23

Міністерство освіти і науки України

Київський національний торговельно-економічний університет

Товарознавчий факультет

Кафедра товарознавства та експертизи непродовольчих товарів

Р Е Ф Е Р А Т

на тему:

“Формування асортименту, споживних властивостей в технологічному процесі виготовлення фільтрувального паперу”

Виконав: студент 2 курсу 5 групи

товарознавчого факультету

денної форми навчання

спеціальності “Товарознавство та

експертиза в митній справі”

Шейко О. В.

Київ-2005

ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………………….……………2

1. Характеристика сировинних матеріалів, що використовуються в процесі виробництва фільтрувального паперу……………………….…5

2. Характеристика основних процесів та етапів виробництва фільтрувального паперу………………………….………..…………….13

3. Основні частини папероробної машини………………….…………….14

4. Аналіз дефектів продуктів, які випускають в процесі виробництва та можливості їх усунення…………………………………………………..16

5. Контроль якості виробництва фільтрувального паперу ………………..20

Висновки ………………………………………………………….......................22

Література………………………………………………………………………..23

ВСТУП

Папір займає виняткове місце в житті людини. Її відкриття одне з найвеличніших відкриттів в історії людини. З`явившись на світ папір впевнено йде через століття незнаючи конкурентів. Папір має багато попередників: камінь, глина, дерево, кістка, шкіра, віск, метал, папірус, пергамент – всі вони служили в якості матеріалів для письма. Але кожен з них був цілком не придатний для цього. Одні матеріали були тяжкими інші крихкими ще інші дорого коштували та ін. Їх обробка вимагала великих зусиль, котрі всерівно не завжди виправдовувались. [1]

І ось з’явився папір – простий, доступний для письма матеріал, виготовлений з сировини рослинного походження. Народження паперу викликало глибокі зміни в людському суспільстві. Отримавши папір, люди активно почали заглиблюватися в науку. Цьому, багато в чому, сприяв загальний розвиток книжкової справи. В давнину книжки називали “джерелами мудрості”, “ріками, наповняючими всесвіт”. Папір став засобом самовираження – на білому аркуші людина змогла описати свою радість та скорботу, викласти прохання, порахувати прибуток або збиток в торгівельній справі. Таким чином папір набув значення писма, ділового документу. Підтримувати спілкування між людьми, повідомлювати їм новини, зберігати для наступного покоління важливу інформацію – головне призначення паперу. [1].

Сьогодні папір є однією з найважливіших потреб людини. Її роль в сучасному житті людини значно зросла, а можливості безмежно розширились, целюлозно-паперова промисловість отримала широкий розвиток, стала важливою ланкою економіки країни, з року в рік набираючи оберти паперового виробництва, розширюється асортимент та обсяг випуску продукції. Якщо раніше папір застосовувався головним чином для письма і друку, то зараз межі її застосування, дуже розширились. Дуже багато різних виробів вготовляється з паперу. Наприклад різні паперові вироби ми носимо при собі. В кишені чи в сумці кожної людини знаходиться документ який засвідчує її особистість, рідко хто може обійтися без записної книжки, курці тримають в карманах пачки з сигаретами, сірники. Останнім часом широкого розповсюдження набули паперові хустинки. [2].

Можна сказати, що папір став матеріальною оновою всього, що винаходиться розумом людини. Папір з раніше закладеними властивостями став надійним помічником металургів, машинобудівників, нефтяників, медиків, хіміків, будівників. Папір все цілеспрямованіше потрапляє в різноманітні області виробництва, де раніше про неї і мови не могло бути. Автомобілі та літаки, трактори та тепловози, річкові та морські суда ходять, літають та плавають завдяки тому, що необхідне їх двигунам пальне, мастило та повітря фільтрується паперовими фільтрами. Винороби не змогли б досягти бажаних споживчих якостей він, якщо б також не користувалися паперовими фільтрами. [2].

Ми не завжди усвідомлюємо велике значення паперу. Аркуш паперу – гладенький, чистий, відмінної білизни – ми розглядаємо як деяку річ яка не потребує уваги, навіть як не річ і не предмет, а просто – аркуш, і не більше. І навряд чи хто задумується над тим, де, як, і з чого, працею яких людей зроблений цей аркуш. [3].

Велика кількість паперу використовується для тари і упаковки. Також широко використовують для виробництва фільтрів. Також слід зазначити що вибрана тема курсової роботи на сьогодні є вкрай актуальною. В наші часи дуже актуально вивчати сировину для виробництва паперу, знаходити різні шляхи виробництва, удосконалювати технологію.

Отже об'єктом даного реферату є технологічний процес формування асортименту, споживних властивостей в технологічному процесі виготовлення фільтрувального паперу.

1. Характеристика сировинних матеріалів, що використовуються в процесі виробництва фільтрувального паперу

Для виробництва фільтрувального паперу застосовують рослинні волокна, які мають необхідну міцність, достатню еластичність, довжину й тонкість, мають здатність піддаватися обробці й утворювати міцні зв'язки між собою. Найбільш широко застосовують:

- волокна деревини у вигляді деревної маси, деревної целюлози й напівцелюлози;

- волокна соломи у вигляді солом'яної маси, солом'яної целюлози;

- волокна очерету у вигляді очеретяної целюлози й напівцелюлози;

- натуральні волокна бавовни, льону й пеньки у вигляді напівмаси;

- волокна бамбука, багаси (стебел цукрового очерету) і деяких інших рослин.

- синтетичні волокна — лавсан, нітрон, капрон й ін.

Для виготовлення фільтрувального паперу деяких видів застосовують волокна деревної маси, целюлози, напівцелюлози, й інші волокнисті матеріали застосовують у вигляді напівфабрикатів. Напівфабрикатом називається такий продукт переробки вихідної сировини (у цьому випадку деревини, соломи, очерету, ганчір'я й т.п.), що, перш ніж перетворитися в готову продукцію — фільтрувальний папір, повинен пройти ще одну або кілька виробничих операцій. У процесі виготовлення напівфабрикатів деревина, очерет, ганчір'я й інші види волокнистої сировини в результаті хімічної або механічної переробки перетворюються у волокнисту масу. Целюлоза є продуктом хімічної переробки деревини, деревна маса (біла і бура) — продуктом механічної переробки деревини. При виробництві напівфабрикатів целюлози високого виходу, напівцелюлози, хімічної деревної маси й ін. хімічні методи обробки деревини сполучають із механічними. [2].

Елементи будови деревини

Деревина складається із клітин, що утворять волокна. У стінках клітин є не потовщенні місця, називаються порами, через які волога й розчини поживних речовин переходять із клітини в клітину. По величині й формі пори в різних клітин різні. Зустрічаються прості, облямовані й напівоблямовані пори. Проста пора являє собою отвір округлої форми, розділений мембраною. Мембрана пронизана дрібними отворами, через які легко проходить повітря й вода. Облямована пора має форму спрямованих одна на одну двопроменевих вилочок, розділених мембраною, що має по середині потовщення - торус. Напівоблямована пора має облямівку тільки в оболонці однієї клітини, а в сусідній клітині канал пори округлої форми, як і у простій порі. Форми й розміри клітин залежать від їхнього призначення в деревині й від породи деревини. Клітини деревини розділяються за формою на короткі (округлої й багатогранної форми) - паренсимні (живі) і витягнуті (циліндричної й веретеноподібної форми) - прозенхімні (мертві), що займають 90—95% усього об’єму деревини. [3].

Прозенхімні клітини підрозділяють на трахеїди, судини й лібріформні волокна. Кожна порода деревини відрізняється своєю мікроскопічною будовою. Більш проста будова в деревини хвойних порід. У її склад входить всього два основних елементи: трахеїди й ренхімні клітини. Трахеїди — основний елемент деревини хвойних порід. Вони займають більше 90—95% об’єму деревини. Трахеїди являють собою довговиягнуті клітини з облямованими порами косо зрізаними кінцями, довжина трахеїд від 2,6 до 4,4 мм, ширина від 0,02 до 0,07 мм.. На поперечному розрізі трахеїди розташовані правильними рядами й утворюють річний шар, причому рання (весняна, трахеїда трохи ширша, ніж пізня (літня). У деревині є .серцевинні промені і смоляні ходи. Серцевинні промені служать для проведення вологи, повітря й поживних речовин у поперечному напрямку. Смоляні ходи призначені для накопичення й виділення смоли. Деревина листяних порід побудована більш складно. До складу деревини входять посудини, трахеїди, волокна лібриформу й паренхімні клітки. Лібриформні волокна становлять головну масу листяних порід, займаючи від 43 до 75% об’єму деревини. Вони являють собою клітини веретеноподібної форми з загостреними кінцями, товстими стінками й вузькими порожнинами. Розміри лібриформних волокон у різних порід різні: довжина від 0,7 до 1,7мм, ширина від 0,02 до 0,05мм. Посудини для проведення води є тільки в деревині листяних порід (від 25 до 40% від об’єму деревини). Вони являють собою довгі тонкостінні посудин утворені з окремих клітин-члеників. Для сполучення з сусідніми елементами служать пори розташовані в стінках посудин. Довжина члеників посудин від 0,25 до 0,6 мм. Клітини хвойних порід деревини значно довші, ніж листяних. Тому волокна хвойної деревини є більш цінною сировиною у виробництві фільтрувального паперу і паперу взагалі, чим листяної. [3].

Целюлоза з листяних порід деревини

Целюлозу з осики, тополі, берези й інших листяних порід деревини виготовляють сульфітним, сульфатним й іншим способами варіння. Вона є коштовним напівфабрикатом, широко використовується, і може замінити целюлозу із хвойних порід при виробленні фільтрувального паперу. Волокна листяної целюлози тонкі, короткі з досить сильно загостреними кінцями. Довжина волокна від 0,7 до 1,7 мм, ширина від 0,014 до 0,046 мм. Пори зустрічаються часто, але іншого виду, чим у хвойної целюлози - трохи витягнуті й значно дрібніше. Крім того, у целюлозі листяних порід зустрічаються посудини. Довжина посудин менше довжини волокон, а ширина - раз у п'ять більше. По виду волокна целюлози осики й тополі однакові. Листяна целюлоза виробляється вибіленою й невибіленою, причому вона дуже добре відбілюється й стає білосніжною. Міцність листяної целюлози нижча, ніж хвойної. Застосування целюлози з листяних порід у композиції ряду видів паперу значно поліпшує фільтрувальні властивості, надає паперу м'якість і пухлість, підвищує вбираючу здатність. Застосування в целюлозно-паперовій промисловості деревини листяних порід дає можливість розширити сировинну базу, більш повніше й раціональніше використати лісові ресурси. [8].

Деревна маса

Деревна маса знайшла широке застосування у виробництві паперу, (в тому числі й фільтрувального) й входить до складу більшості видів цієї продукції в кількості від 10 до 90%. Її питома вага в балансі напівфабрикатів для паперового виробництва становить близько 36%. Деревну масу виготовляють шляхом стирання деревини на обертовому дефібрерном камені. Процес одержання деревної маси зветься дефібрирування, а машини, на яких він здійснюється, називаються дефібрерами. Серед волокнистих напівфабрикатів, застосовуваних у паперовому виробництві, деревна маса посідає друге місце після целюлози. Особливе значення деревна маса придбала зі зростанням виробництва газетного паперу. Широке застосування деревної маси порозумівається наступними особливостями. Оскільки речовини, що входять до складу деревини, при дефібрируванні залишаються в деревній масі, то з рівних кількостей деревини можна виготовити майже в 2 рази більше деревної маси, ніж целюлози. Наявність деревної маси в папері підвищує її гладкість непрозорість і здатність сприймати типографські фарби. Деревна маса значно дешевше, ніж целюлоза. Виробляють в основному три види деревної маси: білу, буру й хімічну. [5].

Біла деревна маса

Для вироблення білої деревної маси в основному застосовують деревину хвойних порід - ялини, ялиці і сосни. Деревну масу високої якості одержують із ялинової деревини, що застосовується при виробленні різноманітних асортиментів фільтрувальних паперів. З ялиці одержують також гарну деревну масу, але механічні показники її нижче, ніж у ялинової. Соснова деревина містить велику кількість смоли, і для виготовлення білої деревної маси її на наших підприємствах майже не застосовують. Крім хвойних, для виробництва білої деревної маси використають листяні породи - осику, тополю й ін. Деревну масу з листяних порід додають до деревної маси із хвойної деревини. Деревна маса з листяних порід деревини менш міцна, чим із хвойних. Волокна білої деревної маси при відливі утворять погане сплетення й не дають міцного аркуша. тому вона застосовується при виробленні паперу тільки разом із целюлозою. Розміри й форма волокон білої деревної маси залежать від умов дефібрирування. У деревній масі можуть утримуватися довгі волокна, кінці яких роздавлені й розщеплені у вигляді бахроми. У ній можуть бути й короткі волокна, роздавлений і розрізані по довжині, а також волокна, розчепленні уздовж на тонкі волоконця, називані фібрилами. У деревній масі можуть утримуватися й дрібні обривки волокон, які при розгляді під мікроскопом мають вигляд слизу. Слиз звичайно перебуває в добре розробленої деревної масі. Вона має клеючі властивості й підвищує міцність паперу. Довжина волокон деревної маси від 0,015 до 3,8 мм, ширина від 0,003 до 0,08 мм. При різному кількісному сполученні перерахованих елементів одержують деревну масу різної якості - від тонко й жирної до грубої й садкою. Маса, що легко зневоднюється на сітці, називається садкою (худий). Маса, що погано зневоднюється, називається жирною. Жирна маса складається з довгих і добре розроблених у локон, схожих на целюлозні, а також зі значної кількості дрібних часток і слизу. Садка деревна маса містить довгі й короткі волокна, мало розроблені по товщині, що мають низьку здатність до переплетення. У ній зустрічаються також дрібні обривки майже неопрацьованих волокон. Ступінь млива показує здатність маси до зневоднювання і є важливим показником, що визначає поводження маси на сітці папероробної машини. Довжину й ширину волокон деревної маси вимірюють за допомогою мікроскопа або проекційного апарату «Проми». Фракційний склад деревної маси визначають сортуванням за допомогою апарату Хурума. У процесі сортування деревна маса розділяється на ситах, що має отвори різної величини, на 4 фракції. [6].

Бура деревна маса

В 1868 р. був відкритий спосіб одержання бурої деревної маси із попереднього пропареного балансу. Пропарювання виробляється в казанах при температурі до 140° С и тиску 5 - 6 атм протягом 7 - 9 г. У процесі пропарювання деревина перетерплює фізичні й хімічні зміни; при цьому вона губить частину речовин, що інкрустують, зменшується в обсязі, здобуває бурий колір, зв'язок між волокнами послабляється. Дефібрирування пропареного балансу деревини відбувається з меншою витратою енергії, чим не пропареного. Волокна бурої деревної маси стрічкоподібні, довгі, мають велику гнучкість, еластичність, механічною міцністю й меншою твердістю в порівнянні з волокнами білої деревної маси. По фізико-механічних властивостях волокна бурої деревної маси наближаються до напівцелюлози. [7].

Хімічна деревна маса з балансу

Для одержання хімічної деревної маси баланс попередньо піддають тепловій і хімічній обробці в казанах, після чого стирають на дефібрерах. У процесі теплової й хімічної обробки деревини зв'язок між волокнами послабляється більше, ніж при пропарюванні балансу, у результаті волокна при дефібрируванні легше відокремлюються одне від іншого. Волокна виходять довгими, тонкими та еластичними. По фізико-механічних властивостях хімічна деревна маса не уступає сульфітній невибіленій целюлозі високого виходу. Її застосовують при виробництві різноманітних асортиментів фільтрувальних паперів. Для виробництва хімічної деревної маси в основному застосовують деревину листових порід - березу, осику, тополю, бук й ін. Це пояснюється тим, що в процесі хімічної обробки на баланс впливають розчинами солей, які тим інтенсивніше проникають у товщу деревини, чим більше в ній посудинах клітин. У деревині листяних порід посудин утримується значно більше, ніж у хвойній деревині. Виробництво хімічної деревної маси з балансу не перспективно, тому що вимагає складного й громіздкого встаткування для просочення балансу й високої витрати хімікатів. [4].

Напівцелюлоза

Напівцелюлоза являє собою волокнистий напівфабрикат, що займає проміжне місце між целюлозою й деревною масою. Вихід напівцелюлози з деревини становить від 65 до 85%, звичайної целюлози від 46 до 53%, а деревної маси від 95 до 98% від маси абсолютно сухої деревини. Високий вихід напівцелюлози порозумівається тим, що в процесі варіння віддаляється 25 - 50% лігніну й 30 - 40% геміцелюлоз від їхнього змісту у вихідній сировині. Це досягається шляхом зниження витрати хімікату на варіння й скорочення тривалості парки. для виробництва напівцелюлози можна застосовувати не тільки хвойну деревину, але й всі породи листяної - тополю, осику, березу, бук, вільху й ін., а також очерет й однолітні рослини. Виробництво напівцелюлози складається із двох щаблів обробки: хімічної й механічної. У процесі хімічної обробки тріска розм'якшується й з її частково віддаляються лігнін і геміцелюлози, а при механічній під дією розмелу не проварена тріска розділяється на волокна. Волокна напівцелюлози по зовнішньому вигляді не відрізняються від волокон целюлози. Механічні показники напівцелюлози нижче, ніж целюлози, і залежать від властивостей вихідної сировини, способів варіння й розмелу. Невибілену напівцелюлозу застосовують при виробленні паперу для гофрирування, картону, фільтрувального паперу, дерев`яноволокнистих плит та ін. Білену напівцелюлозу можна застосовувати замість невибіленої сульфатної целюлози для вироблення фільтрувального, газетного, й іншого видів паперу. [8].

Целюлоза із смоли й очерету

Солом'яну целюлозу виготовляють із різних видів соломи хлібних злаків: житньої, пшеничної, рисової, ячмінної й інших. Найбільший вихід целюлози дає солома озимого жита. Очеретяну целюлозу одержують із трав'янистої частини очерету, що має багаторічне кореневище й щорічно відновляє стебла висотою 2 – 6 м, товщиною 7 – 12 мм. Очерет росте в основному в низов'ях і дельтах рік (Волги, Кубані, Дону, Дніпра, Дунаю) і по берегах озер і морів (Каспійського, Аральського, Азовського). для одержання солом'яної й очеретяної целюлози можна застосовувати всі способи варіння, освоєні целюлозно-паперовою промисловістю: сульфатний, сульфітний, патронний, нейтрально-сульфітний й ін. Волокна вузькі й короткі із загостреними кінцями. Є клітини з пиловидним зазубреним краєм, широкі й короткі, закруглені на кінцях. Довжина волокон соломи коливається від 0,5 до 1,9мм ,ширина від 0,01 до 0,025 мм, довжина очерету становить від 0,35 до 3,35 мм, ширина від 0,006 до 0,037 мм. Відмінними рисами солом'яної й очеретяної целюлози в порівнянні із целюлозою хвойної деревини є: високий вміст пентозанів — от 12 до 30%; висока від 1,5 до 4%; неоднорідність складу велика кількість дрібного волокна; мала товщина волокон; більша гнучкість, еластичність; легкий розмел волокон. При наявності в целюлозі великої кількості пентозанів волокна швидко набухають і стають еластичними, дають жирне мливо й гарну проклейку. Білену солом'яну й очеретяну целюлозу застосовують у суміші із сульфітною целюлозою в кількості від 10 до 70% для виробництва паперів для письма, паперу для печатки, картографічних, фільтрувального паперу й інших видів паперу. Вона надає паперу твердість, просвічуваність, щільність і гладку поверхню. Небілену солом'яну й очеретяну целюлозу застосовують для виробництва фільтрувального паперу, картону, паперу-основи для гофри, обгорткового паперу й ін. Використання соломи й очерету для виробництва паперу дозволяє різко збільшити сировинну базу й розвити целюлозно-паперову промисловість у південних безлісні й малолісних районах країни. [10].