Опишите технологию изготовления бумаги.

Технология изготовления бумаги — это последовательность операций, при которых растительное волокнистое сырьё превращают в тонкий прочный лист. Основой бумаги служат целлюлозные волокна, чаще всего полученные из древесины, но также могут использоваться макулатура, хлопок, лён, солома, тростник и другие растительные материалы.

На современных предприятиях бумагу производят в основном машинным способом. Процесс включает несколько основных этапов: подготовку сырья, получение бумажной массы, формование листа, удаление воды, прессование, сушку, отделку и намотку готовой бумаги.

Сначала подготавливают сырьё. Если используется древесина, её очищают от коры, измельчают в щепу и сортируют. Щепа должна быть примерно одинакового размера, потому что от этого зависит равномерность дальнейшей обработки. Если сырьём служит макулатура, её сортируют, удаляют посторонние примеси, измельчают и размачивают в воде.

Затем получают волокнистую массу. Существует несколько способов разделения древесины на волокна. При механическом способе древесину размалывают, получая древесную массу. Такой способ даёт высокий выход сырья, но бумага получается менее долговечной, так как в ней остаётся много лигнина. Такая бумага часто используется для газетной продукции. При химическом способе древесную щепу варят в специальных растворах, которые растворяют лигнин и другие нежелательные вещества, оставляя в основном целлюлозу. Из такой массы получают более прочную и качественную бумагу. Также применяют комбинированные методы, сочетающие механическую и химическую обработку.

После получения целлюлозной массы её промывают, очищают от примесей и при необходимости отбеливают. Отбеливание нужно для производства белой писчей, печатной или офисной бумаги. Для небелёных сортов, например упаковочной бумаги или картона, этот этап может быть сокращён или вовсе отсутствовать.

Далее волокнистую массу размалывают. Размол нужен не просто для измельчения волокон, а для изменения их поверхности: волокна становятся более гибкими, лучше сцепляются друг с другом и образуют прочный лист. От степени размола зависят плотность, гладкость, впитываемость и прочность будущей бумаги.

Затем в бумажную массу добавляют различные вещества, которые улучшают свойства готового продукта. Это могут быть наполнители, проклеивающие вещества, красители, оптические отбеливатели и специальные добавки. Наполнители, например каолин или мел, делают бумагу более гладкой, белой и пригодной для печати. Проклейка уменьшает впитывание воды и чернил. Красители придают бумаге нужный оттенок. Для специальных видов бумаги могут добавлять вещества, повышающие влагостойкость, прочность или огнестойкость.

После подготовки бумажная масса сильно разбавляется водой. На этом этапе она представляет собой жидкую суспензию, где воды значительно больше, чем волокон. Эту массу подают на бумагоделательную машину. Главная задача машины — равномерно распределить волокна, удалить воду и сформировать непрерывное бумажное полотно.

Формование листа происходит на движущейся сетке бумагоделательной машины. Жидкая масса равномерно выливается на сетку, вода проходит через её отверстия, а волокна остаются на поверхности и переплетаются между собой. Так возникает влажное бумажное полотно. На этом этапе особенно важно равномерное распределение волокон, потому что от него зависят толщина, плотность и качество бумаги.

После сеточной части полотно поступает в прессовую часть. Здесь его пропускают между валами, покрытыми сукнами или специальными материалами. Под давлением из бумаги удаляется ещё часть воды, а волокна плотнее сближаются и сцепляются. Прессование повышает прочность полотна и уменьшает расход энергии на последующую сушку.

Затем бумага проходит сушильную часть машины. Полотно движется через ряд нагретых цилиндров, где оставшаяся влага испаряется. Сушка должна быть равномерной, иначе бумага может коробиться, становиться волнистой или терять прочность. После сушки влажность бумаги доводят до заданного уровня, потому что полностью пересушенная бумага становится ломкой.

После сушки бумагу часто подвергают отделке. Её могут каландрировать, то есть пропускать между гладкими валами для повышения гладкости, плотности и блеска. Для печатных сортов бумаги может применяться мелование: на поверхность наносят тонкий слой специальной минеральной суспензии, благодаря чему бумага становится более гладкой и лучше воспринимает краску. Также бумагу могут окрашивать, тиснить, пропитывать или обрабатывать защитными составами.

Готовое бумажное полотно наматывают в большие рулоны. Затем рулоны разрезают на более узкие рулоны или листы нужного формата. После этого бумагу упаковывают и отправляют потребителям или на дальнейшую переработку, например для производства тетрадей, книг, газет, упаковки, салфеток, картона и других изделий.

Если бумагу изготавливают из макулатуры, технология имеет свои особенности. Сначала макулатуру сортируют по качеству и типу, затем измельчают и распускают в воде на волокна. После этого массу очищают от скрепок, плёнки, клея, песка и других загрязнений. Для производства светлой бумаги часто проводят удаление типографской краски — деинкинг. Затем восстановленные волокна снова используют для изготовления бумажного полотна. Бумага из вторичного сырья позволяет экономить древесину, воду и энергию, но качество зависит от состояния и вида макулатуры.

В целом изготовление бумаги основано на способности целлюлозных волокон соединяться между собой при удалении воды. Когда волокна распределяются в воде, затем оседают на сетке, сближаются при прессовании и высыхают, между ними образуются связи, которые и придают бумаге прочность. Поэтому бумага не является просто высушенной массой: это специально сформированный материал с заданной структурой и свойствами.

Таким образом, технология изготовления бумаги включает подготовку волокнистого сырья, получение и очистку целлюлозной массы, введение добавок, формование полотна на сетке, прессование, сушку и отделку. Изменяя сырьё, степень размола, состав добавок и режимы работы бумагоделательной машины, можно получать самые разные виды бумаги — от тонкой газетной до плотной упаковочной, от обычной офисной до высококачественной мелованной бумаги.