Я счастливый дед, мои внуки очень деятельные создания и интересуются всем на свете. В том числе и изготовлением бумаги. Уже пробуют делать её на кухне. Эти несколько постов для них и их сверсников. Так как внуки у меня разного возраста, младшая выпускница детского сада, старшая почти выпускница вуза, рассказать им о производстве бумаги — задача не простая.
Тем не менее, постараюсь объяснить важность бумажного производства для удовлетворения насущных потребностей людей и для того, чтобы продемонстрировать, как промышленное производство при разумном хозяйствовании способно не вступать в противоречие с природой. Может быть посты заинтересуют и взрослых, не знакомых с производством бумаги и важностью ее производства для устойчивого развития нашей цивилизации. Об этом постараюсь рассказать по возможности коротко и понятным языком.
Из чего делают бумагу
ДРЕВЕСИНА
В наши дни, в большинстве случаев, бумагу делают из древесины. Древесину вывозят из леса. Так что производство бумаги и лес связаны друг с другом. Об этой тесной связи мы поговорим с вами обязательно, потому что это важно для того, чтобы понимать, что разумное бумажное производство не губит лес, а живёт с ним в добром соседстве со взаимной пользой.
Нужно отметить, что дерево не полностью может перерабатываться в бумагу.
На рисунке показаны части, из которых состоят деревья. Так вот, чаще всего, в производства бумаги поступает ствол. Из такой древесины производят основное количество бумаги. Это бумага для книг и журналов, упаковки, полотенец и т.д. Но встречается производство бумаги и с использование листьев и коры.
ОТХОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ
Сразу отметим, что бумага может производиться как из деревьев, так и из отходов древесины, образующихся при производстве досок, бруса, реек, шпал и других строительных материалов, их ещё называют пиломатериалами.
Отходы деревообработки могут иметь разный размер. Здесь на рисунке они в виде обрезков досок, брусков, реек.
Отходы на этом рисунке гораздо мельче, они ближе к опилкам, но и опилки вполне сгодятся для производства бумаги.
МАКУЛАТУРА
Но и это ещё не все материалы, из которых делают бумагу. В некоторых странах до половины всей бумаги и картона в наше время делают из бумаги и картона, которые отслужили свою службу человеку. Эти бумага и картон называются макулатурой.
Макулатура – это использованная упаковка, упаковка товаров, молочных и других жидких продуктов; Это старые газеты, журналы, бумага из офисов, где на ней печатают и выбрасывают массу вариантов черновиков, прежде, чем напечатают так как нужно.
Макулатура образуется и в ваших школах, детских садах. Иногда в макулатуру попадают и книги. Это книги, в которых информация устарела и никому не интересна, или совершенно износившиеся книги. Хотя книги в макулатуре – это как-то не правильно и книга в макулатуре всегда привлекает внимание и часто вызывает жалость. Тем не менее про некоторые книги в народе говорят: “Это макулатура” и бывают правы… В развитых странах уже до 90 % образующейся макулатуры снова перерабатываются в бумагу и картон.
В наше время к целлюлозе и древесной массе на большинстве предприятий добавляется ещё и макулатура.
Упаковка и резка
Способ резки рулонов бумаги отличается в зависимости от планов на ее использование. Рулоны разрезают в бобинорезке, затем сматывают в несколько рулонов меньшего объема и диаметра. Потом разделяют на готовые листы для печатного цеха — например, лазером (края аккуратны, на них нет нагара).
Готовые рулоны бумаги
Последний этап изготовления бумаги — упаковка. Ее самые распространенные виды:
- фасовка в пачки из 250—1 000 листов, обернутые крафт-бумагой или другим плотным и водостойким материалом;
- паллетирование — перенос листов на плоские прямоугольные подставки с выемками для захвата и крепления;
- смешанный способ — сначала листы собирают в пачки, а затем помещают на паллеты;
- упаковка «калачами» (свертками до 10—15 кг) — подходит для технической, упаковочной бумаги увеличенного формата (может переносится вручную, без пандусов и спецтехники).
Бумага из одежды
Не так давно, ещё каких-то 150 лет назад, бумага производилась исключительно из старых тряпок (в которые превращается после носки наша одежда), из старых рыболовецких сетей, из старых парусов и канатов, снимавшихся с парусников. Началось производство бумаги из тряпья в городе Самарканде в VIII веке. В течение 10 веков бумагу делали из тряпья!
По улицам средневековых городов и селений ходили и ездили с повозками и коробами сборщики тряпья. Также как точильщики ножей, цыгане и нищие они были привычным зрелищем на улицах того времени.
На рисунке сборщица тряпья в немецком городе Нюрнберге.
С увеличением спроса на бумагу и появлением всё большего числа производителей, тряпья стало не хватать. Оно стало дефицитом. Правительствами принимались специальные законы, по которым жители должны были сдавать определённые количества тряпок для производства бумаги. Причём к бумажным мельницам (так назывались предприятия по производству бумаги) прикреплялись определённые жилые районы и поселения. В некоторых городах к каждой бумажной мельнице прикреплялись свои сборщики тряпья. Им выдавались специальное свидетельство. Число сборщиков для каждой мельницы строго ограничивалось.
На рисунке справа работницы на сортировке тряпья. В руках у них острые ножи, которыми они отрезают непригодные участки тряпок.
В самом конце эпохи тряпичной бумаги в 19 веке, тряпки после сортирования и первичной (были и последующие) очистки стали варить в таких вращающихся котлах с подачей в них горячего пара и с добавлнием соды. Это позволяло лучше распустить ткани на волокна.
Производство бумаги из тряпья – это, по сути, первое в истории человечества, производство нового материала из отходов. Первый случай восстановления или, как теперь говорят, регенерации отходов. Текстильные отходы превращались в дорогой и востребованный новый материал — бумагу.
Бумажная мельница или мануфактура. Здесь видны все операции производства бумаги от вычерпки из бумажной массы на сито с переходом к прессованию и сушке.
Производилась бумага из сваренного и растолчёного в толкушах тряпья на бумажных мельницах. Это был тяжёлый ручной труд, состоящий из постоянно повторяющихся операций. Мастером — черпальщиком производился ручной отлив каждого листа на сите, потом влажный лист накрывался сукном — это делал валяльщик и на валяльной горке перекатыванием с увеличивающимся давлением отжимал из листа воду. Влажный лист переходил при этом с сетки на сукно, его покрывали вторым сукном. Набиралась стопа таких пирогов из сукон и листов бумаги и эта стопа, она называлась “кладкой”, отжималась на винтовом или гидравлическом прессе. После прессования рабочий -“выметчик” разделял слои бумаги от сукна и укладывал их в стопу. Влажные листы вывешивали для сушки на “вешалах”.
Бумага в зависимости от источника тряпья, была определённого качества. По маркам бумаги можно судить об одежде людей позднего средневековья.
Вот какие ткани собирались в Германии и какие марки бумаги из них производились.
- Крестьянские льняные рубашки — специальная бумага среднего качества;
- Грубые льняные рубашки — бумага для мешков;
- Тонкие льняные лоскуты (лохмотья) — мужская бумага;
- Крапивная ткань, голландский холст — почтовая бумага;
- Синие льняные халаты — синяя бумага;
- Средний отечественный холст — печатная бумага;
- Карабельные отходы (паруса, канаты) — коричневая бумага;
- Плохие тряпки — оберточная бумага.
Презентация для старших дошкольников «Бумага. История возникновения. Изготовление бумаги.»
Краткое описание документа:
Цель: Формирование представлений старших дошкольников о бумаге. Задачи: Образовательные: Познакомить воспитанников с историей возникновения бумаги, с этапами ее изготовления в современных условиях;Уточнить и расширить представления детей о видах бумаги, некоторых ее свойствах.Развивающие: Развивать познавательную активность, исследовательский интерес старших дошкольников к изучению окружающего мира.Воспитательные: Воспитывать экологическую культуру, бережное отношение к природе.Презентация: 1 слайд. Название презентации Бумага. История возникновения. Изготовление бумаги. Свойства бумаги. 2 слайд. В далекие времена не было бумаги и книг. Древние люди изображали моменты своей жизни при помощи рисунков на скалах и камнях. Для наших современников – это своеобразные «книги», из которых мы узнаем о занятиях, быте, традициях наших предков. 3 слайд. Затем народы, жившие на территории Месопотамии начинают использовать для записи информации небольшие таблички, сделанные из глины. На влажных глиняных таблицах острой палочкой наносили символы, после чего табличка высушивалась на солнце для придания ей прочности. 4- 5 слайд. Папирус – материал для письма, получаемый из одноимённого растения, росшего в заболоченных районах дельты Нила. Нижнюю часть стебля длиной около 60 сантиметров освобождали от наружного зеленого слоя, а сердцевину белого цвета извлекали и разрезали на тонкие полоски ножом. После этого полученные полоски 2-3 дня выдерживали в свежей воде. Далее размягченные полоски прокатывали деревянной скалкой по доске и помещали в воду на сутки, опять прокатывали и снова клали в воду. В результате полоски становились полупрозрачными. Далее их укладывали друг на друга, обезвоживали под прессом, сушили и разглаживали камнем. 6- 7 слайд. Пергамент получали путем особой, весьма сложной обработки кож молодых животных – телят, ягнят, козлов и ослов. В отличие от папируса, пергамент был значительно прочнее, эластичнее, долговечнее и на нем можно было писать с обеих сторон. Изготовление пергамента было очень трудным процессом, а потому этот материал был очень дорог. 8 слайд. На Руси наши предки в качестве «записной книжки» использовали березовую кору или, как ее еще называют, бересту. На внутренней стороне коры буквы писали инструментом, изготовленным из металла или кости. Это приспособление для письма так и называлось – писало. 9 слайд. Книги из бамбука делали из тонких бамбуковых пластинок, скреплённые в единое полотно двумя рядами бечёвок. Китайская книга была похожа на современные раздвижные шторы. 10 слайд. Впервые технология производства бумаги из растительных волокон, была разработана в Китае. Древняя ручная технология изготовления бумаги заключалась в следующем: сырье размалывали и варили с добавлением клея и воды для получения однородной волокнистой массы. Сварившуюся массу вычерпывали специальной формой и опрокидывали на гладкую поверхность. Получившейся лист прессовали, сушили, разглаживали. Позднее в Европе научились делать ее из коры шелковицы. Так как шелковица – южное растение и распространено далеко не везде, то европейские ученые искали иной материал для изготовления бумаги. Попробовали делать ее из ненужного тряпья. Из старых тряпок варили клейкую массу, потом с помощью пресса отжимали воду и получали бумагу. Более дешевым материалом стала древесина. 11 слайд. Производство бумаги 1 этап: Заготовка древесины 12 слайд. Бумагу производят на бумажной фабрике или бумажно – целлюлозном комбинате. 13 слайд. Измельчение древесины. На фабрике машины сдирают с древесины кору, измельчают ее в щепки. 14 слайд. Измельченную древесину варят с добавлением различных веществ и красителей. 15 слайд. Бумажная масса, превращенная в кашицу, попадает в бумагоделательную машину. Сначала кашица выливается на сетку бумагоделательной машины. 16 слайд. Сырая бумажная лента проходит через целый ряд валиков. Одни валики отжимают воду, другие, обогреваемые изнутри паром, высушивают ее, третьи полируют. 17 слайд. Ровная белая лента бумаги выходит из машины и наматывается в огромный рулон. Потом эти рулоны отправляют в типографии, где режут на листы. 18 слайд. Виды бумаги. Обсуждение с детьми: Какая бывает бумага? Где используется? 19 – 21 слайд. Свойства бумаги. Проведение опытно – исследовательской деятельности. Свойства: Бумага рвется, намокает, горит, режется ножницами, сминается. 22 слайд. Интересно! Из одного дерева получается 2857 тетрадей на 12 страниц. Чтобы вырастить взрослое дерево, нужно 60 лет. Вот почему важно бережно пользоваться книгами, альбомами и тетрадями, ведь все это — срубленные деревья. Бумагу можно производит из макулатуры. 100 кг. старой бумаги поможет сберечь 1 дерево. 23 слайд. Сбереги дерево – сдай макулатуру!
Современное производство
Современное производство бумаги
Раньше бумагу делали из хлопчатой, шелковой и льняной ветоши. Сегодня основным материалом служит древесина. Лидируют хвойные породы, береза, тополь, каштан, эвкалипт. Крупными предприятиями славятся Канада, Россия, США, Скандинавия, Япония, Германия. Комбинаты полностью автоматизированы.
Бревна доставляют в цеха, где агрегаты очищают их от коры. Полученный материал измельчают до тонких волокон (фибрилл). Смешивают с водой для набухания, и снова устраняют остатки щепы. Затем однородную массу помещают в специальные котлы, где она варится в смеси сильнодействующих кислот. Таким же образом отдельно обрабатывают кору и щепу, преобразуя в целлюлозу.
Потом ее смешивают с волокнами бревен, макулатурой (чернила предварительно выводятся) и продолжают обрабатывать в кислотном вареве. Чтобы придать будущей бумаге непрозрачность, добавляется каолин. Примеси клея способствуют гладкости поверхности и водоотталкивающим свойствам. Различные оксиды применяются при производстве особых сортов дорогостоящей бумажного полотна.
Производство бумаги в наше время
Настает черед самого главного механического гиганта комбината – бумагоделательной машины. Исполин достигает в длину 100 м, в ширину – 18-20 м. Между двумя его валами постоянно прокручивается металлическая сетка. На ее поверхность выкладывается сырье, прошедшее несколько этапов обработки. Сквозь ячейки стекает ненужная влага, а масса равномерно распределяется по поверхности.
Далее материал поступает под огромные валы прессов для формирования полотна. После них барабаны-утюги проглаживают гигантскую простыню, удаляя остатки воды. И в завершении огромные каландры прессуют бумажную поверхность, придавая ей готовый вид. Теперь можно отправлять рулоны на нарезку и фасовку в листы разных размеров.
Интересно: Как и из чего делают стекло? Описание, фото и видео
Потребности человека в бумаге не иссякают, а ее производство считается вредным. Наносится ущерб лесам, которые подвергаются массовой вырубке. Комбинаты используют кислоты. Отходы, вредные вещества попадают в водоемы, находящиеся поблизости, в воздух. Из 1 тонны бумаги можно изготовить 30000 школьных тетрадей. Но, чтобы получить ее, придется вырубить 17 деревьев. Важно восполнять природные ресурсы. Тогда не придется через столетия вести детей в музеи, чтобы объяснить, что такое бумага, и как она была важна когда-то.
Критерии качества бумаги
- Прочность — сопротивляемость разрыву и сжатию при высокоскоростной печати должна быть высокой.
- Плотность — для глубокой печати используют тонкие листы, для упаковки — толстые (диапазон — от 60 до 300 г/м²);
- Гладкость — чем она выше, тем лучше воспроизводятся детали изображения, плотнее контакт листов с формами для печати;
- Белизна — показатель попадает в диапазон 60—98 %;
- Непрозрачность — чем меньше просвечивается лист, тем меньшей будет степень проявления изображения с обратной стороны (для обычной офисной бумаги — от 89 %);
- Пористость — на пористом материале лучше фиксируется краска, но отпечатки теряют насыщенность.
- Сопротивляемость истиранию — если она мала, вязкие печатные краски «выщиплют» волокна с листов, и это загрязняет детали печатного оборудования.
- Впитываемость — чем она выше, тем быстрее краски закрепятся на поверхности листа.
- Наличие проклейки — с ней верхний слой будет прочным, устойчивым к воздействию влаги, клея.
Смотрите интересный репортаж из завода по производству бумаги: