Рассказывает кандидат технических наук, зам. главного инженера Мосгипробума В. МУДРИК.
Одним из гениальных изобретений считается колесо. Другим - бумага. Эти изобретения получили буквально вечную «прописку» у человечества без них немыслимы современная жизнь, и обозримое будущее.
Бумага родилась, когда развитие культуры настоятельно потребовало много дешевого материала для письма. А рождение бумаги помогло дальнейшему развитию культуры.
Сегодня бумага - это не только книги, газеты, и упаковочные материалы. Это электрические машины, оборудование лабораторий, обстановка квартир, сами квартиры, это одежда - вплоть до моднейших бальных платьев, это обувь, и многое-многое другое. В сфере нашей жизни нет ни одной области, где бы не присутствовала бумага. Даже освоение космоса не могло осуществиться без нее приведу всего один пример - для фотографирования в космосе создавались специальные виды бумаги!
При этом надо заметить, что во многих случаях бумага просто незаменима например в электрогенераторах, и конденсаторах. Прочная, тонкая, обладающая высокими диэлектрическими - изоляционными свойствами, она прекрасно работает в масляной, и воздушной среде. Лучше, как говорится, не придумаешь.
- Ну, допустим, - может сказать читатель, - изоляция, полиграфическое производство, одежда, мебель, отделка квартир - в этих сферах «служба» бумаги понятна. А вот жилье из бумаги - это, что же карточные домики?!
Вовсе нет. Это строительные материалы, для которых вырабатываются специальные строительно-конструкционные, кровельные, гидроизоляционные, теплоизоляционные, и огнезащитные картоны.
А картоном, как известно, считается плотная, и толстая бумага картоном принято называть бумагу, один квадратный метр которой весит более 250 граммов. Но, и эта градация, надо заметить, в известной степени условна некоторые виды бумажной продукции одинакового веса могут относиться, и к бумаге, и к картону. Есть, например, чертежная бумага, квадратный метр которой весит 260 граммов. В то же время упаковка, и электроизоляция равного веса считаются картоном.
Если дать научное определение, бумага, и картон - это упруго-пластические капиллярно-пористые материалы, обладающие пластической деформацией, которая возрастает с повышением влажности. Говоря проще, бумага, и картон - это слой или несколько слоев особым образом обработанных волокон, плотно переплетенных между собой. На некоторых видах бумаги, и картона волокнистую структуру можно различить невооруженным глазом.
В настоящее время производится более шестисот видов бумаги, и картона. Каждый из них имеет свое назначение, и соответственно свое «лицо», физико-химические, и механические свойства. Вес листа бумаги, и картона в зависимости от вида может колебаться в весьма широких пределах, начиная от четырех граммов квадратный метр. Так же широк диапазон толщины листа от четырех микрон до нескольких миллиметров. Неодинакова, и механическая прочность. Одним из ее показателей считается так называемая разрывная длина. Для прочных видов она достигает двадцати километров. Понимать это надо так подвешенная вертикально бумажная лента разорвется под действием собственного веса только при длине в двадцать километров.
Бумага, и картон, как уже говорилось, бывают разные, но технологические принципы их изготовления в основном одинаковы.
В наш век основное сырье для изготовления бумаги, и картона - это различные виды древесной целлюлозы, древесная масса, полученная механическим истиранием древесины, бумажная макулатура, то есть бумажные отходы. Применяются также, но в незначительном количестве, масса из однолетних растений - из соломы злаков, и тростника, отходы первичной обработки хлопка, тряпье - поношенная одежда, и отходы швейных фабрик. В отдельных случаях для выработки некоторых видов бумаги, и картона используются стеклянные нити, асбест, слюда, и синтетические волокна.
Целлюлоза - это клетчатка, высокомолекулярный углевод - полисахарид, главная составная часть клеточной стенки растений, часть, которая обеспечивает механическую прочность, и эластичность растительных тканей.
Получение целлюлозы - сложный химический процесс, предмет самостоятельного разговора.
Потребителей целлюлозы много - из нее вырабатывается искусственный шелк, кино-и фотопленки, корд для покрышек автомобилей, но главный потребитель - бумажно-картонное производство. Поэтому обычно принято строить целлюлозно-бумажные комбинаты, чтобы не отрывать бумажные, и картонные фабрики на большие расстояния от предприятий, готовящих это основное сырье.
С каждым годом во всем мире увеличивается потребность в бумаге, и картоне. Увеличение потребности вызывает рост производства, а оно выражается в десятках миллионов тонн. Это значит, что требуются многие миллионы тонн целлюлозы, на, что расходуется драгоценная древесина.
Когда стала развиваться химическая промышленность, и появились различные синтетические материалы, высказывались предположения, что производство бумаги, и картона будет сходить на нет бумагу, и картон, дескать, вытеснят синтетические материалы. Эти предположения лишены всякого основания. В обозримом будущем пока, что намечается значительное расширение бумажно-картонной промышленности. Естественно, что встает вопрос об использовании в производстве бумаги, и картона вторичного сырья - макулатуры.
Макулатура - использованные бумага, и картон - весьма важное вторичное сырье для бумажной промышленности, в особенности для производства картона. Поставляется макулатура организациями, которые ведают сбором вторичного сырья. При хорошей постановке дела по сбору макулатуры можно вернуть на фабрики до 35 процентов от общего потребления бумаги, и картона. Это количество позволяет существенно сократить потребление свежего волокна в виде целлюлозы.
Надо заметить, что белая, незагрязненная макулатура в виде типографских обрезков не требует особой обработки для превращения в бумажную массу. Из этого вторичного сырья бумага, и картон получаются с меньшими трудовыми, и сырьевыми затратами.
Процесс производства бумаги из любого сырья начинается с приготовления бумажной массы. Исходное сырье разбивается в водной среде в так называемых гидроразбивателях. Разбитые волокнистые материалы проходят очистку от посторонних примесей, а затем размалываются на специальных машинах, которые расщепляют волокна для придания им бумагообразующих свойств. Считается, что для хорошего сцепления отношение длины волокна к его толщине должно быть примерно 300:1. Чем тщательнее расщеплены волокна, тем выше механические свойства бумаги.
Чтобы из бумажной массы получить бумагу, и картон с определенными свойствами, в массу добавляют так называемые наполнители - вещества, которые улучшают качество поверхности листа, уменьшают прозрачность, уплотняют структуру. Такими наполнителями чаще всего служат каолин, тальк, мел, титановые белила.
Следующий важный процесс в производстве бумаги - проклейка. Это название процесса сохранилось с тех лет, когда для придания бумаге водоотталкивающих свойств в массу добавлялся животный клей. Сейчас гидрофобный эффект достигается введением абиетиновой кислоты - канифоли, различных синтетических смол, иногда крахмала, и парафина.
После введения в бумажную массу наполнителей, проклеивающих веществ и, если это необходимо, красителей, и оптических отбеливателей масса подается на бумаго или картоноделательные машины.
Современные бумаго и картоноделательные машины - это сложные гигантские агрегаты, которые непрерывно, и на высокой скорости «выдают» продукцию.
Бумажная масса в виде водной суспензии подается на сеточную часть машины. Здесь происходит обезвоживание массы и образование бумажного или картонного листа. Двигаясь по отдельным участкам машины, бумага или картон подвергаются дальнейшему обезвоживанию, прессованию, сушке, и отделке. Отделанная бумага или картон сматываются в рулоны. Скорость производства бумаги на одной машине - свыше километра бумажной ленты в минуту, а лента эта шириной десять метров. Скорость изготовления картона - шестьсот метров в минуту.
Длина подобных бумаго и картоноделательных машин достигает ста пятидесяти метров. Все процессы, начиная от загрузки машины бумажной массой, и кончая намоткой готовой продукции в рулоны, происходят автоматически.
Строительство целлюлозно-бумажных комбинатов, разумеется, дело дорогое. Удельные капиталовложения в строительство при производстве бумаги или картона из небеленой целлюлозы составляют примерно 800 рублей на годовую тонну продукции. Если же предприятие рассчитано на использование не целлюлозы, а макулатурной массы, то затраты на годовую тонну продукции снижаются до 300 рублей. Разница ощутимая.
Надо сказать, что использование макулатуры вместо свежих полуфабрикатов при производстве бумаги в нашей стране только в прошлом, 1969 году позволило сэкономить около 5,5 миллиона кубометров древесины, 380 миллионов киловатт-часов электроэнергии, и более 17 миллионов рублей по издержкам производства, которые потребовались бы для выработки соответствующего количества полуфабрикатов.
Правда, в процессе регенерации бумаги может теряться до 35 - 40 процентов исходного сырья - макулатуры, но, и при таких потерях регенерация выгодна за ней стоит весьма ощутимая экономия труда, топлива, электроэнергии, не говоря уже о древесине.
Древесины на изготовление бумаги, и картона тратится огромное количество потребление бумажных изделий на душу населения непрерывно возрастает. Сейчас среднегодовое потребление бумаги, и картона на одного человека в США превышает двести килограммов. Среднеевропейская цифра - восемьдесят килограммов бумажной продукции на одного человека в год. Сколько требуется вырубать лесов, чтобы удовлетворить эти непрерывно растущие потребности, даже представить себе страшно!
Не мудрено, что ученые-бумажники многих стран, и в том числе Советского Союза, серьезно озабочены проблемой сырья и, конечно, максимального использования макулатуры в производстве бумаги, и картона. Во всем мире все время увеличивается сбор, и использование макулатуры. Те, кто бывал за рубежом, могли видеть, как бережно складываются в специальные ящики использованные газеты, журналы, бумажные, и картонные упаковки. Сборщики забирают эту макулатуру, и она отправляется на перерабатывающие фабрики, где из нее делают бумагу, и картон.
Сейчас в ФРГ потребление бумажной макулатуры по отношению к выпущенной бумажно-картонной продукции составляет 40 процентов, в Японии - 39 процентов, в Англии - 36 процентов, в Чехословакии - 28 процентов, в Польше, и Болгарии - около 25 процентов.
В Соединенных Штатах Америки потребление бумажной макулатуры за прошлый год превысило 9 миллионов тонн. В настоящее время в США, и ряде других стран работают фабрики, где на высокоскоростных бумагоделательных машинах изготовляется газетная бумага только из печатной макулатуры.
Печатная макулатура подается в гидроразбиватель, в нем распускается в водной среде, превращаясь в макулатурную массу. Эта жидкая масса при высокой температуре обрабатывается различными поверхностно активными веществами, которые снимают типографскую краску. В водной суспензии краска всплывает - флотируется, и удаляется. За флотацией следует очистка массы от посторонних включений - песчинок, металлического мусора, бумажных лепестков, которые по тем или иным причинам не размололись в гидроразбивателе.
Лишенная типографской краски, и очищенная макулатурная масса облагораживается путем промывки, и отбеливания перекисями или препаратами, содержащими хлор, после чего из нее делается бумага обычным способом масса обезвоживается, прессуется, сушится, и отделывается.
В нашей стране подобные установки с облагораживанием печатной макулатуры в ближайшие пять - восемь лет широко распространяться, вероятно, не будут, так, как планируется выработка из макулатуры различных видов картона.
Сбор, и переработка макулатуры в Советском Союзе за последние годы неуклонно возрастают. Так, в 1960 году было переработано 700 тысяч тонн макулатуры, а в 1968 году - 1 миллион 330 тысяч тонн. По отношению к произведенной бумаге, и картону это составило около 22 процентов.
Специалисты, тщательно изучив источники образования макулатуры в нашей стране, пришли к заключению, что в нынешнем году без особого труда можно собрать минимум полтора миллиона тонн макулатуры. А в 1975 году количество собираемой макулатуры может составить около двух миллионов тонн.
К сожалению, дело не только в сборе. Существующие у нас мощности по переработке макулатуры, технологические схемы многих бумажных, и картоноделательных предприятий, а также применяемое оборудование для производства макулатурной массы не обеспечивают рациональное использование имеющихся ресурсов вторичного сырья для изготовления бумаги, и картонов. Уже в нынешнем году предприятия, изготовляющие бумагу, и картон, не смогут переработать то вторичное сырье, которое можно собрать. И сейчас поэтому наряду с модернизацией, и расширением действующих предприятий, и цехов по переработке макулатуры идет строительство новых специализированных бумажных, и картонных фабрик, рассчитанных на использование макулатуры.
На модернизированных, и новых фабриках будет распространяться так называемый термодисперсионный метод обработки макулатурной массы. Заключается он в том, что распущенная в гидроразбивателе макулатура проходит при высокой температуре устройства, в которых происходит диспергирование битумных, парафиновых, и других аналогичных веществ. В результате макулатурная масса становится пригодной для производства из нее картона.
В строй действующих предприятий нашей страны вступили две крупных фабрики по выработке картона из макулатуры - Алексинская, и Ступинская. Рентабельность этих предприятий оказалась весьма высокой капитальные затраты на их строительство окупаются в короткий срок.
Алексинская, и Ступинская фабрики выпускают широкий ассортимент картона, используя для этого в основном самую разнообразную макулатуру. Производительность - по 140 тысяч тонн картона в год.
Ступинская картонная фабрика - крупнейшая в мире по переработке макулатуры - проектировалась с учетом того, что она будет поглощать массу макулатуры, которая концентрируется в таком большом центре, как Москва.
Весь процесс получения картона от начала до конца здесь непрерывен, производство автоматизировано. Интересна технологическая схема.
Получаемая в кипах макулатура загружается на фабрике в гидроразбиватель, где распускается в водной среде. Затем вихревые очистители очищают массу, она размалывается, потом смешивается с наполнителями - обычно каолин и проклеивающими веществами - канифолью, глиноземом -, и в виде водной суспензии поступает на картоноделательную машину.
Впервые одна из машин на этой фабрике оборудована установкой для нанесения на картон в последний момент его изготовления мелованного слоя. В результате такой операции получается картон с особо гладкой поверхностью, на которой хорошо воспроизводятся краски при многоцветной печати.
В ближайшие годы на поточных линиях Ступинской фабрики будут производиться многокрасочные заготовки для изделий пищевой, парфюмерной, химической, и других отраслей промышленности. Упаковочные многокрасочные заготовки будут выходить в пачках, которые останется лишь вложить в расфасовочные автоматы.
Высокоскоростные автоматические линии смогут выпускать упаковки дублированные, или, как говорят специалисты, «ламинированные», полиэтиленом, металлической фольгой, и различными отделочными материалами. Отличительные качества таких упаковок - многокрасочность, и дешевизна.
Большие тиражи этих упаковок позволят расширить ассортимент фасованных товаров, обеспечить сохранность продуктов в течение длительного времени, не говоря уже о том, что они будут способствовать повышению культуры торговли.
Замечу, что высокохудожественное многокрасочное изделие, выпускаемое крупными тиражами на Ступинской фабрике, потребует значительно меньших трудовых затрат, чем на обычных полиграфических, и картонажных предприятиях. Соотношение затрат будет примерно один к пяти.
К сожалению, пока еще на наши фабрики макулатура поступает с весьма значительным содержанием посторонних примесей, которые не только влияют на качество изготовляемого картона, но даже выводят из строя оборудование. Такое положение с макулатурой происходит потому, что у нас на весьма низком уровне находится система первичной обработки вторичного сырья для производства бумаги, и картона.
Макулатура пакуется в рыхлые кипы, а это значит, что при транспортировке перевозится. воздух, в пути макулатура теряется, портится. Рыхлые кипы - это не только лишние затраты на транспорт, и хранение на складах, не только потери при разгрузо-погрузочных работах, но, и нарушение технологии на перерабатывающих макулатуру предприятиях.
Сумма потерь ценного вторичного сырья весьма значительна только по данным одной Алексинской картонной фабрики, потери составляют пятую часть от получаемого количества макулатуры.
И опять хочется вернуться к экономическим вопросам. Сейчас на все виды макулатуры существует единая заготовительная цена - двадцать рублей за тонну. Эти деньги выплачивают сборщикам. В то же время учреждения «Вторсырья» устанавливают отпускную цену от 53 до 83 рублей за тонну макулатуры в зависимости от ее сорта. «Уравниловка», конечно, не создает у сдатчиков макулатуры стимула для отбора наиболее ценных сортов вторичного бумажного сырья.
Явно недостаточна, и сеть запроектированных баз, и пунктов приема макулатуры. Сейчас создается в среднем один приемный пункт на 25 - 30 тысяч жителей. Практика многих стран показывает, что пункт должен обслуживать район с меньшим количеством жителей, хотя бы из тех соображений, что далеко носить в сдаточный пункт макулатуру не каждый согласится.
В Германской Демократической Республике, например, один пункт сбора макулатуры обслуживает не более 5 тысяч жителей, а в Финляндии один пункт рассчитан максимум на одну тысячу жителей.
В плане сбора макулатуры у нас в стране интересен, и заслуживает внимания опыт «Эствторсырья», и Ивановской областной конторы, которые не только дифференцировали оплату в зависимости от сдаваемых сортов макулатуры, но, и разработали систему поощрений наиболее активных сдатчиков макулатуры. Однако опыт этих организаций пока распространяется медленно.
Уже давно во многих городах, и населенных пунктах практикуется, и хорошо налажен сбор пищевых отходов у населения для использования их на откорм скота. Организации, ведающие сбором пищевых отходов, расставили у квартир специальные бачки, которые периодически очищаются специальными сборщиками. Почему бы аналогичную систему не принять учреждениям «Вторсырья»? Возможно, найдутся, и другие, более удобные методы сбора - над этим стоит подумать. А для крупных потребителей бумаги, и картона следовало бы ввести обязательный возврат макулатуры в определенной норме.
Проблема сбора, и использования макулатуры - дело не только тех, кто непосредственно связан с вопросами производства бумаги, и картона, эта проблема - дело государственной важности, дело всех, и каждого в отдельности.
В заключение надо сказать, что в текущей пятилетке в Советском Союзе существенно увеличится производство бумаги, и картона. Их выпуск будет доведен до десяти миллионов тонн в год за счет ввода в строй новых предприятий, в том числе предприятий, перерабатывающих макулатуру.
Беседу записал Н. ЗЫКОВ.
