Древесная масса (производство)

Древесная масса

ДРЕВЕСНАЯ МАССА, полуфабрикат бумажного производства, состоящий из механически отщепленных обрывков древесных волокон и их пучков. Этот полуфабрикат или вырабатывается непосредственно на бумажных фабриках (комбинированное бумажное предприятие) или производится для рынка на самостоятельных древесно-массных предприятиях. В первом случае древесная масса обычно получается в форме листов с большим содержанием воды (до 70%) или в виде водных суспензий с содержанием волокна 0,5—2,0%. Последний вид древесной массы особенно удобен для внутризаводского транспорта, т. к. эта жидкость может перекачиваться насосом по трубам на большие расстояния от места ее производства до пункта потребления, что упрощает и удешевляет производство бумажной массы. Один из длиннейших массопроводов такого рода построен на Нью-Фаундленде и соединяет древесно-массный завод, расположенный на водопаде Бишоп и вырабатывающий 80—90 т в день, с бумажной фабрикой, отстоящей на расстоянии 18 км.

При выработке древесной массы для рынка она отжимается до содержания 50% сухого вещества или же высушивается до 12% влажности; последняя норма и является общепринятой расчетной нормой для всех бумажных полуфабрикатов, т. к. соответствует воздушно-сухой древесной массе, т. е. высушенной на воздухе при средней влажности последнего (65%). Сушеная древесная масса имеет вид картонных листов толщиной 1,5—5,0 мм, причем в фискальных целях, для отличия от готового продукта, в листах пробиваются отверстия (1 отверстие на 150—180 см2). Листы сушеной древесной массы пакуются в кипы по 100 кг.

Перевозка древесной массы с влажностью до 50% почти в два раза удорожает фрахт и в зимнее время вызывает необходимость оттаивания; поэтому она применяется лишь при очень дешевых провозных ставках (например, при доставке из Норвегии в Англию). Кроме того, при переработке сушеных листов на бумажных фабриках возникают добавочные расходы по предварительному измельчению листов, причем неизбежно и некоторое повреждение волокон. Размеры волокон древесной массы даны в табл. 1.

Размеры волокон древесной массы

Производство древесной массы. Производственный процесс слагается из следующих стадий: 1) подготовка дерева, 2) основная операция - дефибрирование, 3) очистка и сортировка полученной массы, 4) рафинирование задержанных сортировкой грубых пучков волокон, 5) сгущение или обезвоживание древесной массы, 6) сушка и паковка (в случае пересылки или длительного хранения).

1. Первичная обработка баланса. Поступающий в производство баланс должен, прежде всего, получить размеры, соответствующие ширине камня дефибрера; затем его нужно освободить от крупных сучков и наплывов, очистить от коры и, наконец, очистить от грязи, прилипшей на торцах при сплаве или транспорте. Распиловка бревен на мерный баланс иногда производится на бирже, иногда же внутри фабрики. Заготовка баланса бревнами, удобная для сплава, имеет в данном случае то преимущество, что дает меньше загрязненных торцов, т. к. промежуточные торцы получаются чистыми при распиловке. Для распиловки наиболее удобными машинами являются балансирные циркулярные пилы, устанавливаемые выше или ниже распиливаемого бревна. Первая установка имеет то преимущество, что машина все время работает на виду; удобство второй установки заключается в том, что диск пилы, управляемый педалью, выходит на поверхность пола только во время резки и, следовательно, представляет меньшую опасность для работающего. Из трех применяющихся форм зуба (фиг. 1) наиболее употребительна форма (а), дающая более чистый разрез с меньшим количеством выступающих частичек, являющихся вредными при дальнейшей переработке.

Drevesnaja massa 2

Впрочем, лучшим средством против этого недостатка являются остро отточенные зубья, равномерная их разводка и прямой, небьющий диск пилы. На более крупных фабриках применяется весьма производительный многопильный станок (фиг. 2).

Многопильный станок

Ряд движущихся бесконечных цепей с выдающимися пальцами подводит бревна к последовательно расположенным пилам, которые разрезают каждое бревно на несколько поленьев определенной длины, подаваемых затем транспортером к корообдиркам.

Очистка баланса от коры (окорка) составляет необходимое условие получения годной древесной массы. Присутствие малейших остатков коры на балансе вызывает появление в древесной массе или целлюлозе темных точек и волокон, делающих материал непригодным для многих целей. При зарождении древесно-массного производства баланс очищался от коры исключительно вручную, плотничными скобелями. Но затем появились машины, в которых ручной скобель был заменен тремя или четырьмя прямыми ножами, устанавливаемыми в прорезях быстро вращающегося диска машины. При прижимании баланса к вращающемуся диску лезвия ножей, наподобие рубанка, каждый раз срезают с полена стружку, соответственно выступу ножей. Если при этом постепенно вращать полено, то кора будет равномерно срезаться по всей окружности. Отделяемые ножами кора и стружка древесины поступают в металлический кожух, в который заключен корообдирочный диск, и отсюда по трубе уносятся в особый приемник в помещении паровых котлов, где и употребляются как топливо. К задней стороне диска прикреплены лопасти, которые действуют как крылья вентилятора. Одна из машин такого типа, распространенного в Америке и скандинавских странах, изображена на фиг. 3.

Машина для очистки баланса от коры (окорка)

Все машины указанного типа имеют тот недостаток, что прикрепленные к диску ножи выступают на определенную высоту, неизменяемую во время работы, между тем как баланс имеет кору различной толщины. Кроме того, благодаря изгибам и искривлениям поленьев, для того чтобы очистить каждое полено сполна, требуется снимать большое количество хорошей древесины. Поэтому в некоторых конструкциях введено приспособление для изменения выступа ножей во время работы, в зависимости от свойств баланса. На фиг. 4 и 5 представлены два вида корообдирной машины системы Roberts & Libert.

Корообдирная машина системы Roberts & Libert

Корообдирная машина системы Roberts & Libert

Впрочем, за последнее время, как в Германии, так и в СССР иногда наблюдалось возвращение к примитивному способу ручной окорки. В Германии это объясняется высокой стоимостью баланса, вследствие чего приходится дорожить каждым полупроцентом древесины, при механической же острожке отход древесины неизбежно больше, чем при ручной, а для СССР, где баланс дешевле, применение ручного способа обусловлено избытком рабочих рук. При сравнении стоимости ручной и машинной острожки необходимо принимать в расчет, помимо оплаты рабочих, также потерю древесины при острожке, а для машинной работы и затрату механической энергии. Все эти данные находятся еще в зависимости от толщины перерабатываемого баланса. По последним сравнительным испытаниям на германских фабриках, потеря древесины при острожке равнялась:

Потеря древесины при острожке

Т. о., в среднем при машинной острожке около 5% (веса) древесины теряется в виде стружки. Производительность рабочего при ручной очистке считают около 2,0—2,3 складочных м3 за 8-час. рабочий день.

Расход энергии на 1 м3 при машинной очистке принимают в 3,5—3,7 kWh. Однако в Германии еще не пришли к окончательному решению по этому вопросу: одни считают ручную очистку приблизительно на 10% дешевле машинной, другие, наоборот, находят машинную очистку более дешевой. Несомненно, конечный результат зависит от оборудования фабрики, стоимости силовой энергии, качества болванок и опытности и старательности рабочих. Стоимость баланса на одной из фабрик после острожки повышалась следующим образом: 1) при ручной работе - на 13,6%, 2) на машине для короткого баланса - на 13,6%;  3) на машине для длинного баланса с последующей ручной подчисткой - на 14,1%; 4) на машине для длинного баланса с последующей машинной подчисткой - 16,2%. В первом и втором случаях потеря древесины при машинной острожке компенсировалась большей стоимостью ручного труда. Надо заметить, что при этом не была учтена ценность отходящей стружки как топлива и что оборудование фабрики было, по-видимому, неудовлетворительно, так как на обслуживание корообдирных машин расходовалось 1,2 рабочих дня на 1 м3. В каких широких пределах колеблются потери древесины в зависимости от вышеуказанных условий и качества баланса, показывает опыт более лесистых стран, где не преследовалась особенная экономия в подготовке древесины. Так, в Швеции потеря древесины на машине Fresk Sandberg составляла 3,0—22,7%, а на машине Карлштадского завода - 6,6—33,8% (по весу). Такие колебания зависят, конечно, прежде всего, от степени предварительного удаления коры при валке дерева, пропиливании, сплаве и т. п. Потеря чистой древесины, т. е. за вычетом находящейся на балансе коры, была определена при этих опытах в 4—6%, а потеря коры - в 6—7%, так что общая потеря составляла 10—13% (по объему). По последнему отчету Семмера, на американских фабриках потери достигают 20—30% (вероятно, вследствие непрерывного ухудшения баланса).

Для уменьшения потерь при окорке, кроме указанных машин с регулируемой стружкой, были введены машины, в которых кора отделяется не ножами, а лишь благодаря трению поленьев друг о друга и о стенки машины. Эти машины, носящие, благодаря своей форме, название корообдирных барабанов, представляют собой большие вращающиеся барабаны, стенки которых состоят из углового таврового или U-образного железа с направленными внутрь барабана острыми ребрами. Между этими полосами оставлены просветы, сквозь которые удаляется отделяющаяся кора. Концевые части барабана открыты, и через них с одной стороны баланс поступает в барабан, а с другой - выходит из него после очистки. Нижняя часть барабана вместе с роликами, на которых он вращается, погружена в воду, в особом бетонном бассейне, а его приводные части помещаются на борту этого бассейна. При вращении барабана заполняющий его значительно выше центра баланс, благодаря выступающим внутрь железным ребрам, также приводится во вращение и т. о. подвергается трению. Так как для постепенного отдирания коры требуется значительное время, то и емкость барабана д. б. значительной. Один из заводов строит барабаны длиной 9150 и 13725 мм при диаметрах соответственно - 3050 и 3660 мм. Т. о., при загрузке только до половины барабаны вмещают от 33 до 72 м3. Расход мощности на работу барабанов при 75 об/мин. 75—125 л. с. Производительность таких барабанов, в зависимости от сухости и качества баланса, колеблется в пределах 35—75 м3/ч. При очистке на таких барабанах значительно уменьшается потеря чистой древесины; по некоторым американским данным, она составляет лишь 0,5—2,0%. Эта очистка, однако, не м. б. совершенной, т. к. во всех углублениях, на внутренней стороне кривых поленьев, вблизи выдающихся сучков, - словом, во всех местах, которые по своему положению не подвергаются трению, кора может остаться, и для удаления ее требуется дополнительная ручная или машинная подчистка. Кроме того, при сухом балансе внутренняя часть коры - луб удаляется не сполна, и в этих случаях также требуется дополнительная очистка. Только при выработке бурой древесной массы или крафт-целлюлозы, где присутствие темных частиц не играет большой роли, барабанная очистка имеет преимущество; для получения же белых сортов дополнительная очистка необходима, и ей обычно подвергают до 20% всего пропущенного через барабаны баланса, а при очень сухом балансе - даже до 50%. Такая дополнительная очистка влечет уже потерю хорошей древесины, составляющую, по некоторым данным, 1,7—3,2%, а при балансе с непродороженной ранее корой иногда даже 12—15%. Надо отметить, что значительная потеря древесины получается еще вследствие отколов и отломов баланса во время ударов поленьев друг о друга.

Недавно появился новый тип корообдирок (Торне), основанный на том же принципе самоочищения баланса и могущий, по-видимому, рассчитывать на успех в тех случаях, где не требуется абсолютной чистоты древесной машины. Корообдирка такого типа изображена на фиг. 6.

Корообдирка

Грубо сортированные по диаметрам бревна поступают последовательно в три кармана А, В и С, имеющие в нижней своей части прорези D. Сквозь эти прорези (на изображенной машине их по 4 в каждом кармане) внутрь карманов выступают жестко укрепленные на валах кулаки Е, которые то приподнимают, то опускают массу бревен, сообщая ей в то же время поступательное движение к выходу из последнего кармана. При этом движении бревна трутся друг о друга и сдирают находящуюся на них кору. Льющаяся из спрысков на бревна вода пропитывает кору, чем облегчается ее отделение от заболони и удаление сквозь нижние прорези карманов. Кулаки 1800 мм длиной и 150 мм толщиной вращаются со скоростью 15 об/мин. Плохо окоренные бревна особым транспортером возвращаются обратно в первый карман. Общий вал корообдирки, получающий движение с помощью шкива F от мотора в 175 л. с., передает его тремя коническими шестернями G и тремя парами цилиндрических шестерен Н трем кулачным валам I. Производительность таких корообдирок гарантируется до 70 м3/ч. Отличие этой корообдирки от предыдущих заключается еще в том, что, в то время как предыдущие требуют предварительной распиловки бревен, здесь бревна предварительно окоряются и затем уже поступают на многопильный станок для распиловки.

2. Дефибрирование древесины. Очищенный от коры и разрезанный баланс в прежнее время освобождался от сучков и раскалывался на более тонкие поленья, но в настоящее время ни то ни другое уже не практикуется, т. к. применение больших давлений, а равно увеличение размеров дефибрерных прессов устранило надобность в этих операциях, и только в исключительных случаях, при особенно толстых поленьях, приходится производить их расколку (см. Дефибрер). Подача баланса к дефибрерам должна производиться исключительно механическим путем: цепным, чешуйчатым или ленточным транспортером, роликами или водой по желобу. Выбор системы дефибрера определяется мощностью предприятия и назначением древесной массы.

3. Очистка и сортировка древесной массы. Полученные при дефибрировании волокна проходят через щеполовку (см. Дефибрер) и, отделенные от щепы, уносятся водным потоком к насосу, который подает их на т. н. сортировки, т. е. машины, механически отделяющие хорошее волокно от оставшихся неразделенными пучков волокон, от грубо измельченных сучков и от щепы, не задержанной щеполовкой. Существенной частью каждой сортировки является перфорированная доска, через отверстия которой проходят тонкие взвешенные в воде волокна, но не проникают более грубые частицы. По своей форме сортировки разделяются на плоские и круглые; первые представляют собой плоскую, закрепленную неподвижно в продолговатом ящике доску, образующую его ложное дно; у вторых доска является боковой поверхностью горизонтального цилиндра. Фиг. 7 изображает американский тип плоской сортировки, деревянный ящик которой состоит из двух половин, соединенных на одной стороне шарнирами, а на других - болтами; между этими двумя половинками зажимается ряд бронзовых перфорированных досок.

Американский тип плоской сортировки

Под перфорированным дном находится другое дно, соединенное с боковыми стенками подвижно с помощью резиновых или кожаных пластин и опирающееся на подвижные стойки, которые связаны своими нижними концами с эксцентриком на нижнем приводном валу машины. При вращении вала подвижное дно получает ритмическое движение вверх и вниз. Поток волокнистой суспензии, оставив на решетке более крупные частицы, поступает в нижнюю часть ящика и выходит из него через особое отверстие в прикрепленный к ящику желоб, отводящий волокно к обезвоживающим машинам. Уровень воды в желобе устанавливается несколько выше ложного дна сортировки, благодаря чему нижняя часть ящика под ложным дном заполнена водой. Благодаря ритмическому движению подвижного дна, под ложным дном получается то всасывание, то нагнетание; при всасывании волокно проходит сквозь отверстия ложного дна, а при обратном движении крупные частицы, осевшие на прорезях, отталкиваются, освобождая место для прохода тонких волокон при новом всасывании в нижней части ящика. Тем не менее, по мере скопления крупных частиц над решеткой, они уменьшают ее пропускную способность и д. б. удаляемы. В новейших конструкциях целый ряд сортировок соединяется в одну машину, представляющую, т. о., длинный канал с решетчатым дном. Последнее располагается с некоторым уклоном в направлении потока, так что не прошедшие частицы скапливаются на нижнем конце, откуда их периодически удаляют. Немецкий тип плоских сортировок изображен на фиг. 8.

Немецкий тип плоских сортировок

Здесь водный поток поступает в приемник (а), из которого выливается на ряд расположенных одна под другой решеток (b, с, d), поддерживаемых металлическими или деревянными пластинками (е). Каждая решетка соединяется тягой с эксцентриком на общем валу (f), дающим ей около 400—450 сотрясений в минуту. Суспензия проходит с одной решетки на другую, а задержанные на решетках крупные частицы, благодаря некоторому уклону и сотрясению решеток, постепенно продвигаются к их краю и сваливаются с него в подставленные желоба. Верхняя решетка имеет круглые отверстия в 3,5—4,0 мм и предназначается для удержания щепы; поэтому там, где имеется щеполовка, эта решетка является излишней и достаточно двух нижних. Для лучшего промывания щепы и удаления крупных частиц имеются спрысковые трубки (g) и (h) с большим количеством отверстий, расположенных так, что струя воды бьет под углом около 45° к поверхности решетки, в противоположную движению массы направлении. В чугунном корыте (i) собирается вода с прошедшими через отверстия нижней решетки волокнами и из него направляется к обезвоживающей машине.

Тип центробежной сортировки изображен на фиг. 9—11.

Тип центробежной сортировки

Тип центробежной сортировки

На первой представлен ее внешний вид, на второй - внутренняя цилиндрическая решетка, состоящая из четырех свинченных вместе частей, а на третьей центральная движущаяся часть. Суспензия поступает внутрь машины через четырехугольное отверстие и выливается через прорези центральной цилиндрической насадки на вращающиеся со скоростью 150—460 об/мин. лопатки (а), которыми и отбрасывается с большой силой на внутреннюю сторону решетки.

Прошедшие сквозь отверстия решетки волокна уносятся через отверстие (в) (фиг. 9) к обезвоживающим машинам; крупные частицы уходят через отверстие в торцевой части машины (не показано на фиг.). Центробежные сортировки обладают большой производительностью, но так как древесная масса ударяется о решетку с большой силой, то крупные частицы плотно застревают в отверстиях, сильно сокращая рабочую поверхность решетки (иногда на 40 %).

Прорези в сортировочных ситах делаются различными как по форме, так и по своему размеру. В американских плоских диафрагмовых сортировках решетки имеют продолговатые прорези, около 50 мм длиной, расположенные на расстоянии около 5 мм одна от другой. Ширина прорезей, в зависимости от сорта массы, колеблется в пределах 0,25—0,38 мм. Размеры отверстий в плоских сортировках приведены в табл. 2.

Размеры отверстий в плоских сортировках

Для повышения производительности машин и улучшения качества сортировки в последнее время вводится двойная сортировка массы: сначала пропускают через сортировку с более крупными отверстиями, а затем прошедшая через них масса поступает во вторую - с более мелкими. Дальнейшее усовершенствование достигнуто в Америке введением предварительной сортировки Хауга и вторичной - Берда. Усовершенствование заключается в устранении форсированного пробивания суспензии через узкие отверстия. Здесь суспензия выходит через решетку благодаря незначительной разнице давления, обусловленной вращением лопастей внутри машины. Благодаря тому, что масса не пробивается, а свободно проходит через отверстия, диаметр отверстий может быть значительно увеличен, что увеличивает и пропускную способность машины.

4. Рафинирование. Частицы, не прошедшие через отверстия сортировки, состоят из пучков волокон и отдельных пластинок древесины, непригодных для свойлачивания и формирования в листы. При холодном дефибрировании (см. ниже) количество этой массы было значительно, и для ее размельчения применялись машины с песчаниковыми жерновами, снабженными насечкой, наподобие мельничных поставов, с той лишь разницей, что размол волокон производился в воде с содержанием около 10% волокна. Фиг. 12 представляет конструкцию такого рафинера.

Рафинер

Сконцентрированная до указанной кашицеобразной консистенции масса поступает в воронку (а) и затем в узкую щель (b) между движущимся верхним камнем (с), закрепленным на валу (d), и неподвижным нижним камнем (е). Здесь древесная масса, захваченная насечкой камня (фиг. 13), благодаря сдвигающейся к периферии точке пересечения насечек обоих камней (насечка верхнего камня обозначена пунктиром), а также под влиянием центробежной силы, измельчается и дефибрируется трением частичек между собой и о поверхность камней.

Drevesnaja massa 15

Поступление массы в промежуток между насечками камней и дальнейшее ее измельчение при смещении насечек изображено на фиг. 14.

Поступление массы в промежуток между насечками камней и дальнейшее ее измельчение при смещении насечек

Впоследствии песчаниковые камни стали заменять камнями из базальтовой лавы, а конструкция рафинера изменилась из вертикальной в горизонтальную, схематически изображенную на фиг. 15.

Конструкция рафинера

Измельченная на рафинере масса снова разбавляется водой, сходящею с обезвоживающих машин, и примешивается к потоку волокна, поступающему на сортировки, находясь, т. о., в непрерывном кругообороте до полного измельчения всех частиц. При измельчении на рафинере, как и при основном дефибрировании, значительная часть механической работы переходит в теплоту, по  которой можно наощупь судить о правильной работе рафинера (сходящая с рафинера масса должна иметь температуру парного молока). При холодном дефибрировании около 8% всей силы, затрачиваемой на получение древесной массы, шло на работу рафинеров. С переходом Америки к горячему дефибрированию и более широким прессам работа рафинирования волокна в значительной мере перешла к дефибреру, и отходы на сортировках настолько уменьшились, что американцы перестали употреблять рафинеры. На нашей новой фабрике газетной бумаги в Балахне рафинеры установлены, и получаемое на них мелкое волокно, будучи смешано с остальным волокном, как показывает опыт, не отражается на качестве газетной бумаги при скорости бумагоделательной машины в 220 м/мин; как оно будет влиять при скорости 300 м/мин, покажет дальнейший опыт фабрики.

5. Обезвоживание. Волокно, прошедшее через сортировки, сильно разбавлено водой, и содержание волокна в последней доходит до 0,25%. В таком виде оно неприменимо ни как полуфабрикат для переработки в бумагу на той же фабрике ни как товар для рынка и подлежит сгущению до содержания 1—3% волокна (для собственного потребления) или до 50—88% (для продолжительного хранения на фабрике или для продажи). Первоначальное обезвоживание производится простой фильтрацией через сетку из фосфористой бронзы, причем волокно задерживается на сетке, а излишняя вода проходит сквозь нее, унося с собой ничтожное количество очень мелкого волокна. Чтобы сделать процесс непрерывным, фильтрующая сетка надевается на барабан, обтянутый другой, редкой сеткой, служащей для нее поддержкой, и такой сеточный барабан помещается в ящике, куда поступает подлежащая обезвоживанию масса. Верхняя часть барабана остается непогруженной в волокнистую суспензию, и вода, фильтруясь сквозь погруженную часть, оставляет содержавшиеся в ней волокна на сетке. Когда при вращении барабана эта часть сетки с осевшим на ней волокном оказывается наверху, особым приспособлением - непрерывно движущимся сукном или валиком - волокно снимается с сетки, а освобожденная от него сетка снова погружается в суспензию для принятия нового количества волокна. Свое движение барабан получает от того же снимающего сукна, и в этом случае аппарат называется папочной (или картонной) машиной; если он приводится в движение независимо и волокно снимается катящимся по барабану валиком, а с последнего счищается особым шабером, то аппарат называется обезвоживающим барабаном, или сгустителем. Если сгущение массы нужно довести до состояния, при котором она сохраняет свою текучесть, то ни сукна, ни валика с шабером не нужно, а потерявшая часть своей воды суспензия свободно переливается через выемку в стенке ящика, противоположную той, где она поступает в ящик.

Папочная машина

Фиг. 16 изображает папочную машину: масса поступает по желобу (а) в ящик (b); отфильтрованная вода через торцевые открытые части барабана выходит через прорезь в стенке ящика наружу. Гонялки (с) поддерживают волокно во взвешенном состоянии. Сукно (d), принимающее на себя волокно, проходит между валами (е) и (f) (из закаленного чугуна), передавая волокно верхнему валу (f), с которого оно снимается шабером (g). Рычаг (h) с передвигаемым грузом (i), нажимая на концы верхнего прессового вала, усиливает его давление на сукно и способствует отжиманию воды, которая проходит сквозь сукно и стекает с нижнего прессового вала в желоб. Передав волокно верхнему валу, бесконечное сукно через ряд валиков возвращается к сеточному барабану. Валик (k) (правительный) удерживает сукно в одном положении, не позволяя ему сойти на сторону, а валик (l) (натяжной) поддерживает его в одинаково натянутом состоянии. Мелкие волокна иногда застревают в порах сукна, и для их удаления сукно проходит на своем пути через сукномойку, состоящую из корыта (m), водяной спрысковой трубки (n), била (o) и двух отжимных валиков (р), удаляющих избыток свежей воды после спрыска. Лопасти била (о) слегка сотрясают сукно и тем помогают спрыску удалить волоконца из его пор. Для того чтобы вода из ящика могла проходить только сквозь сетку барабана и не уносила волокна через щели между горловинами барабана и стенками ящика, машина снабжена сальником.

Сгуститель представляет собою только упрощенный тип папочной машины. Древесная масса может быть снимаема с папочной машины с помощью шабера в виде мелких кусков сырого волокнистого листа или же накатываться на верхний вал слоем в несколько мм; разрезав последний деревянным или медным ножом, можно снять древесную массу в форме листа, длиной соответственно рабочей ширине сеточного барабана, а шириной соответственно окружности верхнего прессового вала. В этом случае на поверхности вала имеется продольная борозда в 3—4 мм шириной и 5 мм глубиной, по которой рабочий быстро проводит ножом на ходу машины. Иногда устраивается также особое приспособление, позволяющее устанавливать определенную толщину листа и дающее рабочему звонком знать, когда эта толщина достигнута.

6. Сушка. Если древесная масса предназначается для транспортирования на большое расстояние, то она д. б. высушена до воздушно-сухого состояния. На небольших заводах это делается в особых сушилках, где листы развешиваются рядами и просушиваются в токе подогретого воздуха, нагреваемого печами или калорифером под решетчатым полом сушилки; в крупных же предприятиях древесная масса сушится в особых механических сушилках.

Хранение древесной массы. Основной причиной порчи древесной массы при ее хранении являются грибки и другие микроорганизмы, которые попадают в нее из дерева. При известной влажности древесной массы и других условиях мицелий гриба портит волокна, причем в исключительных случаях потеря может достигать 20—25%, волокна ослабляются, цвет древесной массы темнеет и листы покрываются пятнами. Главная мера для предупреждения порчи древесной массы - содержание балансовой биржи в должном состоянии, для чего ее необходимо часто очищать и хорошо проветривать. Грибки не могут развиваться при влажности дерева ниже 20% и выше 65%. Наиболее надежный способ сохранения древесной массы - держать ее в виде водной суспензии при возможно низкой температуре.

Качества древесной массы и факторы производства. Древесно-массное производство требует громадной затраты энергии, причем на полезную работу измельчения древесины идет только часть расходуемой энергии, остальная же преодолевает вредные сопротивления и обращается в теплоту. Если бы дефибрирование производилось в сухом состоянии, то от этого выделения тепла дерево загорелось бы. При смачивании ее водой теплота отчасти поглощается водой, повышая температуру ее тем сильнее, чем меньше подается воды. Содержание влаги в дереве уже само по себе изменяет его свойства, a температура влияет еще сильнее. Из свойств дерева, влияющих на количество древесной массы, на первом месте стоят его удельный вес и плотность. Кроме того, всякая древесина неоднородна в своей структуре: в зависимости от ширины годичных колец получается то более плотная и тяжелая, то мягкая и легкая древесина. Это сопровождается и разным сопротивлением скалыванию и измельчению. Сучки уменьшают выход древесной массы, увеличивают расход энергии, портят поверхность камня и загрязняют продукт. Из вышесказанного понятно, что для получения древесной массы требуемого качества необходимо знать свойства дерева, подобрать камень и подготовить его рабочую поверхность так, чтобы обеспечить нужное соотношение между скалыванием (скоблением), разрезанием и перетиранием волокон, а затем установить давление между камнем и деревом и обеспечить необходимую для данного случая температуру подачей определенного количества воды.

Древесную массу различают: в зависимости от породы дерева - хвойную и лиственную; по размерам элементов - длинноволокнистую, коротковолокнистую, тонко- и толсто- (грубо-) волокнистую, по характеру размола - тощую (садкую) и жирную; по механическим свойствам -  крепкую и слабую; по методу производства и цвету - белую и бурую. Между названными крайними качествами находится бесчисленное множество разновидностей. Ф. Мюллер разделяет древесную массу по качеству, нежности, назначению и способу производства на 4 сорта: I - высший, для самых лучших сортов печатной, художественной и автотипной бумаг; II - высокий, для хороших глазированных печатных и писчих бумаг; III - нормальный, для газетной и обойной бумаг, и IV - обыкновенный торговый, а также для картона (грубая древесная масса). Качество древесной массы зависит от породы, качества, возраста и влажности дерева, от рода камня и характера насечки, от давления на поверхность шлифования, длины шлифования по окружности камня, количества подаваемой на камень воды и температуры шлифования, от окружной скорости камня и от размеров отверстий сортировки. В конечном счете, все качества древесной массы, как и других волокнистых масс для бумаги, зависят от размеров элементарных волокон и их формы, т. е. от отношения их диаметра к длине. Чем длиннее и толще волокна, тем грубее масса; чем больше отношение длины к диаметру, тем, при достаточно малых абсолютных их размерах, масса жирнее и крепче, т. к. при этом сумма площадей поверхностей отдельных волокон в единице их веса (удельная поверхность) больше, и сами волокна плотнее укладываются и связываются между собой, обусловливая большую крепость слоя и затрудняя пропускание воды. Наоборот, при малом отношении длины к диаметру, и особенно если волокна крупны и недостаточно изолированы друг от друга, удельная поверхность будет мала, укладка волокон рыхла и связь между ними слаба, вследствие чего образуются относительно крупные поры и канальцы, через которые легко проходит вода; такая масса называется тощей. Размеры волокна в древесной массе грубо предопределяются величиной диаметра отверстий решеток сортировок. Удельная же поверхность, причина жирности древесной массы, проявляющаяся в большей связи между волокнами в слое древесной массы, обеспечивает большее сопротивление волокон разъединению, растаскиванию, и тем самым большую крепость листа древесной массы. Исходя из вполне допустимого предположения, что при многократном физическом делении однородного твердого тела (в данном случае древесины) внешняя работа, потребная для преодоления внутренних сил сцепления, на единицу площади поверхности остается постоянной, можно считать, что расход полезной работы на дефибрирование единицы массы д. б. пропорционален удельной поверхности волокна, т. е. сумме площадей поверхностей элементарных волокон, образующих единицу массы. При одних и тех же условиях, одинаковой древесине, одном и том же оборудовании, а, следовательно, при постоянной потере работы на вредные сопротивления и вспомогательные машины N0 (л. с./т) или А0 (kWh/т) (в 24 ч.), получаем простую формулу удельного расхода энергии при гидравлическом многопрессовом дефибрере:

Формула удельного расхода энергии при гидравлическом многопрессовом дефибрере

в 24 ч. на 1 тонну древесной массы нетто, т. е. за вычетом отхода от сортировок, причем качество определяется параметрами: J° - градусами жирности и ϕ - диаметром отверстия сортировки, т. е. размерами волокна. Обычно в настоящее время N0 = 50 л. с. или A0 = 900 kWh. При непрерывных дефибрерах весь расход энергии на 15—20% меньше. Отношение можно назвать характеристикой сорта древесной массы (табл. 3).

Характеристика сорта древесной массы

Наиболее серьезные опыты по изучению дефибрирования были произведены в Мадиссоновской (Madisson) лаборатории по поручению Лесного департамента США и дали следующие результаты: 1) чем больше производительность дефибрера в единицу времени, тем меньше расход энергии на единицу вырабатываемой древесной массы, и наоборот; 2) расход энергии на единицу выработки тем меньше, чем больше окружная скорость камня, но тем ниже и качество древесной массы; 3) то же имеет место и при увеличении давления между деревом и камнем; 4) при увеличении окружной скорости камня соответственным уменьшением давления между камнем и деревом можно достигнуть постоянного расхода энергии на дефибрер; 5) крепость бумаги, изготовленной из древесной массы, тем больше, чем больше был удельный расход энергии на эту древесную массу; 6) определенный удельный расход энергии дает, в общем, определенное качество древесной массы; 7) при неизменном удельном расходе энергии, при большом давлении между деревом и камнем, при слабой насечке его получается тонкое и короткое волокно, а при слабом давлении и острой насечке камня - более грубое и длинное; 8) качество древесной массы предопределяется, в первую очередь, состоянием поверхности камня (род камня, род насечки и свежесть ее), потом - величиной давления между деревом и камнем и мало зависит от окружной скорости камня. Большинство этих выводов действительно в определенных пределах, обусловливаемых отчасти природными причинами, отчасти состоянием техники. Скорость камня не может превосходить 20—25 м/сек, так как при дальнейшем увеличении ее центробежная сила может разорвать камень. Слишком слабое давление совсем не вызывает на поверхности камня достаточной силы трения, чтобы преодолеть сопротивление дерева срезанию волокон, а слишком высокое давление приводит к разрушению камня, не говоря уже о понижении качества древесной массы. Удельный расход энергии ограничивается максимальной жирностью древесной массы, причем крепость изготовленной из нее бумаги не может превзойти крепости дерева, из которого была выработана древесная масса. Род камня, характер и свежесть его насечки влияют на производительность, качество древесной массы и удельный расход энергии совместно и нераздельно. Несоответствие камня требуемому качеству древесной массы можно устранить путем целесообразно выбранной насечки. На твердом камне насечка держится дольше, но ее труднее делать, причем для лучшего качества древесной массы приходится затуплять ее острые режущие кромки. На мягком камне насечка скорее срабатывается, но ее легче производить. В каждом частном случае следует экспериментальным путем искать оптимального соотношения всех факторов для достижения требуемого качества. При одинаковой насечке твердый крупнозернистый камень дает грубую массу, мягкий мелкозернистый - тонкую. При одном и том же камне глубокая, частая насечка дает большую производительность, но тощую, плохо разработанную массу при меньшем удельном расходе энергии. Мелкая и редкая насечка, наоборот, дает более жирную тонкую массу с уменьшением производительности и увеличением удельного расхода энергии. Не меньшее влияние оказывают тип и расположение нарезок на поверхности камня. В настоящее время повсеместно применяются четыре выработанных в Америке основных типа шарошек или роликов разной крупности: винтовой, прямой, шипообразный и спиральный, с комбинированием их в случае надобности (табл. 4).

Типы роликов для насечки

Опыты с деревом, длиной 610 мм, при скорости камня 16,1 м/сек и 225 об/мин. и при давлениях между камнем и деревом 870, 1160, 1740 г/см2, показали, что с увеличением остроты насечки производительность древесной массы увеличивается, удельный расход энергии падает, но крепость готовой бумаги уменьшается, причем с увеличением давления влияние характера насечки на удельный расход энергии ослабляется.

Давление между деревом и камнем является главным фактором в процессе дефибрирования дерева. При одинаковых прочих условиях потребная для дефибрирования мощность прямо пропорциональна давлению; выход древесной массы в единицу времени также увеличивается с возрастанием давления и при этом быстрее, чем мощность, а потому удельный расход энергии в известных пределах уменьшается. Качество древесной массы - жирность и крепость - с повышением давления снижается. Вследствие переменной площади соприкосновения между деревом и камнем при круглых чураках давление на единицу этой площади сильно колеблется, и, следовательно, нельзя получить идеально однородной по качеству древесной массы; приходится довольствоваться тем, что ее элементы, хотя и разных размеров, состоят количественно в постоянных отношениях. Бумага из такой древесной массы лучше, т. к. часть волокон образует ее основную ткань, а более мелкие волокна служат заполнителем. Для расчетов среднего давления принимают площадь соприкосновения дерева и камня для мелких дров 0,66, для крупных - 0,75 рабочей поверхности прессовой коробки дефибрера. Высокие давления (2,6 кг/см2) применяют, когда энергия дешева; при дорогой энергии представляет интерес получать не столько максимум валовой выработки древесной массы, сколько наибольший выход древесной массы на единицу затраченной энергии. Теоретический анализ показывает, что между давлением (х) и выработкой древесной массы (на единицу энергии) (у) должна иметься зависимость:

Drevesnaja massa 22

где η - коэффициент укладки дров в прессовой коробке, γ - плотность (удельная масса) дерева ~0,8 г/см3, n - постоянное число в единицах давления г/см2, m - некоторый коэффициент, зависящий от твердости камня и равный 2,5 для мягкого и 3,5 для жесткого. Отсюда наибольшее значение (у) будет при (х = n), а именно

Drevesnaja massa 23

Увеличение скорости камня, как и давления, вызывает пропорциональное увеличение потребной мощности и еще большее возрастание производительности в единицу времени, отчего уменьшается удельный расход энергии. Качество древесной массы с уменьшением скорости вращения камня улучшается. Из формулы, аналогичной формуле для динамометра Прони, имеем:

Drevesnaja massa 24

где n0 - число об/мин., D - диаметр камня в м, Р - сила давления дерева на камень, u - окружная скорость в м/мин, ϕ - модуль относительной производительности дефибрера («коэффициент шлифования» в немецкой литературе, подобно коэффициенту трения). Мы видим, что при неизменных N, D и ϕ скорость и обратно пропорциональна общему давлению, а, следовательно, и среднему удельному давлению. Величина (ϕ) находится из условия равенства работ силы Р, подающей дерево нормально к камню на величину (h) см/сек и силы Т, касательной к окружности камня и срезающей слой древесины на протяжении (u) см/сек, т. е. P·h = Т·u, откуда

Drevesnaja massa 25

Обозначая h/u = ϕ, получим Т = ϕ·Р, т. е. карательная сила Т равна нормальному давлению Р, умноженному на отвлеченное число ϕ, которое можно рассматривать как аналогичное коэффициенту трения; оно несколько падает с увеличением давления, например, ϕ = 0,27 при давлении 0,6 кг/см2 и ϕ = 0,23 при давлении 1,76 кг/см2 площади пресса, но при этом ϕ оказывается прямо пропорциональным максимальной величине удельной производительности древесной массы; таким образом, установив возможный максимум отношения h/u = ϕ, можно тем самым отрегулировать дефибрер на оптимальную работу. Отсюда вытекает весьма важный теоретический вывод, что ϕ = ∞ при u = 0, т. е. производительность на единицу энергии бесконечно велика. Практически это подтверждается тем, что при раздавливании неподвижного дерева сжатием расход энергии много ниже, чем при дефибрировании. На этом основан ряд способов получения древесной массы раздавливанием древесины в полусухом состоянии (например, давильный способ Раша и Кирхнера).

Фактически полного равенства работ внешней и сопротивлений внутренних сил древесины нет; энергии затрачивается больше, чем требуется, и этот избыток, равный 40—60% всей работы, обращается в теплоту, идущую на нагревание. Тепловая энергия содействует размягчению инкрустантов дерева и облегчает дефибрирование, уменьшая удельный расход энергии и улучшая качество древесной массы. Для получения повышенной температуры при шлифовании достаточно уменьшить приток воды, но уже при 80° древесная масса получается настолько сухая, что облепляет камень и сваливается с него кусками. Обычно температура горячего дефибрирования 55—65°. Опыты показали, что между t - температурой на камне дефибрера, t0 - температурой воды в спрысках и i-кратным разжижением древесной массы имеется зависимость (t—t0)·i = С (из опытов С = 2000) и что крепость (а) образцов папки из древесной массы при разных температурах, выраженная произведением т. н. разрывной длины на относительное удлинение при разрыве, м. б. выражена в пределах опыта формулой:

Drevesnaja massa 26

в данном частном случае А =87, k = 0,425, t = 60°. При обыкновенном давлении и температуре воды в спрысках t0 = 10°, достаточная температура дефибрирования получается уже при 50-кратном разжижении; 100-кратное разжижение ставит условную грань между холодным и горячим способами. В табл. 5 показано соотношение между концентрацией и температурой дефибрирования.

Соотношение между концентрацией и температурой дефибрирования

Большая эффективность как в количественном, так и в качественном отношении магазинных и непрерывных дефибреров, в частности значительно меньший процент рафинерной массы (2—6% против 10—12% прессовых), объясняется тем, что теплота от дефибрирования и пар подогревают и распаривают находящиеся выше в шахте дрова. В настоящее время в целях экономии применяют для спрысков заранее подогретую (каким-либо отбросным теплом) воду и даже затопляют дрова в шахте и самый камень теплой водой. Имеются предложения и на подогрев дров в отдельном аппарате.

Отбелка древесной массы. Как продукт механического производства белая древесная масса сохраняет большую часть физических и химических свойств древесины, из которой она получена, не исключая и цвета. Естественный цвет древесины желтовато-белый с оттенками для разных пород. Цвет древесной массы, по данным Винклера, в непрессованном виде при доступе воздуха и температуре 0—10° изменяется следующим образом:

Цвет древесной массы, по данным Винклера

Для придания древесной массе более белого цвета прибегают к отбелке ее сернистой кислотой или растворами кислых сернисто-кислых солей кальция или натрия (бисульфит). Этот способ основан на способности SO2 бисульфитов реагировать с естественными красящими веществами древесины, давая более светлые и легче растворимые соединения. При этом инкрустирующие вещества не устраняются, и цвет получается не такой ярко-белый, как при отбелке древесной целлюлозы хлором. Отбелка газообразной сернистой кислотой производится в больших наглухо закрытых камерах, загружаемых древесной массой в виде измельченных влажных листов или вертикально размещенных валиков. Отбелка древесной массы на предприятиях, на которых одновременно производится сульфитцеллюлоза, выполняется содержащими SО2 газами, выходящими из варочных котлов и пропускаемыми через раствор соды. Теперь для отбелки древесной массы почти исключительно применяется бисульфит натрия в виде раствора крепостью 38—40° Вѐ, т. е. содержащего 100 кг соли на 160 кг воды. На отбелку 100 кг воздушно-сухой древесной массы расходуется 2,5 кг раствора, разведенного до 2—3%. При этом раствор бисульфита 7—10° Вѐ, налитый в опаянный свинцом деревянный резервуар над верхним (форматным) валом папочной машины, выходит через ряд отверстий или стекает по полоске сукна на слой древесной массы; избыток отжимается вместе с водою и собирается в корыте под столом машины. Применяются также круглощеточная брызгалка, спрыски и суконные валики. Древесная масса долго сохраняет свежий цвет, но постепенно опять приобретает естественный. Если отжатую на папочной машине древесную массу сразу размалывать в бегунах с новым добавлением одной десятой части бисульфита (7° Вѐ), то свежий цвет вновь восстанавливается и более не исчезает. Беленую т. о. осиновую древесную массу по цвету трудно отличить без микроскопа от лучшей беленой соломенной целлюлозы. Во избежание порчи металлических частей папочной машины отбелку проводят в особых камерах, где выдерживают древесную массу в виде пачек или валиков в растворе бисульфита 24 ч. и дольше. Для усиления действия связанную SО2 выделяют из бисульфита натрия при помощи серной кислоты или сернокислого алюминия.

Бурая древесная масса. Использование тепловой энергии для облегчения дефибрирования имеет место при производстве бурой древесной массы, где чураки дерева до дефибрирования загружаются в котлы и пропариваются (или провариваются горячей водой) в течение 4—20 ч. Такая древесная масса называется бурой (или желтой) потому, что древесина темнеет по мере пропаривания поленьев; после 6-часовой пропарки она получает желтый цвет, после 8—10 ч. - средне-бурый, после 14—17 ч. - темно-бурый. Эту окраску можно объяснить образованием гуминовых веществ, которые возникают, по мнению некоторых авторов, при действии продуктов разложения лигнина (муравьиной и уксусной кислот) на сахаристые вещества древесины. При этом разрушаются смолы, что дает возможность употребления и более смолистых пород, например, сосны. После пропаривания древесины волокна легче разъединяются, и, при прочих равных условиях, бурая древесная масса дает значительно более длинное, тонкое и крепкое волокно, способное образовать достаточно прочную бумагу без добавления других волокнистых материалов, тогда как самый длинноволокнистый сорт белой древесной массы может дать слабую газета, бумагу при условии добавки 25% целлюлозы. Картон из бурой древесной массы отличается крепостью и гибкостью, тогда как картон из белой древесной массы слаб и ломок.

Дрова для бурой древесной массы могут начисто не окоряться. Котлы, вертикальные или горизонтальные цилиндрические, диаметром 1,5—2,5 м и длиной 3—8 м, вмещают до 0,75 скл. м3 дерева на каждый м3 объема. Закладка дров в горизонтальные котлы производится вручную, но в последнее время для больших котлов дрова завозят в котлы на тележках, что весьма сокращает время загрузки (до 10 мин. вместо 1—1,5 ч.). Вертикальные котлы загружаются механически транспортером, сбрасывающим поленья в верхнюю горловину котла, или же при помощи опускания подвешенного на цепи ложного дна. Изредка встречаются и вращающиеся шаровые или цилиндрические котлы. Материал котлов должен противостоять действию кислот. Обычно применяется железо с 3,5—4-мм. медной внутренней обкладкой; вертикальные котлы делаются чугунные без медной футеровки. Встречается и футеровка из кислотоупорного бетона. Снаружи котлы снабжаются тепловой изоляцией. При нескольких котлах, в целях экономии тепла, пар из готового к выгрузке котла иногда пропускают во вновь загруженный, пока не сравняется давление; затем в последний котел дают в течение 1 ч. свежий пар при давлении 6 atm . После этого приток пара прекращается, и в течение следующих 4 ч. через каждый час спускают конденсат. К концу варки давление в котле снижается само собой до ~2 atm. В целях некоторого смягчения цвета в котел пускают воду при давлении в 1 atm, пропаривают 3 ч., затем воду спускают и, вновь дав пар, держат котел еще 5 ч. Вместо 7—9 ч. процесс при этом длится 12—13 ч., требуется больше пара (на нагрев воды), но облегчается дефибрирование, и получается более крепкая и светлая бумага. Расход пара (6 atm) при пропаривании (без воды) в неизолированном котле, объемом 20 м3, вмещающем 15 скл. м3 сосны, при средней длительности 7—9 ч., составляет около 90 кг на 1 скл. м3 дерева, или 0,4 кг на 1 кг воздушно-сухой древесной массы, считая и потери в паропроводах. При изоляции котла расход пара составляет около 0,37 кг. Таким образом, в зависимости от условий расход пара м. б. весьма различен.

Экономика. В табл. 6 приведена калькуляция себестоимости 1 т древесной массы в 1913 году (Союз писчебумажных фабрикантов), при цене баланса 4 р. 13 к. за м3 и выходе воздушно-сухой древесной массы 254 кг/м3, т. е. расходе 3,94 м3/т.

Калькуляция себестоимости древесной массы в 1913 году (Союз писчебумажных фабрикантов)

Современные калькуляции для заводов СССР, при цене баланса 5 руб. за м3 и расходе строганого баланса 3,4 м3/т (при паровой силе), приведены в табл. 7.

Современные калькуляции древесной массы для заводов СССР

В табл. 8 сопоставлены технические коэффициенты по заграничным данным.

Технические коэффициенты древесной массы по заграничным данным

При суточной производительности 33 т на 2-х непрерывных дефибрерах завод древесной массы требует 0,5—0,6 м2 площади пола и 0,45—0,5 м3 объема здания. Стоимость завода без силовой станции при 10 магазинных дефибрерах 59 р. на т выработки в год. В современных условиях СССР при выработке 33 т в 24 ч. на 2 непрерывных дефибрерах стоимость завода составляет 50—70 р. на т в год, в том числе ~ 15% - здания и 85% - оборудование.

Мировое производство древесной массы. В 1883 г. в Европе насчитывалось 899 древесно-массных заводов с 2064 дефибрерами, вырабатывавшими 350000 т древесной массы в год, т. е. 390 т на завод; в 1922 г. средняя производительность завода достигла 3400 т в год. В 70-х гг. прошлого века начали появляться и в России мелкие заводы древесной массы на водяной силе, но вследствие своей малой производительности (60—120 кг в сутки) они существовали недолго. В 1900 г. в России имелось 48 древесно-массных заводов с выработкой около 20000 т в год, т. е. в среднем по  420 т на завод. В 1923 г. в СССР было 31 предприятие с годовой выработкой 53700 т, или 1740 т на завод. На мировое производство всех видов древесного волокна в 1926 г. ушло около 75 млн. скл. м3 дерева (по данным Дрезденской бумажной выставки 1927 г.), что составляет не более 3—4% всего мирового потребления древесины для всех целей. Из них треть перерабатывалась в древесную массу и две трети в целлюлозу, что дает приблизительно равное количество выработки обоих видов полуфабрикатов, по 7 млн. т. Мировое производство древесного волокна на 1922 г. характеризуется следующими цифрами:

Мировое производство древесного волокна на 1922 г.

Годовой расход древесины на эту выработку составлял около 60 млн. м3. В СССР 1926/27 г. было выработано 73200 т механической древесной массы и 75000 т целлюлозы и израсходовано около 780000 скл. м3 окоренного дерева, т. е. 1,3% мирового расхода.

В 1927/28 году было выработано в СССР 86251 т механической древесной массы и 76559 т древесной в  целлюлозы, не считая 8911 тонн соломенной целлюлозы, и израсходовано 796000 скл. м3 баланса. Пятилетний план развития производства древесных полуфабрикатов запроектирован ВСНХ СССР с расчетом, в первую очередь, покрытия потребности в них бумажной промышленности, а именно (в тыс. т):

Пятилетний план развития производства древесных полуфабрикатов

Выработка бумаги и картона по тому же плану выражается следующими цифрами:

Выработка бумаги и картона

В приведенных цифрах не принята в расчет предстоящая постройка мощного сульфитцеллюлозного завода в Архангельском районе на 100000 т в год и ряда проектируемых сульфатцеллюлозных заводов для переработки отбросов лесопиления (по планам лесной промышленности) общей мощностью на 75000 т в год.

Гигиена труда. Из всех отраслей бумажной промышленности, вообще требующих немногочисленного обслуживающего персонала, производство белой древесной массы является наименее трудоемким и к тому же одним из наиболее нормальных по условиям производственной обстановки в гигиеническом отношении. Число производственных рабочих, находящихся одновременно в рабочем помещении, при суточной производительности 3—9 т и 70—550 т и при числе дефибреров 1—2 и 8—24, составляет соответственно 4—10 и 20—30 чел. По американским данным, на 1 т суточной выработки на заводе средней мощности приходится 30 м3 объема производственного помещения, что на одного находящегося здесь рабочего дает около 240 м3 в смену или 30 м3 в час, цифру, близкую к гигиеническому минимуму (32 м3 на взрослого человека в час - по профессору Ф. Гюппе), т. е. норму, достаточную без искусственного обмена при отсутствии иных причин загрязнения воздуха, кроме дыхания человека. Температура рабочего помещения около 20°, влажность 77—78%, т. е. несколько выше нормы (18° и 65%); при горячем дефибрировании на мощных дефибрерах температура и влажность м. б. еще выше, но обычно такие установки имеют обширное помещение, где теплота и влажность распределяются в большем объеме воздуха. Слабый естественный запах истираемого дерева также не м. б. отнесен к факторам порчи воздуха. Неизбежная сырость на полу помещения, специфическая вредность бумажной промышленности, имеют место и в производстве древесной массы.

В производстве бурой древесной массы, при пропарке дерева, производимой обыкновенно в отдельном помещении, условия труда значительно менее благоприятны, особенно при разгрузке пропарочных котлов. Температура в котлах достигает 150°; в целях сокращения времени оборота котла и экономии тепла разгрузка и последующая зарядка производятся почти немедленно по окончании пропарки, так что рабочим приходится вдыхать насыщенный парами воздух со специфическим запахом пропаренной древесины. Т. к. длительность ручных операций выгрузки и загрузки составляет 15—20% от всего оборота котла, то при поочередной работе нескольких котлов обычно 2—4 рабочим приходится почти непрерывно находиться в такой атмосфере, что отражается и на производительности труда и на здоровье. Приточно-вытяжная вентиляция всего помещения здесь не улучшает положения и лишь увеличивает тепловые потери. Более целесообразно устройство вытяжных колпаков над загрузочным отверстием; вытяжка (вентилятором) производится лишь в период выгрузки и загрузки. В новейших установках длительность этого периода сокращается до 15—20 мин. загрузкой котлов целым составом заранее нагруженных вагонеток, которые столь же быстро удаляются из котлов после пропарки.

В подготовительном отделении, где производятся окорка и распиловка балансов, воздух загрязняется мелкой древесной пылью, что вредно влияет на дыхательные пути и на глаза. Температура помещения, в виду постоянной подачи балансов извне, в холодное время держится ниже нормы; кроме того, бывают сквозняки от открываемых дверей и усиленной вытяжки. При очистке коры мокрым способом в барабанах возможна повышенная влажность воздуха. Наиболее радикальным гигиеническим мероприятием в этом отделении является по возможности большая механизация транспорта и производственных операций для уменьшения числа занятых здесь постоянно рабочих. Остающийся необходимый штат должен быть снабжен соответствующими предохранительными средствами (очки-консервы, аспираторы, спецодежда).

Сушильное отделение, кроме несколько повышенной температуры вблизи сушильных устройств, представляет вполне благоприятные условия для работы, особенно при новейшем оборудовании.

Механические повреждения рабочих свойственны производству Древесная масса в виду неизбежного соприкосновения их с тяжелым сырьем - балансом (ушибы при падении дров и тележек или клеток, а также при операциях смены дефибрерных и рафинерных камней). При отсутствии предохранительных приспособлений возможны разнообразные повреждения, обычные для всех механических и механизированных производств. Воздействие условий производства древесной массы на психику нельзя признать вполне благоприятным. Непрерывный шум, свойственный этой отрасли производства (корообдирки, пилы, характерный гул дефибреров, рафинеров и центробежных сортировок), действует утомительно. Монотонность основных операций, требующих не особенных физических усилий, а значительного напряжения внимания, вызывает усталость, особенно при работе у многопрессовых дефибреров.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 7 - 1929 г.