производство бумаги глоссарий

Производство бумаги: описание процессов и понятий и глоссарий (ч. 1)

Другие отрасли

Бумагоделательная машина (paper machine) многосекционный агрегат непрерывного (continuous) действия, на котором из сильно разбавленной (diluted) водой волокнистой суспензии (fibrous suspension) получают бумагу и некоторые виды картона (board).

Различают 2 основных типа бумагоделательных машин: плоскосеточные/столовые (fourdrinier machine), применяемые для выработки основных видов бумаги, и круглосеточные/цилиндровые (vat machine), на которых изготовляется ограниченный ассортимент бумаги и картона. Эти типы имеют различные устройства для выпуска бумажной массы (paper/papermaking pulp or stock) на сетку (wire) бумагоделательной машины и отлива (formation) бумажного полотна, конструкция же остальных узлов, а также технологический процесс изготовления бумаги аналогичны.

Готовая бумажная масса концентрацией около 3—4% с помощью насоса подаётся (feed) из массоподготовительного отдела (stock preparation department) в машинный бассейн (machine chest), откуда поступает на бумагоделательную машину. Постоянным перемешиванием (agitation) массы в машинном бассейне добиваются выравнивания степени помола (beating/refining degree) и концентрации массы по всему объёму. Предварительно она разбавляется оборотной водой (white/back water), получаемой от обезвоживания (dehydration) бумажной массы на сетке бумагоделательной машины, до концентрации 0,1—1,5% и пропускается через очистную (screening) аппаратуру — узлоловители (screen/strainer), центриклинеры (centricleaner), центрискрины (centriscreen)  и т.д., где удаляются различные посторонние включения и грубые частицы минерального и волокнистого происхождения. Из очистной аппаратуры бумажная масса поступает в напорный ящик (headbox), который обеспечивает истечение (discharge) массы с определённой скоростью (rate) и одинаковую толщину струи (jet) по всей ширине сетки.

Бумагоделательная машина состоит из следующих основных частей:

  • сеточной (wire section), где из разбавленной суспензии непрерывно формуется полотно бумаги (paper web) и из него удаляется первая часть избыточной воды (excess water);
  • прессовой (press section), где производится обезвоживание и уплотнение (compacting) полотна бумаги:
  • сушильной (dryer section), в которой удаляется оставшаяся в бумажном полотне влага:
  • отделочной (finishing section), где полотно подвергается необходимой обработке для придания лоска (glaze), плотности (density), гладкости (smoothness) и наматывается в рулоны (wind to reels).

Сеточная часть — бесконечная сетка, вытканная из нитей различных сплавов меди или синтетических материалов. Привод сетки осуществляется от гауч-вала (couch roll). На новых машинах, имеющих вакуум-пересасывающие устройства (vacuum pick-up arrangement), приводным является также ведущий вал сетки. Чтобы бумажная масса не стекала, по краям сетки устанавливаются ограничительные линейки (guides). Обезвоживание бумажной массы и формование полотна бумаги происходят за счёт свободного стекания и отсасывающего действия (suction) регистровых валиков (table roll). Для получения более однородного полотна бумаги в продольном (machine/grain direction) и поперечном направлениях (cross direction), при скорости машины не более 300 м/мин, регистровая часть иногда подвергается тряске (shake) в поперечном направлении. Дальнейшее обезвоживание происходит над отсасывающими ящиками (suction box) под действием вакуума, создаваемого специальными вакуумными насосами (suction pump). При выработке высокосортных бумаг (fine paper) над ними часто устанавливают лёгкий равнительный валик (Dandy roll). Равнительный валик, служащий для нанесения водяных знаков (water marks) называется эгутер (Egoutteur). После этого полотно бумаги содержит ещё сравнительно много влаги (88—90%), для удаления которой сетка вместе с полотном бумаги проходит над гауч-валом, который имеет от одной до трёх отсасывающих камер (vacuum chamber). Гауч-вал — перфорированный пустотелый цилиндр (drum) из бронзового сплава или нержавеющей стали (площадь перфорации составляет около 25% поверхности вала). Внутри корпуса находится неподвижная вакуумная камера с графитовыми уплотнениями, которые пневматически прижимаются к внутренней поверхности цилиндра. Вакуумная камера соединена с непрерывно действующим вакуумным насосом. Гауч-вал завершает формование и обезвоживание (до сухости 18—22%) полотна бумаги на сетке бумагоделательной машины.

Дальнейшее обезвоживание происходит в прессовой части механическим отжимом под действием давления и вакуума путём пропуска полотна через несколько (2—3, реже 4—5) вальцовых прессов (roll press), расположенных последовательно (часто первый и второй прессы объединены в сдвоенный прессtwo-roll press). При этом повышаются объёмная масса (specific density), прочностные свойства (strength properties), прозрачность (transparency), снижаются пористость (porosity) и впитывающая способность (absorption) бумаги. Прессование выполняется между шерстяными сукнами (felt), которые предохраняют ещё слабую бумагу от разрушения, впитывают отжатую влагу и одновременно транспортируют полотно. Каждый пресс имеет своё сукно. На всех новых быстроходных бумагоделательных машинах нижние валы прессов делаются перфорированными (perforated) (как гауч-валы). Они покрываются специальной резиной (rubber cover), что улучшает обезвоживание и увеличивает срок службы. На некоторых бумагоделательных машинах вместо нижних отсасывающих валов (bottom roll) устанавливаются валы со специальным желобчатым рифлением (grooved roll).

На мощных бумагоделательных машинах нижние валы первого и второго прессов делаются отсасывающими (аналогично гауч-валу). Часто, кроме прессов с сукнами, устанавливают ещё сглаживающие (или офсетные) прессы (second nip) без сукон для уплотнения бумаги и придания ей гладкости. Затем полотно бумаги с сухостью до 45% поступает в сушильную часть.

Сушильная часть (наибольшая по длине) состоит из вращающихся, обогреваемых изнутри паром и расположенных обычно в 2 ряда в шахматном порядке цилиндров. Полотно прижимается к нагретой поверхности цилиндров при помощи сукон, улучшающих теплоотдачу и предотвращающих коробление и сморщивание поверхности бумаги при сушке. Верхний и нижний ряды сушильных цилиндров имеют раздельные сукна, причём одно сукно охватывает сразу несколько сушильных цилиндров (dryer drum / drying cylinder).
Полотно бумаги движется с верхнего цилиндра на нижний, затем на соседний верхний и т.д. При этом бумага высушивается до содержания остаточной влаги 5—7%. На современных бумагоделательных машинах во второй половине сушильной части обычно помещают клеильный двухвальный пресс (size press) для поверхностной проклейки бумаги и нанесения поверхностного слоя.

производство бумаги глоссарий

Отделочная часть представляет собой каландр (calender), состоящий из 5—10 расположенных друг над другом валов из отбелённого чугуна (cast chilled iron roll).
Предварительно бумага для придания ей большей эластичности и мягкости охлаждается и несколько увлажняется на холодильном цилиндре (через пустотелые шейки которого подводится и отводится холодная вода). При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, уплотняется и выравнивается по толщине. Затем бумага наматывается бесконечной лентой в рулоны на принудительно вращаемом цилиндре, к которому прижимается валик с наматываемой на него бумагой — накате (reel). Для увлажнения бумаги при дополнительной отделке её на суперкаландрах (supercalender) (для получения бумаги с повышенной гладкостью, лоском и объёмной массой) над накатом устанавливается увлажнительный аппарат (rewetting device). Далее рулон разрезается на продольно-разрезном станке (longitudinal cutter) на необходимые форматы. Одновременно бумага сортируется, обрывы (break), возникшие при её выработке, склеиваются. При выпуске бумаги в листах рулоны для разрезания подаются на машину для резки бумажного полотна — саморезку (sheeter / sheet cutter).