Бумагоделательная машина представляет собой сложный агрегат непрерывного действия, предназначенный для преобразования волокнистой суспензии в готовую бумагу. Она состоит из нескольких взаимосвязанных секций, каждая из которых выполняет определенную технологическую функцию.
Основные типы машин
Существует два основных типа бумагоделательных машин. Первый — плоскосеточная (столовая) машина, которая используется для производства большинства распространенных видов бумаги. Второй — круглосеточная (цилиндровая) машина, применяемая для изготовления бумаги специальных составов. Хотя технологический процесс и общая конструкция этих типов схожи, ключевое различие заключается в устройстве, отвечающем за отлив бумажного полотна на сетку. Оба типа машин работают в комплексе с разнообразным вспомогательным оборудованием.
История создания бумаги и машинного производства
История бумаги начинается во II веке в Китае, где Цай Лун изобрел способ ее получения путем осаждения волокнистой суспензии на сетке. Долгое время этот секрет хранился в пределах Китая, но к VI веку технология проникла в Японию, а затем и в другие страны Азии. Изначально бумагу изготавливали из свежего растительного сырья, но в других регионах, например в Европе, стали использовать льняное тряпье и шелковые сита. Этот метод постепенно распространился через Северную Африку в Испанию и другие страны, вытеснив папирус. В России бумагу начали производить примерно с X века, что стало особенно важным с развитием книгопечатания, однако ручной способ долгое время оставался малопроизводительным и трудоемким.
Переломный момент наступил в 1799 году, когда французский изобретатель Н.Л. Робер создал устройство для механизированного отлива бумаги на непрерывно движущейся сетке, хотя привод у него был еще ручным. Со временем к этой основе добавились секции прессования, сушки и намотки бумаги в рулоны. К 1860-м годам бумагоделательная машина приобрела черты, знакомые нам сегодня. Дальнейшие усовершенствования привели к резкому увеличению скорости производства и ширины полотна, а также к переходу на новое сырье — целлюлозу из древесины и синтетические волокна. Сегодня существует более 600 видов бумаги с различными свойствами и областями применения, а эффективность ее производства постоянно растет.
Устройство и работа современной бумагоделательной машины
Современная бумагоделательная машина — это высокотехнологичный комплекс, состоящий из четырех основных секций:
1. Сеточная часть. Здесь из подготовленной суспензии формуется бесконечное бумажное полотно. Основой служит непрерывно движущаяся сетка из медных или синтетических нитей. Формование происходит с помощью отсасывающих валиков и вакуумных насосов, которые удаляют избыточную воду. Завершает этот этап гауч-вал — перфорированный цилиндр, который окончательно обезвоживает и уплотняет полотно.
2. Прессовая часть. Следующий этап — дальнейшее обезвоживание и уплотнение. Полотно последовательно проходит через несколько вальцовых прессов, которые отжимают воду и придают бумаге начальную гладкость.
3. Сушильная часть. Для удаления остаточной влаги бумажное полотно пропускают через ряд обогреваемых паром цилиндров, расположенных в шахматном порядке. В результате влажность снижается до 5–7%.
4. Отделочная часть. На заключительном этапе бумага проходит через каландр — систему из нескольких расположенных друг над другом валов. Это придает полотну необходимую гладкость, плотность и равномерную толщину. Готовая бумага наматывается в большие рулоны на накатном устройстве.
Характеристики и современные модификации
Ключевыми характеристиками любой бумагоделательной машины являются ширина вырабатываемого полотна, рабочая скорость, производительность и сорт выпускаемой бумаги. Современные агрегаты оснащены сложными системами автоматического управления и регулирования технологических параметров.
Существуют различные модификации машин, отличающиеся в основном способом формования полотна. Например, в машинах типа «инверформ» формование происходит между двумя сетками, а в «вертиформах» — между вертикально движущимися сетками. Компактные машины типа «ротоформер», где напорный ящик и сеточная часть объединены в одно устройство, часто используются для производства бумаги из искусственных волокон.
Развитие бумагоделательных машин продолжается в направлении увеличения скорости, ширины полотна и производительности, а также внедрения новых технологий и использования альтернативных видов сырья для удовлетворения растущих и меняющихся потребностей рынка.