетский папирус - растение, из которого делали писчий материал. Размоченную сердцевину соединяли, накладывая слои перпендикулярно друг другу. После выдерживания под прессом листы высушивали на солнце, разрезали и полировали. Готовые гибкие свитки были прочными - некоторые из них сохранились до XXI века.
Изготовление бумаги из привычных нам материалов поставили на поток в Китае. Со II века н. э. технология обработки луба тутовых деревьев постепенно начала распространяться по миру. Сначала она перешла из Китая на арабский Восток, а затем - в Европу.
Первые мануфактуры по производству бумаги появились в Европе в XIII веке. С XVII века изготовлением бумажных материалов занялись российские промышленники.
Некоторые листы пергамента хорошо сохранились
Виды бумаги
Чтобы понять, как изготавливают бумагу, надо сначала определить ее вид, ведь состав сырья может быть разным.
Различают такие разновидности материала:
- Офсетная. Широко используется в типографском деле - для печати книг и массовой полиграфической продукции. Бумага устойчива к сырости, что важно, так как при офсетной печати используют увлажнители.
- Упаковочная. Прочная, невосприимчивая к влаге. К цвету и гладкости не предъявляют повышенные требования.
- Газетная. Применяется для печати на высокоскоростном оборудовании. Ее особенность - повышенная впитываемость красок.
- Мелованная . Отличия от других видов - белизна, гладкость. Из нее печатают качественные иллюстрированные издания.
- Целлюлозная. Состоит из чистой целлюлозы плюс 1-3 % добавок. Используется для печати банкнот и ценных бумаг.
Дизайнерская бумага для упаковки подарков
Из чего делают бумагу?
Сырьем служат растительные вещества с длинными волокнами. Смешиваясь с водой, они образуют податливый, однородный полуфабрикат. Его делают из:
- дерева - масса называется целлюлозной;
- однолетних растений: из конопляной или рисовой массы изготавливают материал повышенной белизны, из соломы и тростника - прочную и плотную;
- вторичного сырья - макулатуры, тряпок;
- сырья для производства бумаги специального назначения - шерстяных, асбестовых и прочих волокон.
Основной материал в бумажной промышленности - древесина. На комбинаты поставляют стволы целиком. Там с них снимают кору, разрезают. Далее сырье измельчают в муку - до волокон-фибрилл.
В таком виде древесина поступает на измельчение в муку
Для производства бумаги используют:
- сосну, кедр - мягкие породы пригодны для изготовления упаковочных материалов;
- клен, дуб - основа из твердых пород гладкая, но менее прочная;
- канадскую ель - из нее делают прочный, но эластичный материал;
- каштан, березу и так далее.
Смешивая дубовое и сосновое сырье, получают книжную бумагу. Она прочная, эластичная.Для улучшения качества продукции древесный материал сортируют, фильтруют, обрабатывают химическими составами.
Производственные этапы
Технология состоит из таких этапов:
- обработка массы - размол, окрашивание, смешивание растительных и химических составляющих;
- разбавление массы водой, очищение, прессовка и сушка;
- каландирование;
- резка, сортировка и упаковка.
Процесс изготовления бумаги начинается с размалывания сырья в непрерывно действующих аппаратах. На фабриках используют роллы, мельницы конического и дискового типов, рафинеры.
Полученную муку очищают, добавляют связующее вещество и наполнитель:
- парафиновые эмульсии;
- глинозем, каолин;
- мочевино-, меламино-формальдегидную смолу;
- канифольные и животные клеи;
- тальк, крахмал и пр.
Жидкий состав выливают на плоскую сетку бумагоделательной машины. После уплотнения и формовки цельное полотно покрывают клеевыми пигментами (так производят мелованную бумагу) или другими составами.
Следующий этап - просушка при повышенной температуре с помощью шлифовочных цилиндров. Волокна застывают, образуя бумажное полотно. После обезвоживания оно попадает в каландры. Это массивные цилиндры, объединенные по 5-8 штук. Проходя между ними, бумага становится гладкой, выравнивается, уплотняется.
Так происходит сушка бумаги
Готовая лента наматывается на накат - вращающийся цилиндр с прижимным валиком. Он собирает полотно в рулон. Технология производства бумаги также предполагает постобработку - глянцевание, окрашивание, резку.
По тому же принципу производят картон - материал плотностью от 250 г/м². Из него изготавливают обложки книг, папки, упаковку и другую подобную продукцию.
Упаковка и резка
Способ резки рулонов бумаги отличается в зависимости от планов на ее использование. Рулоны разрезают в бобинорезке, затем сматывают в несколько рулонов меньшего объема и диаметра. Потом разделяют на готовые листы для печатного цеха - например, лазером (края аккуратны, на них нет нагара).
Готовые рулоны бумаги
Последний этап изготовления бумаги - упаковка. Ее самые распространенные виды:
- фасовка в пачки из 250-1 000 листов, обернутые крафт-бумагой или другим плотным и водостойким материалом;
- паллетирование - перенос листов на плоские прямоугольные подставки с выемками для захвата и крепления;
- смешанный способ - сначала листы собирают в пачки, а затем помещают на паллеты;
- упаковка «калачами» (свертками до 10-15 кг) - подходит для технической, упаковочной бумаги увеличенного формата (может переносится вручную, без пандусов и спецтехники).
Критерии качества бумаги
- Прочность - сопротивляемость разрыву и сжатию при высокоскоростной печати должна быть высокой.
- Плотность - для глубокой печати используют тонкие листы, для упаковки - толстые (диапазон - от 60 до 300 г/м²);
- Гладкость - чем она выше, тем лучше воспроизводятся детали изображения, плотнее контакт листов с формами для печати;
- Белизна - показатель попадает в диапазон 60-98 %;
- Непрозрачность - чем меньше просвечивается лист, тем меньшей будет степень проявления изображения с обратной стороны (для обычной офисной бумаги - от 89 %);
- Пористость - на пористом материале лучше фиксируется краска, но отпечатки теряют насыщенность.
- Сопротивляемость истиранию - если она мала, вязкие печатные краски «выщиплют» волокна с листов, и это загрязняет детали печатного оборудования.
- Впитываемость - чем она выше, тем быстрее краски закрепятся на поверхности листа.
- Наличие проклейки - с ней верхний слой будет прочным, устойчивым к воздействию влаги, клея.
Смотрите интересный репортаж из завода по производству бумаги:
Итоги
- Первые писчие материалы из растительного сырья появились в Древнем Египте и Китае.
- Сегодня бумагу разных видов производят из древесины, однолетних растений, вторичного сырья.
- В бумажной промышленности используют целлюлозу из хвойных пород, дуба, березы, каштана.
- Технология производства бумаги предполагает размол, подготовку массы, прессование, сушку, каландирование, намотку в рулоны. Постпроизводственные этапы - резка и упаковка.
- Качество материала определяется его плотностью, непрозрачностью, гладкостью и другими параметрами.
Загрузка...
