Лекция 6.

УПАКОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТАРА ИЗ БУМАГИ И КАРТОНА

Сырье для производства бумаги и картона

Бумага и картон являются преобладающим типом упаковочных материалов в мире. Согласно мировои статистике объем проиводства бумаги и картона увеличился к концу XX столетия по сравнению с 1980 г. более чем на 75 %. В 1997 г. составил 297,9 млн т.Это связано с тем, что бумага и картон производятся из восполняемого сырья — древесины, которое к тому же легко утилизируется по технологии рециклинга.

Преимущества картонно-бумажной тары — высокая белизна, непрозрачность, хорошие печатные свойства, теплостойкость, возможность рециклинга.

Недостатки — низкиё~барьерные свойства для газов, паров, аромата (запаха); высокая гигроскопичность и намокаемость; потеря прочности во влажном состоянии (низкая влагопрочность) невозможность термосваривания (только склеивание).

Основные виды упаковочных материалов — бумагу и плоский тонкий картон — иногда трудно разграничить по толщине и плотности. Обычно толщину бумаги принято выражать в единицах массы 1 м . К бумаге относится продукция, имеющая номиналы массу 1 м" до 170 — 250 (толщина более 0,3 мм), но условная граница деления — 250 г/м Тонкимд картонами считаются матери-? алы, имеющие массу свыше 170 г/м . Толстые и прочные карто* имеют массу от 400 до 1200 г/м".

Основным компонентом, применяемым в производстве бумаги и картонов, является древесная целлюлоза химически переработанная древесина хвойных или лиственных пород деревьев.

Исходным сырьем для получения целлюлозы является измелъ-* ченная в щепу древесина. В сульфатном (наиболее применяемом) методе используется древесина любых пород. Ее обрабатывают путем варки в сульфатном щелоке, содержащем 9 —10 % ЦаОН при ' температуре 165 —170®С и давлении 0,6 — 0,8 МПа. Сульфатный метод применяют преимущественно для хвойных пород, обрабатывая щепу сульфитным щелоком, который содержит сернистую и серну^ю кислоты в виде гидросульфитов натрия, магния, кальция и аммония при 130 —155 ®С и давлении 0.5 — 0,8 МПа. Варка* древесины в обоих методах длится не менее 5 — 7ч. После варки целлюлозной массы удаляют механические примеси и, если необходимо, подвергают дополнительной химической обработке — отбеливанию. Отбеливание проводят хлорсодержащими окислителямй~Ххлор или ангидриды его кислот) или соединениями, в состав которых входит активный кислород (пероксиды). Сточки зрения экологии последний способ обработки является предпочтительным.

Качество бумаги зависит от качества целлюлозы. Отбеленная целлюлоза идет на производство высококачественных сортов бумаги и картона.

Целлюлоза представляет собой волокнистый материал, состоящий из отдельных волокон целлюлозы. Длина волокон в целлюлозе, применяемой для производства бумаги, составляет около 3 мм. При вторичных переработках бумаги или картона (в рециклинге) волокна целлюлозы ломаются и укорачиваются.

Целлюлоза является " природным полимером, она относится к классу полисахаридов и имеет строение цепи:

Элементарное звено макромолекулы находится в конформации кресла с экваториально расположенными группами ОН и СН₂ОН.

Природная целлюлоза, которая содержится в древесине (а также хлопке, льне и другом растительном сырье), составляет основную часть, но в деловой древесине содержатся и другие химические соединения (табл. 6.1).

Хлопковые волокна содержат 95—98%, лубяные волокна (лен, конопля, джут) — от 60 до 85 % целлюлозы.

При выработке целлюлозы из древесины удаляется большая часть лигнина идррж веществ. Выход целлюлозы после обработки со­ставляет ^0//° первоначальной массы древесины. Сульфатная С-А&А*, Целлюлоза является полуфабрикатом в производстве упаковочных видов бумаги и картона, и ее содержание во многом определяет Прочностные свойства тары. Она дороже сульфитной целлюлозы и темнее ее (если сравнивать небеленые виды). Сульфатная целлюлоза — основной полуфабрикат для производства мешочной и оберточной бумаги марки А (наиболее прочной из марок оберточной бумаги).

Марки бумаги и картона значительно различаются по составу

^Аисходных компонентов и, соответственно, свойствами и назначе

нием.

Таблица 6.1

Химический состав абсолютно сухой древесины, %

Компоненты	Ель	Сосна обыкновенн	Береза	Осина
Целлюлоза	46,10	44,10	35,38	41,77
Лигнин	28.07	24.68	19.74	21.81
Гексозаны (без	12,65	15,24	4,92	3,61
целлюлозы^
Пентозаны (без	8.95	7.60	24.57	18.56
УПОНОВЫХ К-74)
Уооновые	4.15	4.00	5.71	7.96
Зола	0,27	0,17	0,14	0,26

. Общие принципы связаны с тем, что для удешевления бумаги и картона помимо целлюлозы в состав пульпы вводят древесную массу — продукт истирания древесины и термомеханическую древесную массу, получаемую при размоле пропаренной | древесной щепы. Содержащийся в натуральной древесине лигнин | повышает жесткость и снижает качество бумаги. Использование древесной массы придает бумаге пухлость, жесткость, снижает прочностные свойства, долговечность, показатель излома. Древесная масса входит в состав бумаги и картона для изготовления пачек и коробочного картона.

В качестве добавок используют и полуцеллюлозу — измельченный продукт неполной переработки древесины, а также натуральные хлопковые волокна — хлопок, лен,'пеньку и джут.

Для удешевления используют бумажную макулатуру. Макулатуру различают по кратности использования волокон. Первичная или возвратная макулатура представляет собой отходы бумагоделательного производства. Это самая чистая макулатура. Макулатура второго поколения, прошедшая полиграфическое оформление, является отходом полиграфии. Наименее чистая — макулатура рециклинга — извлеченная из твердых бытовых отходов (ТБО). Такая макулатура требует специальной санитарной обработки. Слой бумаги или картона, контактирующий с пищевыми продуктами, не должен иметь в своем составе макулатуру.

Сырьевые компоненты и полуфабрикаты для производства кар

Подпергамент — малопористый, условно жиронепроницаемый вид бумаги, который предназначен в основном для внутреннего пакета в пачке или коробке, а также для выстилания ящиков при упаковывании кондитерских изделий, мясных и других продуктов. Низкая пористость структуры подпергамента достигается в результате тщательного размола бумажной массы при формировании материала.

Подпергамент выпускается нескольких марок в зависимости от |его назначения: ЖВ, ПЖ, П. Например, для упаковывания продукции, содержащей значительное количество жира, используется марка ЖВ, с небольшим содержанием жира — марка П.

Парафинированная бумага изготавливается из специальной бумаги- основы путем пропитывания ее расплавленным парафином. Процесс парафинирования повышает влагостойкость бумаги. Она предназначена для упаковывания различных продуктов (карамели,сырково-творож. изделий)