Целлюлоза – моя дипломная работа.

В Японии — стране с высокоразвитой целлюлозно-бумажной промышленностью, имеющей ограниченные запасы леса,- использованию бумажной макулатуры уделяется большое внимание. Испытывая недостаток в собственной макулатуре, Япония импортирует ее в количестве, превышающем 100 тыс. т в год. В общем балансе потребления вторичных волокон в Японии гофрированный картон составляет 42%, газетная макулатура 20, журнальная макулатура 10, обрезки бумаги (преимущественно от предприятий полиграфической промышленности), не подвергаемые облагораживанию, 8%. На предприятии в Куширо выпускаемая газетная бумага с массой 48,4 г/м2 при содержании в композиции до 50% облагороженной макулатуры соответствует предъявляемым требованиям. При этом на 1 т газетной бумаги достигается экономия 0,609 т древесноволокнистого сырья, по пару 2250 кДж и электроэнергии 680 кВт- ч.

В СССР макулатура бумажная и картонная сортированная делится на две группы: к первой относятся девять марок макулатуры бумажной, ко второй — четыре марки картонной макулатуры. По согласованию с потребителями стандартом допускается возможность поставки макулатуры различных марок в смешанном виде.

На проходившей в Монреале в 1970 г. ежегодной конференции Канадской ассоциации целлюлозно-бумажной промышленности было отмечено, что бумажная макулатура, которая 25 лет тому назад считалась второстепенным волокнистым материалом для изготовления бумаги и картона, в настоящее время приобрела огромное значение. Предполагается, что с увеличением мирового производства бумаги в качестве заменителя целлюлозы все больше будут применяться вторичные волокна. В США ожидается резкое увеличение потребления макулатуры в целлюлозно-бумажной промышленности сверх 10-11 млн. т/год, использовавшихся в 1968-1970 гг.

Д. Спэрроу в 1972 г. прогнозировал развитие целлюлозно-бумажной промышленности в США через 100 лет. Он считает, что к тому времени эта отрасль промышленности значительно увеличит свою производственную мощность, причем вторичные волокна будут использоваться в количестве 45-55%.

По данным П. В. Васильева, мировое потребление древесины в переводе на круглый лесоматериал составляет более 2 млрд. м3 и за последние 20 лет ежегодно потребление древесины возросло в мире не менее чем на 25%. Ожидается, что к 2000 г. оно превысит 5 млрд. м3. Столь высокое потребление древесины вызывает необходимость экономного ее расходования и максимальной замены древесины в целлюлозно-бумажной промышленности другими волокнистыми материалами, среди которых важное место занимает бумажная макулатура.

Подчеркивая экономическое и экологическое значение использования макулатуры в производстве бумаги, американский автор книги о повторном использовании отходов Синтия Поллок отмечает, что повторное использование всего одного субботнего тиража газеты Нью Йорк Тайме позволяет сохранить 75 тыс. деревьев.

По данным УкрНПОбумпрома, переработка 1 т макулатуры экономит 3-4 м3 древесного сырья, снижает потребление тепла, электроэнергии, свежей воды, уменьшает загрязнение окружающей среды. По прогнозу в 2000 г. потребление макулатуры в мире по сравнению с 1970 г. возрастет в 4 раза.

Бумажную макулатуру, применяемую для изготовления бумаги или картона, называют также вторичным сырьем, имея при этом в виду, что содержащиеся в макулатуре растительные волокна вторично используются для изготовления бумажной продукции. Эти волокна при их вторичном использовании отличаются по своим свойствам от присущих им первоначальных свойств, так как они в свое время прошли уже цикл операций бумажного производства (иногда облагораживания) и в некоторых случаях претерпели также процесс более или менее длительного старения. Все это существенным образом сказалось на их свойствах.

Из процессов бумажного производства особенно сильное влияние на свойства волокон оказал процесс их сушки, в результате которого произошли некоторые необратимые изменения свойств волокон: известная потеря эластичности, ороговение поверхности и увеличение вследствие этого хрупкости.

Затем были составлены 6 композиций газетной бумаги, из которых 1-я и 2-я являются стандартными в США и Канаде, 3-я — в странах Центральной Европы, 4-я — на предприятии г. Брук (Австрия), 5-я — модификация композиции 2 с целью уменьшения удельного расхода электроэнергии при выработке газетной бумаги, 6-я — композиция опытных партий газетной бумаги.

Разумеется, что окончательная оценка эффективности производства газетной бумаги различного композиционного состава должна учитывать показатели качества получаемой бумаги, возможности изготовления ее с пониженной массой 1 м2 и безобрывного изготовления газетной бумаги на современных быстроходных бумагоделательных машинах.

Мероприятия по снижению энергоемкости производства ТММ сводятся обычно к усовершенствованию конструкции и работы я дисковых мельниц за счет выбора надлежащего материала дисков, поиска оптимального рисунка выступов на дисках, а также за счет максимальной регенерации тепла в процессе производства ТММ.

Если щепу, поступающую в дисковую мельницу, не подогревать, т. е. осуществлять процесс получения РДМД, то можно несколько снизить расход энергии с одновременным достижением примерно одинаковых с ТММ показателей механической прочности и непрозрачности изготовляемого продукта. Таким образом, процесс получения РДМД является упрощенной и рациональной модификацией процесса получения ТММ. При этом расход энергии при изготовлении РДМД несколько выше, чем при получении РДМ, но примерно на 10% ниже, чем при выработке ТММ.

Одна из типичных схем получения ТММ состоит в следующем. После промывки щепа подается из бункера в пропарочную трубу, в которой при давлении 206 кИа осуществляется пропарка в течение 1,5 мин. Затем пропаренная щепа поступает на 1-ю ступень размола в двухдисковую мельницу, работающую при повышенном давлении. Далее, после удаления пара и охлаждения холодной водой, масса подается на 2-ю ступень размола в аналогичную дисковую мельницу, но работающую при атмосферном давлении. Затем масса поступает в промежуточный бассейн, подвергается очистке и сгущению. Отходы сортирования измельчаются в дисковой мельнице малого размера и возвращаются в систему.

В результате как сульфитной, так и сульфатной варок древесных волокнистых материалов пористость волокон резко возрастает. При этом, как свидетельствует С. И. Лерман, объем пустот клеточной стенки увеличивается приблизительно в 70 раз, а удельная поверхность волокон в 40 раз.

По статистическим данным, производство сульфатной целлюлозы растет быстрее, чем сульфитной. Это объясняется, в первую очередь, тем, что сульфатный метод обеспечивает возможность лучшего использования разных пород древесины, а также тем, что вопросы регенерации химикатов и их использования в первом случае решаются проще. Кроме того, прогресс в области технологии процесса отбелки позволил получить сульфатную целлюлозу высокой степени белизны.

В последнее время существенный прогресс был достигнут в области применения различных химических добавок в процессе щелочных варок целлюлозы, в частности сульфатной варки. Особенная эффективность была достигнута при добавках антрахинона и его производных. Было установлено [16], что с добавлением антрахинона увеличивается выход целлюлозы после варки как хвойной, так и лиственной древесины, снижается температура варки, повышается белизна целлюлозы, сокращается продолжительность цикла варки. Одновременно имеет место увеличение общего объема субмикроскопических капилляров у волокон и степени кристалличности целлюлозы, что приводит к росту ее разрывной длины, облегчается способность целлюлозных волокон размалываться.

Недостатками сульфатного метода производства являются меньший выход целлюлозы по сравнению с выходом ее в сульфитном процессе, больший расход электроэнергии и менее благоприятные возможности снижения в стоках биологического потребления кислорода (БПК) до допустимых норм.

В связи с вышеизложенными недостатками, а также с разработкой новых методов регенерации в производстве сульфитной целлюлозы, оснащением этого производства электронно-вычислительными машинами и в связи с современными достижениями в области получения ценных побочных химических продуктов следует ожидать, что сульфитный процесс в ближайшее время после ряда кризисных лет получит новое развитие.