DŘEVO A PAPÍRIvana Rychlíková

Kombinace:Che- Bi

Dřevo:• Dřevo je výhodnou přírodní

surovinou• Využívá se jako palivo, ke

zpracování a v papírenství• Poptávka po dřevu je vysoká z

důvodu snadné dostupnosti, dá se jednoduše opracovávat, spojovat a má přitažlivý vzhled

• Dělí se do dvou základních kategorií – tvrdá a měkká dřeva

Tvrdá dřeva:• jsou z listnatých

stromů• např. z buku, břízy,

javoru, dubu, topolu• tropická tvrdá dřeva

zahrnují eben, greenheart, mahagon, růžové, týkové dřevo

Měkká dřeva:• jsou z jehličnatých

stromů• jedle, kanadská tsuga• borovice • smrk, sekvoje

Složení dřeva:• celulóza (asi 50 % dřeva) - rovná vlákna přírodního polymeru,

složeného z glukózových monomerů; je základem buněčné stěny rostlinných buněk a je i základní složkou pro výrobu papíru;

• hemicelulózy (asi 20 % dřeva) - jsou různě dlouhé, občas i rozvětvené řetězce přírodního polymeru složeného z glukózy a jiných sacharidů, v malé míře i esterů; nachází se převážně v buněčné stěně; napomáhají k lepší soudržnosti celulózy a ligninu; jsou chemicky méně odolné než celulóza či lignin, takže se při procesu výroby buničiny rozpouští a vyplavují;

• lignin (asi 25 % dřeva) - je trojrozměrná síť z fenolických polymerů; působí jako lepidlo, které drží celulózová vlákna pohromadě a dodává dřevu pevnost; je hlavní složkou ve dřevě na rozhraní buněk, ale nachází se i v buněčné stěně; chemickou cestou a při bělení se (pokud možno selektivně) odstraňuje (selektivní je to pouze u sulfátového způsobu výroby a při bělení chlordioxidem - ClO2);

• extrahovatelné látky - fytohormony, pryskyřice, mastné kyseliny a další látky, které pomáhají dřevině růst a odolávat chorobám a chemikáliím; jsou vysoce toxické pro vodní živočichy.

Složení dřeva:

celulóza

hemicelulózy

lignin

extrahovatelné látky

Kácení a zpracování:

• dnes je většina stromů kácena za použití moderních strojů – jeřábů, lesních traktorů a buldozerů.

• jakmile strom padne, odstraní se větve a kmen se odtáhne na shromaždiště

• kmeny se dopravují jak po souši tak po vodě – klády se často svazují do vorů a pak vlečou remorkérem po řece nebo se prostě nechají, aby samy pluly po proudu

• mnoho zemí, zejména těch, které těží tvrdé dřevo, nejsou technicky vybaveny pro další zpracování klád, proto je většina dřeva, které se zde vytěží vyvezena ještě v podobě klád do průmyslových zemí, v nichž jsou potřebné pily

• na pile se z klád nejprve loupe kůra, poté je dřevo pilami nařezáno na potřebné rozměry

• něž bude moci být použito je nutné jej vysušit procesem zvaným klimatizování

• dřevo jehož povrch má být vidět musí být dále opracováno, proto se nejdříve dohladka ohobluje a pak se lakuje nebo barví

• Hlavní surovinou pro výrobu papíru se stala celulóza

• První použití dřeva na výrobu papíru bylo zaznamenáno v roce 1769, ale teprve v polovině 19. století se výroba papíru z dřevité kaše dostává do povědomí širší veřejnosti

• První papírenský stroj byl vynalezen roku 1798 N. L. Robertem a začal být vyráběn o pět let později bratry Foordrinierovými.

• Využíval souvislého pásu drátěného síta místo pracného nabírání jednotlivých listů na síto napnuté v rámu.

Výroba vlákninJako surovina se používá:

A) dřevo, B) sběrový papír, C) jednoleté rostliny. V celulózkách se rozrušují vazby ligninu k celulóze,

hemicelulózám a i lignin se rozrušuje na monomery či oligomery

Jednotlivá vlákna - vláknité dřevní buňky - se pak oddělují, propírají, filtrují, aby se očistila, a posléze se suší

Vzniklá buničina se pak může použít přímo na výrobu neběleného papíru, nebo se dále bělí.

V integrovaných papírnách, kde na výrobu buničiny plynule navazuje výroba papíru, se fáze sušení vynechává.

Mechanická metoda:• Jednotlivé buňky se oddělují působením

mechanické síly na strukturu dřeva, často za spoluúčinku chemikálií a vyšší teploty i tlaku

• Dřevo se obvykle zpracovává ve formě kuláčů• Cílem je dosáhnout výrazně větší výtěžnosti

(tím, že se odstraní minimum ligninu) při dostatečné bělosti a pevnosti

• Získaná vláknina se nazývá dřevovina či polobuničina

• Papír je poměrně málo pevný – výroba novin• Levnější způsob výroby

Chemická metoda:• Při chemické výrobě buničiny se dřevěné štěpky

vaří v autoklávu s chemikáliemi• Podle druhu použitých chemikálií dělíme na

metodu sulfátovou a nebo sulfitovou• Vařením se lignin rozruší a dřevo se tak rozpadne

na vlákna• Papír získaný touto metodou je kvalitnější a

dražší

Chemická metoda a

použité chemikálie

Sulfátová metoda:

hydroxidy (obvykle sodný)

sulfidy (obvykle sodný)

Sulfitová metoda

vodný roztoku oxidu siřičitého a báze - většinou vápníku,

sodíku, hořčíku nebo čpavku

Zpracování sběrového papíru:• Jako surovina slouží panenská nebo recyklovaná vlákna,

případně směs obou. • Sběrový papír se vloží do rozvlákňovače spolu s vodou a

je rozvlákňován mechanickým promícháváním, jehož výsledkem je rozplavení na vlákna. Po rozvláknění nadchází operace hrubého třídění, jemného třídění, zahušťování a mletí, po nichž se látka (po nezbytném přídavku klížidel, barviv, pomocných prostředků

• papírenský nebo lepenkový stroj (nátoková skříň - přivádí vláknitou suspenzi na síto a vytváří rovnoměrné rozložení vláken po celé šířce síta, sítová část - odvodňuje papírový pás, lisová část - odstraňuje další vodu z pásu, sušicí část - odstraňuje zbytek vlhkosti zahřátím pásu papíru, navíječ - navíjí pás papíru do rolí)

• další procesy - závisí na druhu papíru

Bělení vláknin

Cílem je dosažení určitých kritérií kvality jako jsou bělost, její stálost a čistota. Protože bělení pevnostní vlastnosti výrazně snižuje, cílem je volit takové postupy, aby se pevnost snížila co nejméně. K dosažení patřičné bělosti je nutno odstranit či zamaskovat zbylý lignin i nečistoty v buničině. Mluvíme potom o buničinách:

Typy buničiny podle bělení

• ECF (Elemental Chlorine Free) - bez použití plynného chlóru, alespoň v jednom stupni se používá chlordioxid; dále lze použít peroxid a kyslík, kyselinu chlorovodíkovou, enzymy, vše obvykle v alkalickém prostředí (alkálie mohou sloužit i samy o sobě jako jeden z bělících stupňů),

• TCF (Totally Chlorine Free) - používá se kyslík, ozon, kyselina peroctová a peroxid, enzymy, vše obvykle v alkalickém prostředí (i zde mohou alkálie sloužit jako jeden z bělících stupňů).

Použitá literatura

• http://daz.garten.cz/texty.php?idc=20041010

• http://papir.arnika.org/vyroba.shtml

• Svět poznání odd. Věda a technika č.73