Итоги показали, что те предприятия, которые проводят комплексную переработку древесины, оказались более успешными и устойчивыми к переменам в экономике, чем однопрофильные предприятия. Несмотря на невысокий рост развития, целлюлозно-бумажная сфера приносила больше дохода и показала экономические показатели выше, если сравнить с остальными сферами лесного сектора.

После предыдущего кризисной времени целлюлозно-бумажная промышленность в основном восстанавливалась модернизации организаций, занимающихся этой отраслью. Поскольку у предприятий нет возможности получать недорогой кредит на долгий срок, мероприятия, планируемые для того, чтобы повысить конкурентоспособность продукции в данной отрасли, внедрять новые технологии, снижать потребление энергии, улучшить экологию технологических процессов. Именно это является причиной, наряду с пассивными участием государства в развитии необходимых инфраструктур для новостроек, тому, что новых организаций в данной сфере немного. Эти факторы не самым лучшим образом сказываются на развитии целлюлозно-бумажной сферы в нашей стране и роста уровня конкурентоспособности отечественных предприятий на внешнем рынке.

Перспективы развития целлюлозно-бумажной сферы в нашей стране

Несмотря на все вышесказанное, работая в условиях кризиса, организации смогли выжить, выявляя главнейшие приоритеты в работе. Ниже представлены самые важные из них:

• Необходимость оптимизировать процесс производства
• Повысить качество производимой продукции для того, чтобы та стала конкурентоспособной на внутреннем и мировом рынке
• Внедрение новых технологий для модернизации производственного процесса
• Расширение и обновление ассортимента производимой продукции

Развитие и восстановление отечественной целлюлозно-бумажной сферы в большей мере зависит от ситуации в рынке волокна и бумаги для газет. Эти рынки освоены отечественными предприятиями.

Однако данная перспектива не приносит положительные плоды, поскольку есть ряд проблем, связанных с расширением продукции, выпуском производимой продукции, которая сможет заменить импортную, поиском неосвоенных рынков для сбыта.

Неопределенная экономическая ситуация и современное отношение к экологии требуют создание новой стратегии, которая будет идеально подходить к современным реалиям и будет соответствовать таким требованиям, как:

• Создание условий для того, чтобы у инвесторов появился стимул делать долгосрочные инвестиции
• Координация усилий в дальнейшем развитии отрасли

Судя по результатам Министерства экономики развития Российской Федерации за последние несколько лет индекс промышленного производства - 104 процента. Из всей целлюлозы по варке, которая производится в стране, приблизительно 63 процента производители целлюлозы используют с целью производить продукцию более высшей переделки, такую как бумага, картон и другие изделия. 37 процентов составляет товарная целлюлоза как для потребления внутри страны, так и для внешнего рынка.

Если сравнить итоги нескольких последних лет, то можно увидеть, что производство картона стало больше, а производство бумаги, наоборот, сократилось. Большую долю составляет производство газет и книг - пятьдесят один и десять с половиной процентов соответственно.

Внешняя экономическая деятельность

В период кризиса из отечественного производства целлюлозно-бумажная сфера не отступила от своих позиций и была рентабельной. Экономические показатели по целлюлозно-бумажной сфере были гораздо выше, чем остальные отрасли лесного сектора.

В сегодняшнее время в нашей стране функционируют примерно сорок предприятий, которые производят целлюлозу. В основном они являются частью лесопромышленного холдинга. Семь самых крупных предприятия обеспечивают примерно семьдесят процентов всего объема производимой целлюлозы. Такими предприятиями являются, к примеру, Архангельский целлюлозно-бумажный комплекс, Котласский целлюлозно-бумажный комплекс и другие. Большая часть предприятий являются частью зарубежных организаций.

Восемьдесят процента товарной целлюлозы и пятьдесят процентов картона и бумаги, которая производится в нашей стране, экспортируется. Это главный резерв для успешного развития этой сферы.

В Соединенных Штатах Америки с расчетом на год на 1 человека приходится 347 килограммов потребляемой бумажной продукции, в Бельгии - триста двадцать один килограмм. В нашей стране эта цифра составляет только 18,2 килограмма. Раньше Россия была на четвертом месте на планете по объему производимой бумаги и картона, однако с 2003 года ее позиция снизилась до восемнадцатого места.

Отечественные предприятия обладают всеми необходимыми преимуществами - и с позиции себестоимости сырья, и с позиции себестоимости энергетического компонента. Хвойное сырье в России в три раза дешевле главных стран-конкурентов. Что касается лиственной древесины, то она стоит еще дешевле.

Приблизительно на треть дешевле обходится электроэнергия, если сравнить с основными конкурентными странами. Разница между стоимостями топлива, необходимого для того, чтобы получать пар и генерировать электричество, в Российской Федерации и других странах-конкурентах составляет примерно шестьдесят шесть процентов. Помимо всего прочего, в нашей стране расходы на персонал в целлюлозно-бумажной промышленности ниже, чем в других странах.

Причины невысокой конкурентоспособности

При всех вышеуказанных преимуществах есть и ряд недостатков, из-за чего конкурентоспособность отечественных предприятий находится на невысоком уровне.

• предприятия терпят большие потери из-за высокого удельного расхода ресурсов
• организация производства не является эффективной

Из-за указанных причин конкурентоспособность падает. Большинство отечественных предприятий не модернизировали технологии и оборудование. Они используют оборудование прошлого столетия, что не самым положительным образом влияет на эффективность производства и качество производимой продукции. Также остро чувствуется недостаточность инвестиций в данную сферу, что помогло бы предприятиям усовершенствовать оборудование и, как следствие, технологию производства и качество производимой продукции.

Конечно же, российские предприятия все еще имеют конкурентное преимущество в виде небольшой себестоимости производства, однако данное преимущество с каждым годом теряет свою актуальность. В современное время, в особенности во время кризисной и посткризисной экономической ситуации отечественной целлюлозно-бумажной промышленности нужно более тщательно анализировать все преимущества, которые повышают конкурентоспособность отрасли, и по итогам анализа построить новую стратегию, отвечающую стандартам современной реалии.

Несмотря на все вышесказанное, инвестиций в данной отрасли не хватает. Основными причинами этого являются:

• неразвитая начальная инфраструктура в тех регионах России, где много лесов - транспортные пути, необходимые для перевозки, электричество, коммуникации
• государство принимает неактивное участие в решение проблем, существующих в данной отрасли

Именно по данным трудноразрешимым причинам инвесторы не желают делать долгосрочные инвестиции в лесной сфере. Для примера: чтобы производить коробочный картон, которые необходим для внутреннего и внешнего рынка, объемом в 1 миллион 360 тысяч тонн нужно инвестировать минимум 1 миллиард 350 миллионов долларов США.

Прогнозы Министерства экономики развития Российской Федерации также не обнадеживают. К 2020г. произойдет снижение роста производства в целлюлозно-бумажной отрасли, издательской и полиграфической деятельности примерно на три процента.

Ситуация в сфере производства картона и бумаги

Если анализировать ситуацию с потреблением картона и бумаги в нашей стране, то на человека в год приходится 53,8 килограммов (для примера, в Соединенных Штатах Америки эта цифра - 347 килограммов, а в Финляндии - четыреста тридцать два килограмма).

Как показывает статистика, основанная на опыте шестидесяти стран на Земле, когда ВВП страны на душу населения растет на один процент, объем потребления картона и бумаги растет приблизительно на 1,4 процента при условиях одинаковой численности населения страны.

Инвестиции и производственные технологии

В настоящее время объем потребления среднегодовой мощности в целлюлозно-бумажной сфере составляет приблизительно восемьдесят процентов, в сфере производства картона любого типа - приблизительно от восьмидесяти пяти до девяноста процентов. Однако по различным отдельно взятым продукциям, к примеру тарного картона, данные цифры гораздо выше. На данный момент объем потребления снова растет. Есть предприятия, где данная цифра достигла от девяносто двух до девяносто пяти процентов.

Проблемой остается технологическое оборудование отечественных предприятий. Большинство оборудования (от семидесяти до девяноста процентов) покупалось заграницей более чем пятнадцать лет назад. С тех пор ни разу оборудование не модернизировалось. Многие варочные установки непрерывного действия (приблизительно восемьдесят процентов) эксплуатируются более двадцати пяти лет, а пятьдесят процентов варочных котлов периодического действия - более сорока пяти лет. Современным стандартам соответствует лишь десять процентов основного производственного оборудования.

Если и в ближайшие несколько лет будет острая нехватка инвестирования в современные производственные оборудования, то отечественные предприятиям грозят серьезные проблемы, которые будут тормозить производство в целлюлозно-бумажной сфере и повлияют на понижение конкурентоспособности производимой продукции в этой сфере.

В последние несколько лет благодаря действиям руководства страны целлюлозно-бумажная отрасль снизила экспорт сырья, это сразу же привлекло внимание иностранных инвесторов. Такой интерес мог бы стать началом успешного развития отрасли и решения всех проблем с технологическим оборудованием, однако в этому году экономический кризис стал помехой этому.

Но, несмотря на это, некоторые иностранные компании по производству картона и бумаги все же вышли на отечественный рынок. К примеру, такие лидер в данной отрасли, как американская компания International Paper, который наполовину контролирует 4 больших холдинга по производству продукций целлюлозно-бумажной отрасли - Котласский, Братский, Усть-Лимский и Санкт-Петербургский целлюлозно-бумажные комплексы.

Для получения качественной бумаги, состоящей из нескольких волокнистых полуфабрикатов, размол каждого из них целесообразно вести раздельно, т.е. по различным режимам и на отдельно установленном для этой цели оборудовании. Однако в ряде случаев для волокнистых полуфабрикатов, содержание которых в композиции бумаги не превышает 20-30 %, допускается совместный размол, так как при этом отпадает необходимость в установке дополнительного оборудования и процесс размола упрощается и протекает более экономично. При этом необходимо отметить, что известны случаи, когда совместный размол хвойной целлюлозы с добавками к ней соломенной и тростниковой целлюлозы способствует лучшей разработке волокон за счет влияния гемицеллюлоз последних, действующих на размол подобно гидрофильным добавкам. Поэтому вопрос о том, как лучше вести размол полуфабрикатов, раздельно или совместно, всегда нужно решать применительно к конкретным условиям производства и виду вырабатываемой бумаги.[ ...]

Для получения бумаги используют целлюлозу различных древесных пород и однолетних растений и древесную массу. Целлюлоза является также ценным сырьем для текстильного производства. Весьма широкое применение она находит и в других отраслях промышленности.[ ...]

Целлюлоза сульфатная беленая лиственная из смеси березы и осины, без нормирования соотношения пород, выпускается по ТУ 814)4-429-77: ЛБ-0 - для изготовления высококачественных видов бумаги и картона из 100 %-ной целлюлозы; ЛБ-1 - для выработки писчей бумаги, бумаги для печати, тетрадной, белых покровных слоев многослойного картона; ЛБ-2 - для писчей бумаги и бумаги для печати, некоторых видов технической бумаги; ЛБ-3 - для производства санитарно-бытовых и гигиенических видов бумаги.[ ...]

Производство бумажной массы и целлюлозы из соломы. Кроме древесины, сырьем для производства оберточной бумаги, картона и целлюлозы может служить солома.[ ...]

Для того чтобы подчеркнуть различие между аэробным процессом и ферментацией рассмотрим два примера получения ценного продукта из отходов сульфитного щелока. Сульфитный щелок представляет наиболее опасный загрязнитель воды при сульфатной варке целлюлозы и производстве бумаги. Древесная пульпа получается путем варки окоренной измельченной древесины в бисульфатном щелоке. Целлюлозное волокно, используемое для получения бумаги, не растворяется. Лигнин, смолы, сахара и другие компоненты древесины растворимы. На эти материалы приходится около половины всей массы древесины. Отходы сульфитного щелока имеют темно-бурый цвет, содержат от 8 до 12% (по массе) растворенных твердых веществ, незначительное количество взвешенных твердых веществ, 2% сахара, 0,6% двуокиси серы и совершенно не содержат живых организмов. На 1 т производимой пульпы образуется от 7500 до 15 ООО л сульфитного щелока, т. е. огромное количество труднообрабатываемых отходов. Несмотря на то что из этих отходов могут быть получены многие полезные вещества, только 20% целлюлозных заводов могут извлечь экономическую выгоду из получаемых материалов, так как один крупный целлюлозный завод может удовлетворить большую часть потребностей рынка в любом из производимых продуктов.[ ...]

Целлюлозу можно диспергировать в горячих концентрированных растворах ряда хорошо растворимых солей. Еще в 1852 г. Барресвил обнаружил, что в горячем концентрированном растворе хлористого цинка происходит набухание и растворение бумаги. Целлюлозу, растворенную в солях цинка, использовали для приготовления нитей и волокна, но в дальнейшем от этого отказались ввиду деградации целлюлозы. До сих пор, однако, при производстве вулканизированной фибры используют растворы такой концентрации, при которой происходит набухание.[ ...]

Для волокон целлюлозы, предназначенной для производства бумаги, большое значение имеет их выход из древесины, а также ряд свойств, обусловленных наличием гемицеллюлоз. Наоборот, для иеллюлозы, применяемой при химической переработке, содержание гемицеллюлоз должно быть сведено до минимума. В соответствии с этими требованиями различаются и режимы сульфатной варки.[ ...]

Целлюлоза марки НС-2 используется для производства оберточной, упаковочной, водонепроницаемой, светонепроницаемой, шпульной и других видов бумаги. При варке целлюлозы марки НС-2 допускается добавка лиственной древесины при условии соблюдения показателей качества.[ ...]

Для сравнения приводятся данные о расходе воды для производства некоторых сортов целлюлозы и бумаги в Польской Народной Республике, м3/т.[ ...]

Целлюлоза и бумага. Твердые отходы в целлюлозно-бумажной промышленности представляют собой отстоявшийся шлам: на каждую тонну бумаги получается примерно 9-72,5 кг твердых отходов, которые подлежат выбросу. Некоторые фабрики используют шлам для производства таких химических продуктов, как ванилин, щавелевокислый кальций, лигнин и сульфат натрия.[ ...]

При производстве крафт-бумаги и крафт-целлюлозы деревянные стружки подвергаются нагреву в среде, сЪдержащей смесь сульфида натрия и гидроокиси натрия, причем в большом количестве возникают дурнопах-нущие газы. Сложность процесса заключается в большом разбросе количества выделяемых газов, например для залповый выброс может в 1000 раз превышать обычный выброс.[ ...]

Кроме производства древесных плит и пластиков широкое развитие получили и другие отрасли химической переработки древесины. Непрерывно развивается одна из крупнейших отраслей- целлюлозно-бумажная промышленность. По количеству древесины, используемой в мире для химической переработки, производство целлюлозы занимает первое место. Из древесной целлюлозы и древесной массы вырабатываются различные виды бумаги и картона. Древесная целлюлоза служит основным сырьем для производства искусственных вискозных волокон. Нитраты целлюлозы используют для получения бездымного пороха, лаков, пленок, пластических масс. Из ацетатов целлюлозы вырабатывают искусственное ацетатное волокно, малогорючие пленки, лаки и пластмассы.[ ...]

Помимо целлюлозы массовым полуфабрикатом в производстве бумаги является древесная масса - продукт механического истирания древесины (белая), с предварительной пропаркой древесины (бурая), механического истирания древесины с одновременной термообработкой (термомеханическая или ТММ) и термомеханическая с одновременной обработкой химикатами (химико-термомеханическая, или ХТММ). По виду оборудования, используемого для получения древесной массы, различают дефибрерную древесную массу (ДДМ) и рафинерную древесную массу (РДМ).[ ...]

Беленая целлюлоза из лиственной древесины, производство которой непрерывно возрастает, используется, как правило, в смеси с хвойной беленой целлюлозой для производства печатных бумаг.[ ...]

Принцип производства целлюлозы заключается в возможно более полном растворении лигнина под действием различных химических реагентов /27/. В наиболее распространенных способах пользуются долигнифицирующими растворами на основе сульфита при различных pH (кислотный, слабокислотный, нейтральный и щелочной способы делигнификации) либо делигнифицируюшими растворами на базе щелочей (натронный, сульфатный способы и их модификации). Кроме этих способов, применяются и некоторые другие. В настоящее время в производстве целлюлозы стремятся к такому способу, при котором бы селективно удалялись только лигнин и сопутствующие вещества и вся полисахаридная часть древесины шла на производство бумаги. Наиболее современная тенденция заключается в том, чтобы пренебречь по возможности содержанием лигнина в волокне, но изменить его свойства в такой степени и в таком направлении, чтобы он был пригоден для производства бумаги.[ ...]

Отбелка целлюлозы для производства бумаги. Промывка целлюлозы и использование промывных вод. Отбелка целлюлозы для химической переработки. . .[ ...]

Бумажное производство не требует выработки химически чистой целлюлозы, поэтому для увеличения выхода в ней сохраняют часть гемицеллюлоз. Содержание ос-целлюлозы в целлюлозе для производства бумаги обычно не превышает 60-80 %. Значительно жестче требования по чистоте, предъявляемые к целлюлозе для производства искусственного волокна.[ ...]

При отбелке целлюлоз для производства бумаги, кроме получения высокой и стабильной белизны, необходимо сохранить на должном уровне и механические показатели. Для целлюлоз, идущих на химическую переработку, физико-механические свойства имеют второстепенное значение, а основными являются физико-химические свойства, определяющиеся степенью очистки целлюлозы и условиями проведения отбелки и облагораживания. Таким образом, цели и задачи, которые ставятся при отбелке целлюлозы, разнообразны и достижение их зависит от вида обработки, которой подвергается исходная целлюлоза.[ ...]

Источниками для написания этой части проекта являются постановления партии и правительства, журнал «Бумажная промышленность», реферативная информация «Целлюлоза, бумага и картон», «Экспресс-информация по целлюлозно-бумажному производству». Указанные периодические издания должны быть просмотрены не менее чем за последние 3 года. В реферативной информации «Целлюлоза, бумага и картон» № 36 и в журнале «Бумажная промышленность» № 12 помещаются полугодовые или годовые оглавления, из которых можно узнать, в каких номерах этих периодических изданий помещены статьи по теме выполняемого проекта.[ ...]

Облагороженная целлюлоза получается в результате щелочного облагораживания в процессе отбелки целлюлозы, полученной сульфатным или сульфитным способом. В этой целлюлозе содержится мало лигнина и гемицеллюлоз, поэтому она применяется для производства долговечных и специальных видов бумаги с высокой впитывающей способностью.[ ...]

Важнейшим сырьем для изготовления бумаги служит целлюлоза. Для этой цели используется основная масса целлюлозы, производимой в Германии. При этом сульфитная целлюлоза используется почти исключительно для изготовления печатной бумаги. Для особенно прочных сортов бумаги (для мешков, пакетов и т. п.) применяется натронная целлюлоза (крафт-целлю-лоза). Для производства бумаги незначительной прочности и худшего качества, как, например, газетной бумаги, перерабатывается в большом количестве древесная масса и макулатура. Тряпье, лоскутья и другие отходы текстильной промышленности практически идут только на изготовление особенно ценных сортов бумаги (бумага для денежных знаков, удостоверений, документов), затем для производства папиросной бумаги. Окрашенные отходы наихудшего качества служат для получения кровельного картона.[ ...]

Целлюлозно-бумажное производство обычно подразделяется на изготовление полуфабрикатов (различные виды целлюлозы и древесной массы) и выработку разнообразных видов и сортов бумаги. Целлюлоза идет на изготовление бумаги, искусственного волокна, взрывчатых веществ и т. д. Для производства целлюлозы в настоящее время используются в основном два способа: сульфитный и сульфатный, причем второй способ получает преимущественное распространение, так как допускает использование более разнообразных видов сырья.[ ...]

При сульфитной варке целлюлозы, особенно при получении целлюлозы высокого выхода, часть гемйцеллюлоз остается вместе с целлюлозой в волокнистом материале (технической целлюлозе), используемом для производства различных видов бумаги. При получении чист ой целлюлозы для химической переработки гемицеллюлозы переводятся в раствор, и сульфитная целлюлоза содержит их минимальное количество.[ ...]

В практике бумажного производства для придания бумаге непрозрачности в бумажную массу обычно вводят минеральные наполнители. Чем больше различие в коэффициентах преломления лучей у минерального наполнителя и целлюлозных волокон, из которых изготовлена бумага, тем более высоким оказывается эффект непрозрачности. В табл. 18 приведены сведения о коэффициентах преломления лучей целлюлозы разными наполнителями и некоторыми веществами, вводимыми в композицию бумаги.[ ...]

Техническая древесная целлюлоза, сульфитная и сульфатная, используется в производстве бумаги и для химической переработки. Для химической переработки в качестве сырья используют также хлопковую целлюлозу.[ ...]

Использование беленой целлюлозы для производства высококачественной бумаги и химической переработки определяет требования, предъявляемые к чистоте полуфабриката. Тщателыная очистка беленой массы достигается обычно в две ступени: тонким сортированием и очисткой на центриклинерах.[ ...]

Определение способности целлюлозы к набуханию имеет большое практическое значение. Между степенью набухания целлюлозы и ее способностью к размолу и, следовательно, свойствами получаемой бумаги существует тесная взаимосвязь . Известно, что волокна неразмолотой целлюлозы являются относительно жесткими и хрупкими. При использовании целлюлозы для изготовления бумаги большое значение имеет повышенная пластич-ность и гибкость волокон. Эти свойства волокон в значительной степени связаны со способностью их к набуханию, так как значительное набухание волокон способствует меньшему их повреждению в процессе размола, что в свою очередь отражается на свойствах бумаги . Способность целлюлозы к набуханию имеет особенно большое значение в производстве искусственного волокна. Это свойство целлюлозы определяет ее поведение при мерсеризации, при ксантогенировании щелочной целлюлозы, а также при различных других химических реакциях. Набухание целлюлозы при мерсеризации способствует удалению из нее низкомолекулярных фракций. В набухшую целлюлозу лучше диффундирует сероуглерод в процессе ксантогенирования. Формование и вытяжка волокон также связаны с процессом набухания.[ ...]

Основные виды сульфитной целлюлозы: небеленая и беленая для производства различных видов бумаги или картона и беленая облагороженная для химической переработки.[ ...]

Содержание золы в беленой целлюлозе колеблется в очень широких пределах - от 0,02 до 1 %. Если целлюлоза идет на производство бумаги, содержание и состав золы в большинстве случаев не имеют практического значения. При использовании целлюлозы для химической переработки влияние минеральных веществ возрастает.[ ...]

Характеристика сточных вод от производства товарной сульфатной небеленой целлюлозы для мешочной и оберточной бумаги приведена в табл.123.[ ...]

Требования к качеству воды при производстве бумаги и целлюлозы устанавливаются американской организацией ТАРР1 (Техническая ассоциация целлюлозно-бумажной промышленности) для каждого- вида продукции (высокосортная бумага, отбеленная и неотбеленная, крафт-бумага, различные типы целлюлозы) .[ ...]

По химическому составу беленая целлюлоза содержит меньше лигнина, гемицеллюлозы, золы и смолы. Однако она имеет и меньшую прочность по сравнению с небеленой целлюлозой. Снижение механической прочности происходит вследствие частичного разрушения целлюлозного волокна при отбелке. Беленую целлюлозу используют для производства многих видов бумаг.[ ...]

В десятой пятилетке (1976-1980 гг.) выпуск целлюлозы планировалось увеличить на 35 %, а бумаги и картона на 15 25 %. Предусматривалось также более рациональ-но использовать сырьевые ресурсы, ускорить наращивание Мощностей по химической и химико-механической переработке древесных отходов, низкокачественной древесины и мягко-листвённых пород; ускоренными темпами развивать производство бумаги для печати, для средств автоматической обработки информации, бумаги и картона для упаковки И расфасовки пищевых продуктов и промышленных товаров.[ ...]

Смола, образующаяся при сульфитной варке целлюлозы. Кислая среда, применяемая в процессе сульфитной варки, не растворяет древесную смолу, поэтому она остается в целлюлозе после варки. Когда целлюлоза затем поступает для производства бумаги и энергично перемешивается в роллах, лучевые клетки, в которых находится древесная смола, разрываются и смолистое вещество переходит в коллоидную суспензию в варочном щелоке. Эти частички в конце концов слипаются и оседают в виде клейкой массы на волокнах и в особенности на ситах, сетках и сифонных ящиках бумажной машины. Именно это осевшее вещество имеют в виду, когда говорят о «вредной» смоле, и она состоит не только из древесной смолы, но также из окклюдированных материалов, таких, как волокна и грязь.[ ...]

Ель является основной породой древесины, применяющейся для производства сульфитной целлюлозы. Это объясняется большой длиной волокон у этой породы, необходимой для получения высокой механической прочности продукта, незначительной смолистостью и большой распространенностью. Иногда применяют лиственные породы: осину, тополь, бук. Однако такая целлюлоза обычно применяется в производстве бумаги в виде добавок к еловой целлюлозе, так как длина волокна у лиственных пород меньше, чем у хвойных.[ ...]

Методы химической переработки древесины широко используют для утилизации древесных отходов. Наглядным примером служит производство бумаги: из 1 м3 реек и горбылей можно получить 0,9 м3 щепы для варки целлюлозы и далее изготовить примерно 220 кг бумаги.[ ...]

Значение выпускаемой продукции и требования, предъявляемые к ней, определяют ГОСТ на древесную (хвойную) сульфатную небеленую целлюлозу для производства различных видов бумаги и картона, которым необходимо воспользоваться при написании курсового проекта.[ ...]

Целлюлозно-бумажная промышленность является одной из крупнейших отраслей химической промышленности и по мере возрастания мирового потребления бумаги непрерывно расширяется. Эта промышленность проявляет активность в области широкой исследовательской работы по химии древесины, по варке целлюлозы из древесины лиственных пород и из древесных отходов лесной и лесообрабатывающей промышленности, по развитию таких новых методов, как полухимнческин процесс и процесс частичной химической обработки древесины с последующим размалыванием ее в древесную массу. В настоящее время целлюлозшая промышленность поставляет целлюлозу для производства почти всего количества искусственного шелка в мире. Все возрастающие количества древесной целлюлозы так же, как и некоторое количество лигнина, используются для изготовления пластических.масс и других материалов химического синтеза, из которых назовем лишь некоторые - целлофан, пленку для радиозаписи, изделия из искусственной кожи, внутренние стельки для обуви и ванилин.[ ...]

Принятые XXIV съездом КПСС Директивы по пятилетнему плану развития народного хозяйства Советского Союза 1971- 1975 гг. предусматривают резкое увеличение производства продукции целлюлозно-бумажной промышленности. К 1975 г. по сравнению с 1970 г. производство бумаги возрастет в 1,3 раза, картона - в 1,8 раза и целлюлозы в 1,7 раза. За 1960-1970 гг. заводами бумагоделательного оборудования изготовлено более 50 новых бумагоделательных и картоноделательных машин, в том числе первые широкие отечественные машины: картоноделательная марки К-09 обрезной ширины 6300 мм, производительностью 500 г в сутки картона-основы для гофрирования и бумагоделательная марки Б-15 обрезной ширины 6720 мм, производительностью 330 г в сутки газетной бумаги. Объем производства на заводах бумагоделательного оборудования к 1975 г. по сравнению с 1969 г. значительно возрастет. При проектировании новых и модернизации действующих бумагоделательных и картоноделательных машин одной из важных задач является выбор рациональной схемы прессовой части и определение ее обезвоживающей способности.[ ...]

В первые годы после пожара развиваются преимущественно грибы, вызывающие гниль коррозионного типа, например Irpex fusco violaceus Fr., Peniophora gigantea Mass. Эти гнили вызывают уменьшение лигнина, в связи с чем относительно возрастает количество целлюлозы, поэтому древесина с гнилями данного типа пригодна для использования в целлюлозно-бумажном производстве (■’. 12, 9). Вопрос об использовании в этом производстве древесины из горельников был поднят в свое время А. Ф. Григорьевым (), который для гарей Марийской АССР отмечал, что распространенная на сосне «белая гниль» пригодна для выработки средних сортов бумаги и картона; зараженная белой гнилью древесина содержит более 70% целлюлозы (от сухого веса всей древесины с гнилью).[ ...]

Всегда, конечно, полезно определять весь химический состав древесины по наиболее рациональной схеме анализа. Однако такое исследование слишком трудоемко и продолжительно. Поэтому и возникает проблема выбора компонентов, которые необходимо определять при проведении анализа с той или иной практической целью. Так, например, в производстве целлюлозы в первую очередь необходимо установить возможный выход целлюлозы из древесного сырья. Для этого следует определить в древесном сырье содержание целлюлозы и лигнина, который удаляется при выделении целлюлозы. Гемицеллюлозы также удаляются из древесины при варке, что приводит к снижению выхода углеводного комплекса и повышенному расходу хими-калиев. Поэтому, чтобы правильно построить технологический процесс с учетом назначения (на производство бумаги или для химической переработки) получаемой древесной целлюлозы, необходимо знать содержание этих компонентов в древесном сырье. Второстепенные компоненты древесины, такие, как экстрактивные вещества и т. д., обычно имеют меньшее значение. Однако, например, высокое содержание смолистых веществ может оказать отрицательное влияние на получение и последующую переработку целлюлозы. В лесохимических производствах, наоборот, содержание экстрактивных веществ в древесине имеет первостепенное значение.[ ...]

Была проведена также серия опытов по модификации сульфатной варки с целью увеличения количества ксилана, осаждающегося на целлюлозных волокнах. Так, при замене части белого щелока черным, отобранным в конце подъема температуры предыдущей варки, позволило повысить выход волокна на 1 -1,2% от веса березовой древесины за счет дополнительной сорбции пентозанов из раствора. Качество целлюлозы для производства бумаги не ухудшилось.

Целлюлозно-бумажная промышленность

1. Характеристика отрасли

Целлюлозно-бумажная промышленность – одна из наиболее важных отраслей РФ. Она составляет 1,24% от объема промышленной продукции России и около 2% от мирового производства. Но обладая такими возможностями и потенциалами, как в нашей стране, эти цифры должны быть на уровне 12 – 15 %.

Целлюлозно-бумажная промышленность (ЦБП) – наиболее сложная отрасль лесного комплекса, связанная с механической обработкой и химической переработкой древесины. Она включает производство целлюлозы, бумаги, картона и изделий из них.

Эта отрасль отличается:

· Высокой материалоёмкостью: для получения 1 т целлюлозы необходимо в среднем 5-6 куб. древесины;

· Большой водоёмкостью: на 1 т целлюлозы расходуется в среднем 350 куб.м. воды;

· Значительной энергоёмкостью: 1 т продукции требует в среднем 2000 кВт/ч.

При строительстве крупных ЦБП очень важным условием является наличие надежного источника водоснабжения, хороших условий сброса сточных вод, их очистка и обеспечение чистоты воздушного бассейна.

ЦБП является высококонцентрированной отраслью промышленности. На 8 предприятиях производится более 70 % российской целлюлозы и бумаги, а также более 50 % картона.

Состояние ЦБП России характеризуется высокой степенью износа оборудования, значительным количеством небольших предприятий, оснащенных устаревшим оборудованием небольшой единичной мощности, производящих продукцию ограниченного спроса. На многих предприятиях используются энергоемкие и экологически устаревшие технологии с высоким потреблением древесного сырья, химикатов, энергоресурсов, воды. Не созданы благоприятные условия для значительного вовлечения в переработку вторичного бумажного сырья. Назрела настоятельная необходимость в значительном техническом переоснащении действующих производств отрасли.

2. Технология основного производства

В зависимости от того, в каком растворе варят щепу, различают сульфитный и сульфатный методы производства целлюлозы. Если в растворе сернистой кислоты или сернистокислого кальция (гидросульфита кальция) под давлением 7-8 атм и при температуре 140ºС, то это сульфитный способ варки. Но на многих комбинатах целлюлозу варят со щелочами – получают сульфатную целлюлозу.

Табл. 2.1. Сравнительная характеристика

сульфатного и сульфитного способа варки

Сульфатная целлюлоза	Сульфитная целлюлоза
Положительные	Возможна переработка практически любой древесины; бумага имеет более высокую прочность, термостойкость, долговечность, непрозрачность; обладает более высокими диэлектрическими свойствами, поэтому она используется для производства электротехнической бумаги (кабельную, конденсаторную, телефонную); из нее готовят мешочную и оберточную бумаги, картонную тару, бумажный шпагат.	Более высокий выход из древесины обеспечивает повышенную способность к размолу, лучшие оптические и деформационные свойства, высокую белизну, что позволяет использовать ее в массовых видах бумаги, типа газетной, в небеленом виде; высокая способность к отбелке, в том числе без применении хлора; при получении в атмосферу не поступают метилмеркаптаны, сероводород и дурнопахнущие летучие вещества, а в сточных водах отсутствуют сульфиды; бумага с повышенной пухлостью и впитываемостью, поэтому ее чаще применяют для производства санитарно – гигиенических видов.
Отрицательные	Волокна более гибкие и они, труднее размалываются; волокна бурого цвета; без регенерации сульфатный способ технологически не может функционировать; содержит дурнопахнущие серосодержащие вещества	Проблема утилизации отработанных щелоков, которые загрязняют окружающую среду. При варке происходит повышенное воздействие на окружающую среду (водоемы), в основном, из-за ограниченности сбыта технических лигносульфонатов (упаренных щелоков), а также отсутствие систем регенерации химикатов и тепла из отработанных щелоков, утилизируется лишь 30 – 40 % сухих веществ щелока; высокий расход серы и варочного основания; не используются вторичные тепловые ресурсы органических веществ щелока; щелока при разбавлении становятся хорошими питательным субстратом для многих микроорганизмов, вызывая сильное обрастание подводных сооружений.

В основном в ЦБП России применяют сульфатный способ производства целлюлозы и тенденция развития этого способа сохраняется. Сульфитный способ стал вполне конкурентоспособным, однако до сих пор не получил заметного роста.

Рис 2.1. Технология производства бумаги

1. Бревна поступают в окорочные вращающиеся барабаны , где древесина за счет трения друг о друга и ребристую поверхность стенок барабана освобождаются от коры и грязи, и бревна промываются водой. Длинник распиливают на высокопроизводительных машинах – сленгерах на балассы (длиной до 1,5 м).

2. Конвейер несет их к рубильным машинам , где получают технологическую щепу. Щепа по конвейеру поступает в варочный цех.

3. В варочном цеху щепа варится в растворе сернистой кислоты и сернистокислого кальция (гидросульфита кальция) – получают сульфитную целлюлозу или варят со щелочами – получают сульфатную целлюлозу.

4. Полученную целлюлозу выдувают за счет давления пара, тщательно промывают водой в сцежах, очищают от оставшихся крохотных сучков, мелких непроваренных кусочков древесины и отбеливают хлором . Отбелка производится в особых башнях.

5. Промытую, очищенную и отбеленную целлюлозу по трубам перекачивают в бассейны для изготовления бумажной массы . Из бассейнов она попадает на специальную мельницу для размола.

6. Размол . Цель – подготовить полуфабрикаты к отливу; сделать волокна гибкими, пластичными; увеличить их поверхность с целью эффективного связеобразования, от которого зависит прочность бумажного листа; придать бумаге требуемую структуру и физические свойства. Производят размол в специальных аппаратах – роллах, дисковых и конических мельницах. В настоящее время на всех предприятиях ЦБП размол ведется в аппаратах непрерывного действия.

7. Проклейка бумаги . Цель – придать ей водостойкость; при этом уменьшается ее впитывающая способность и увеличивается пригодность для письма и печати. Водостойкость придают: канифольный клей, парафин, пек. Дополнительно еще придают механическую прочность: крахмал, животный клей.

8. Наполнение бумаги .

Цель – экономия волокнистых полуфабрикатов, повышение белизны, впитывающей способности, гладкости. Применяются: каолин, тальк, мел, гипс.

Введение наполнителей снижает прочность бумаги и затрудняет ее проклейку.

9. Крашение бумаги .

Около 90% бумажной продукции вырабатывается с применением красителей.

Способы окраски:

o краситель добавляют в бумажную массу (наиболее часто);

o добавляют краситель на поверхность бумажного полотна.

10. Очистка бумажной массы.

В бумажную массу вместе с волокнистыми полуфабрикатами, суспензии красителей, наполнителя и клея попадают частицы коры, луба, сучков, песка, смолы, и др. загрязнений. Нежелательным является и присутствие воздуха в массе.

Получение массы высокой чистоты связано с образованием значительного получения отходов, использование которых определяется экономической необходимостью.

11. Изготовление бумаги на бумагоделательной машине.

Современная бумагоделательная машина позволяет со скоростью 2000 м/мин и выше осуществлять непрерывный процесс переработки жидкой массы концентрацией 0,1 – 0,3 % в листовой материал – бумагу, с влажностью 4– 8 %.

3. Воздействие отрасли на окружающую среду

· Загрязнение атмосферы

Производство целлюлозы – крупный источник загрязнения атмосферы, характер которого обусловлен двумя основными способами производства целлюлозы – сульфитным и сульфатным. Другие способы по характеру выбросов близки к основным.

Больше всего загрязняют атмосферный воздух предприятия, производящие целлюлозу по сульфатному способу . Основная причина выделения вредных газовых соединений – это использование в технологическом процессе сульфида натрия, что приводит к образованию серосодержащих соединений сероводород, метилмеркаптана, диметилсульфида, диметилдисульфида, сернистый и сетный ангидрид. Все эти соединения выделяются через неплотности из большого количества аппаратов, баков и через вентиляционные трубы эти соединения выбрасываются в атмосферу.

Сульфитно – целлюлозное производство загрязняет атмосферу заметно меньше. Главным загрязнителем атмосферы здесь является сернистый ангидрид, который используется для приготовления варочной кислоты.

С загрязнением атмосферы связаны процессы отбелки как сульфитной, так и сульфатной целлюлозы. Причина – применение для отбелки целлюлозы газообразного хлора и двуокиси хлора. При получении хлора и двуокиси хлора образуются такие токсические соединения, как хлористый водород, пары ртути, сернистый ангидрид, щелочные аэрозоли.

Значительным источником загрязнения атмосферы являются тепловые электростанции, необходимые для снабжения производства паром и электроэнергий. При сжигании топлива, угля, щепы дымовые газы содержат частицы золы. При сжигании высокосернистого мазута атмосферный воздух загрязняется сернистым ангидридом.

· Загрязнение объектов гидросферы

Целлюлозно-бумажная промышленность одна из наиболее водоемких отраслей промышленного производства. Она расходует около 9,2 млн. м 3 воды ежесуточно. Кроме большого количества воды отрасль использует различные химикаты и топливо, которые частично в виде потерь и отходов попадают в производственные сточные воды.

Количество и степень загрязнения производственных сточных вод зависят от вида вырабатываемой продукции, мощности предприятия, совершенства технологического процесса и схемы производства.

Сточные воды предприятий ЦБП содержат огромные количества взвешенных и растворенных веществ как органического, так и неорганического происхождения. Взвешенные вещества состоят из кусочков коры, волокна, наполнителей. Растворенная органика представляет собой компоненты древесины – сахара, углеводы, лигнин, и другие. Взвешенные вещества, попадая со сточными водами в водоемы, отлагаются на дне в месте спуска сточных вод и накапливаются в огромных количествах, иногда занимая в водоеме большие площади.

· Действие на биоту водоемов

Органические вещества, осевшие на дно (кора, волокно), в анаэробных условиях загнивают, выделяя вредные газы (СО 2 , СН 4 , Н 2 S), и тем самым образуют очаги вторичного загрязнения. Продукты гниения и распада веществ придают воде водоемов неприятный вкус, отравляют атмосферный воздух. При высокой концентрации газов в водоеме могут погибнуть растительность, микроорганизмы и рыбы.

Неосевшие взвешенные вещества засоряют жабры рыб, что приводит к их гибели. Сточные воды, содержащие щелока, имеют темно – коричневый цвет, что придает воде водоемов темную окраску, препятствует проникновению света на глубину, тормозит процесс фотосинтеза, уменьшает прирост органических соединений, уменьшает кормовую базу для рыб.

Происходит нарушении кислородного баланса водоемов. Растворенные в сточной воде вещества (хлор, углекислый газ, сернистый ангидрид, сероводород, метилмеркаптан), попадая в водоем, придают свежей воде неприятный запах и привкус, который сорбируется мясом рыб, и рыба становится непригодной для пищи. Летучие газы, десорбируясь из воды водоемов, загрязняют атмосферный воздух, губительно действует на окружающую растительность и здоровье человека.

Особую опасность для водоемов представляет ртуть (сточные воды хлорного завода), присутствие которой в ничтожно малых концентрациях (менее 0,001%) способствует подавлению и полному прекращению биологических процессов и делает невозможной очистку воды на сооружениях биологической очистки и в естественных водоемах. Ртутные соединения накапливаются в рыбе.

· Образование твердых отходов

Долгое время кора являлась отходом и ее отвозили в отвал, на что тратились значительные средства, а для отвалов требовались большие площади. Так на одном из предприятий ЦБП под свалку коры при высоте слоя ее 5-6 м был занят участок около20 га. При постройке в настоящее время мощных предприятий, количество коры на отдельных из них достигает 250 м 3 /час и больше. В этих условиях перевозка коры в отвал как по затратам, так и из-за невозможности выделения огромных территорий совершенно недопустима. Также твердыми отходами являются зола от сжигания топлива, шлаковые отходы.

4. Техника защиты окружающей среды

· Очистка от пылегазовых выбросов

Выбор метода для очистки газообразных примесей определяется в первую очередь химическими и физическими свойствами этой примеси, также оказывает влияние характер производства.

В целлюлозно-бумажной промышленности имеется достаточный выбор эффективных жидких поглотителей, что определяет широкое применение метода абсорбции для очистки от газообразных примесей.

Для очистки промышленных выбросов от вредных газообразных компонентов можно использовать различные процессы: абсорбцию, адсорбцию, химическое превращение вредных газообразных компонентов безвредные соединения.

- Абсорбция

В ЦБП для поглощения газовых примесей служат, как правило, водные растворы химикатов, используемых в цикле производства, в некоторых случаях – чистая вода, а иногда и другие поглотители. Выбор поглотителя в каждом конкретном случае определяется свойствами по отношению к абсорбируемому компоненту и в основном – условиями равновесия компонента над поглотителем.

- Адсорбция

Наиболее распространенные адсорбенты: активный уголь, силикагель, алюмогель, цеолиты, минеральные адсорбенты.

Адсорбционные установки непрерывного действия бывают с движущимся поглотителем и с неподвижным его слоем. Адсорбер непрерывного действия представляет собой колонну, в которой сверху вниз под действием силы тяжести движется адсорбент. Он проходит зоны охлаждения, поглощения, нагрева и десорбции.

- Окислительные процессы

К ним относятся сухие и мокрые окислительные процессы, а также процессы каталитического превращения. Очень часто окислительные процессы используют для очистки газов от сернистых соединений.

· Очистка сточных вод

Методы обезвреживания и очистки СВ:

· очистка и повторное использование воды;

· обезвоживание ила и шлама;

· выпаривание СВ;

· осаждение, флокуляция, фильтрование твердых частиц;

· нейтрализация кислых или щелочных СВ;

· использование очищенных СВ в сельском хозяйстве;

· денитрификация СВ.

Очистка сточных вод ЦБП

· Утилизация твердых отходов

Сжигание коры и щелоков существенным образом сокращает расход натурального топлива и позволяет около 30% потребного для предприятий пара получать от их сжигания. Каждая тонна влажной коры при сжигании по тепловому эффекту заменяет 0,2-0,25т условного топлива. Кору можно использовать для процесса пиролиза и получать на выходе биотопливо. Кора используется также в качестве фильтрующего материала при изготовлении дешевых сорбентов, строительных материалов и изделий с применением вяжущих и клеевых веществ, для получения дубильных веществ. Производство из коры топливных брикетов включает в себя ее измельчение, обезвоживание и брикетирование. Технико-экономические расчеты показывают, что производство из древесной коры топливных брикетов экономически целесообразно. Кора – это ценное сырье для получения дубильных экстрактов. Ее надо правильно хранить и быстро отправлять на переработку, пока дубильные вещества не разрушились под воздействием микроорганизмов.

5. Перспективы экологического развития

· В ЦБП неизбежным является образование отходов, для устранения которых необходима модернизация и реконструкция производств с доведением до стандартов экологических показателей действующих в ЕС.

· ЦБП России нуждается в развитии наукоемких технологий продукции. Необходим переход на технологию бесхлорной отбелки целлюлозы.

· Предприятия ЦБП должны начать производство биотоплива в виде энергетической щепы для собственного потребления и на экспорт; в виде энергопеллет.

· Экологически целесообразным будет способ производства многослойного картона для плоских слоев гофрированного картона и бумаги на основе композиции макулатуры (это может покрыть потребность в волокон на 25 – 50 %. Это реальная экономия древесины и является решением утилизации многотоннажного отхода). Перспективно применение золя шлам – лигнина в качестве сорбента для извлечения из сточных вод широкого спектра загрязнений.

· Необходима корректировка действующего российского природоохранного законодательства, так как экологические нормативы не базируются на принципах применения наилучших существующих технологий.

· Улучшение качества продукции и экологических характеристик производства может быть достигнуто путем обеспечения единства методов контроля, как качества продукции, так и промышленных сбросов и выбросов загрязняющих веществ.

В состав целлюлозно-бумажного производства входит по лучение волокнистых полуфабрикатов - целлюлозы и древес ной массы - и их переработка в различные виды бумаги и картона.

При варке измельченной древесины, т. е. обработке ее рас­твором химических реагентов (варочным раствором) при по­вышенных температуре и давлении, происходит ее делигнифи - кация - большая часть лигнина растворяется, клетки древе­сины разъединяются и получается волокнистая техническая целлюлоза.

Основными методами получения целлюлозы являются суль­фатный и сульфитный; применяют также бисульфитный, ней­трально-сульфитный, различные комбинированные и ступенча­тые методы варки. Перспективными являются окислительные методы - кислородно-содовый, кислородно-щелочной и др., которые не связаны с использованием серосодержащих реаген­тов и поэтому оказывают меньшее влияние на окружающую среду.

Путем соответствующего подбора реагентов и условий варки регулируют выход технической целлюлозы и ее свой­ства, в первую очередь остаточное содержание лигнина. Чем полнее удален лигнин при варке, тем волокно светлее, но вы­ход его меньше. Целлюлозу вырабатывают нормального вы­хода (40-50 % от массы абсолютно сухого сырья), которая подразделяется на жесткую (содержащую 3-8% лигнина), среднежесткую (1,5-3%) и мягкую (менее 1,5% лигнина) и высокого выхода (50-60 %) Получают также полуцеллю­лозу (выход 60-85 %), содержащую половину или более ис­ходного лигнина и требующую механического размола для превращения ее в волокнистую массу.

Техническая небеленая целлюлоза пригодна для изготовле­ния многих видов продукции - газетной и мешочной бумаги, тарного картона и др. Для получения высших сортов писчей и печатной бумаги, где требуется повышенная белизна, исполь­зуют среднежесткую и мягкую целлюлозу, которую отбели­вают химическими реагентами, например хлором, двуокисью хлора, гипохлоритом кальция или натрия, перекисью водорода.

Особо очищенную (облагороженную) целлюлозу, содержа­щую 92-97 % альфа-целлюлозы (т. е. фракции целлюлозы, нерастворимой в 17,5%-ном водном растворе едкого натра) используют для изготовления химических волокон, в том числе вискозного шелка и высокопрочного вискозного кордного во­локна для производства автомобильных шин.

Древесную массу получают механическим разделением дре­весины на волокна. Большое количество волокнистой массы вырабатывают из вторичного сырья - макулатуры, доля кото­рой в производстве бумаги и картона превышает 20% от всего используемого волокна. На некоторых предприятиях целлю­лозу получают из тростника.

Сырье для- производства волокнистых полуфабрикатов. Ос­новным видом сырья является древесина. Для производства сульфатной целлюлозы пригодна древесина любых пород; наи­более часто используют древесину сосны и лиственницы, од­нако все больше возрастает доля древесины лиственных пород. В то же время для производства сульфитной целлюлозы необ­ходима малосмолистая древесина, преимущественно ели и пихты. Поэтому дальнейшее развитие целлюлозного производ­ства происходит в основном за счет сульфатного, а также но­вых методов варки.

Древесина поступает на предприятия в основном в виде ба­лансов- бревен длиной 4,5 м и более (долготье), толщиной в верхнем отрубе 6-24 см или отрезков длиной 1,25-1,5 м (коротье), а также в виде технологической щепы. Такая щепа изготовляется на лесозаготовительных и лесопильно-деревооб - рабатывающих предприятиях из отходов основного производ­ства. Отдельные предприятия используют также крупные опилки.

Доставка древесины на предприятия производится сплавом (в баржах или плотах), железнодорожным и автомобильным транспортом. Щепа доставляется железнодорожными ваго­нами- щеповозами и специальными автощеповозами большой вместимости, 12-40 м3.

Лесные склады современных целлюлозно-бумажных пред­приятий хорошо оснащены механизмами для выгрузки сырья из транспортных средств, укладки его и подачи в производ­ство- вагонаопрокидывателями, мостовыми, кабельными и стреловыми кранами, конвейерами, кучеукладчиками (стаке­рами) и др. Хранят древесину в штабелях, кучах и в незамер­зающих рейдах на воде.

В кучи укладывают балансы в окоренном виде, используя для окорки корообдирочные (окорочные) барабаны или ротор­ные окорочные станки. Долготье предварительно разделывают на многопильных станках (слешерах). Окорка является очень важной операцией, так как кора плохо проваривается, а при сульфитном методе вовсе не проваривается, в результате чего снижается производительность варочного оборудования и цел­люлоза загрязняется частичками коры. Снятую кору исполь­зуют в качестве топлива, для приготовления сельскохозяйст­венных удобрений и др.

Щепу хранят в кучах по 150-250 тыс. м3, высота куч до 30 м. Насыпают щепу в кучу и подают ее в производство пре­имущественно пневмотранспортом.

Балансы и технологическую древесину измельчают на дисковых многоножевых рубительных машинах. Размеры щепы, мм: длина (вдоль волокон) 16-20, ширина 20-25, толщина 2-3. Более крупные щепки (в среднем 8 % от всей щепы) и мелочь (опилки, пыль - около 2%) отделяют от год­ной щепы на плоских щепосортировочных установках. Круп­ную щепу дополнительно измельчают в дезинтеграторах. От­ходы от измельчения и сортировки (суммарно около 3%) сжигают.

Производство сульфатной целлюлозы. Схема производства сульфатной целлюлозы приведена на рис. 2.1. Варят целлю­лозу с варочным раствором (сульфатным, или белым, щело­ком), содержащим едкий натр, сернистый натрий, небольшое количество карбоната и сульфата натрия.

/ - варочный котел; 2 - выдувной резервуар; 3 - сучколовитель; 4 ~ промывной фильтр; 5 - сборник щелока; 6 - сортировка; 7 - центриклннер; 8 - сгуститель; 9 - бассейн целлюлозы; 10 - сборник белого щелока; 11 - известерегенерационная печь; 12 - каус - тизатор; 13 - растворитель плава; 14 - содорегенерационный котлоагрегат; 15 - вы­парной аппарат; / - варочный цех; // - промывной цех; /// - очистный цех; IV - Цех регенерации

Едкий натр и сернистый натрий составляют активную часть белого щелока. Их суммарная концентрация в пересчете на Na20 колеблется от 70 до 120 г/л. Чем больше активной ще­лочи в варочном растворе и чем выше температура и давление в варочном котле, тем быстрее идет варка и полнее удаля­ется лигнин, но тем ниже выход волокна. Обычно температура варки 165-180 °С, давление в котле 0,7-1,2 МПа (1 МПа ра­вен 9,81, округленно 10 кгс/см2). Гидромодуль, т. е. объем жидкости в кубических метрах на 1 т абсолютно сухого сырья, составляет 4-f-4,5: 1.

Порядок варки целлюлозы в котлах периодического дейст­вия следующий. В котел загружают щепу в количестве 0,3- 0,35 м3 на 1 м3 вместимости котла, а при применении пропарки щепы или специальных уплотнителей - 0,4 м3 или даже больше. Затем заливают варочный раствор, закрывают котел и начинают нагревать его содержимое, для чего щелок непре­рывно прокачивают циркуляционным насосом через подогрева­тель. Температуру в котле поднимают до заданной конечной величины (этот период называют заваркой), потом следует стоянка при этой температуре (собственно варка). Заварку ведут медленно, чтобы щепа хорошо пропиталась варочным щелоком; в этот период для удаления воздуха и образующихся летучих продуктов (скипидара, метилового спирта и др.) про­изводят сдувку парогазовой смеси - терпентинную сдувку. Па­рогазовая смесь поступает в щелокоуловитель и далее подвер­гается дробной конденсации. От конденсата во флорентине от­деляют сырой сульфатный скипидар в количестве 8-12 кг из сосновой древесины, 1-2 кг из еловой древесины в расчете на 1 т выработанной целлюлозы.

При производстве вискозной и кордной целлюлозы щепу в котле сначала подвергают предгидролизу с целью удаления гемицеллюлоз. Для этого ее обрабатывают 0,3-0,5%-ной сер­ной кислотой при 120-130 °С или водой при 160-170 °С. Предгидролизат отбирают из котла и направляют на произ­водство дрожжей, после чего в котел заливают варочный рас­твор и начинают варку. По окончании варки, обычно не сни­жая давления в котле, целлюлозную массу выдувают из него в выдувной резервуар, осматривают котел и готовят к новой загрузке.

Полный оборот котла продолжается 5-8 ч, в том числе загрузка щепы и заливка щелока примерно 1-1,5 ч, заварка 2-4,5 ч, варка до 1 ч, конечная сдувка, выгрузка целлюлозы и осмотр котла около 1 ч.

Стационарный варочный котел (рис. 2.2) стальной, облицо­ван внутри легированной сталью. Общая высота 13-17 м, диа­метр цилиндрической части 3,6-4,5 м, загрузочной горловины 800 мм, выгрузочной - 700 мм, вместимость 100-200 м3. Ще­лок забирается из средней части котла и возвращается цирку­ляционным насосом в верхнюю и нижнюю его части.

/ - циркуляционный насос; 2 - корпус; 3 - всасывающий трубопровод; 4 - заборный па­трубок; 5 -сита; 6 - уровень щелока; 7 - щепа; 8 - сдувочный патрубок; 9 - бун­Кер; 10 - загрузочная горловина; // - кольцевой спрыск; 12 - колонки задвижек; 13 - Нагнетательные трубопроводы; 14 - подогреватель; 15 - изоляция; 16 - патрубок по­Дачи пара; 17 - выдувной вентиль; 18 - выгрузочная горловина

На многих заводах котлы периодического действия осна­щены автоматизированными системами управления технологи­ческими процессами (АСУ ТП), ведущими варку по заданной программе.

Выгруженную из котла целлюлозу промывают водой в диф­фузорах или на барабанных фильтрах и затем подвергают многоступенчатой очистке от сучков, непровара, частичек коры, песка и др. Сначала производят грубое сортирование на виб­рационных или центробежных сучколовителях, потом тонкое сортирование в центробежных сортировках, вихревых очисти­телях (центриклинерах) и др.

Варочный котел непрерывного действия «Камюр» (рис. 2.3) имеет общую высоту 45 м, диаметр 4,7 м, дает в сутки 450- 500 т целлюлозы (имеются также установки производитель­ностью 800-900 т/сут).

Щепу из бункера подают при помощи питателя низкого давления в пропарочную цистерну, где из щепы удаляются

Вода и скипидар. Пропаренная щепа перемещается винтовым конвейером к роторному питателю высокого давления, который подает ее в котел и одновременно служит запорным клапаном. Выходящая из питателя высокого давления щепа транспорти­руется щелоком к загрузочному устройству котла, оснащен­ному вертикальным вращающимся винтом. Варочный щелок подают насосом в верхнюю часть котла. Щепа опускается в котле под собственной тяжестью.

В верхней зоне котла идет заварка, в средней варка, в нижней частичная промывка целлюлозы слабым щелоком. Целлюлозная масса концентрацией 14-16%, охладившаяся до 80-85 °С, непрерывно выгружается и поступает в выдув­ной резервуар. Щепа в каждой зоне находится 1,5 ч, а всего 4,5 ч.

Для получения из древесины лиственных пород целлюлозы высокого выхода и полуцеллюлозы используют преимущест­венно непрерывнодействующую установку «Пандия» (рис. 2.4). Варку проводят в варочных трубах при 160-180 °С. Число труб от 2 до 8, они имеют диаметр 0,6-1,2 м, длину 6-12 м, оснащены винтами.

В установке «Пандия» нет зоны заварки, целлюлоза выгру­жается без промывки, поэтому время пребывания щепы в ап­парате сокращается до 15-60 мин, но выход волокна и его прочность несколько снижаются.

По окончании варки щелок (7-10 м3/т целлюлозы) имеет почти черный цвет, поэтому его называют черным щелоком. В щелок переходит большая часть лигнина древесины в виде щелочного лигнина, а также часть гемицеллюлоз, которые в щелочной среде гидролизуются и окисляются, образуя в ос­новном оксикислоты. Ацетильные группы древесины при варке отщепляются, образуя уксусную кислоту, находящуюся в ще­локе в виде уксусно-кислого натрия.

Черный щелок упаривают в многокорпусных вакуум-выпар­ных установках, добавляют сульфат натрия для возмещения потерь щелочи, происходящих в производстве (отсюда и на­звание способа), а затем щелок сжигают в топках специаль­ных паровых котлов - содорегенерационных котлоагрегатов (СРК). При этом сгорает органическая часть щелока, а суль­фат натрия превращается в сернистый натрий; едкий натр пе­реходит в углекислый натрий.

Плав растворяют в слабом белом щелоке или в воде и по­лучают зеленый щелок, который обрабатывают гашеной из­вестью для перевода углекислого натрия в едкий натр. Полу­чается белый щелок, который снова используют для варки целлюлозы.

Смоляные и жирные кислоты, содержащиеся в древесине, при варке превращаются в натриевые соли. Эти соли при от­стаивании собираются на поверхности черного щелока, обра­зуя сульфатное мыло.

Путем подкисления черного щелока серной кислотой или двуокисью углерода из него можно выделить щелочной лигнин, применяемый в производстве пластических масс, резинотехни­ческих изделий и др. Из черного щелока можно получить дру­гие лесохимические продукты. Например, из подкисленного упаренного черного щелока можно извлечь метилэтилкетоном уксусную и муравьиную кислоты, различные оксикислоты и др.

Производство сульфитной целлюлозы. Еловая или пихтовая щепа из хорошо окоренной древесины варится с сульфитной варочной кислотой в периодически действующих стальных фу­терованных или биметаллических варочных котлах вмести­мостью 160-400 м3.

Варочная кислота представляет собой водный раствор би­сульфита кальция, либо магния, натрия, аммония с большим избытком свободного сернистого ангидрида. Для получения варочной кислоты сжигают серу или серный колчедан в печах, печные газы очищают, охлаждают и пропускают через башни с известковым камнем, орошаемые холодной водой, либо че­рез абсорберы, орошаемые соответственно магнезиальным мо­локом, водным раствором карбоната натрия, гидроокиси ам­мония.

Готовая варочная кислота содержит при кальциевом осно­вании 3-4 % сернистого ангидрида, в том числе более поло­вины в свободном виде. При натриевом или аммониевом ос­новании содержание сернистого ангидрида достигает 8 % или более, в том числе свыше 3/4 в свободном виде.

Порядок варки следующий. В котел загружают щепу, про­паривают ее с целью полного удаления воздуха, затрудняю­щего пропитку щепы варочной кислотой, и одновременно за­качивают варочную кислоту. При заварке щепы температуру в котле повышают до 104-115 °С и поддерживают ее необхо­димое время. Заварка длится 2-6 ч. После этого температуру повышают до 130-155 °С и ведут варку при этой температуре. Чтобы давление в котле не превышало заданной величины (от 0,4 до 0,7 МПа), в процессе нагревания производят сдувку па­рогазовой смеси. Общая продолжительность оборота котла со­ставляет 6-10 ч.

На каждую тонну полученной целлюлозы приходится 6,5- 8 м3 сульфитного щелока. Часть щелока удаляют из котла после варки самотеком, часть вытесняют оборотным щелоком. Затем целлюлозную массу из котла вымывают оборотным ще­локом, щелок отделяют от массы. Такой ступенчатый способ позволяет использовать для дальнейшей переработки до 90 % всего щелока без значительного разбавления его водой.

Остающуюся в сцеже целлюлозу промывают, очищают, сор­тируют, отбеливают и облагораживают так же, как сульфатную целлюлозу. При одинаковой степени делигнификации, т. е. при одинаковом остаточном содержании лигнина, выход суль­фитной целлюлозы немного больше, чем сульфатной, а проч­ность немного меньше.

Скипидар, содержащийся в древесине, в процессе сульфит­ной варки сильно изменяется. Он улавливается из сдувочных газов и носит название сульфитного масла, или сульфитного скипидара, или сырого цимола. Сульфитное масло содержит до 80-85 % п-цимола, образующегося в процессе варки из терпеновых углеводородов, главным образом из пинена. Вы­ход сульфитного масла из еловой древесины 0,6-1 кг/т цел­люлозы.

Производство древесной массы. Существуют два основных способа получения древесной массы. Путем истирания еловых или пихтовых балансов длиной 1 -1,2 м дефибрерными кам­нями в дефибрерах получают дефибрерную древесную массу, а путем размола древесной щепы любых пород на дисковых мельницах (рафинерах)-рафинерную. Преимущественное развитие в последнее время получает производство рафинер­ной древесной массы. Качество ее значительно улучшается, если перед размолом щепу пропарить; получаемый продукт называют термомеханической древесной массой. Наиболее вы­сокое качество у химико-термомеханической древесной массы, для получения которой щепу перед размолом пропитывают не­которыми химикатами и пропаривают.

Выход обычной древесной массы 95-96 % от древесины, химико-термомеханической около 90 %. Древесная масса при­меняется при изготовлении большинства видов бумаги и кар­тона, составляя около 40 % от всех используемых волокнистых полуфабрикатов.

Производство бумаги и картона. Ассортимент бумаги н кар­тона очень широк - более 500 видов бумаги и 100 видов кар­тона. Для каждого вида бумаги и картона установлена опреде­ленная композиция, т. е. соотношение количества и вида волок­нистых полуфабрикатов и различных добавок (наполняющих, проклеивающих и других веществ). Например, в композицию по волокну газетной бумаги входит 25-30 % небеленой суль­фитной целлюлозы и 70-75 °/о древесной массы; в компози­цию типографской бумаги высшего качества -70-80 % суль­фитной беленой хвойный целлюлозы, 0-20 % сульфатной бе­леной хвойной целлюлозы и 10-20 % сульфатной беленой лиственной целлюлозы, а мешочной бумаги-100% сульфат­ной небеленой хвойной целлюлозы и т. д. Более 40 видов бу­маги и картона (в основном тароупаковочные материалы и санитарно-гигиенические изделия) содержат очищенную волок­нистую массу из макулатуры. В композицию некоторых спе­циальных видов бумаги входят асбестовые, стеклянные, синте­тические волокна.

Производство бумаги и картона начинается с приготовле­ния бумажной массы (суспензии волокна в воде). Сначала производят массный размол волокнистых полуфабрикатов в конических, цилиндрических и в последнее время преимуще­ственно в дисковых мельницах с целью повышения пластично­сти волокон и способности их к сцеплению между собой. Да­лее массу проклеивают гидрофобными (водоотталкивающими) веществами, главным образом канифольным клеем. Различают бурый клей, в котором смоляные кислоты нейтрализованы ще­лочью полностью, и белый клей, где часть смоляных кислот (обычно до 20%) остается в свободном виде. Готовый клей фильтруют, разводят водой в горячем виде в инжекторе или роторно-пульсационном аппарате для достижения тонкого эмульгирования, хорошо перемешивают и доводят холодной водой до требуемой концентрации (20-25 г/л).

Клей вводят в бумажную массу, перемешивают и осаждают частицы смолы на волокне с помощью коагулянтов (сульфата алюминия, алюмината натрия, квасцов), создающих кислую среду (рН 4,5-5). Расход канифоли 0,5-3,5% от массы во­локна, в зависимости от требуемой степени проклейки, однако многие виды бумаги вырабатывают без проклейки. Применяют

Также различные виды композиционного клея, например кани - фольно-парафиновый, синтал и др. Для проклейки некоторых видов картона, где допустим темный цвет, применяют более дешевые проклеивающие вещества - битумные и латексные эмульсии, клей из таллового пека и др. Для проклейки обер­точной бумаги используют также клеевые составы на основе сульфатного лигнина.

При изготовлении многих видов бумаги, особенно для пе­чати и письма, в массу вводят минеральные наполнители, чаще всего каолин, улучшающие белизну и печатные свойства бумаги. Для лучшего удержания наполнителя волокном до­бавляют полиакриламид или другие реагенты. В массу для выработки окрашенных сортов бумаги вводят также соответ­ствующие красители.

Изготовление бумаги производится на плоскосеточных бу­магоделательных машинах (рис. 2.5). Бумажная масса, раз­бавленная водой до концентрации волокна от 0,1 до 0,8% (в зависимости от ее состава и степени размола волокна) и очищенная от посторонних включений, поступает в напорный ящик сеточной части машины. Из него масса выливается на горизонтальную сетку, непрерывно движущуюся при помощи сетковедущего вала. Напорный ящик устроен так, что масса равномерно распределяется на сетке по всей ее ширине. Под сеткой расположены гидропланки и отсасывающие ящики, в ко­торых создается небольшое разрежение, способствующее по­степенному обезвоживанию массы и формированию бумажного полотна. Содержание сухого вещества в бумажном полотне (сухость) достигает 8-12%. Более значительно разрежение в отсасывающей камере гауч-вала, после которого сухость по­лотна доходит до 20-22%.

С сетки мокрое бумажное полотно с помощью вакуум-пе - ресасывающего устройства подхватывается движущимся прес­совым сукном и поступает в прессовую часть машины, где по­следовательно проходит между валами прессов и обезвожива­ется до сухости 30-40 %. Затем бумага пересасывается на су­шильное сукно и поступает в сушильную часть машины для окончательного обезвоживания на полых сушильных цилинд­рах, нагреваемых изнутри паром до 80-115 °С. Сушильная часть машины закрыта колпаком, что облегчает удаление во­дяного пара и улучшает условия труда работающих.

Далее бумажное полотно поступает в отделочную часть ма­шины. Проходя между шлифованными и полированными ва­лами машинного каландра, бумага приобретает повышенную прочность и гладкость. На накате ее сматывают в рулон, кото­рый разрезают на более узкие рулоны заданной ширины на продольно-резательном станке.

Некоторые бумагоделательные машины оснащены двумя сетками и формование бумажного полотна производится между ними.

Тарный картон также вырабатывают на плоскосеточных машинах, а переплетный, коробочный и другие виды много­слойного картона - на круглосеточных (цилиндровых) маши­нах. Сеточная часть таких машин состоит из нескольких ванн с сеточным цилиндром. В ваннах находится бумажная масса. В первой ванне на поверхности цилиндра формируется пер­вый элементарный слой массы, во второй ванне на него наслаи­вается второй элементарный слой и т. д. Многослойный кар­тон прочнее, чем однослойный такой же толщины, к тому же внутренние слои многослойного картона можно изготавливать из более дешевых полуфабрикатов.

На современных машинах отдельные ее части и даже от­дельные прессы в прессовой части, группы цилиндров в су­шильной части приводятся в движение индивидуальными элек­тродвигателями. Обеспечение постоянной скорости частей ма­шины при установившемся режиме ее работы осуществляется автоматизированной системой регулирования скорости машины и ее секций.

Производительность бумаго - и картоноделательных машин зависит от их скорости, обрезной ширины полотна и массы 1 м2 бумаги или картона. Большинство видов писчей и печат­ной бумаги имеет массу 60-80 г/м2, газетная бумага значи­тельно легче, 45-50 г/м2. Масса 1 м2 картона 170-250 г/м2.

Скорость машины определяется на накате и при выработке бумаги составляет 600-1000 м/мин и даже выше, при выра­ботке картона 200-800 м/мин. Обрезная ширина бумаги 1680- 10 500 мм, картона до 6300 мм.

Современные широкоформатные скоростные машины выра­батывают свыше 300 т/сут газетной бумаги, 800-900 т/сут тарного картона.

Бумагу получают также сухим способом, т. е. предвари­тельно высушенное волокно потоком воздуха подается на сетку машины.

Лесопромышленные комплексы. Весьма эффективной фор­мой организации производства являются лесопромышленные комплексы (ЛПК), представляющие собой крупные комби­наты, сочетающие химическую, химико-механическую и меха­ническую переработку древесины. Так, Усть-Илимский ЛПК будет согласно проекту перерабатывать в год 7 млн. м3 дре­весного сырья и вырабатывать 550 тыс. т целлюлозы, 250 тыс. м3 древесностружечных плит, 1200 тыс. м3 пиломатериалов, 44 тыс. т кормовых дрожжей, 12 тыс. т фурфурола и свыше 30 тыс. т талловых продуктов. На современных ЛПК в ре­зультате комплексной переработки будет использоваться до 94 % поступающей древесины и лишь 6 % составят отходы и потери.

Одной из старейших и самых развитых отраслей народного хозяйства любой страны, России, в частности, является целлюлозно-бумажная промышленность. На территории государства открытие первого завода указанного типа датируется эпохой правления Петра I. Данное предприятие носило название "Красносельская бумажная мануфактура". Именно там было положено начало развитию всей российской бумажной промышленности в целом.

На современном этапе данная фабрика именуется так: "Красногородский экспериментальный целлюлозно-бумажный завод". Если в давнее время производство и переработка материалов осуществлялись на зарубежном оборудовании, то теперь, благодаря развитию науки и внедрению новых технологий, заводы и фабрики используют машины и станки отечественной сборки.

Целлюлозно-бумажная промышленность базируется на выпуске бумаги разнообразного качества, разнопланового картона с огромным количеством свойств, а также изделий из данных материалов. (в народе известные как ДВП) и изоляционно-волокнистое сырье также являются основными продуктами данной сферы народного хозяйства. Как и любое производство, целлюлозно-бумажная промышленность России и всего мира имеет побочные результаты своей работы. Так, ими являются некоторые из класса этиленов и жирных кислот, скипидар, канифоль и прочее.

Ни для кого не секрет, что такие продукты, как бумага для газет и журналов, высочайшего сорта бумага и ее низкокачественный упаковочный аналог, различные типы обоев выпускаются посредством переработки древесины.

При этом во многих государствах лесное хозяйство насыщает своими материалами изначально такую отрасль, как целлюлозно-бумажная промышленность (порядка 70%), а затем и прочие. К таким странам относится в первую очередь Финляндия. При этом в данном государстве, да и в других тоже, распространена повторная переработка бумажного сырья - вторсырья или макулатуры.

Новейшие технологии, которые применяются на современном этапе, позволяют комбинировать картон и бумагу с прочими материалами. Результатом успешных опытов такого характера является расширенное производство водонепроницаемых, прочных и легких упаковочных материалов, которые применяются при транспортировке, хранении и реализации некоторых видов жидкостей.

Как правило, целлюлозно-бумажная промышленность использует для своих целей ель и некоторые лиственные породы деревьев. Целлюлозу получают вследствие сосны и березы.

Бумажная промышленность России и других стран использует для отбеливания бумажных страниц химическое вещество - хлор. В ходе применения данного элемента образуются агрессивные соединения, отрицательно воздействующие на окружающую среду. Защитники планеты в сотрудничестве с различными химическими компаниями ратуют за использование для данных целей кислорода, который никоим образом не влияет на загрязнение водоемов и воздуха. На сегодняшний момент огромное количество предприятий старается перейти именно на сберегающую экологию технологию.

Касса