Производство бумаги: от саженца до полки магазина

канцелярский магазинОткуда берутся обычная бумага для принтера или красочные тетради? Для большинства из нас ответ очевиден – из магазина канцелярии. Именно там девяносто процентов из нас меняют красочные бумажки с портретами государственных деятелей на ту бумагу, которая нам необходима, чтобы распечатать годовой отчет или нарисовать улыбающихся, симпатичных чертиков. Однако, прежде чем попасть на полку магазина, бумага проходит долгий и интересный путь, нередко пересекает континенты и океаны, прежде чем мы сможем ее приобрести и насладится ее белизной, ее особым свежим ароматом и мягким похрустыванием в руках.

утюг для глажки газетКстати говоря, именно аромат бумаги и особенно звук ценятся любителями газет в Великобритании, которые обязательно проглаживают перед чтением утренние «Таймс» или «Нью Гардиан» специальным утюжком…

Как «растёт» бумага?

Что ж, давайте же отправимся в путешествие вместе с нашей бумагой. Только пока что это не бумага, а саженец. Ранее, скорее всего, это был бы саженец ели или сосны, так как во всем мире доминировал так называемый «северный тип бумажного производства» с использованием хвойной целлюлозы. Теперь ситуация немного изменилась, и на арену вышел… эвкалипт, нам более знакомый по настойкам для полоскания горла.

саженец австралийского эвкалиптаЛекарственный гигант, прекрасно растущий не только в Австралии, но и в ЮАР, Чили и на юге бурно развивающегося Китая показал более высокую эффективность в качестве бумажного сырья. Лесничие и специалисты по лесозаготовкам внимательно исследуют местность, планируя, как лучше засадить саженцами выделенные площади, чтобы получить максимальные годовой прирост древесины в тех местах, где имеется удобный доступ для транспорта и лесозаготовительной техники. При внимательном уходе посадки эвкалипта в субтропических условиях дают сорок один кубометр прироста древесной массы на гектар в год, в то же время как традиционная ель в условиях умеренного климата – лишь четыре кубометра.

Лесозаготовка как этап производства бумаги

Вырастить технический лес – это наука, но не меньшая наука так его срубить и вывезти, чтобы не нарушить экологических систем и не воспрепятствовать воспроизводству столь ценного сырья.

топор - главный инструмент лесорубаЛесоповал ранее был опасным сезонным промыслом, и еще в середине прошлого века многие лесорубы, основным инструментом которых была бензопила, гибли под упавшими внезапно деревьями. Теперь рубка леса происходит иначе: огромные стальные клещи, установленные на мощный харвестер, или лесозаготовительный комбайн, обхватывают ствол лесных гигантов и лезвие ленточной пилы моментально отсекает дерево у самого корня, после чего специальные фрезы, установленные в блоке с клещами, очищают ствол от коры и распиливают его на отрезки заданной длинны. Наблюдать работу этой машины порой просто жутковато.

форвадер Eco LongРаспиленные и очищенные от коры поленья собираются в длинные штабеля форвардерами, машинами, состоящими из грузовой платформы и специального гидравлического захвата-манипулятора. Форвардеры напоминают громадных навозных жуков, которые подбирают многотонные стволы своими лапками и грузят себе на спину, после чего доставляют на лесозаготовительный первичный, или как его называют сами лесорубы, верхний склад. Здесь форвардеры разгружаются и лесоматериалы забирают седельные тягачи с лесовозными полуприцепами, которые доставляют лес туда, куда необходимо.

Целюлозно-бумажный комбинат – принципы расположения

байкальский целлюлозно-бумажный комбинатОбычно целлюлозно-бумажные комбинаты находятся на крупных реках, так как для производства бумаги требуется много воды. Доставлять лес на комбинаты водным транспортом проще и дешевле всего: от бумажного сырья не требуется сухости. Поэтому часто автомобили-лесовозы разгружаются около лесосплавных пристаней и специальные агрегаты увязывают бревна в плоты, иначе говоря, «сплочают» их. Плоты достигают громадных размеров, двадцати семи и более тысяч кубических метров, и эти громадины, толкаемые течением и направляемые речными буксирами отправляются в путешествие до лесоприемного пункта на промплощадке комбината.

Иногда лес сплавляют не в виде плотов по реке, а везут на специальных лесовозных баржах и судах, порой на расстояние около тысячи километров. В результате глобальных климатических изменений и вытеснения лесных угодий пахотой, за последнее время основные районы лесоразработок изменились. Реки, которые использовались ранее для сплава, обмелели из-за теплых, малоснежных зим. Но просто так перебросить громадный целлюлозно-бумажный комбинат на новое место – задача невыполнимая, ведь по сути это означает переселения целого города и его основание на совершенно диком месте. Возникает необходимость новых подходов к логистике снабжения бумажного производства. Многие предприятия, ранее работавшие на сплавляемом по реке лесоматериале, теперь используют подъездные железнодорожные пути, построенные исконно лишь для вывоза готовой продукции.

судно-лихтеровозСлучается, что лес импортируется морем, а потом перегружается на речные баржи; для этого даже используют специальные суда-лихтеровозы, которые принимают в свое нутро загруженные лесом стандартные баржи-лихтеры, доставляют их до устья рек, где потом спускают на воду, чтобы речные буксиры уже доставили их к месту назначения.

Лесоприемный пункт комбината называется иногда также лесной биржей – это огромный склад, в котором древесина штабелируется и «дозревает», прежде чем попадет в обработку.

Целюлозно-бумажный комбинат – процесс изготовления бумаги

окорочный барабанОбработка древесины для получения бумаги начинается с ее тщательного поэтапного измельчения. Вначале мощные краны загружают бревна в специальные машины – слэшеры, которые подготавливают баланс – полутораметровые отрезки. Баланс поступает в окорочные барабаны, где поленья трутся друг о друга и о стенку барабана, промываясь мощными потоками воды. Это очень напоминает работу автоматической стиральной машины, которую многие могут наблюдать у себя дома. Окоренный и промытый баланс поступает по транспортерной ленте в рубильную машину. Эта машина обладает фантастической производительностью, и за час превращает в щепу своими твердосплавными ножами триста и более кубометров древесины: то есть более четырех с четвертью вагонов. За сутки работы одна рубильная машина обрабатывает два железнодорожных состава с дровами. 

Щепа подается непрерывным потоком в варочные котлы, стальные цилиндры высотой с девятиэтажный дом. Здесь ее смешивают либо с сернистой кислотой и гидросульфитом кальция (тогда целлюлоза называется сульфитной), либо со щелочами (тогда это сульфатная целлюлоза), и варят, словно в скороварке, под большим давлением и при высокой температуре. Струя пара под высоким давлением выдувает полученное варево в специальные емкости, где кашицеобразная масса промывается водой и тщательно процеживается. По трубам полученная целлюлозная масса подается в узел отбеливания, где ее обрабатывают хлором.

глянцевые журналыОтбеленная целлюлоза – основа для изготовления высококачественной бумаги: печатной, писчей, рисовальной. Для других видов бумаги в отбеленную целлюлозу добавляют мелкоразмолотую в специальных мельницах-дефибрирах древесную массу. Затем смесь целлюлозы и древесной муки поступает в роллы, где она прокатывается и как бы «вычесывается», волокна целлюлозы еще более измельчаются и располагаются в правильном порядке. Только затем в полученную полужидкую массу добавляют специальные наполнители и проклеивающие составы, которые и делают бумагу пригодной для красочной печати и рисования. Писчую бумагу проклеивают канифолью и добавляют в качестве наполнителя каолин и тальк, в бумагу для глянцевых журналов помимо прочего добавляют двуокись титана, более известную как титановые белила. Из роллов масса поступает в мешательные бассейны, а оттуда насосами в бумагоделательную машину. Именно в бумагоделательной машине вязкая масса превращается в листы, которые мы и привыкли считать бумагой.

Бумагоделательная машина

Бумагоделательная машина – это такой своеобразный прокатный стан для бумажной массы. На верху этой конструкции располагается специальный напорный ящик, из которого масса стекает вниз через щель и тут же подхватывается движущейся металлической или пластмассовой сеткой, на которой и формируется бумажное полотно. Специальные отсосы непрерывно удаляют воду, а бумажное полотно в дальнейшем опрессовывается валками, а затем высушивается потоками горячего воздуха.

Сушильная часть бумагоделательной машины – сложный узел, в котором горячий воздух подается в виде восходящих потоков, а затем полученная паровоздушная смесь отсасывается через вакуумный колпак и подается в теплообменник, где вновь нагревает поступающий в сушильную камеру воздух. Неправильная настройка сушильной камеры нередко приводила в прошлом к пожарам на бумагоделательных машинах. Сейчас все современные бумагоделательные машины оборудованы сложными системами пожаротушения. В виду того, что в сушильной камере часто образуется концентрация бумажной пыли, иногда происходили даже взрывы. После сушки бумагу еще раз калибруют и пропускают через валки-каландры для поверхностного уплотнения.

формировка технических рулонов на бумагоделательной машинеСформированное бумажное полотно сматывается в технические рулоны, вес которых варьируется от 200 (стандарт 440 lb) килограммов до нескольких десятков тонн. Эти рулоны доставляются на полиграфические комбинаты по железной дороге или автопоездами. Нередко бумажные рулоны перевозятся и в стандартных морских контейнерах из одной страны в другую. К примеру, большая часть Западной Европы кроме скандинавских стран снабжается бумагой бразильского происхождения, Япония и Тихоокеанское побережье США снабжается китайской бумагой. Морской транспорт крайне дешев, и порой выгоднее привезти бумагу морским маршрутом за десять тысяч километров, нежели автомобильным за пятьсот.

Вот такое путешествие совершает бумага, прежде чем попасть к нам!