цбп поворачиваю в русь посконную

Реферат
Голев А.В. «Исследование возможности использования костры тех-нической конопли в качестве сырья для производства тароупаковочных видов». Магистерская диссертация. УГЛТУ, ХТИ, кафедра ТЦБП и ПП. Рук. М.А. Агеев - Екатеринбург 2024. Всего _58_ страниц, __24__ рисун-ков, ___5__ таблиц, ___17__ литературных источников.
Ключевые слова: Бумага для гофрирования, конопля техническая, бумага на основе конопли, костра конопли, волокна конопли.
Объекты исследования: Конопля техническая; бумага на основе кост-ры из конопли технической.
Цель работы: Расширение сырьевой базы при производстве таро-упаковочных видов бумаги.
Задачи: Изучить способы получения целлюлозы из однолетних рас-тений; изучить возможность получения целлюлозы на основе технической конопли; получить образцы бумаги на основе целлюлозы из конопли тех-нической; оценить возможность использования полученного полуфабрика-та в качестве бумаги для гофрирования.
Результат работы: Во время работы были изучены способы перера-ботки однолетних растений в техническую целлюлозу. Предложен способ получения целлюлозы из технической конопли. Проведен анализ свойств полученной целлюлозы. Анализ результатов испытаний образцов бумаги на основе конопли технической позволяет рекомендовать данный полу-фабрикат для изготовления тароупаковочных видов бумаги и бумаги для гофрирования.






Введение
На основании изучения исторически сложившихся обстоятельств, и теоретических и экспериментальных данных о производстве бумаги из ко-нопли технических сортов установилось, первые экземпляры библии были сделаны из конопли, конституция США была написана на бумаге, изготов-ленной из конопли.
Бумага из конопли не становиться желтой в отличии бумаги из дре-весины, оказывает значительное сопротивление разложению и ломкости, не распадается как обычная бумага со временем. Значительно короткие сроки выращивания сырья. В стеблях конопли накапливается много кост-ры. Костра содержит почти 50% целлюлозы. Следуя устоявшимся стерео-типам о «западных ценностях», в 1961 году Советский Союз под руковод-ством Н.С. Хрущева подписал конвенцию ООН. С начала 60-х годов пло-щади, отведенные под выращивание конопли, начали серьезно сокращать-ся. Человечество постепенно отошло от концепции «посконной Руси», утрачивая возможность производить экологически чистые ткани, бумаги, строительные материалы, лекарства, продукты питания, доступное топли-во и развивать самодостаточное сельского хозяйства [1].
С одного гектара конопли можно получить столько же бумаги, сколько из 4 гектаров древесины. Из конопли полученную бумагу можно будет перерабатывать до восьми раз, в то время как обычную – до трех раз. Уникально и то, что один гектар конопли дает столько же кислорода, сколько 25 гектаров леса. При этом урожай конопли можно собирать уже через три-четыре месяца, а «бумажные» леса придется выращивать 10-30 лет.
Исследуя ситуацию в целлюлозно-бумажной промышленности Рос-сии, можно отметить развитие комплекса предприятий, направленных на производство и переработку мискантуса — многолетнего травянистого растения — в целлюлозу. В Московской области функционирует опытный завод, а также достигнута договоренность о строительстве нового пред-приятия в Калининградской области. Согласно предоставленной инфор-мации, с одного гектара можно получать в среднем до четырех тонн цел-люлозы, которая может использоваться в различных отраслях промыш-ленности в качестве сырья [2].
Учитывая приведенную выше информации и анализируя, какие по-следствия принесли высадки борщевика Сосновского от которых до наших дней не оправились территории населенных пунктов РФ, где он был поса-жен с добрыми намерениями, без учета предположений возможных по-следствий [3].
Цель работы: Расширение сырьевой базы при производстве таро-упаковочных видов бумаги.
Задачи: Изучить способы получения целлюлозы из однолетних рас-тений, изучить возможности получения целлюлозы на основе технической конопли; получить образец бумаги на основе целлюлозы из конопли тех-нической; оценить возможность использования, полученного полуфабри-ката в качестве бумаги для гофрирования.
 Вывод: считаю, что рациональным, проверенным путем развития получения целлюлозы из растений является конопля технических сортов.












1.1 Изучить способ получения целлюлозы из костры конопли техниче-ской
Процесс выделения целлюлозы заключается в том, что лигнин, кото-рый легче целлюлозы, может быть расщеплен с помощью различных хи-мических реагентов. Извлечение целлюлозы из исходного сырья называет-ся варкой, а процесс удаления лигнина называется делигнификацией. Классификация методов делигнификации основывается на свойствах при-меняемых химикатов, которые подразделяются на кислотные, щелочные, окислительные, ступенчатые, комбинированные и органосольвентные ме-тоды.
К кислотным методам относятся: сульфитный (рН менее 3), бисуль-фитный (рН от 3,5…5), моносульфитный (рН более 7), нейтрально-сульфитный (рН около 7) и щелочно-сульфитный (рН 8…10). В этих слу-чаях используются основные соединения, такие как диоксид серы, серни-стая кислота (H;SO;) и ее соли (бисульфиты и сульфиты). В качестве кати-онов применяются Са;;, Mg;;, Na; и NH;;.
Сульфатный метод относится к щелочной варке, где в качестве реа-гента используется смесь едкого натра и сульфида натрия (NaOH + Na;S). Окислительные подходы включают в себя методы окисления в водной сре-де, кислородно-щелочные, гидроксипероксидно-щелочные и азотно-кислые методы. Ступенчатые процессы делигнификации могут включать двухступенчатые варки, например, бисульфитно-сульфатную, и другие ва-рианты, где на разных этапах используются растворы с различной кис-лотностью.
Комбинированные методы деления на группы включают сульфитно-щелочные процессы, в которых сульфитные методы применяются на пер-вом или первых двух этапах, а на последнем используется щелочный спо-соб, как, например, сульфатный или натронный. К этой категории также относятся двух- и трехступенчатые варки с использованием сульфитных реагентов.
Органосольвентные методы представляют собой нетрадиционные подходы к делигнификации растительного сырья и имеют ряд преиму-ществ по сравнению с традиционными. К их достоинствам можно отнести:
1) исключение токсичных серосодержащих соединений при варке;
2) использование методов без хлорсодержащих веществ;
3) восстановление варочных растворов с минимальным количеством минеральных веществ;
4) возможность создания замкнутых систем с отсутствием вредных выбросов в окружающую среду;
5) низкие капитальные вложения в небольшие и средние предприя-тия.
Исходя из информации о возобновляемой части сырья конопли тех-нических сортов, считаю требуется уточнить информацию. Сколько ори-ентировочно можно произвести бумаги за 30 лет с 1 га конопли техниче-ских сортов и сколько можно произвести бумаги с 1 га плантационной ели без учета отдыха земли- это оставление её без засевания на определённый период, например, на год. Это требуется для восстановления плодородно-сти почвы так как в процессе посадок растения расходуют минералы и по-лезные вещества. Условия:
С 1 га конопли выходит 80 кг семян. Время произрастания 30 лет без учета отдыха земли на участке, где высаживалась конопля.
С одного гектара конопли можно получить 8520 кг сырья из коноп-ли
С одного гектара плантационной ели можно получить 9150 кг дре-весного сырья.
Вес одного куба сухой плантационной ели 450 кг.
Вес одного куба костры из конопли технических сортов 150 кг.
Из 1 м; сухой плантационной ели можно получить 18% товарной целлюлозы. Содержание костры в конопле технической 70…75 % отсюда следует среднее значение:
70+75=145/2=70,25 %
Содержание целлюлозы в а. с. с. 75…85 % костры из конопли техни-ческой отсюда следует среднее значение:
75+85=160/2=80%
Допустим, что из древесной целлюлозы и целлюлозы конопли техни-ческой выходит одинаковый объем бумаги, ориентировочно берем для производства одной тонны бумаги, потребуется 5…6 м; целлюлозы берем среднее значение:
(5+6)2=5,5 м;
Потом находим сколько в килограммах потребуется целлюлозы для про-изводства 1 т бумаги:
5,5 * 450 =2475 кг
Исходя из условия находим количество костры, получаемое с 1га:
(8520 / 100) * 70,25 = 5985,3 кг
5985,3 – 80 = 5905,3кг
Потом находим количество целлюлозы, получаемой из костры:
(5905,3 / 100) * 80 = 4724,24 кг
Находим сколько бумаги можно получить с одного гектара технической конопли за один год:
4724,24 / 2475 = 1,909 т
Потом находим сколько бумаги произвести можно за 30 лет:
1,909 * 30 = 57,27 т
Исходя из условий находим количество целлюлозы, получаемой с 1 га плантационной ели:
9150 / 450 = 20,33 м;
Потом находим количество товарной целлюлозы с 1 га плантационной ели:
(20,33 / 100) * 18% = 3,6594 м;
Потом находим количество полученной бумаги из плантационной ели:
5,5/ 3,6594 = 1,502977 м;
1,502977 * 450 = 676,33965 кг
Исходя что на одну тонну бумаги потребуется 5,5 м; целлюлозы
Ответ: 676,33965 кг бумаги выходит с одного гектара плантационной ели через 30 лет выращивания, 57,27 т бумаги из конопли технических сортов с 1 га
1.2 Классификация органосольвентных методов
Варки с органическими растворителями, (от англ. organic solvent - органический растворитель), проводится без дополнительных химических соединений. Варки с применением органических растворителей проводят-ся в водно-органической среде с образованием бинарных водно-органических смесей. Растворители, используемые для делигнификации, относятся к различным классам органических соединений и существенно различаются по своим характеристикам взаимодействия с компонентами. Классификация способов варки представлена на рисунке 1.1. В органо-соль-вентных варках обычно используют уксусную и муравьиную кисло-ты, обеспечиваюющие высокий выход технической целлюлозы за счет мяг-ких условий делигнификации и позволяют убрать применение хлорсодер-жащих соединений в процессе отбелки целлюлозы. В качестве окислителей применяют молекулярный кислород, пероксид водорода или азотную кис-лоту различно концентрации. Совмещение двух процессов органосоль-вентного и окислительного, в случае делигнификации осуществляется ор-ганическими надкислотами. Надкислоты созданные при взаимодействии органической кислоты с пероксидом водорода являются селективными окислителями лигнина.
Окислительно-органосольвентные методы делигнификации имеют все преимущества органосольвентных и окислительных способов, разрешая проводить процесс при атмосферном давлении и температуре ниже 100 оС, и получать целлюлозу, не требующей дополнительной отбелки

































Рисунок 1.1 - Классификация методов органосольвентных варок

1.3 Растворители для органосольвентных методов делигнификации
Растворитель в процессе окислительной делигнификации выступает как среда и химический агент одновременно. Варка целлюлозы способ-ствует удалению лигнина из растительного материала. Влияние раствори-теля распространяется на все процессы, связанные с удалением лигнина. Изменяя состав и свойства среды с помощью органических растворителей, можно воздействовать на степень набухания и релаксационные характери-стики полимерных компонентов клеточной стенки, а также на раствори-мость продуктов и протекание химических реакций. Важно отметить, что одним из ключевых плюсов органических растворителей является их вы-сокая растворяющая способность относительно веществ, которые плохо или вообще не растворимы в отдельных растворителях. В случае древес-ного сырья ситуация осложняется тем, что лигнин и полисахариды, разли-чающиеся по своему происхождению, распределены в клеточной стенке, образуя взаимопроникающие полимерные сетки, которые соединены хи-мическими связями и межмолекулярными взаимодействиями [7].
Эти сетки ведут себя по-разному при взаимодействии с растворите-лем. Для оценки способности растворителей к растворению полимеров ис-пользуется параметр растворимости. Наивысшая растворяющая способ-ность наблюдается у растворителей с параметром растворимости около 11 (кал/см;);,; [22,5 (Дж/см;);,;]. Чем больше отклонение от этого значения, тем сильнее должен быть деструктурирован лигнин для перехода в жид-кую фазу.
Химическая связь между растворителем и растворяемым веществом приводит к процессу сольватации, когда молекулы растворителя окружа-ют растворяемое вещество. В характеристиках растворимости выделяются составляющие, связанные с полярным взаимодействием, дисперсионными силами и водородными связями. В контексте растворителей для лигнина значительную роль играют полярные взаимодействия и образование во-дородных связей. Полярность растворителей оценивается по диэлектриче-ской проницаемости, которая может варьироваться от 2…180. В щелоч-ных процессах делигнификации образуются фрагменты лигнина в солевой форме, и вода, как протонный растворитель с высокой диэлектрической проницаемостью, эффективно растворяет эти фрагменты. Введение орга-нического растворителя в варочную среду изменяет ее диэлектрическую проницаемость и вязкость, а также влияет на растворимость лигнина и скорость транспортных процессов
1.4 Однолетние растения, как сырье для органосольвентных
способов делигнификации
В процессе производства целлюлозы органосольвентными методами можно использовать сырьё из хвойных и лиственных деревьев, а также од-нолетних растений. Для растительного сырья часто достаточно одной ста-дии обработки без применения отбеливания. В качестве не древесного сы-рья обычно используется солома, шелуха хлебных и злаковых культур, а также технические сорта конопли. Преимуществами данного сырья явля-ются ежегодное обновление, экологическая безопасность, низкая стоимость по сравнению с другими видами сырья, а также возможность применения различных методов делигнификации. Высокая зольность и значительное содержание красителей и пигментов также относятся к положительным ха-рактеристикам растительного сырья. При щелочной обработке однолет-них растений диоксид кремния попадает в отработанный варочный рас-твор и при восстановлении щелоков оседает на выпарном оборудовании, что, в свою очередь, снижает производительность сырья. Часть диоксида кремния остается в целлюлозе и удаляется из неё во время щелочной от-белки. Поскольку присутствие диоксида кремния вовремя делигнификации нежелательно, целесообразно предварительно извлекать его прежде, чем проводить делигнификацию обескремненного сырья
1.5 Окислительно-органосольвентный метод получения целлюлозы
На сегодняшний день развития самым изученным способом является MILOX, разработанный в Финляндии. Название метода происходит от со-четания трех английских слов — «milieu pure oxidative» (чистая окисли-тельная среда), что полностью отражает суть данной технологии [8]. При окислительно-органосольвентном методе варки выделяются несколько ключевых стадий: подготовка раствора для варки, обработка сырья, пред-ставляющего собой нарезанную коноплю, одноступенчатая варка, про-мывка целлюлозной массы, восстановление использованного варочного раствора и промывных вод, а также сортировка и очистка полученной целлюлозы, заключительная сушка целлюлозы. Подготовленное сырье помещается в варочный реактор. В процессе окислительно-органосольвентной варки активные компоненты раствора, содержащие пероксидные соединения, взаимодействуют с лигнином и фрагментируют его. Углеводы, такие как целлюлоза и гемицеллюлозы, остаются практиче-ски нетронутыми, благодаря чему достигается высокий выход волокнисто-го полуфабриката. Техническая целлюлоза остается в нерастворенном со-стоянии, распадается на отдельные волокна и представляет собой готовый продукт варки. После варки данная масса промывается водой для отделе-ния технической целлюлозы от варочного раствора.
Промытая целлюлоза затем сортируется и очищается для извлечения остатков невскрытых волокон. Использованный варочный раствор содер-жит различные органические вещества, преимущественно низкомолеку-лярные фрагменты лигнина, смолы, жиры, воски, уксусную кислоту и во-ду. Отработанный раствор подвергается очистке от органики и использу-ется для восстановления уксусной кислоты






Таблица 1.1 - Сравнительная таблица целлюлозы на основе костры конопли технической и целлюлозы древесной
Наимено-вание показате-ля Целлю-лоза из костры коноп-ли тех-ниче-ских сортов Целлю-лоза древес-ная (хвой-ная) суль-фатная небеле-ная
(Марка НС-3) Целлюлоза сульфит-ная небе-леная из хвойной древеси-ны (Марка Ж-4)

Целлюлоза суль-фатная беленая из смеси лиственных пород древе-сины

Марка
ЛС-3 ЛС-4
Разрыв-ная дли-на, м 7800 7800 7000 7000 6000
Абсолют-ное со-против-ление раздира-нию, мН (гс) 410
(42) 630
(64) - 410
(42) 350
(360)
Степень делигни-фикации 18,2…32 20…26 менее
27 - -
1.6 Вывод по разделу
Окислительно-органосольвентный метод делигнификации совмещает лучшие характеристики как органосольвентных, так и окислительных процессов. Это позволяет проводить работу при атмосферном давлении и температурах ниже 100 °C. Кроме того, этот метод дает возможность по-лучать целлюлозу, которая не нуждается в дополнительной отбелке. К по-ложительным характеристикам сырья относя ежегодная восстанавливае-мость, экологическая чистота, невысокая стоимость, возможность перера-ботки разложения лигниноцеллюлозной структуры на волокнистые ком-поненты.

2.1 Исследовать вероятность производства целлюлозы на основе
конопли технических сортов.
В конопле содержится от 25%...30% волокон, тогда как остальная часть — это костры, составляющие от 70%...75%. В период зрелости ко-нопля отличается высокой прочностью и устойчивостью к гниению, а так-же обладает хорошими механическими свойствами по сравнению с други-ми натуральными волокнами. В международной практике в области цел-люлозно-бумажной промышленности для производства волокнистых ма-териалов используются различные виды растительного сырья [4, 5].
В зависимости от их анатомо-морфологического строения и химиче-ского состава их делят на два типа: первое — сырье с высоким содержани-ем целлюлозы (75…85%) и низким содержанием лигнина (1…2%), харак-теризующееся крупными элементарными волокнами (10 мм и более); вто-рое — сырье с содержанием целлюлозы от 35%...52%, лигнина от 10% …25% и полимеров, состоящих из пентоз, с небольшими элементарными волокнами (0,3…2,0 мм).
К первому типу относятся волокна хлопка, лубяные волокна льна и конопли, которые применяются для производства целлюлозы, предназна-ченной для химической обработки и высококачественной бумаги. Ко вто-рому типу относятся все остальные растения, используемые для производ-ства бумаги и картона. При переработке конопли можно получить два ви-да целлюлозного сырья: волокно для целлюлозы с повышенным содержа-нием целлюлозы и костры для производства плоских и гофрированных слоев гофрокартона. Переработка волокон конопли имеет важное значение для создания импортозамещающих целлюлозных материалов. Одним из первых шагов на этом пути является установление состава волокон коноп-ли, который представлен в таблице 2.1


Таблица 2.1 - Состав сырья из конопли
Показатели, % от массы абсолютно сухо-го сырья (а. с. с.)
Волокно конопли
технической

«Массовая доля экстрактивных веществ, растворимых:
– в ацетоне (ГОСТ 6841);
– в горячей воде» [6];
0,4±0,5
5,6±0,5
Массовая доля лигнина (ГОСТ 11960) 6,6±0,2
Массовая доля золы (ГОСТ 18461) 2,3±0,1
«Массовая доля целлюлозы Кюршнера» [6] 68,3±1,0
«Массовая доля холоцеллюлозы» [6] 72,3±1,0

В таблице представлен состав сырья из конопли, где среди отрицательных характеристик выделяется высокое содержание водорастворимых веществ. В то же время, положительным свойством этого сырья является значительное содержание полуцеллюлозы.
Методы щелочной обработки и окислительно-органосольвентной варки были более детально рассмотрены в монографии [4]. Процесс щелочной обработки осуществлялся с использованием раствора NaOH при температуре 90°C, продолжительность обработки составила 60 минут, при этом жидкостный модуль составлял 10:1. Условия варки были следующими: жидкостный модуль 10:1, температура 90°C, а расход равновесной перуксусной кислоты составил 0,4 г/г к массе сырья.


 
Рисунок 2.1 - Анатомические детали волокон конопли технической:
1– длинные лубяные волокна с широкой полостью; 2– длинные лу-бяные волокна с узкой полостью; 3 – пояски волокон
На рисунке 2.1 представлена структура технической целлюлозы во-локон конопли, которая формируется из длинных лубяных волокон двух типов – с узкими и широкими клеточными полостями, а также узкими кле-точными стенками. Поверхность этих волокон имеет гладкую и ровную текстуру, без фибрилляции. Волокна обладают гибкостью и не имеют ви-димых изломов или разрывов.
У волокон с широкой полостью можно заметить кольцевые утолще-ния, называемые поясками, которые представляют собой утолщения кле-точных стенок, напоминающие желатиновую структуру. Желто-коричневый цвет, полученный с помощью раствора хлор-цинк-йода, ука-зывает на высокую степень делигнификации клеточной стенки, что также подтверждается данными из таблицы 2.1
В ходе проведённой работы был определён состав волокон конопли технической. Обнаружено высокое содержание холоцеллюлозы (72,3 %) и низкое содержание лигнина (6,6 %). В отличие от древесного сырья, полу-ченная целлюлоза состоит из длинных волокон с узкими и широкими кле-точными полостями, а также хорошо делигнифицированными (0,3…1,6 %) клеточными стенками, содержание целлюлозы в которых составляет 98 %. Этот результат был получен методом окислительно-органосольвентной варки с предварительной щелочной обработкой.
Таблица 2.2 - Воздействие условий щелочной обработки и варки на выход и свойства технической целлюлозы из волокон конопли технических сортов

Показатель Техническая
целлюлоза из
волокон конопли
Продолжительность варки, мин 30 60
Выход технической целлюлозы, % от а. с. с. 70,9±0,5 64,1±0,5
Массовая доля лигнина, % 1,6±0,2 0,3±0,2
рН холодного экстрагирования водной вы-тяжки
(ГОСТ 12523) 5,9 6,3
Белизна, % (ГОСТ 7690) 86,0 82,6
Массовая доля целлюлозы, % от абсолютно
сухой целлюлозы (а.с.ц.) 95,6 98,3
Массовая доля золы, % от а.с.ц. 0,6±0,2 0,5±0,2
Средняя длина волокон, мм 5,3…6,3
Средняя ширина волокон, мкм 0,02…0,04

Анатомические составляющие целлюлозы, полученной из сырья, имеют клетки растений, пористые сосуды, спиральные сосуды паренхим-ной ткани и склеренхимные клетки представляют интерес для производ-ства бумаги так, как обеспечивают ее прочность. Целлюлоза, приготовлен-ная из костры конопли технических сортов, обладает характеристиками, приближенными к древесной целлюлозе. Из таблицы 2.2 видно, что значе-ния основных механических свойств целлюлозы на основе костры, таких как разрывная длина и сопротивление раздиранию, находятся на уровне значений древесной целлюлозы. По степени делигнификации в заданных условиях целлюлоза из костры конопли так же не уступает древесной цел-люлозе.
Подготовка сырья включает отбор фракций костры сырья из коноп-ли с размерами 0,15…0,7 см, промывку костры сырья из конопли холод-ной водой. Подготовленное сырье с учетом влажности направляют на вар-ку. Варку проводят в коррозионностойком котле с обогревом, загрузочно-разгрузочной горловиной, штуцером для сброса давления и штуцером для слива отработанного варочного раствора. Заправленное в котел сырье заливаем необходимым объемом раствора едкого натра (в ед. Na 2 O) за-данной концентрации с учетом гидромодуля. Варку ведут по заданному температурному графику, при этом сначала обеспечивают подъем темпе-ратуры до 172…175оС в течение 60…70 минут, а затем содержимое котла выдерживают при температуре 175…130 оС в течение 60 минут при давле-нии 0,8…0,82 МПа. Затем производят конечную сдувку, выпускают чер-ный щелок. Сваренную массу промывают и сортируют.
2.2 Сульфатный способ получения целлюлозы из сырья конопли
Данные способы могут быть использованы в производстве тароупа-ковочных видов бумаги и картона. Техническим результатом является по-вышение эффективности переработки сырья, возможность легкого внедре-ния технологии в производство, повышение экологичности производства целлюлозы, благодаря возможности реализации технологического процес-са без использования соединений серы, быстрой воспроизводимости сырь-евой культуры и сокращения вырубки лесов.
Для достижения указанного способа получения целлюлозы предла-гается целлюлоза, включающая 100 % массы волокон конопляного сырья. Способ получения целлюлозы включает: сортирование сырья, промывку сырья холодной водой, варку сырья в водном растворе гидроксида натрия (в пересчете на ед. Na2O) заданной концентрации, с гидромодулем в соот-ношении 8:1 при давлении 0,8 МПа, при этом сначала обеспечивают по-вышение температуры до 172…175 оС в течение 60…70 минут, затем вар-ку при постоянной температуре 175…130 оС в течение 60 минут, конечную сдувку, выпуск черного щелока, промывку и сортировку сваренной массы, отличающийся тем, что в качестве сырья используют исключительно кост-ру из конопляного сырья. Размер частиц костры должен составлять не ме-нее 0,15 см и не
более 0,7 см.
По морфологическому строению, анатомическому и компонентному составу данное сырье пригодно для получения технической целлюлозы и бумаги из неё.
2.3 Результат режима варки
Сульфатную варку отобранной и промытой фракции костры из сы-рья конопли проводят в котле при следующих условиях: расход активной щелочи к абсолютно сухой массе сырья 22,0 % (в ед. Na 2 O), сульфид-ность 20 %, гидромодуль 8:1, максимальная температура варки 172 оС, продолжительность подъема температуры до заданной 60 минут, продол-жительность варки 60 минут. В заданных условиях получают целлюлозу с выходом 44,8% от массы исходно взятого а. с. с. Массовая доля лингина составляет 10,0±0,2% от массы полученной целлюлозы.
Таблица 2.4 -  Условия проведения и результаты примеров варок сырья из конопли костры конопли технических сортов
Показатели Режим варки
Расход Na2O к а. с. с., % 22,0
Гидромодуль 8:1
Длительность подъема температуры, мин 60 (172 оС)
Длительность варки, мин 60
Выход технической цел-люлозы, % от а. с. с. 44,8
Массовая доля лигнина, % от а. с. ц. 10,0±0,2
Разрывная длина, м 7525
Абсолютное сопротивле-ние раздиранию, мН (гс) 410
(42)
Степень делигнификации 18,2…32,0


2.4 Вывод по разделу
В период своей зрелости конопля демонстрирует выдающиеся проч-ностные характеристики и устойчивость к гниению, а также превосходные механические свойства по сравнению с другими натуральными волокнами. Направление обработки технических сортов конопли позволяет получать два основных типа сырья, предназначенного для производства техниче-ской целлюлозы: волокно, содержащее высокие количества ;-целлюлозы, и костру, которая используется для изготовления бумаги для гофрирован-ных слоев гофрокартона. Особое внимание стоит уделить обработке воло-кон конопли, поскольку это открывает возможности для создания им-портозамещающих целлюлозных материалов, что является важным шагом в развитии отечественной промышленности.

















3.1 Типовая технологическая схема производства бумаги
В России к бумаге относят материалы с массой до 250 г на квадрат-ный метр, в то время как те, что превышают эту величину, классифициру-ются как картон. Однако данное разделение является условным [9] – [11].
Процесс производства бумаги включает в себя несколько ключевых этапов: подготовку бумажной массы к отливу, собственно отлив на бума-годелательной машине БДМ и последующую отделку полученной бумаги, как показано на рисунке 3. Одним из наиболее значимых этапов является размол, для которого волокнистые полуфабрикаты сначала обрабатыва-ются водой в гидроразбавителях. Затем они смешиваются в регуляторах композиции. На этом этапе масса может быть направлена непосредственно на отлив, либо в зависимости от предназначения бумаги в композицию до-бавляются проклеивающие вещества и наполнители. Для улучшения взаи-модействия компонентов с волокнами могут использоваться сернокислый алюминий, полиакриламид и другие наполнители.
Полученную массу подготавливают с учетом концентрации и накап-ливают в бассейнах для дальнейшей переработки. Перед подачей бумаж-ной массы на БДМ или картонно-техническую машину (КТМ) её разводят оборотной водой, очищают от посторонних включений и направляют че-рез распределительные устройства к формующему механизму, который состоит из одной или нескольких движущихся бесконечных сеток. На этих сетках происходит удаление значительного объема воды и формирование или отлив необходимых форм бумажного или картонного полотна. Далее изделие подвергается прессованию, сушке, охлаждению и машинной от-делке. В зависимости от назначения, готовая продукция может проходить процесс каландрирования на суперкаландре.


.
 
Рисунок 3.1 - Технологическая схема производства бумаги.
Полученная продукция разрезается на рулоны нужного формата и отправляется на склад в упакованном виде. По мере необходимости, бума-гу и картон дополнительно нарезают на бобины или листы, а также вы-полняют тиснение, гофрирование, крепирование и прочие отделочные операции. Брак, который образуется в процессе производства (как в мок-ром, так и в сухом виде), отправляется обратно в бумажную массу и в за-данном соотношении возвращается в технологический цикл.
Оборотные воды, содержащие порции волокна, а также проклеива-ющие вещества и наполнители, которые входят в состав бумажной массы, используются для разбавления массы перед очисткой, а также для повтор-ного использования сухих полуфабрикатов и оборотного брака. Излишки воды направляются в сточные системы для улавливания волокна, которое затем может быть вновь использовано в производстве.
Картон изготавливается как многослойный материал, и зачастую для его гофрированного внутреннего слоя, известного как флютинг, применя-ются менее затратные волокнистые материалы по сравнению с теми, что используются для внешних слоев. В промышленности существует практи-ка разделения потоков оборотной воды на поверхности и потоки для внутреннего слоя, именуемого лайнером. Если заказчик не указывает тре-буемую белизну лайнера, то все оборотные воды направляются в общий поток для обработки всех слоев.
3.2 Подготовка бумажной массы
Волокно, используемое для производства бумаги, представляет со-бой лишь одну из составляющих процесса подготовки к её изготовлению. В исходной форме это волокно не подойдет для производства бумаги с должными характеристиками, так как оно обеспечит лишь низкую проч-ность, неконтролируемую текстуру и произвольное, неразмерное форми-рование.
На первом этапе производства бумажная масса подвергается размо-лу, смешиванию с ненарушенными компонентами в необходимых пропор-циях и очистке. Эти процессы объединяются под названием подготовки бумажной массы.
На целлюлозно-бумажном комбинате полуфабрикаты поступают в обезвоженном состоянии, представляя собой товарную целлюлозу или ме-ханическую массу, которая транспортируется по трубопроводам из сосед-них цехов. Перед этим сырьё из конопли обрабатывается в гидроразбива-теле, а полученные полуфабрикаты приводятся к требуемому соотноше-нию и отправляются в приемный бассейн.
Следующим этапом приготовления бумажной массы является мас-сный размол, в ходе которого волокно обрабатывается в присутствии во-ды между неподвижными и подвижными планками. В итоге размола во-локно раздавливается, разрезается, уменьшается и проявляются волоски или фибриллы, похожие на велюр. Составляющие становятся больше в размере это очень хорошо для хорошего контакта между собой в процессе производства бумаги.
Дополнительный размол он может быть окончательным. Дисковые рисунок 4 и конически рафинеры рисунок 5. Один из дисков может вра-щаться второй находится в неподвижном состоянии возможно одновре-менное вращение в разных направлениях.
 
Рисунок 3.2 - Внешний вид дискового рафинёра
Бумажная масса проходит в центральное технологическое отверстие одного из дисков и выдавливается к краю диска центробежными силами. Степень фракции размола в дисковых рафинёрах может изменяться благо даря фасонной поверхности размалывающих поверхностей.

 
Рисунок 3.2 - Внешний вид конического рафинёра
В общем, существует два основных способа приготовления бумаж-ной массы. Первый - это устаревшая ванная система, которая ранее широ-ко использовалась, но постепенно уступает место более эффективным ме-тодам. Второй способ включает в себя использование массных роликов и конической мельницы, которые позволяют значительно улучшить процесс переработки волокна и повысить качество получаемой целлюлозы. Этот современный подход обеспечивает более равномерную текстуру и улуч-шенные эксплуатационные характеристики конечного продукта.
 
Рисунок 3.3 - Цилиндрический рафинёр
В современном производстве используется фабричное оборудование, состоящее из дискового рафинера и последующих конических мельниц. Промышленный цилиндрический рафинер, изображенный на рисунке 6, обеспечивает контроль за процессом размола и добавлением компонентов в режиме реального времени. Подготовленная размельченная консистен-ция постоянно и автоматически смешивается с присадками, пигментами и наполнителями в необходимых пропорциях для производства бумаги.
3.3 Наполнение бумажной массы
Неорганические материалы, также известные как минералы, функци-онируют в качестве наполнителей в бумажном производстве. К наиболее популярным из них относятся карбонат кальция, глина и диоксид титана. Эти наполнители вводятся в массу на этапе производства бумаги до фор-мирования листа. Их основная задача — улучшить ключевые характери-стики качества конечного продукта, включая гладкость, непрозрачность, яркость, печатные свойства, текстуру, вес и мягкость. Они также способ-ствуют снижению объемности и обеспечивают большую формовую ста-бильность бумаги. Для проклейки в массе часто используются канифоль и квасцы.
Наполнители в частности минеральные вводятся в бумагу для пони-жения цены на бумаги. Цена на минеральные наполнители меньше цены сырья конопли технической потому представляет экономический интерес. Для гладкости бумаги наполнитель при каландрировании бумаги заполня-ет углубления, на шероховатой стороне листа, придавая гладкости бумаги данное действии повышается уплотнение листа. Свойства упругости кар-тона уменьшаются при введении минеральных наполнителей и увеличива-ется пластичность.
Минеральный наполнитель придает бумаге негативные свойства пре-пятствует появлению между волокнами прочных связей из-за чего механи-ческая прочность снижается, становится более ломкой. Пылимость бумаги повышается с повышением в составе бумаги минерального наполнителя.
3.4 Проклейка бумаги
 Процесс, создания специфических свойств таких влагостойкости, устойчивость к истиранию верхнего слоя, повышение механической проч-ности уменьшение деформации и др. принято обозначать проклейкой бу-маги. Редко в бумагу дополнительно вводят добавки, не позволяющие впитать молоко, масло, и другие жидкостей.
3.5 Разбавление и очистка бумажной массы
Готовую бумажную массу до отлива на БДМ еще раз очищают, главным загрязнителем бумаги работают склады накопления и хранения полуфабрикатов, производственная вода, засоренность бассейнов, образо-вание слизи не чистые химические соединения в вводимые в бумажную массу. Требуемую фазу разбавления полуфабриката, дает понимание сте-пень размола, агрегатная составляющая сеточная часть БДМ, тип волокна. Для разбавления применяют оборонную воду, идущую от сеточной части БДМ, получаемую при удалении влаги из полотна бумаги.
Подача воды из уравнительного ящика контролируется с помощью задвижек, после чего вода в сочетании с бумажной массой попадает в сме-сительный ящик. Однако данный метод не применяется на высокоскорост-ных бумагоделательных машинах.
 
Рисунок 3.4 - Схема разбавления бумажной массы с использованием уравнительных ящиков перед бумагоделательной машиной:
 1 – машинный бассейн; 2 – резервуар оборотной воды; 3 – уравни-тельный ящик; 4 – смесительный ящик; 5 – регулятор
Названные насосы установлены в приямке бумагоделательной ма-шины и соединены с под сеточной ванной с помощью всасывающих тру-бопроводов. Бумажная масса перемещается из уравнительного ящика к всасывающему трубопроводу насоса, проходя предварительно через до-зирующие заслонки. Из смесительного насоса волокнистая масса подается с необходимой концентрацией к установкам для дальнейшей фильтрации.
 
Рисунок 3.5 - Схема разбавления массы посредством смесительных насосов и байпасной системы: 1 – машинный бассейн; 2 – массный насос; 3 – массоуравнительный ящик; 4 – массопровод; 5 – массорегулирующая заслонка; 6 – трубопровод под сеточный; 7 – смесительный насос; 8 – нагнетательный трубопровод для разбавления массы; 9 – обводной трубо-провод; 10 – заслонка в магистрали регулирования разбавления массы; 11 – узлоуловитель; 12 – напорный ящик; 13 – столовая часть; 14 – сборник подсеточной воды
Трубопроводы соединяются с помощью заслонки в байпасной маги-страли, что позволяет эффективно разжижать массу. Для фильтрации бу-мажной массы от тяжёлых загрязняющих элементов применяются песоч-ницы, центробежные сортировщики, сепараторы, пескоотделители и вих-ревые очистители, которые устанавливаются перед КДМ.

 

Рисунок 3.6 - Схема центробежого пескоотделителя: 1 – вентиляци-онный клапан; 2 – смотровое стекло; 3 – грязевой сборник
Центробежные пескоотделители, изображенные на рисунке 3.6 спо-собны удалять лишь значительные загрязнения и часто используются при производстве упаковочной бумаги, содержащей макулатуру. Эти пескоот-делители имеют диаметр от 500 … 600 мм и обеспечивают производитель-ность от 1500 … 3000 л/мин.


 
Рисунок 3.7 - Схема вихревого очистителя: 1 – подвод; 2 – отвод; 3 – тангенциально установленный патрубок; 4 – смотровое стекло; 5 – свежая спрысковая вода; 6 – грязевой сборник; 7 – загрязнения
Вихревом очистители рисунок 10 на элементы сора оказывают влия-ние центробежные силы, в 400…800 раз сильнее их веса убирают из массы самые мелкие песчинки и сор.

 
Рисунок 3.8 - Схема селектифайера: 1 – впуск массы; 2 – выход мас-сы;
3 – сортирующее сито; 4 – лопатки ротора; 5 – отходы сортирования.
В современном производстве всё чаще используются селектифайеры, обладающие высокой производительностью. На рисунке 3.8 представлены сортировочные устройства с вертикальным валом, которые функциони-руют под давлением. Бумажная масса, подаваемая по трубопроводу под углом к цилиндру, проходит под давлением через отверстия или шлицы неподвижного сита. Внутри цилиндра расположены две обтекаемые поло-сти, которые вращаются в непосредственной близости от сита. Это создает эффект пульсации, известный как эффект Магнуса, что позволяет избежать засорения отверстий сита.
Суточная производительность селектифайера с диаметром сита 0,6 м и длиной 0,6 м составляет от 30 до 40 тонн. Размер отверстий в сите равен 2 мм. Однако в остатках после сортировки селектифайера всё еще остается значительное количество волокон, поэтому их повторно обрабатывают с использованием вибросортировщиков.

3.6 Формование бумаги на БДМ
Качество бумаги, производимой на бумагоделательной машине (БДМ), в значительной степени зависит от параметров подачи бумажной массы на сетку устройства [12], [9], [13].
Для получения бумаги с требуемыми характеристиками необходимо обеспечить однородность смеси волокон и воды в потоке массы. Важно, чтобы бумага сохранялась по ширине машины на протяжении всего про-цесса её производства. В большинстве случаев подача массы на сетку должна иметь скорость, соответствующую скорости движения самой сетки, при этом допустимо отклонение скорости массы от скорости сетки в пре-делах 5…10%.
Нанесение бумажной массы на сетку БДМ осуществляется с помо-щью напорных ящиков различного типа, а удаление влаги на сеточном столе иллюстрируется на рисунке 3.9. На этом этапе бумажная масса пере-ходит в водосодержащее бумажное сукно с влажностью 18…20%. Этот полуфабрикат может быть передан с сетки для дальнейшего уплотнения в другие агрегаты удаления влаги. Таким образом, завершается один из ключевых этапов производства — формование на сетке БДМ.
После регистровой части концентрация массы составляет 2,5…3%. При этом соотношении завершает процесс, известный как «зеркало зали-ва». На этом этапе бумажная масса начинает превращаться в бумажное полотно, вводится термин «сухость бумажного полотна». После отсасы-вающих ящиков влажность полотна составляет 10…12%, после сушильной секции – 90…94%, а после гауч-вала – 19…21%.
Отлив бумаги представляет собой процесс удаления излишков влаги с сетки машины, в результате которого формируется волокнистый слой. Ошибки, допущенные на данном этапе, не подлежат коррекции и фикси-руются в бумаге как дефекты её производства. Волокна на сетке БДМ рас-полагаются ориентированно в направлении длины бумаги, ось волокна направлена по ходу движения сетки.


 
 
Рисунок 3.9 Схема сеточной части тихоходной бумагоделательной машины: 1 – напорный ящик; 2 – грудной вал; 3 – ограничительные ли-нейки; 4 – регистровые валики; 5 – отсасывающие ящики; 6 – ровнитель; 7 – сеткоправильный валик; 8 – верхний гауч-вал; 9 – нижний гауч-вал; 10 – автоматический сеткоправильный валик; 11 – сетконатяжной валик; 12 – аккумулятор подсеточной воды; 13 – желоба для подсеточной воды; 14 – подсеточная ванна; 15 – бассейн с мешалкой под гаучем с питающим шне-ком
 
Рисунок 3.10 - Схемы трясочных устройств сеточного стола: а – грудной вал; б – однозональная тряска; в – двухзональная тряска
Сеточный стол является ключевым элементом в процессе производ-ства бумаги, выполняя ряд важных функций. Основное назначение сеточ-ного стола заключается в формировании бумажного полотна путем взаи-модействия волокон и воды, а также в удалении избыточной влаги из бу-мажной массы рисунок 3.10
 
Рисунок 3.11 - Схема профиля сеточного стола
Регистровые валики на протяжении длительного времени служили одним из основных агрегатов для удаления влаги из сукна полотна. При-водятся в движение они за счет вращения сетки, что обеспечивает эффек-тивный процесс отжима. Этот элемент оборудования играет ключевую роль в формировании качественного бумажного продукта, позволяя зна-чительно снизить уровень влажности до поступления полотна на следую-щую стадию обработки.

 
Рисунок 3.12 - Принцип работы регистрового валика: 1 – регистро-вый валик; 2 – пленка воды; 3 – сетка; 4 – слой волокнистой суспензии; 5 – противодавление; 6 – направление движения сетки; 7 – отсасывающее дей-ствие; 8 – удаляемая вода.
 Вода удаляется благодаря вакууму, который создается в клиновид-ном зазоре между валиками и бесконечной сеткой на сбегающей стороне, как показано на рисунке 3.13. Под действием центробежных сил вода вы-брасывается тангенциально на соседний валик. Чтобы предотвратить это явление на высокоскоростных бумагоделательных машинах, дополнитель-но устанавливаются дефлекторы, которые эффективно отделяют влагу.
 
 
Рисунок 3.13 Схема отвода воды в зоне листообразования: 1 – мок-рые отсасывающие ящики; 2 – опорные планки; 3 – гидропланки
В результате оказываемого давления водяной пленки между реги-стровыми валиками и сеткой снижается как эффективность листообразова-ния, так и удаление влаги. Данная проблему помогает решить установка гидропланки рисунок 3.14, которая располагается под углом от 1…5° к сетке. В начальной части эта плоскость имеет угол наклона от 30…45°, что способствует удалению влаги, удерживаемой на поверхности бумаги.
 
Рисунок 3.14 -  Схема работы гидропланки
Гидропланки изготавливаются из полиэтилена. После того как по-лотно с содержанием сухого вещества 2…4 % проходит за регистровую часть сеточного стола, оно поступает на сетку, где находятся отсасываю-щие ящики. В этих ящиках создается вакуум рисунок 3.15, который пред-назначен для ускорения удаления влаги из бумаги. При содержании влаги свыше 4 % процесс обезвоживания полотна бумаги становится более сложным, что налагает необходимость в увеличении длины сеточного сто-ла. Количество отсасывающих ящиков варьируется от 2…12, что позволя-ет оптимизировать процесс удаления лишней воды.
 
Рисунок 3.15 - Схема отсасывающего ящика: 1 – отводящий патру-бок для воды и воздуха; 2 – болты для регулирования ящика по высоте; 3 – корпус; 4 – верхняя крышка ящика; 5 – перегородка для регулирования ширины отсоса; 6 – винт для перемещения перегородки.
Объем вакуума, когда бумага движется БДМ, увеличивается от одно-го отсасывающего ящика к другому. Этот показатель зависит от типа про-изводимой бумаги, количества отсасывающих ящиков и скорости работы БДМ. Что бы ограничить поступление воздуха в расстояние между пере-городками и торцами ящика заливается вода, что становится гидравличе-ским затвором. Ровнитель устанавливают для того, чтобы обеспечить рав-номерную и уплотненную структуру бумажного полотна. Этот элемент представляет собой пустой валик, обтянутый жесткой сеткой, которая намного плотнее, чем сетка БДМ, и состоит из бесконечной сетки с мень-шим количеством проволок на единицу длины. Чтобы предотвратить накопление пузырьков пены и слизи от волокон, ровнитель регулярно очищается с помощью водяных вспрысков.

 
Рисунок 3.16 - Схема установки ровнителя над отсасывающим ящи-ком: 1 – ровнитель; 2 – регистровые валики; 3 – вакуумная камера; 4 – во-дяная камера
Сеточный стол завершается отсасывающим гауч-валом. Отсасываю-щие гауч-валы бывают двух типов: камерные и ячейковые. Например, од-нокамерный отсасывающий гауч-вал (показан на рисунке 3.17 а) применя-ется на бесконечных дисперсионных машинах (БДМ) при скорости менее 250 м/мин. В свою очередь, двухкамерный отсасывающий вал (изображен на рисунке 20) используется на машинах, работающих на скоростях, пре-вышающих 250 м/мин.
 

 
Рисунок 3.17 - Виды гауч-валов: а – отсасывающий однокамерный гауч-вал; б – гауч-вал с уплотненной камерой; в – отсасывающий двухка-мерный гауч-вал; г – отсасывающий ячейковый вал; 1 – цилиндр; 2 – от-верстия в цилиндре; 3 – вакуум-камера; 4 – прокладка; 5 – резиновая шина (шланг); 6 – спрыск; 7 – прижимной валик; 8 – корпус вала; 9 – ячейки
В однокамерном гауч-валу объем вакуума в процессе его работы должен поддерживаться в пределах от 33 до 73 кПа, в зависимости от типа производимой бумаги и скорости бесконечной дисперсионной машины (БДМ).
3.7 Прессование бумажного полотна
После сеточной части полотно бумаги перемещается в прессовую секцию, где происходит механическое удаление влаги из сукна, находяще-гося за сеточным столом. В стандартном прессе используются два вала: верхний, который может быть гранитным или стальным, и нижний вал, выполненный из металлического материала и облицованный резиной ри-сунок 3.18. Эффективность удаления воды контролируется посредством давления между валами и их соприкосновения.

 
Рисунок 3.18 - Схема расположения валов обычного двухвального пресса: 1 – бумажное полотно; 2 – верхний вал; 3 – нижний вал; 4 – прес-совое сукно
При движении бумаги в прессе одна сторона соприкасается с сукном и получает от него маркировку, тогда как другая поверхность взаимодей-ствует с верхним гладким валом. В результате, одна сторона бумаги ста-новится гладкой, а другая остается неструктурированной.
Каждый пресс управляется отдельным приводом. В процессе прессо-вания полотно достигает уровня сухости от 30% … 42%.
3.8 Сушка бумажного полотна
Часть БДМ производящая сушку полотна бумаги называется су-шильной частью в ней происходит окончательное удаление влаги из по-лотна бумаги процессом испарения. Промышленное давление в цилиндрах 0,35 МПа. Количество цилиндров обуславливается видом производимой бумаги и скорости БДМ.
Схема расположения полотна в сушильной части БДМ рисунке 23 сушильные цилиндры требуются для достаточно плотного прижима бума-ги между ними поглощения влаги и подачи полотна бумаги в сушильной части машины. В БДМ высокой эффективности сушильная часть она пол-ностью прикрыта кожухом служащим для высокой продуктивности систе-мы вытяжной вентиляции и приточной вентиляции.
 
Рисунок 3.19 - Схема прохождения бумаги в сушильной части бума-годелательной машины: а – бумага на цилиндре, не покрытая сукном; б – бумага на цилиндре, покрытая сукном; в – участок свободного хода бума-ги; 1 – бумагосушильные цилиндры; 2 – сукносушильные цилиндры; 3 – сукноведущие валики.
В сушильной зоне бумагоделательной машины (БДМ) содержание влаги в полотне уменьшается до уровня 92…95%. Во время сушки проис-ходит удаление от 1,5…2,5 литров воды на каждый килограмм бумаги, что примерно в 50…100 раз меньше по сравнению с процессами удаления влаги в прессовой и сеточной частях БДМ.
3.9 Отделка бумажного полотна
Отделка картона осуществляются довольно редко и, как правило, осуществляется одновременно с процессом сушки или по его завершении. Это делается с целью повышения положительных технических свойств, та-ких как плотность полотна, гладкость, блеск, растяжимость, прочность по-верхности и водонепроницаемость. Улучшение этих характеристик также расширяет возможности дальнейшей отделки бумаги, которая происходит после окончания работы на бумагоделательной машине [14], [15].
По схеме намотки бумаги есть два вида наката: центральный и бара-банный. Центральный накат широко применяется на высокоскоростных бумагоделательных машинах. Один из его положительных аспектов за-ключается в обеспечении равномерной и плотной намотки, независимо от скорости и типа машины, при низком давлении на бумажное полотно. По-сле процесса наката рулоны направляются на продольно-резательный или перемотно-резательный аппарат для нарезки на требуемую ширину, упа-ковки, отгрузки или дополнительной отделки.
Контрольная перемотка бумаги выполняется с целью выявления бра-ка и других дефектов, а также для проверки качества производства. Упа-ковка рулонов осуществляется с помощью автоматизированного оборудо-вания. Рулоны нарезаются на листы с помощью листорезного устройства, которое может быть оснащено одной или несколькими роликами и крутя-щейся резательной секцией. Листоукладчик формирует стопки листов и встряхивает их. Разрезанные листы затем транспортируются конвейером к листоукладчику.
При резке бумаги используется гильотинная резальная машина. В настоящее время направление развития резательного оборудования пред-полагает замену традиционных гильотинных машин на прецизионные ли-сторезательные устройства. Листы, нарезанные на таких устройствах, не имеют пыления кромок, которое встречается у бумаги, обработанной на гильотинном оборудовании. Кроме того, сортировка и отбраковка листов осуществляются автоматически в процессе резки. Завершающим этапом для листовой бумаги является ее упаковка.
3.10 Вывод по разделу
Во время практики, на лабораторном оборудовании кафедры, был осуществлён эксперимент с использованием сечки конопли технических низких сортов, в результатe которого была получена бумага. Визуальный анализ позволяет лишь предположить, что данный продукт может быть использован в качестве подложки для гофротары, однако его хрупкость и высокая шероховатость являются значительными ограничениями, как по-казано на рисунке 3.20
 
Рисунок 3.20 - Экземпляр бумаги из конопли технических низких сортов.
4.1 Технологии изготовления картона
Картон производится на КДМ и доступен как в однослойном, так и в многослойном варианте. Устройства для производства однослойного кар-тона имеют сходство с машинами для бумаги, однако они обладают боль-шей мощностью [16], [17].
При изготовлении картона с покрывным слоем над сеточным столом устанавливается напорный ящик, который располагается выше отсасыва-ющих ящиков. Покрывной слой может быть выполнен из другой конси-стенции или из той же композиций, но с более тонким помолом. Основные характеристики картона, такие как прочность, зависят от свойств наруж-ного слоя, особенно это касается многослойного картона.
Многослойный картон с массой 400…500 г на квадратный метр мо-жет производиться в рулонах, при этом его толщина не превышает 0,5 мм. Картон толщиной 1 мм и более изготавливается в листах; при этом тол-стые карты нарезаются на листы в мокром состоянии до прессования, а за-тем проходят процесс сушки. Подготовка массы для картона включает те же стадии, что и для бумаги, однако нужно отметить, что большинство ти-пов картона используют более грубые и прочные волокна.










Таблица 4.1 - Разница показателей качества бумаги для гофрирова-ния из древесины и конопли технических сортов

Наименование показа-телей
Бумага для гофрирова-ния из древесины
Бумага для гофрирова-ния из конопли техни-ческих сортов
Масса бумаги площа-дью 1м;,г
125 ±6
123 ±6
Сопротивление плос-костному сжатию гоф-рированого образца бумаги (СМТ 30), Н, не менее при ширине по-лоски 15 мм


230


234
Абсолютное сопротив-ление продавливанию кПа не менее
275
284
Удельное сопротивле-ние разрыву в машин-ном направлении кН/м не менее

0,6

0,9
Сопротивление торце-вому сжатию гофриро-ваного образца бумаги (ССТ30) кН/м не менее

0,95

0,99
4.2 Вывод по разделу
Изучив теоретический материал по производству бумаги тароупако-вочных видов бумаги на основе конопли технических сортов, и таблицу показателей качества, есть основания полагать данный полуфабрикат можно использовать в производстве бумаги для гофрирования.



























Заключение
Окислительно-органосольвентные методы делигнификации объеди-няют преимущества как органосольвентных, так и окислительных процес-сов, позволяя осуществлять варку при атмосферном давлении и темпера-туре менее 100 °C. К числу положительных свойств этих методов можно отнести ежегодную возобновляемость ресурсов, доступность по цене, а также возможность переработки с применением различных методов рас-щепления лигноцеллюлозной структуры на волокнистые компоненты.
В ходе практического эксперимента на лабораторном оборудовании кафедры с использованием нарезки конопли низких сортов была получена бумага. Визуальный анализ показывает, что она может быть пригодна для создания подложек в гофротаре из-за своей хрупкости и высокой шерохо-ватости.
Изучив теоретические материалы по производству бумаги для гоф-рирования на основе технической конопли, можно сделать вывод, что этот полуфабрикат возможно использовать в производстве бумаги для гофри-рования, при условии исключения наполнителей из процесса её изготовле-ния.


Рецензии