ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
комплексная отрасль экономики, что обусловлено своеобразием ее производственных процессов. Существует свыше 5000 сортов или типов бумаги, которые обычно делят на три основных класса: 1) собственно бумага, например оберточная, гигиеническая, писчая и печатная; 2) картон, например, используемый для производства бумажной тары; 3) строительный (изоляционный, облицовочный) картон, применяемый главным образом в строительстве. Благодаря технологической близости процессов производства сырья (балансовой древесины и древесной массы) и конечного продукта (бумаги и картона) эта отрасль хозяйства с течением времени становилась все более интегрированной и автономной: изготовитель готовой бумаги обычно является также изготовителем бумажной массы, из которой делается бумага, и заготовителем балансовой древесины, из которой получают бумажную массу.

ПРОИЗВОДСТВО БУМАГИ
Бумагоделательные машины. Существует два типа машин для изготовления бумаги и картона - плоскосеточные (столовые) и круглосеточные (цилиндровые). Плоскосеточные используются для изготовления однослойной бумаги, цилиндровые - многослойного картона. Созданы многочисленные механизмы и приспособления к указанным базовым машинам для получения различных сортов бумаги и картона.
Плоскосеточная машина. Секция отлива бумажного полотна плоскосеточной машины представляет собой натянутую равномерную проволочную сетку длиной 15 м и более. Взвешенные в воде волокна (с концентрацией примерно 0,5% от твердой бумажной массы) наливаются на переднюю часть движущейся сетки через устройство, называемое напорным ящиком. Большая часть воды дренирует через сетку в процессе ее движения, а волокна сбиваются в слабое влажное полотно. Это полотно перемещается шерстяными сукнами между несколькими наборами валов, которые отжимают воду. Секция прессов с отсасывающими ящиками, сеткой и ее несущими компонентами составляет мокрое отделение машины. После этого полотно бумаги поступает в сушильную часть бумагоделательной машины. Обычное сушильное устройство состоит из ряда полых цилиндров диаметром ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ1,2 м, которые нагреваются изнутри паром. Каждый сушильный цилиндр обтянут толстым грубым сукном, обеспечивающим сушку и перенос влажного полотна к очередному цилиндру; воды удаляется все больше, пока не останется 5-10%. После этого бумажное полотно поступает в отделочную часть. Здесь один или несколько каландров гладят бумагу; каландры представляют собой вертикальный ряд валов из отбеленного чугуна. Полотно направляется в просвет-зажим между верхними двумя валами и пропускается через каждый просвет до самого низа. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, плотным и равномерным по толщине. Затем полотно разрезается на полосы нужной ширины и наматывается в рулоны. Рулоны направляются в типографию, на перерабатывающее предприятие или в другое отделение того же завода для мелования, разрезания на листы или переработки в другой продукт. Ширина плоскосеточной машины может составлять от 30 до 760 см. Рабочая скорость достигает 900 м/мин. Имеется разновидность плоскосеточной машины, где полотно высушивается на нагретом тщательно полированном валу диаметром 3-3,6 м. Эта машина предназначена специально для изготовления папиросной бумаги.
Цилиндровая машина. Цилиндровая (круглосеточная) машина отличается от плоскосеточной тем, что в ней секция отлива бумаги представляет собой цилиндр, обернутый сеткой. Этот цилиндр вращается в ванне, заполненной суспензией волокон. Вода дренирует через сетку, оставляя своеобразный мат из волокон, который снимается шерстяным сукном при контакте с верхней частью цилиндра. Помещая несколько ванн в ряд и используя то же самое сукно для удаления собранных в мат волокон от каждой ванны последовательно, можно получить слоистую структуру; толщина этого листа, или картона, лимитируется числом цилиндров и мощностью сушки. Остаточная вода удаляется пропусканием полотна через прессовые и сушильные секции, аналогичные используемым на плоскосеточной машине. Центробежное действие вращающегося цилиндра стремится сбросить находящиеся на нем волокна. Это вынуждает ограничивать скорости работы ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ150 м/мин. Первичное полотно, снимаемое сукном, получается довольно слабым, но в комбинации с другими и путем варьирования типов волокна можно получить прочный продукт. Как плоскосеточная, так и цилиндровая машины могут быть использованы в производстве бумаги и картона с машинным способом мелования. Получающееся при этом бумажное полотно после резки пригодно для высококачественной печати.
ПРОИЗВОДСТВО БУМАЖНОЙ МАССЫ
Сырьем для бумажной массы служат древесина и другие богатые целлюлозой материалы. Нередко предприятия по производству целлюлозы и бумаги составляют одно целое. Перерабатывающие цеха или заводы превращают бумажную массу в бумагу и картон, из которых изготавливаются такие предметы, как конверты, вощеная бумага, упаковка для пищевых продуктов, наклейки, коробки и многое другое.

Источники сырья для получения бумажной массы. Бумага и картон могут изготавливаться из любого богатого целлюлозой материала. Все шире используется макулатура; предварительно из нее удаляются типографская краска и другие примеси. Затем ее обычно смешивают со свежей целлюлозой, чтобы придать дополнительную прочность на случай использования для изготовления более высоких сортов бумаги, например книжной; без обесцвечивания макулатуру используют главным образом при производстве картона для коробок и другой тары. В некоторой степени используются также отходы тряпья, что позволяет получить высокосортную писчую бумагу, бумагу для облигаций и денежных знаков, пигментную бумагу и другие специальные ее виды. Грубый картон делается из соломенной целлюлозы. В специальных изделиях могут быть применены асбест и натуральные и синтетические волокна, такие, как лен, пенька, искусственный шелк, найлон и стекло.
Древесная масса. Древесина является предпочтительным материалом для изготовления бумажной массы; она содержит примерно 90% волокнистого материала, используемого в производстве бумаги. В зависимости от региона и возможностей предприятия на целлюлозно-бумажный завод могут завозиться или сплавляться балансы, имеющие длину от высоты дерева до заготовок размером 1,2 м. Горбыли и отходы лесопиления тоже годятся для получения целлюлозы; при этом на лесопильном или целлюлозно-бумажном заводе их предварительно превращают в щепу.
Процессы получения бумажной массы из древесины. Поскольку бумага может быть сделана почти из любого волокнистого материала, существует много разнообразных методов получения бумажной массы, которые различаются в соответствии с требованиями к конечному продукту. Известны, однако, три основных процесса превращения древесины в бумажную массу: механический, химический и полухимический. Бревна, поступающие на завод в неочищенном виде, должны быть очищены от коры (окорены). Затем заготовка пропускается через рубильную машину, которая разрубает ее на куски размером 6-7 см (щепу), чтобы подготовить древесину к химической обработке (это не обязательно для получения бумажной массы механическим способом).
Механический процесс. В механическом процессе очищенные от коры бревна измельчают. При этом не происходит никакого химического изменения, и полученная древесная масса содержит все компоненты исходной древесины. Она отбеливается перекисями, но остается при этом нестабильной и со временем портится. Поскольку операция измельчения не идеально разделяет волокна, приводя к комкованию, бумага из массы, полученной механическим способом, оказывается относительно слабой. Поэтому такая древесная масса используется вместе с бумажной массой, полученной посредством химических процессов. Применение механически изготовленной массы ограничено такими продуктами из бумаги и картона, как газетная бумага и макулатурный картон, где высокие качества и прочность несущественны.
Сульфитный процесс. Приготовление бумажной массы путем проведения сульфитного процесса требует обработки щепы в варочной жидкости, содержащей ионы бисульфита (HSO32-) в комбинации с кальцием и (или) магнием, аммиаком или натрием. Комбинация кальций-магний применяется по преимуществу на целлюлозных заводах. Среди лесоматериалов предпочтение отдается ели и западному гемлоку. Получаемая древесная масса легко отбеливается и устойчива к механическому истиранию. Неотбеленная масса используется для картона, из которого изготавливают упаковку, в смеси с механически получаемой массой - для газетной бумаги, а отбеленная - для всех сортов белой бумаги, например для книг, облигаций, бумажных салфеток и высококачественной оберточной бумаги. В качестве реагента для производства бумажной массы можно использовать нейтральный сульфит натрия. Он дает бумажную массу, сходную с той, что получается при кислотно-сульфитном процессе. Однако из-за дороговизны и сложности утилизации его применение в производстве высококачественной бумажной массы химическим способом было незначительным. Более широко он используется при получении массы полухимическим способом, которая идет на изготовление гофрированного картона.
Содовый процесс. Этот процесс представляет собой один из видов щелочных процессов. Щепа варится в растворе каустической соды, или едкого натра (NaOH). Содовая бумажная масса изготавливается главным образом из твердых пород дерева, таких, как осина, эвкалипт и тополь. Она используется по преимуществу в смеси с сульфитной массой для изготовления печатных сортов бумаги.
Сульфатный процесс. Этот процесс также относится к щелочным. В варочную жидкость, представляющую собой раствор каустика, добавляют серу, которая ускоряет процесс изготовления массы, позволяет уменьшить рабочее давление и расход тепла и действует эффективно на все виды древесины. Сульфатный процесс применяется там, где нужна прочность продукта, например для изготовления высококачественной оберточной бумаги и картона. Среди используемых в этом процессе пород дерева доминирует сосна, имеющая длинные сильные волокна. Хотя сульфатная древесная масса отбеливается труднее, чем сульфитная, получающийся белый продукт может отличаться высоким качеством.
Полухимический процесс. Этот процесс представляет собой комбинацию химического и механического процессов обработки. Древесина нагревается с небольшим количеством химикатов настолько, чтобы связи между волокнами ослабли. Одной из разновидностей этого процесса является холодный содовый процесс, при котором щепа подвергается слабой обработке раствором едкого натра при атмосферных давлении и температуре. После этого щепа, сохраняющая свои свойства при такой обработке, подается на истирающее устройство, которое разделяет волокна. Степень "чистоты" бумажной массы зависит от глубины химической обработки. В зависимости от используемых химикатов этот процесс подходит к любым породам дерева; химические требования здесь ниже, чем при химическом процессе, а выход - вес массы на корд древесины - выше. Поскольку клубочки волокон удаляются не полностью, качество получаемой таким способом бумажной массы при увеличении выхода снижается до качества массы, получаемой в механическом процессе.
Подготовка бумажной массы. Процесс отбеливания не зависит от процесса получения бумажной массы. Однако существуют его разновидности, определяемые породой дерева, применяемыми химикатами и конечным продуктом. Хлор в той или другой форме является основным отбеливающим реагентом. Перекиси и бисульфиты используются для осветления при механическом получении бумажной массы. До и после отбеливания эта масса просеивается и промывается в разной последовательности до тех пор, пока не будет состоять полностью из отдельных волокон, свободных от следов химикатов. После этого полученная масса, особенно если она содержит продукты, полученные из тряпья и сульфитной бумажной массы, должна быть дополнительно расплющена. С этой целью волокна пропускаются между неподвижными ножами и ножами, смонтированными на вращающемся валу. При этом происходит трепание волокон, и их поверхностные характеристики изменяются, что позволяет получить более прочную бумагу. Далее добавляются красители, минеральные пигменты и органические материалы (клеи), которые придают влагопрочность, водонепроницаемость и облегчают адгезию типографской краски. Когда расплющивание не требуется, эти добавки могут быть введены в бумажную массу при ее подаче на бумагоделательную машину.
См. также БУМАГА И ПРОЧИЕ ПИСЧИЕ МАТЕРИАЛЫ .
ЛИТЕРАТУРА
Аким Э.Л. и др. Технология обработки и переработки целлюлозы, бумаги и картона. Л., 1977 Шитов Ф.А. Технология целлюлозно-бумажного производства. М., 1978 Коган О.Б., Волков А.Д. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажной промышленности. М., 1980

Энциклопедия Кольера. - Открытое общество . 2000 .

Смотреть что такое "ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ" в других словарях:

Отрасль промышленности, выпускающая различные виды волокнистых полуфабрикатов (в т. ч. сульфитную и сульфатную целлюлозу), бумагу, картон и изделия из них. Основное сырье древесина хвойных (ель, сосна, пихта, лиственница) и лиственных (осина, бук … Большой Энциклопедический словарь

Отрасль промышленности, выпускающая различные виды волокнистых полуфабрикатов (в том числе сульфитную и сульфатную целлюлозу), бумагу, картон и изделия из них. Основное сырьё древесина хвойных (ель, сосна, пихта, лиственница) и лиственных (осина … Энциклопедический словарь

Целлюлозно бумажное производство процесс, направленный на получение целлюлозы, бумаги, картона и других сопутствующих продуктов конечного или промежуточного передела. История появления Впервые бумага упоминается в китайских летописях в 12 г до н … Википедия

Отрасль промышленности, выпускающая различные виды бумаги (См. Бумага), Картона и изделий из них, целлюлозу (См. Целлюлоза), изоляционные волокнистые и твёрдые древесно волокнистые плиты. Побочными продуктами отрасли являются этиловый… …

- (ЦБП России) отрасль российской промышленности. Основными продуктами отрасли являются целлюлоза, бумага и картон. Наличие отрасли обусловлено большими запасами леса. Содержание 1 История 2 Корпорации ЦБП … Википедия

Экономический очерк. Целлюлозно-бумажная промышленность - Экономический очерк. Целлюлозно бумажная промышленностьДоля целлюлозно бумажной промышленности в общей стоимости продукции обрабатывающей промышленности Латинской Америки выросла с 2,4% в 1950 до 4,9% в 1975. Почти всё производство бумаги и… … Энциклопедический справочник «Латинская Америка»

Африка. Экономический очерк. Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность - Стала активно развиваться в 1960 70 е гг. в странах Западной и Центральной Африки. В ряде стран (Конго, Камерун, БСК) в 70 е гг. были приняты специальные законы, обязывающие лесозаготовительные фирмы перерабатывать на месте от 30 до 60%… … Энциклопедический справочник «Африка»

Большая советская энциклопедия

I Бумажная промышленность см. Целлюлозно бумажная промышленность. II Бумажная промышленность («Бумажная промышленность»,) ежемесячный научно технический и производственный журнал, орган Министерства целлюлозно бумажной… … Большая советская энциклопедия, А. В. Миронов. В работе исследованы тенденции развития целлюлозно-бумажной промышленности в России. Проведён анализ производственных и финансовых результатов деятельности целлюлозно-бумажных комбинатов.… электронная книга

Существует свыше 5000 сортов или типов бумаги, которые обычно делят на три основных класса: 1. собственно бумага (оберточная, гигиеническая, писчая и печатная) 2. картон (используемый для производства бумажной тары) 3. строительный (изоляционный, облицовочный) картон, применяемый главным образом в строительстве

Бумагоделательные машины Существует два типа машин для изготовления бумаги и картона – плоскосеточные (столовые) и круглосеточные (цилиндровые). Плоскосеточные используются для изготовления однослойной бумаги, цилиндровые – многослойного картона. Созданы многочисленные механизмы и приспособления к указанным базовым машинам для получения различных сортов бумаги и картона.

Плоскосеточная машина Секция отлива бумажного полотна плоскосеточной машины представляет собой натянутую равномерную проволочную сетку длиной 15 м и более. Взвешенные в воде волокна наливаются на переднюю часть движущейся сетки через устройство, называемое напорным ящиком. Большая часть воды дренирует через сетку в процессе ее движения, а волокна сбиваются в слабое влажное полотно. Это полотно перемещается шерстяными сукнами между несколькими наборами валов, которые отжимают воду. После этого полотно бумаги поступает в сушильную часть бумагоделательной машины. Далее бумажное полотно поступает в отделочную часть. Здесь один или несколько каландров гладят бумагу. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, плотным и равномерным по толщине. Затем полотно разрезается на полосы нужной ширины и наматывается в рулоны.

Цилиндровая машина Цилиндровая (круглосеточная) машина отличается от плоскосеточной тем, что в ней секция отлива бумаги представляет собой цилиндр, обернутый сеткой. Этот цилиндр вращается в ванне, заполненной суспензией волокон. Вода дренирует через сетку, оставляя своеобразный мат из волокон, который снимается шерстяным сукном при контакте с верхней частью цилиндра. Помещая несколько ванн в ряд и используя то же самое сукно для удаления собранных в мат волокон от каждой ванны последовательно, можно получить слоистую структуру; толщина этого листа, или картона, лимитируется числом цилиндров и мощностью сушки. Остаточная вода удаляется пропусканием полотна через прессовые и сушильные секции, аналогичные используемым на плоскосеточной машине. Центробежное действие вращающегося цилиндра стремится сбросить находящиеся на нем волокна. Это вынуждает ограничивать скорости работы 150 м/мин. Получающееся при этом бумажное полотно после резки пригодно для высококачественной печати.

Сырьем для бумажной массы служат древесина и другие богатые целлюлозой материалы. Нередко предприятия по производству целлюлозы и бумаги составляют одно целое. Перерабатывающие цеха или заводы превращают бумажную массу в бумагу и картон, из которых изготавливаются такие предметы, как конверты, вощеная бумага, упаковка для пищевых продуктов, наклейки, коробки и многое другое.

Подготовка бумажной массы Процесс отбеливания не зависит от процесса получения бумажной массы. Хлор в той или другой форме является основным отбеливающим реагентом. Перекиси и бисульфиты используются для осветления при механическом получении бумажной массы. До и после отбеливания эта масса просеивается и промывается в разной последовательности до тех пор, пока не будет состоять полностью из отдельных волокон, свободных от следов химикатов. После этого полученная масса, особенно если она содержит продукты, полученные из тряпья и сульфитной бумажной массы, должна быть дополнительно расплющена. Далее добавляются красители, минеральные пигменты и органические материалы (клеи), которые придают влагопрочность, водонепроницаемость и облегчают адгезию типографской краски.

Источники сырья для получения бумажной массы Все шире используется макулатура; предварительно из нее удаляются типографская краска и другие примеси. Затем ее обычно смешивают со свежей целлюлозой, чтобы придать дополнительную прочность на случай использования для изготовления более высоких сортов бумаги, например книжной; без обесцвечивания макулатуру используют главным образом при производстве картона для коробок и другой тары. В некоторой степени используются также отходы тряпья, что позволяет получить высокосортную писчую бумагу, бумагу для облигаций и денежных знаков, пигментную бумагу и другие специальные ее виды. Грубый картон делается из соломенной целлюлозы. В специальных изделиях могут быть применены асбест и натуральные и синтетические волокна, такие, как лен, пенька, искусственный шелк, нейлон и стекло.

Изготовление бумаги из древесной массы Очищенные балансы подаются в рубильную машину, где превращаются в мелкую щепу. Щепа варится в варочном котле примерно три с половиной часа, после чего поступает в продувочный бассейн. Распыленная древесная масса пропускается через промывочный агрегат и разбрызгивается; в распределительной ванне древесные волокна, пригодные для изготовления бумаги, через фильтровальные сетки поступают в отбеливающий бассейн. Древесная масса расплющивается, а затем подвергается трепанию в рафинере, так что волокна прочнее сцепляются вместе. Суспензия примерно 99,5% воды и 0,5% массы из машинного бассейна равномерно наносится на сетку плоскосеточной бумагоделательной машины. Вода стекает через сетку в отсасывающий ящик, а вальцовые прессы и сушильные цилиндры осуществляют дальнейшее уменьшение влажности. В конце сушильного отделения при намотке на бобину бумага проглаживается каландрами. Рулон последовательно разрезается на части нужных ширины и веса и перематывается. Смотанный рулон готов к транспортировке.

Процессы получения бумажной массы из древесины Поскольку бумага может быть сделана почти из любого волокнистого материала, существует много разнообразных методов получения бумажной массы, которые различаются в соответствии с требованиями к конечному продукту. Известны, однако, три основных процесса превращения древесины в бумажную массу: механический, химический и полу химический. Бревна, поступающие на завод в неочищенном виде, должны быть очищены от коры (окорены). Затем заготовка пропускается через рубильную машину, которая разрубает ее на куски размером 6-7 см (щепу), чтобы подготовить древесину к химической обработке (это не обязательно для получения бумажной массы механическим способом).

Механический процесс В механическом процессе очищенные от коры бревна измельчают. При этом не происходит никакого химического изменения, и полученная древесная масса содержит все компоненты исходной древесины. Она отбеливается перекисями, но остается при этом нестабильной и со временем портится. Поскольку операция измельчения не идеально разделяет волокна, приводя к комкованию, бумага из массы, полученной механическим способом, оказывается относительно слабой. Поэтому такая древесная масса используется вместе с бумажной массой, полученной посредством химических процессов. Применение механически изготовленной массы ограничено такими продуктами из бумаги и картона, как газетная бумага и макулатурный картон, где высокие качества и прочность несущественны.

Сульфитный процесс Приготовление бумажной массы путем проведения сульфитного процесса требует обработки щепы в варочной жидкости, содержащей ионы бисульфита в комбинации с кальцием и (или) магнием, аммиаком или натрием. Комбинация кальций-магний применяется по преимуществу на целлюлозных заводах. Среди лесоматериалов предпочтение отдается ели и западному гемлоку. Получаемая древесная масса легко отбеливается и устойчива к механическому истиранию. Неотбеленная масса используется для картона, из которого изготавливают упаковку, в смеси с механически получаемой массой - для газетной бумаги, а отбеленная - для всех сортов белой бумаги, например для книг, облигаций, бумажных салфеток и высококачественной оберточной бумаги. В качестве реагента для производства бумажной массы можно использовать нейтральный сульфит натрия. Он дает бумажную массу, сходную с той, что получается при кислотно-сульфитном процессе. Однако из-за дороговизны и сложности утилизации его применение в производстве высококачественной бумажной массы химическим способом было незначительным. Более широко он используется при получении массы полу химическим способом, которая идет на изготовление гофрированного картона.

Содовый и сульфатный процессы Содовый процесс представляет собой один из видов щелочных процессов. Щепа варится в растворе каустической соды, или едкого натра (NaOH). Содовая бумажная масса изготавливается главным образом из твердых пород дерева, таких, как осина, эвкалипт и тополь. Она используется по преимуществу в смеси с сульфитной массой для изготовления печатных сортов бумаги. Сульфатный процесс также относится к щелочным. В варочную жидкость, представляющую собой раствор каустика, добавляют серу, которая ускоряет процесс изготовления массы, позволяет уменьшить рабочее давление и расход тепла и действует эффективно на все виды древесины. Сульфатный процесс применяется там, где нужна прочность продукта, например для изготовления высококачественной оберточной бумаги и картона. Среди используемых в этом процессе пород дерева доминирует сосна, имеющая длинные сильные волокна. Хотя сульфатная древесная масса отбеливается труднее, чем сульфитная, получающийся белый продукт может отличаться высоким качеством.

Полухимический процесс Этот процесс представляет собой комбинацию химического и механического процессов обработки. Древесина нагревается с небольшим количеством химикатов настолько, чтобы связи между волокнами ослабли. Одной из разновидностей этого процесса является холодный содовый процесс, при котором щепа подвергается слабой обработке раствором едкого натра при атмосферных давлении и температуре. После этого щепа, сохраняющая свои свойства при такой обработке, подается на истирающее устройство, которое разделяет волокна. Степень «чистоты» бумажной массы зависит от глубины химической обработки. В зависимости от используемых химикатов этот процесс подходит к любым породам дерева; химические требования здесь ниже, чем при химическом процессе, а выход – вес массы на корд древесины – выше. Поскольку клубочки волокон удаляются не полностью, качество получаемой таким способом бумажной массы при увеличении выхода снижается до качества массы, получаемой в механическом процессе.

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.

ВВЕДЕНИЕ

отходы целлюлозный геоэкологический

В настоящее время защита и сохранение окружающей среды является одной из приоритетных задач в области экологии. Необходимо осознавать, что природа не бесконечна, и мы должны в полной мере нести ответственность за результаты своей деятельности. В XI веке производственная мощность практически всех видов промышленности продолжает возрастать, что является следствием огромного воздействия на окружающую среду .

Целлюлозно-бумажная промышленность была и остается потенциальным источником загрязнения окружающей среды из-за выбросов и сбросов загрязняющих веществ в атмосферу, водные объекты, почвенные ресурсы . Последствия хранения, складирования, утилизации отходов производства представляют большую опасность. Твердые производственные отходы оказывают большое влияние, как на окружающую среду, так и на устойчивость территорий. Это выражается в первую очередь в том, что для размещения и утилизации отходов необходимы большие территории - объекты размещения отходов.

Для сохранения биосферы и процветания жизни будущих поколений мы должны обеспечить безопасность и создать благоприятные условия для жизнедеятельности, стараться снижать негативное воздействие хозяйственной и производственной деятельности на окружающую среду, а также обеспечить рациональное использование природных ресурсов.

Цель исследования - изучение влияния твердых промышленных отходов Котласского целлюлозно-бумажного комбината на окружающую среду.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучены теоретические вопросы по деятельности целлюлозно-бумажной промышленности Архангельской области и Котласского целлюлозно-бумажного комбината и его влияние на окружающую среду;

2. Охарактеризованы объект, материалы исследования и сформулированы методы работы;

3. Приведена геоэкологическая характеристика города Коряжмы и близлежащих территорий;

4. Проведена оценка влияния твердых производственных отходов на окружающую среду и проанализированы методы мониторинга объектов размещения отходов.

Предмет исследования - анализ объемов, состава и размещения твердых производственных отходов предприятия.

ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Целлюлозно-бумажная промышленность России

Целлюлозно-бумажная промышленность России (ЦБП) - отрасль тяжелой промышленности. Целлюлозно-бумажная промышленность - одна из ведущих отраслей лесного комплекса - объединяет технологические процессы получения целлюлозы, бумаги, картона и бумажно-картонных изделий (писчей, книжной и газетной бумаги, тетрадей, салфеток, технического картона и другие). Технологический цикл отрасли четко подразделяется на два процесса: получение целлюлозы и производство бумаги .

В России эта отрасль изначально возникла и развилась в Центральном районе, где было сосредоточено потребление готовой продукции и имелось необходимое текстильное сырье, из которого прежде делали бумагу (не случайно один из первых центров производства бумаги в стране получил название Полотняный Завод). В дальнейшем технология изготовления бумаги изменилась, для нее стало использоваться древесное сырье, и ареал размещения отрасли сдвинулся к северу, в лесоизбыточные районы [Там же].

Первый в России целлюлозный завод, вырабатывающий целлюлозу из древесины, был построен в 1875 году в селе Кошели Боровичского уезда Новгородской губернии, но он проработал недолго из-за его нерентабельности .

Целлюлозно-бумажная промышленность - 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 характеризуется следующими особенностями [Там же]:

Высокой материалоёмкостью: для получения одной тонны целлюлозы необходимо в среднем пять-шесть м 3 древесины;

Большой водоёмкостью: на одну тонну целлюлозы расходуется в среднем 350 м 3 воды;

Значительной энергоёмкостью: одна тонна продукции требует в среднем около 2000 кВт/ч.

Предприятия ЦБП ориентируются на лесные ресурсы вблизи крупных водных источников. В основном они размещаются на европейской части страны. В бывшем СССР располагались некоторые производители целлюлозы располагались вне лесной зоны и работали на камышовом сырье (в Астрахани, Кзыл-Орде, Измаиле), но в современной России таких предприятий нет. В любом случае создание крупного целлюлозного предприятия возможно лишь вблизи крупного водотока или водоема. К таким гидрологическим объектам можно отнести Северную Двину (предприятия в Архангельске и Новодвинске), Вычегду (Коряжма), Ангару (Усть-Илимск и Братск), Волгу (Балахна и Волжск), Байкал (Байкальск), Онежское озеро (Кондопога), Ладожское озеро (Питкяранта и Сясьстрой). Ориентация на потребителя в целлюлозной отрасли вторична, поэтому значительная часть отечественной целлюлозы вырабатывается в слабозаселенной Восточной Сибири .

Выработка целлюлозы в России производится на целлюлозно-бумажных комбинатах (ЦБК), целлюлозно-бумажных заводах (ЦБЗ) и целлюлозно-картонных комбинатах (ЦКК). Почти на всех этих предприятиях целлюлоза в дальнейшем перерабатывается в бумагу или картон. Однако имеются исключения: в Усть-Илимске, Советском Выборгского района, Питкяранте стадия производства целлюлозы - завершающая, товарная целлюлоза, полученная здесь, идет на другие предприятия отрасли для дальнейшей переработки .

Целлюлозу в России выпускает около трех десятков предприятий. Производство целлюлозы размещено в 14 регионах, прежде всего в Архангельской, Иркутской, Ленинградской, Калининградской, Пермской областях, республиках Коми и Карелия. Целлюлоза не производится в Центральном и Дальневосточном федеральных округах. Крайне невелики мощности по производству целлюлозы в Южном и Уральском округах. До недавнего времени целлюлоза еще выпускалась на Сахалине, в Хабаровском крае, Астраханской области, но по определенным экономическим причинам стране пришлось отказаться от этих производств (рисунок 1) .

Любопытно, что повышенная концентрация целлюлозных предприятий, пусть и не очень крупных, отмечается в тех частях страны, которые еще относительно недавно - 60 - 70 лет назад входили в состав территории экономически развитых соседей. Речь идет о Карельском перешейке, который был до 1940 года финским (три предприятия, до девяностых годов - четыре, включая закрытый ныне завод в Приозерске); Калининградской области - части бывшей германской Восточной Пруссии (три предприятия); Южном Сахалине (семь предприятий, к настоящему времени все закрыты), до конца Второй мировой войны, являвшимся японским владением [Там же].

Это не случайно, учитывая те обстоятельства, что, во-первых, указанные районы для своих стран были наиболее удобным местом развития отрасли, во-вторых, состояние полиграфии и книгоиздательства в Финляндии и Германии находилось и продолжает оставаться на более высоком уровне, нежели в нашей стране. К настоящему времени все доставшиеся в наследство от соседей ЦБК и ЦБЗ нуждаются в реконструкции, и во многом из-за этого значительная их часть уже закрыта [Там же].

Перспективы развития целлюлозной промышленности в России связаны с совершенствованием технологического процесса, более полным использованием лесных ресурсов на имеющихся предприятиях, а также со строительством новых ЦБК. В настоящее время проектируется создание комплексов по производству целлюлозы и бумаги в Александрове - Владимирской области, Нее -Костромской области, Туртасе - Тюменской области, Амазаре - Читинской области. Проводятся предпроектные изыскания в Кировской, Вологодской и Новгородской областях и некоторых других регионах [Там же].

Рисунок 1 - Схема размещения целлюлозно-бумажной промышленности Масштаб 1:32000000

Мощности по выпуску бумаги распределены по территории России равномернее мощностей по выпуску целлюлозы, здесь большее значение приобретает фактор ориентации на потребителя. Бумага производится в 29 регионах РФ. Лидерами бумажной отрасли выступают Карелия, Пермская и Нижегородская области. Почти не выпускается бумага в Южном федеральном округе (имеется лишь небольшое производство в Ростовской области). На территории Сибири и Дальнего Востока бумагу делают лишь в Красноярском крае (Енисейский ЦБК). Местная целлюлоза перевозится в Европейскую часть страны .

Первое место по выработке бумаги принадлежит Северному экономическому району, в котором особенно выделяется Карелия (Кондопожский и Сержский ЦБК). В Архангельской области размещается Соломбальский ЦБК. Крупные ЦБК расположены в Котласе, Новодвинске, Сыктывкаре .

Второе место занимает Уральский экономический район. Производство почти целиком сконцентрировано в Пермской области: Краснокамске, Соликамске, Перми и других. В Свердловской области ЦБК расположены в Туринске и Новой Ляле [Там же].

На третьем месте Волго-Вятский район. Наиболее крупные предприятия действуют в Нижегородской области (Правдинский Балахнинский ЦБК), в республике Марий Эл (Марийский ЦБК в городе Волжске) [Там же].

Целлюлозно-бумажная промышленность развита и в Северо-Западном экономическом районе, главным образом в Ленинградской области (города Сясьск и Светогорск), в Восточной Сибири (Братский, Усть-Илимский, Красноярский, Селенгинский, Байкальский ЦБК). На Дальнем Востоке производство концентрируется в городах Корсаков, Холмск, Углегорск, Амурск, а также во многих других городах [Там же].

Полученная бумага по своему назначению может быть газетной, книжной, писчей, упаковочной, технической, банкнотной, санитарной и других видов. Объем производства газетной бумаги составляет более половины от всей выпускаемой в стране бумаги. Сегодня предложение на этом рынке на 99 % состоит из отечественной продукции. В России этот вид бумаги производят восемь предприятий, но на долю трех из них (ОАО «Волга», ОАО «Кондопога» и ОАО «Соликамскбумпром») приходится почти 95 % всего производства. Образец газетной бумаги отечественного изготовления вы сейчас имеете перед глазами, она изготовлена на ОАО «Волга» в Балахне. Российская газетная бумага входит в число наиболее конкурентоспособных на мировом рынке. Ежегодно Россией экспортируется около миллиона тонн газетной бумаги. Основными импортерами российской газетной бумаги выступают Индия, Германия, Турция, Великобритания, Иран, Пакистан и Финляндия .

Основной потребитель газетной бумаги в России - крупные полиграфические предприятия. Примерно 12 % всего российского спроса приходится на московское издательство «Пресса», еще 9 % на издательский комплекс «Московская правда», по 4 % на ППО «Известия» и ТОО «Пронто-Принт» [Там же].

Картон выпускают в 46 субъектах всех федеральных округов, кроме Уральского (правда, есть совсем небольшое производство в Свердловской области). Первое место в России с большим отрывом занимает Архангельская область, далее следуют Ленинградская и Иркутская области, республики Коми и Татарстан [Там же].

Главная среда использования картона - упаковочные материалы. В советские времена упаковка не являлась приоритетным направлением развития производства, что и определило ее низкий технологический уровень. Упаковка из стекла была многоразовой, большая часть продуктов питания не упаковывалась заранее, а заворачивалась в торговых точках в дешевую низкокачественную бумагу. В современной России упаковка стала своеобразным продолжением товара, частью дизайна, имиджа, марки, дополнительным информационным каналом. На бумагу и картон приходится 39 % производства упаковки в стране, на более вредные для здоровья полимеры - 36 %. Основная часть упаковочных материалов около 50 % идет в пищевую промышленность [Там же].

Около 70 % всего производства упаковочного картона в России приходится на гофрированный картон. Для изготовления гофрированного картона применяется макулатура и чистая целлюлоза. Картон из чистой целлюлозы более высокого качества, более прочный и мягкий, чем картон из вторичных материалов, который используется главным образом для изготовления транспортной упаковки. Крупнейший производитель гофрированного картона в стране - Архангельский ЦБК. Самый высокий спрос на гофрированную картонную тару в Москве и других крупных городах, где сконцентрировано производство многих потребительских товаров. На Центральный район приходится около 45 % потребления произведенной в стране гофротары .

В 2015 году объём производства в целлюлозно-бумажной промышленности России составил 899 миллиардов рублей. Доля отрасли в объёме выпуска в обрабатывающей промышленности - 3 % .

Корпорации ЦБП: Группа Инвестлеспром, Группа Илим, Континенталь Менеджмент, Группа «Титан», Северо-западная лесопромышленная компания . В перечисленные корпорации, входят следующие предприятия :

1. Архангельский ЦБК, расположен в городе Новодвинск;

2. Алексинская БКФ, расположена в городе Алексин Тульской области. Входит в состав SFT Group;

3. Братский ЛПК (Братск, Иркутская область)

4. Вишерский ЦБК (Красновишерск, Пермский край);

5. ЦБК «Волга» (город Балахна, Нижегородская область);

6. Выборгская целлюлоза (Ленинградская область);

7. Енисейский ЦБК (Красноярский край);

8. Каменская БКФ, расположена в городе Кувшиново Тверской области. Входит в состав SFT Group;

9. Кондопожский ЦБК, расположен в карельском городе Кондопога;

10. Котласский ЦБК, расположен в городе Коряжма Архангельской области, входит в состав Группа Илим;

11. Неманский ЦБК (Калининградская область);

12. Целлюлозный завод «Питкяранта» (город Питкяранта);