Прогнозирование рынка кондитерских изделий на примере шоколада и рынка изделий из бумаги и картона

 

3. ИСТОРИЯ  ВОЗНИКНОВЕНИЯ БУМАГИ

На Руси бумага появилась в середине 13 века, когда монголы захватили большую часть русской территории и начали проводить перепись населения для сбора налогов. Монголы переняли и стали использовать бумагу, когда завоевали северный Китай, а также благодаря ведению торговли с Туркестаном и Персией.

Но раньше всего появился папирус, который производился в древнем Египте примерно около 3,5 тысяч лет назад до нашей эры. Папирус производили из тростникового растения, который произрастал в низовьях Нила. Это растение имеет трехгранный стебель и имеет высоту до пяти метров. Для приготовления папируса использовалась нижняя часть стебля, ее освобождали от наружного слоя. Сердцевину имеющую белый цвет, разрезали ножом на тонкие и узкие полоски и в течение двух-трех дней выдерживали в свежей воде для удаления водорастворимых веществ и для набухания. Все это было нужно для того что бы полоски стали полупрозрачными и были чем то похожи на бумагу, на вид папирус имел кремовый оттенок. Папирус был популярен где-то до пятого века, после чего производство папируса резко сократилось, потому что появился пергамент. А позже появилась бумага и с десятого века производство папируса почти прекратилось.

Пергамент появился во 2 веке до нашей эры и получил свое название благодаря городу Пергам, который находился в Пергамском царстве в Малой Азии. В Пергаме производство материала для письма производилось из кож молодых животных обработанных особым способом. Пергамент отличается прочностью, эластичностью и долговечностью, на нем было удобно писать с обеих сторон, и если необходимо смыть текст и написать новый. Однако пергамент был труден в производстве и являлся дорогим материалом.

В Китае бумагу производили уже давно, но в 105 году нашей эры китаец Цай Лунь, усовершенствовал существующий на тот момент способ изготовления бумаги, заключался он в том, что образование листового материала производилось из отдельных волокон путем их обезвоживания на сетке из сильно разбавленной волокнистой суспензии. Благодаря методу Цая Луня при производстве бумаги могли использоваться любые растительные отходы и сырье.

В Китае для производства бумаги основным сырьем были лубяные волокна шелковицы или тутового дерева. С них срезали кору, после чего ее замачивали в воде, и затем ее разделяли на более грубый внешний слой и мягкий внутренний. Грубый слой шел на производство бумаги низшего сорта, а мягкий для более дорогих и тонких видов бумаг.

Производство бумаги отличалось простотой, большим количеством разнообразного сырья и дешевизной ручного труда, в Китае бумага производилась в больших количествах и разного назначения.

 

4. НАЧАЛО ПРОИЗВОДСТВА БУМАГИ В РОССИИ

В 11-12 веках от арабов производство бумаги пришло в Европу, вначале в Испанию, Италию, Францию, а затем и в другие страны.

В Россию производство бумаги пришло намного позже, есть информация, что собственное производство бумаги в России появилось в середине 16 века во время правления Ивана Грозного. Благодаря реформам Петра Первого в России произошел большой скачок в производстве бумаги. Реформы Петра заключались в замене старославянской азбуки на более простую, выпуск первой русской газеты в 1703 году и других книг по различным наукам, которые требовали для производства большого числа бумаги. Также, для поощрения бумажного производства в России была запрещена покупка бумаги иностранного производства. Были построены несколько бумажных предприятий под Москвой и Петербургом.

Первая машина по производству бумаги в России была изготовлена на Петербургском литейном заводе русскими мастерами в 1916 году. В 19 веке были сделаны значительные усовершенствования для машин по производству бумаги. Но затем в течение целого столетия технология оставалась практически неизменяемой. Однако сейчас благодаря научному и техническому прогрессу, производство бумаги поднялось на новый уровень. Сегодня машины по производству бумаги могут производить бумагу на скоростях до 1000-1200 метров в минуту.

 

5. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ БУМАЖНОЙ МАССЫ

Итак, обычная древесина содержит примерно 50% целлюлозы. Другими основными компонентами является лигнин (который сцепляет вместе целлюлозное волокно) и углеводы. Оба названных компонента не являются по своему составу волокнами и непригодны для изготовления бумаги. Целлюлозное волокно может быть выделено из древесины различными способами, и именно способ определяет качество создаваемой бумажной массы. 
Самым быстрым и наиболее экономичным способом выделения целлюлозы из древесины является механическое измельчение (размол) древесины. Однако механическая операция разрывает волокна и уменьшает их прочностную длину. Подобная древесная масса используется для изготовления бумаги низкого качества, например, газетной бумаги, и в качестве примеси для более дорогой массы, с тем, чтобы сократить или улучшить структуру поверхности. 
Наименьшие разрушения волокна имеют место при использовании химических веществ, которые растворяют и удаляют лигнин, оставляя пучки волокон (целлюлозу) неповрежденными. Могут быть использованы различные химические процессы; чаще всего применяются два процесса, основанные на обработке щелочными и кислыми растворами.  
Волокна целлюлозы обрабатываются механически в присутствии воды либо путем размола. При размоле пучки волокон разделяются на отдельные волокна, гидратируются и фибриллируются. Это сильно влияет на связь между волокнами, а, следовательно, и на прочность и проницаемость бумаги. Щадящий размол обеспечивает высокое сопротивление надрыву, высокую впитываемость и низкий предел прочности на разрыв и растяжение. Усиленный размол дает обратный эффект. Изготовитель бумаги сам регулирует степень обработки в целях обеспечения оптимального баланса свойств - с учетом типа обрабатываемого волокна и создаваемого продукта. Целлюлозная масса для жиронепроницаемой бумаги размалывается до мельчайших частиц, в то время как масса для картона измельчается в меньшей степени. 
Натуральная бумажная масса имеет следующую гамму цветов: от кремового до светло-коричневого цвета. Чтобы придать массе белый цвет, она отбеливается хлорсодержащими соединениями или все чаще соединениями, содержащими кислород, например, перекисью водорода или самим кислородом. 
В бумажную шихту добавляется множество не волокнистых добавок и клеящих веществ. Необработанная целлюлоза - это, в сущности, промокательная бумага, т.е. бумага с высокой степенью поглощения; клеящие вещества состоят из ряда добавок, которые делают бумагу водоотталкивающей.

Известны следующие добавки: 
· проклеивающие реагенты (смолы, канифоль): они регулируют проникновение воды и красок; 
· крахмалы, декстрин: они повышают сопротивление надрыву и прочность на растяжение, повышают прочность и стойкость к повреждению поверхности (сдиранию);  
· смолы, прочные во влажном состоянии: они способствуют сохранению прочности на растяжение во влажном состоянии; 
· клей, тальк, двуокись титана: они обеспечивают хорошую оптическую яркость и высокое качество печати.

 

6. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА КАРТОНА

 

При производстве картона основные технологические операции — размол, отлив, прессование и сушка — принципиально не отличаются от операций при производстве бумаги. Но в качестве сырья для производства картона чаще используют вещества с более грубыми и жёсткими волокнами — бурую древесную массу, полуцеллюлозу, сульфатную целлюлозу и макулатуру.

 

Для изготовления картона для плоских слоев гофрокартона и бумаги для гофрирования используют макулатуру марок МС-6 (старый гофрокартон или обрезки) и МС-7 (смешанный картон) или целлюлозу. В композиции допускается и остальная макулатура, но желательно не более 10-15%. Все зависит от требуемых качественных характеристик получаемого картона. В лучшем случае, с потоком подготовки макулатуры можно установить поток подготовки небеленой или беленой хвойной целлюлозы, в количестве до 30%. В массу может дополнительно вводиться клей и сернокислый алюминий (глинозем). Количество зависит от многих параметров (качество воды, температура, необходимая степень проклейки, наличие поверхностной проклейки на машине и т.д.). Примерные нормы расхода: глинозем-1,2 кг/т, клей - 4,5 кг/т, нейтральный крахмал - 4 кг/т.

Макулатура и/или целлюлоза распускается и очищается на оборудовании для подготовки массы, потом поступает на картоноделательную машину.

Роспуск макулатуры производится в гидроразбивателе при концентрации массы 10-14%. Из гидроразбивателя масса насосом перекачивается через смесительный ящик в бассейн. Концентрация массы в бассейне 3,0-3,5%.  
Из бассейна масса подается на вихревой очиститель высокой концентрации, где производиться очистка от крупных включений, и далее на гидроразбиватель тройного действия на сортировку и дороспуск. На этом этапе происходит очистка от скотча, пленок и т. д. Отходы от гидроразбивателя сортирующего отводятся на вторую ступень сортирования – вибрационную сортировку.

После гидроразбивателя сортирующего, масса поступает во второй массный бассейн, из которого насосом подается на пульсационную мельницу на дороспуск. Далее масса подается на дополнительное сортирование.  
Сортирование производится на напорной сортировке, имеющей сито с щелевыми отверстиями шириной 0,3-0,35 мм. Отходы от напорной сортировки отводятся на вторую ступень сортирования – вибрационную сортировку. Отсортированная масса подается в композиционный бассейн. В этом бассейне в массу вводится крахмал и канифольный клей.

Из композиционного бассейна масса подается для окончательного размола на две последовательно установленные дисковые мельницы. После мельниц масса поступает в машинный бассейн.  
Из машинного бассейна масса через бак постоянного уровня поступает на смесительный насос, где разбавляется до концентрации 0,6-0,8%, и подается на систему вихревых конических очистителей, на которых производится очистка от мелких включений не волокнистого характера.

В напорный ящик картоноделательной машины масса, с дополнительно введенным глиноземом, поступает через узлоловитель, на котором производится очистка от мелких волокнистых включений. Сортирование производится на узлоуловителе, имеющем сито с отверстиями диаметром 2,2 мм. На картоноделательной машине происходит формование картонного полотна, его обезвоживание и сушка.

 

7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БУМАГИ И КАРТОНА
1. Ассортимент бумаги и картона.

Бумагу по назначению различают для печати, декоративную, для письма, машинописи, черчения, рисования и др.

Бумага для печати предназначена для печатания издательской и изобразительной продукции. К ней относятся: бумага газетная, иллюстрационная, картографическая, документальная, тетрадная, обложечная, афишная, этикеточная.

Бумага декоративная имеет окрашенную, гладкую поверхность или поверхность, имитирующую бархат, мрамор, кожу, полотно.

Бумага для письма бывает клееная, среднезольная, каландированная. Различают бумагу цветную, тетрадную, почтовую.

Бумага для машинописи бывает слабоклееной машинной или односторонней гладкости. Предназначена для печатания на пишущей машинке.

Бумага чертежная выпускается машинного и ручного отлива. Бумага машинного отлива – высоклееная с прочной поверхностью, машинной гладкости; используют для всех видов чертежных работ и рисования акварелью. Бумага ручного отлива – ватман. Отличается большим сопротивлением к истиранию и шероховатой поверхностью, применяют для черчения и рисования.

Бумага рисовальная представляет собой прочную высоклееную бумагу с гладкой или шероховатой поверхностью для рисования карандашом, тушью или акварелью.

Картон по сфере применения разделяют на три вида:

• упаковочный;

• полиграфический;

• дизайнерский.

Упаковочный картон применяется для изготовления тары и упаковки, что определяет основные требования к материалу: высокая жесткость, каркасность, барьерные свойства, прочность.

Структура упаковочного картона включает несколько слоев:

• нижний — производится из качественного сырья (беленая целлюлоза, небеленая целлюлоза, древесная масса, макулатура).

• средний — толстый слой, производится из дешевого сырья (макулатура, механическая масса, небеленая целлюлоза, отходы производства);

• верхний — производится из качественного сырья;

• мелованный — в основном один или два слоя мелования.

Использование более дешевого сырья в среднем слое позволяет сохранить требуемые барьерные свойства картона, снизив его стоимость.

Полиграфический картон используется для производства многоцветной продукции, требующей высоко качества печати: папки, брошюры, дорогая подарочная упаковка и т.д. Этот тип картона не должен обладать такой жесткостью, как упаковочный. В первую очередь он отличается высоким качеством печати, благодаря наружному мелованному слою или двустороннему мелованию.

Дизайнерские картон применяется для создания имиджевой и презентационной продукции, элитной упаковки, каталогов, книг и журналов, поэтому для его производства используют самые дорогие сорта сырья. Такой картон отличается разнообразием фактуры и широкой цветовой палитрой.

2. Использование бумаги в упаковке

Бумага имеет много преимуществ, с точки зрения её использования в упаковке. Ее способность сохранять складку делает этот материал идеальным для изготовления пакетов, мешков, а также листочков - вкладышей для фармацевтических и косметических продуктов. Пакеты и мешки используют также жесткость бумаги для сохранения «стоячей» формы, которая помогает наполнять упаковки и придает им привлекательный вид. 
Кулечки «саше», изготовленные из бумагосодержащих ламинатов, хорошо фальцуются на упаковочном оборудовании, сохраняют «стоячее» положение на витрине и сравнительно легко открываются благодаря способности бумаги к разрыву. Крафт-бумага имеет хорошее сопротивление прорыву, и это свойство может быть использовано в мешках для цемента, сахара, муки и т.д. - весом от 25 до 50 кг, когда можно использовать несколько слоев. Пористость имеет важное значение для ряда операций по высокоскоростному разливу, когда скорость наполнения ограничивается необходимостью вытеснения воздуха из заполняемого продукта. Наконец, большинство упаковочных бумаг хорошо пригодны для печатания и могут содействовать снижению суммарных расходов, хотя колебание цен как на бумажную массу, так и на полимеры означает, что специалист по упаковке (технолог) и покупатель должны внимательно отслеживать их стоимость. Основным недостатком бумаги как упаковочного материала является отсутствие защиты от влаги, газов и запахов, хотя этот недостаток может быть устранен за счет нанесения полимерных покрытий, и/или алюминиевой фольги или за счет ламинирования.