Papírenská keš
Pozor, vzhledem k tomu, že jsem se odstěhoval z Jižních Čech, keš je nechána pouze na dožití. Tak se k ní prosím chovejte, aby vydržela, co nejdéle.
NA UVEDENÝCH SOUŘADNICÍCH KEŠ NEHLEDEJTE! Ne, že by v těchto místech nešla schovat – naopak šlo by tam najít i místo alespoň za 6 hvězdiček terénu (pro vysokou teplotu, pohyblivé části atp.). Na těchto souřadnicích se totiž nachází papírenský stroj. A inteligentní kačery (a jiní asi tuto keš nevyluští) hned napadlo, že takový stroj asi nebude na volně přístupném místě (i když někteří kačeři tam proniknout dokážou – třeba ten, který mě nemocí zvanou geocaching kdysi nakazil). Jestli některým přijde keš moc obtížná, tak mě prosím omluvte – touto keší vzpomínám na obor, který mám velice rád a který jsem kdysi opustil.
Pro odlovení kešky se budete muset seznámit s výrobou papíru. Většinu potřebných informací napíšu sem, ale všechny ne. Papírákům se omlouvám, že v rámci srozumitelnosti mnohé informace zjednodušuji.
Nejprve se zkuste zamyslet nad tím, co je to papír. Papír je totiž zvláštní materiál. Každý ví, co to je, ale jak jej definovat? Kdo bude chtít, ať mi svou definici pošle. Nejpřesnější definici, kterou jsem kdy slyšel (od prof. Milichovského při přednáškách na katedře Papíru), jsem pak zašifroval zde:
Cncíe (n cncíerafxý iýeborx) wr fcrpvsvpxý xbzcbmvgaí zngreváy, boilxyr cybšaéub gineh, imavxyý sbezbiáaíz, arwpnfgrwv cbhuýz bqibqabiáaíz, an fígbié wrqabgpr cncíerafxéub mneímraí, iyáxavgé fzrfv, bofnuhwípí boilxyr fybžxl f gmi. ulqebxburmíiaízv iynfgabfgzv ir ibqaéz cebfgerqí.
A teď jak se vyrábí. Zdánlivě jednoduše. A přeci ne. Před nástupem výpočetní techniky byl papírenský stroj třetím nejsložitějším strojem světa (po raketoplánu a atomové ponorce). Současné pořadí bohužel neznám. Základní princip však přetrvává už 1900 let. Napřed se musí získat vlákna (původně z bavlněných hadrů, dnes již i ze dřeva, jednoletých rostlin, ale dají se využít, byť se to děje málo, vlákna syntetická s polárními skupinami, které způsobí, že jsou vlákna smáčivá). Hlavním materiálem většiny těchto vláken je celulóza, což je spolymerovaný cukr (konkkrétně jde o poly-β-D-glukózu), jehož opakující se jednotkou jsou dvě spojené glukózové jednotky – celobióza. Kdo se chce pokochat vzorečkem, má vzorec celulózy na obrázku.
Vzorec celulózy
Z vláken se udělá suspenze, která se ještě může upravit (ať již se upraví vlastní vlákna – například mletím, nebo se přidají další složky, jakými jsou barviva, plniva, klížidla či celá škála pomocných papírenských prostředků). Suspenze se pak přecedí (to se dřív dělalo na ručním sítě, dnes na sítové části papírenského stroje – získá se tak sušina přes 20 %). V dalším kroku se papír vyždímá. To se dříve dělalo pomocí klasického lisu, připomínajícího knihařský. Dnes se papír „ždímá“ v lisové části papírenského stroje – tj. na větším mandlu, kde válce mohou být pro lepší odvod vody slepě vrtané, či vrtané a odsávané (důležité jsou i vlastnosti filce, který jde mezi válce spolu s papírem – filc do sebe saje vylisovanou vodu z papíru) – sušina se pak obvykle pohybuje mezi 40 a 50 % (u moderních strojů může být i vyšší). Nakonec se papír vysuší. Původně se sušil na vzduchu či na teplým vzduchem vyhřívané půdě. Dnes je tato operace energeticky i investičně nejnáročnější – suší se průběhem papíru mezi sušícími válci, které jsou ohřívány kondenzující párou. Na konci stroje má pak papír požadovanou sušinu, která se pohybuje obvykle okolo 90-94 %.
Sítová část papírenského stroje
Zjednodušeně řečeno – po vytvoření listu papíru na počátku stroje, se papír co nejlevněji zbaví vody, která při svém odchodu z papíru ještě natočí polární skupiny tak, aby mezi vlákny vznikla vodíková vazba (běžně známá jako vodíkový můstek) A právě tato vazba je silou, která způsobuje, proč se papír nerozpadne, proč má svou pevnost. Z toho je proto logické, že čím méně je polárních skupin na vlákně (není dáno jen chemickým složením, ale hlavně morfologií – běžně bývá vlákno tvořeno smotkem molekul celulózy, který je více či méně dlouhý a roztřepený), tím je papír méně pevný. Následkem tohoto jevu pak při recyklaci (která je z ekonomických důvodů stará jako výroba papíru sama), kde se již využívají použitá vlákna (která se stárnutím zkracují a přicházejí o roztřepené konce), vznikají papíry s nižší pevností. A čím častěji se vlákno použije, tím více se krátí. Tak z něj nakonec vznikne nulové vlákno, které už se papírensky využít nedá a končívá v odpadních vodách papírny (a po jejich pročištění v kalech). Do výše popsané výroby papíru se ještě dá zařadit celá škála operací jakými jsou klížení pomocí klížícího lisu, různé nástřiky zpevňujících prostředků, natírání, barvení, regulace příčného profilu vlhkosti atp. Tím vás zatěžovat nebudu, ale na eventu můžu na toto téma mluvit třeba celé hodiny ;-)
Papírenský stroj (vidět je konec sítové, pak lisová a sušící část)
V Českých Budějovicích byla papírna (původně celulózka) založena již roku 1880 na místě bývalého mlýna. Původně se specializovala na výrobu buničiny ze slámy (a z této buničiny pak vyráběla slámový papír). Papírna celkem brzy přišla i na výrobu vlnité lepenky, na jejíž zvlněnou vrstvu je slámový papír vhodný. (Zvlněná vrstva byla vynalezena v USA roku 1871 krejčím J. Jonesem. O tři roky později byla tato vrstva podlepena papírem za vzniku dvouvrstvé vlnité lepenky, která se ihned stala moderním materiálem pro balení křehkých oblých předmětů, například žárovek. Roku 1895 pak doplněním další vrstvy vznikla lepenka třívrstvá, která se o deset let později dostala i do našich zemí.) Výroba vlnité lepenky se udržela dodnes, zatímco výroba slámového papíru skončila na počátku 50. let. Od této doby se v Č. Budějovicích vyráběl papír jen ze sběrového papíru, někdy s přídavkem kupované buničiny.
V současné době probíhá stále výroba vlnité lepenky i výroba papíru určeného na výrobu této lepenky. Jako vstupní surovina se již používá pouze sběrový papír. Roční produkce papíru je okolo 100 000 tun, což dělá z této papírny třetí největší papírnu vyrábějící papír na vlnitou lepenku v České republice. S příchodem revoluce a zvýšených nároků na ekologii papírna problémy neměla. Papírenský průmysl je sice brán jako významný znečišťovatel životního prostředí, ale vinu na tom mají převážně celulózky (tj. továrny vyrábějící buničinu), papírny samy o sobě jen velmi zřídka. A tak se českobudějovické papírny nedotkly výrazně ani zákony o emisích, protože veškerou energii (kromě té, kterou vyrobí turbína na jezu), včetně páry, kupuje zvenčí (komín, který lze uvnitř vidět patří již desetiletí nevyužívané mazutové kotelně), ani zákony o vodách – protože i když pro svůj provoz potřebuje značné množství vody, kterou odebírá z Vltavy kousek nad Trilčovo jezem, do řeky jde pouze přebytek neupravované vody a dešťová voda. Veškeré odpadní vody jdou po předčištění (kde se odstraní především pevné podíly) na městkou čističku vod.
A nakonec jedna smutná správa. V roce 2012 papírnu koupila firma Mondi. A protože tato firma měla nevyužité kapacity na svých papírenských strojích ve Štětí a v Polsku, ponechala v provozu pouze kartonážku a papírnu uzavřela. Dne 21. 12. 2012 tak po 132 letech skončila výroba papíru v Českých udějovicích L
A jak se dostat k samotné keši? Na to stačí odpovědět na následující otázky (na některé z nich, ne však na všechny, najdete údaje v textu), spočítat příklad (nebudu prozrazovat, koho to napadlo, sám toho lituje) a pak souřadnice spočítat podle vzorce na konci listingu.
- Při srovnání producentů odpadních vod jdoucích na městskou ČOV v Č Budějovicích byla papírna (v době, kdy byla v provozu) kolikátá v pořadí, co se týče objemu (tento údaj se dá mj. zjistit na informační tabuli při vstupu na českobudějovickou ČOV)? (indície A)
- Ciferace roku vynálezu zvlněné vrstvy, ze které pak byla vyvinuta vlnitá lepenka (vyjde jedna číslice rovna indícii B).
- Číslo, které obsahuje pojem označující papírensky nevyužitelné vlákno (indície C)
- Počet písmen jména města, kde se dá v ČR získat vysokoškolské papírenské vzdělání (indície D)
- Pro výrobu papíru se dají použít a) pouze vlákna vyrobená z rostlin (E=2), b) jakýkoliv vláknitý materiál s hydrokohezivními vlastnostmi (E=4), c) rostliny se správným lignosacharidickým poměrem a vlákna z nich vyrobená (E=6), d) jakýkoliv polysacharidický materiál (E=8)
- Kolik atomů uhlíku obsahuje celobióza, základní jednotka, z níž se skládá celulóza? (indície F)
- Při výrobě papíru se a) musí použít vody (G=9), b) může (ale nemusí) použít vody (G=10)
- Při výrobě papíru se nejvíce energie spotřebuje a) na vytvoření listu papíru (H=6) b) na usušení papíru (H=9) c) na vyčištění odpadních vod (H=3)
- Vlhkost papíru na konci papírenského stroje (neboli na návinu) je obvykle a) 10 % (I=1) b) 50 % (I=5) c) 90 % (I=9)
- A teď slíbený příklad (v něm se některé věci s výrobou v Č. B. shodují, některé se liší, spoustu operací jsem silně zjednodušil):
obr. Z knížky: Papírový humor
Chemic77 uspořádal CITO event. A měl úžasnou účast. Tak se podařilo, vysbírat obrovskou hromadu odpadků, které naštěstí byly suché, protože bylo dlouhé horké léto. A tak se pilní do ekologie nadšení kačeři rozhodli hromadu odpadu přebrat a vytřídili z ní přesně 2000 kg papíru (obsahující nejenom netříděný papír kategorie 1.02, ale i spoustu obalů z vlnité lepenky – kategorie 1.05, cenou to surovinu pro naši papírnu). Vstupní kontrola u tohoto materiálu naměřila vlhkost 12 % Vytříděný papír však i přes veškerou snahu stále ještě obsahoval 5 % hrubých nečistot (takže ono to nakonec nebylo těch 2000 kg papíru). Jako v každém sběrovém papíru i tady byla spousta již nepoužitelných vláken i plniv, takže nám do odpadních vod uteklo 8 % z materiálu zbaveného hrubých nečistot, a to i přes snahu retenčních prostředků jich co nejvíce zadržet.
Nakonec se udělala pěkná 0,5% suspenze a papírovina natekla na síto papírenského stroje. Šířka papíru na sítu byla 2,2 metrů, rychlost papíru na konci papírenského stroje (na návinu) pak 0,5 kilometru za minutu (a pás papíru měl na návinu – papíráci mi neuvěří – stejnou šířku jako v sítové části stroje). Vlákna se však při výrobě rozdělila (vlivem dvou paralelních zásobních nádrží), a tak se z nich vyrobil napřed papír o plošné hmotnosti (neboli gramáži) 105 g/m2 a pak i papír o plošné hmotnosti 140 g/m2 (ta se ještě barví, ale hmotnost barvy zanedbáme). CITO vlákna však měla štěstí a nedostala se do papíru vyráběného při přejezdu mezi gramážemi, a tak nepodnikla celý koloběh papírnou znovu. Stejně tak se nedostala na 2,5cm okraje papíru, které se na návinu ořezávaly. Vyrobený papír má plošné hmotnosti naprosto přesné a má vlhkost podle jedné z otázek (pozn. – vlhkost se započítává do gramáže).
A teď tady máme role papíru o různých gramážích. Tyto role putují do kartonážky, kde se setkají při výrobě trojvrstvé vlnité lepenky s vlnou E (neboli s mikrovlnou). Těžší papíry budou tvořit rovné vrstvy, lehčí papír tvoří zvlněnou vrstvu (ke které je potřeba znát, že vlna E má součinitel zvlnění 1,25 a že součinitel zvlnění je délka materiálu potřebná pro výrobu 1 m zvlněné vrstvy). Náhoda (statistici nechť si spočtou, jak málo pravděpodobná náhoda to je a výsledek nechť mi pošlou) tomu přála, že se vlákna z CITO eventu dostala do stejných desek vlnité lepenky a nebyla mezi nimi žádná jiná vlákna. A tyto desky se využily na výrobu krabic na balení půllitrových pivních lahví po šesti kusech. Nebyly to sice na výstavě oceněné krabice pro balení Budvaru (ty měly vrchní vrstvu bílou), ale byly jim podobné a byly stejně krásně potištěné rastrovým flexotiskem. Dejme tomu, že plocha přířezu jedné krabice je 0,4 m2, a že technologický odpad a zmetky tvoří 20 % materiálu (tento papír se sice vrátí zpátky do rozvlákňovače, ale jeho osud již sledovat nebudeme, protože se dostane do papíru na krabici od monitoru, do kterého bude Milan14, který kdysi papír vyráběl, později čučet při logování kešek).
Krabice se pak dostanou do blízkého pivovaru, kde je naplní lákavým obsahem a náhoda tomu chce, že je Chemic77 zakoupí pro účastníky svého (mega?)eventu. A koupí jenom ty, které jsou celé vyrobené z papíru vysbíraném na jeho CITO eventu. A já se ptám – kolik piv bylo zakoupeno pro event? Výsledek ván dá číslo KLMNO (je-li málo číslic, doplňte na začátek nuly – takže například z čísla 12 vyjde číslo 00012).
Příklad ale ještě nekončí. Při výrobě námi sledovaného papíru šel totiž Robbies7 zrovna kolem papírenského stroje. Dvakrát se u jeho konce zastavil (jednou při výrobě papíru gramáže 105, jednou při výrobě papíru gramáže 140) a stál tam právě tak dlouho, aby kolem něj prošla všechna vlákna z CITO eventu, která se dostala do papíru. Jak dlouho tam Robbies7 celkem stál (zaokrouhlete na celé sekundy)? Výsledek ván dá číslo PQRST (je-li málo číslic, doplňte na začátek nuly – takže například z čísla 12 vyjde číslo 00012).
Na celou výrobu bylo potřeba tolik vody, jako kdyby bylo vstupní množství (včetně nečistot) potřeba naředit na nátokovou konzistenci (hustotu papírových vláken i nečistot berte za rovnu hustotě vody a výsledek zaokrouhlete na jednu platnou číslici). Z této vody se 97,5 % vrací v různých okruzích, nebo se vypaří. Zbytek odchází na městskou ČOV. Tam později dorazí i pívo proteklé účastníky eventu (nikdo nechodí do křoví a vše se vypije do poslední kapičky). A poslední otázka pak zní – jaký objem nevábné tekutiny dorazí kvůli druhému eventu na městskou ČOV (vodu na splachování záchodů nepočítejte, těžko by se definovala)? Zaokrouhlete na celé metry kubické a výsledek ciferujte. Získáte indicii J.
Pro kontrolu výpočtu pak spočítejte plošnou hmotnost vlnité lepenky před potištěním, obsahuje-li jeden slep papíru 4,875 g/m2 škrobového lepidla (s vlhkostí, kterou netřeba uvádět). A i když se papír při výrobě nahřívá i navlhčí, vlhkost papíru je na konci výroby vlnité lepenky stejná jako na začátku. Ciferací gramáže vlnité lepenky pak dostanete stejné číslo, jako když sečtete všechny indicie A-T a provedete ciferaci výsledku.
Keška se nachází na:
N 48° (K+A)(L+B),(2*M+C)(N+D)(O+E)'
E 014° (P+F)(Q+J),(R+G)(S+H)(T+I)'
Jednotlivé závorky nahrazují číslice v souřadnicích. Vyjde-li v závorce víceciferné číslo (a ono někdy vyjde), platí jen číslice jednotek, číslice desítek či stovek se zanedbávají.
POZOR! V okolí finálky se vyskytuje mnoho mudlů, mudlopsů a jiných nebezpečných tvorů. Lovte proto nenápadně. A jestli se vám keška zdá příliš náročná, raději použijte "Ignore listing" než ošklivá slova. Nadšencům do náročných výpočtů i do čtení listingů přeju pěkný lov.
Ale aby to nebylo až tak moc náročné, tak máte několik možností odlovu: 1. Vše spočítat (a když mi pošlete výsledky, budete zapsáni do síně slávy) 2. Poslat mi indicie A-I nebo J-T – v prvním případě (A-I) budu potvrzovat tipy, kde je keška (kdo má vysbírané mysterky a multiny v Č. B. zjistil, že moc míst tady nezbývá), ve druhém případě (J-T) pošlu souřadnice. 3. Klasická varianta hrubiánů – hrubá síla (neboli anglicky BF).
obr. z knížky Papírový humor
