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%.

Весьма перспективным в этом отношении является разработанная в Швейцарии система Орфа, проходящая промышленные испытания в Филадельфии и в других городах США. Эта система всего за 17 мин превращает смешанные городские отходы в ряд ценных сырьевых материалов для изготовления пластиков, керамики, бумаги, стекла, металлов и органических веществ для компоста и топлива.

Об объеме отходов больших городов можно судить по данным печати, сообщающей, что жители Нью-Йорка ежегодно выбрасывают отбросов в виде мусора в 9 раз больше, чем они весят сами. В отбросах Нью-Йорка содержание бумаги и картона составляет примерно 50%. За год в одном Нью-Йорке оказывается необходимым уничтожить сжиганием около 350 ООО т газетной бумаги. Систематическое сжигание такого большого количества бумаги связано с излишним загрязнением окружающей среды. Поэтому выдвигается идея использовать эту бумагу без сжигания на полях для удобрения почвы. Однако целлюлоза за 6-8 нед пребывания в земле разлагается не более чем на 60%, а оставшиеся 40% не поддаются дальнейшему разложению. Проведенными исследовательскими работами установлено, что некоторые микроорганизмы способны ускорить разложение целлюлозы и катализируют гидролиз ее растворимых производных. В связи с этим рассматривается предложение о изготовлении газетной бумаги с содержанием в композиции таких микроорганизмов, которые, не снижая всех обычно предъявляемых к газетной бумаге требований, способствовали бы хорошему использованию отбросов из такой бумаги для компостирования почвы.

Фирма Сент Реджис Пейпер (США) вырабатывает три вида бумаги для офсетной печати с использованием в композиции от 30 до 55% волокон бумажной макулатуры, получаемой из неотсортированного городского мусора. На бумажной фабрике мусор отсортировывается, макулатура поступает на сортировки и центробежные очистители, после чего отбеливается до 75% Дж. Эл. В композицию вырабатываемых видов бумаги входит также беленая древесная масса и беленая сульфатная целлюлоза из древесины хвойных пород. Качество вырабатываемой бумаги, если не считать несколько повышенную сорность, не уступает качеству соответствующих видов бумаги для печати.

Тряпье для изготовления бумаги в настоящее время применяется в относительно небольшом количестве, хотя еще сравнительно недавно оно использовалось при выработке широкого ассортимента бумаги. Сокращение применения тряпья в бумажном производстве объясняется рядом причин. Прежде всего следует отметить, что тряпье по сравнению с целлюлозой более дефицитный исходный материал для получения бумаги. Использование его для нужд бумажного производства усложняет технологический режим, и при этом применяется относительно мало производительное оборудование.

Бывшее в употреблении тряпье перед поступлением его в производство подлежит дезинфекции. Сортирование тряпья представляет собой трудоемкую операцию. Кроме того, за последние годы значительно расширился выпуск тканей из синтетических волокон, что привело к засорению обычного тряпья, применяемого в бумажной промышленности, тряпьем, содержащим синтетические волокна. Это в свою очередь вызвало значительные технологические затруднения, связанные с необходимостью выделения из производственного потока синтетических волокон.

В результате проведенных научно-исследовательских работ удалось полностью или частично заменить тряпье различными видами целлюлозы.

Однако отходы от переработки хлопка, льна и пеньки в виде линта, хлопкового пуха, а также льняных и пеньковых очесов применяются для изготовления ограниченного ассортимента бумажной продукции в тех случаях, когда необходимо получить бумагу с высокими показателями механической прочности и долговечности. Применение хлопковых волокон к тому же обеспечивает возможности изготовления различных видов бумаги, отличающихся высокой впитывающей способностью и химической чистотой. Поэтому льняные и пеньковые волокна используют для получения высококачественных видов документной, чертежной, картографической, карточной, почтовой бумаги, основы для фотокопирования, основы для диазокальки, а в небеленом виде — для изготовления папиросной, копировальной и словарной видов бумаги. Волокна хлопка идут на изготовление фильтровальной, промокательной, нотной бумаги, основы для пергамента, основы для диазокальки, долговечной чертежной прозрачной бумаги для хроматографического и электрофоретического анализов, электрохимической и других, а в небеленом виде — для стелечного картона, бумаги для каландровых валов, основы для фибры и толя. 
         

Применение в отечественной бумажной промышленности соломенной целлюлозы и близкой ей по свойствам целлюлозы из тростника имеет большое народнохозяйственное значение, несмотря на то, что СССР является самой богатой страной мира по лесным ресурсам. Однако запасы древесины в стране размещены неравномерно и многие районы являются безлесными. Именно в этих районах для изготовления целлюлозы и полуцеллюлозы используют солому и тростник.

В. Бублитц указывает, что в тех странах, где ресурсы древесины ограничены, солому можно применять при получении целлюлозы с удовлетворительными показателями качества для изготовления бумаги. Однако в США, где, по мнению указанного автора, запасы древесины достаточны, солому следует использовать для нужд бумажной промышленности еще и потому, что сжигание ее после уборки урожая вызывает загрязнение атмосферы.

Предполагается, что через столетие волокна однолетних растений в целлюлозно-бумажной промышленности США получат значительное применение. В настоящее время, по данным Ж. Н. Мак Говерна, из соломы, тростника, бегассы, эспарто и бамбука в США вырабатывается около 6% всей бумажной продукции.

Запасы соломы в Советском Союзе достигают 250-270 млн. т в год, из которых наиболее важные — ржаная и пшеничная — составляют примерно 65%. Основными районами сосредоточения соломы являются: Поволжье, Центрально-Черноземная зона, Северный Кавказ, Урал, УССР и Казахская ССР. Тростник произрастает в Украинской, Казахской, Узбекской, Азербайджанской союзных республиках и в РСФСР.

Оба вида целлюлозы (соломенная и тростниковая) характеризуются высоким содержанием гемицеллюлоз (особенно пентозанов), высокой зольностью (преимущественно соли кремневой кислоты), неоднородностью фракционного состава волокон при наличии значительного количества клеток неволокнистого строения, сравнительно малой толщиной волокон.

К химически обработанным массам относятся: 1) термомеханическая химическая масса (ТМХМ), получаемая путем размола щепы в ступени под давлением с химической обработкой волокон до или после последующих ступеней размола (способ ОПКО); 2) длинноволокнистая химико-механическая масса (ДВХММ), получаемая в результате химической обработки длинноволокнистой фракции, например, отходов сортирования и годной массы от очистителей; 3) химически обработанная длинноволокнистая масса (ХОДВМ) — модификация ДВХММ по способу фирмы Мак Миллан Блодел.

К массам высокой степени сульфонирования относятся: 1) сульфитная целлюлоза высокого выхода (ЦВВ), получаемая в результате относительно непродолжительной варки щепы в кислой среде с раствором сульфитов и с последующим размолом при атмосферном давлении; 2) сульфитная целлюлоза сверхвысокого выхода (ЦСВВ), получаемая аналогично ЦВВ, но с выходом более 80%; 3) бисульфитная целлюлоза очень высокого выхода (БЦВВ), получаемая аналогично ЦВВ, но с использованием растворов бисульфитов и при выходе более 85%; 4) сульфонированная химико-механическая масса (СХММ) — модификация ХММ по способу фирмы Канадиан Интернешенел Пейпер; 5) бисульфитная химико-механическая масса (БХММ), получаемая аналогично БЦВВ. Приведенная классификация дает правильное представление о применяемых обозначениях способов получения волокнистых масс, но из-за многообразия этих способов не может считаться исчерпывающей.

Древесную массу нередко применяют в беленом виде. Это позволяет использовать беленую древесную массу для частичной замены ею беленой целлюлозы в композиции некоторых видов бумаги с целью удешевления бумаги с одно- ; временным улучшением ее печатных свойств.

Применение беленой ДДМ целесообразно в композиции некоторых видов бумаги для письма и печати, этикеточной, полотенечной, картона для упаковки пищевых продуктов. Положи- ; тельные свойства беленой ДДМ в качестве полуфабриката бумажного производства: белизна, достигающая 70-75%, достаточно высокая непрозрачность, хотя и несколько меньшая (в среднем на 1-2% абс), чем у небеленой ДДМ, пухлость и упругие свойства. Так же, как и небеленая ДДМ, беленая, будучи введена в композицию целлюлозных видов бумаги, способствует улучшению равномерности просвета бумаги и печатных свойств. На показатели механической прочности ДДМ отбелка существенного влияния не оказывает. Микроорганизмы в беленой ДДМ развиваются в меньшей степени, чем в небеленой.