Иоганн Гутенберг создал печатный станок около 1440 года, после чего использование бумаги в мире быстро увеличилось. Одна такая машина могла производить около 3600 (!!!) страниц за рабочий день. Бумага стала одним из самых важных товаров в мире в 1800-х годах и остается таковым по сей день. За последние полвека потребление бумаги увеличилось в четыре раза, а для производства одной тонны бумаги в среднем требуется 17 деревьев. Что, если бы существовал альтернативный вариант для создания этого важного материала? Как оказалось, он у нас был на протяжении тысячелетий.
Древние китайцы впервые использовали конопляную бумагу в I-II веках до нашей эры. Они изобрели рецептуру, состоящую из смеси воды, коры тутового дерева и конопляного волокна. Есть предположение, что конопляная бумага была найдена в Китае и Аравии в 10 веке до нашей эры, однако подтверждений этому факту крайне мало. Производство конопляной бумаги переместилось в Корею к шестому веку нашей эры. Она попала в Европу с Ближнего Востока в 1200-х годах и прибыла в Германию в 1300-х годах. Есть даже копии Библии, сделанные из конопляной бумаги. Также из конопли был сделан проект Декларации независимости. Конопля оставалась основным материалом для изготовления бумаги до XIX века. На этом этапе производители столкнулись с более дешевым вариантом производства бумаги: древесная масса. Конопляная бумага сохраняла свою популярность вплоть до начала XX века, несмотря на конкуренцию со стороны древесной. И со временем бумага из древесины взяла верх, и производство конопляного волокна начало заметно сокращаться. Закон о налоге на марихуану 1937 года, принятый Конгрессом США, объявил выращивание конопли и каннабиса незаконным.
Должна ли конопляная бумага вернуть себе позицию №1? Одному дереву требуется не менее 20 лет, чтобы вырасти, прежде чем его можно будет использовать для производства бумаги. И нагрузка на мировые леса колоссальна. Энергопотребление бумажных фабрик огромно. Вот несколько фактов о бумаге из деревьев и бумаге из конопли: Даже самая лучшая бумага из древесины может пройти максимум три процесса переработки. Конопляная бумага, напротив, может пройти через семь или восемь. Компании используют химические вещества, такие как хлориды и отбеливатели, чтобы сделать древесную бумагу белой. Чтобы сделать конопляную бумагу белой, можно использовать простую перекись водорода - это химическое вещество также удаляет загрязняющие вещества из сточных вод и гораздо менее вредно для окружающей среды.
В то время как деревьям требуется более 20 лет, чтобы стать пригодными для производства бумаги, растения конопли готовы к сбору урожая всего за четыре месяца. В отличие от бумаги из дерева, бумага из конопли не желтеет и не становится коричневой со временем. 4 тыс. кв. м конопли производит примерно столько же бумажной массы, сколько 16-40 тыс. кв. м деревьев за 20-летний период. Примерно 70% растения технической конопли составляет целлюлоза против 30% от массы дерева. Поскольку для производства бумаги требуется только целлюлоза, производители используют токсичные химикаты для удаления ненужных составляющих - лигнина. Конопля содержит от 5% до 24% этого вещества, а древесная масса – до 35%. Использование конопли вместо древесины для производства бумаги значительно уменьшило бы вырубку лесов. Заготовка древесины – как первый этап в производстве бумаги, составляет около 37% ежегодно вырубаемых деревьев.
Так какая бумага лучшего качества? Сторонники использования древесины для производства бумаги утверждают, что она более качественная. На самом деле нет неопровержимых доказательств, подтверждающих это. Химический состав конопляной костры похож на древесину, а волокна конопли также чрезвычайно прочны, что означает, что бумага, изготовленная из них - не менее долговечна. Производители используют лубяное волокно с внешней стороны стебля растения конопли. Это волокно обеспечивает прочность, необходимую для высококачественной бумаги. Напротив, бумага из древесного сырья, не такая прочная и долговечная. Однако, его легче превратить в более мягкую бумагу, которую мы используем в повседневной жизни.
Процесс изготовления бумаги достаточно прост: Конопляное волокно по сравнению с конопляной кострой – лучшее сырье для такого производства. Это связано с тем, что волокна имеют более высокое содержание целлюлозы (от 45% до 70%) и гораздо более низкий уровень лигнина (от 7% до 21%). Волокна отделяются от костры и нарезаются (рубятся) на кусочки.
Далее эти кусочки смешиваются в воде. Обычно добавляются некоторые химические вещества, чтобы легче разрушить структуру волокна конопли. В конечном итоге смесь будет иметь консистенцию кашицы. В то время как некоторые хим.вещества все же необходимы, такой процесс позволяет избежать использования варочных котлов под давлением на протяжении многих часов, которые применяются при работе с древесным сырьём. Количество химикатов и времени, затраченное на работу с волокном конопли в таком процессе несоразмерно меньше, чем при производстве бумаги из древесины.
Далее следует процесс вымачивания. Конопляная целлюлоза, которая получилась на предыдущем этапе, все еще содержит лигнин. Такой материал промывается водой, чтобы удалить лигнин. Опять же, это более экологичный процесс, чем тот, который используется в случае с древесной массой. После удаления лигнина, остаток нагревают, после чего массу равномерно распределяют и изготавливают из него тонкую конопляную бумагу.
Что останавливает рост конопляной бумажной промышленности? Правда в том, что это относительно новая отрасль (или хорошо забытая старая). В результате, у неё ещё не было шанса укрепиться. Тем не менее в обозримом будущем промышленность по производству древесной бумаги останется основным конкурентом. Существует много крупных компаний с огромными инвестициями в бумагу, которую получают из деревьев. Ежегодно в мире производится около 400 миллионов тонн бумаги. На США, Японию и Китай приходится почти половина этого потребления. Стремительный рост производства бумажной упаковки — одна из причин, по которой мы используем так много бумаги. Действительно, упаковка сейчас составляет около половины потребления бумаги на планете! Нет никаких сомнений в том, что в такой огромной отрасли крупнейшие игроки будут продолжать выступать против конопляной бумаги. Тем не менее, с таким количеством деревьев, вырубаемых каждый год, этим компаниям, возможно, придется обратить внимание и на коноплю. Если и когда это произойдет, производство конопляной бумаги будет расти в геометрической прогрессии.
Заключительные мысли о бумаге из конопли и бумаге из древесины
В настоящее время основным преимуществом древесной бумаги является то, что ее производство дешевле ввиду того, что это устоявшаяся отрасль. Как только компании поймут, как массово производить бумагу из конопли с минимальными затратами, преимущество бумаги из древесины исчезнет. Конопляная бумага значительно лучше для планеты с точки зрения экологичности и возобновляемости ресурсов для ее производства.
Производственный процесс требует меньше химикатов по сравнению с производством из древесной бумаги. Нам нужно меньше земли и ресурсов для выращивания конопли по сравнению с деревьями. Урожай конопли растет в 60+ раз быстрее, чем деревья. Кроме того, общее качество конопляной бумаги лучше. Она не желтеет, не трескается и не портится. Наконец, мы можем перерабатывать бумагу из конопли большее число раз, чем бумагу из дерева. Возможно, нам придется подождать, но конопля однажды снова станет материалом №1 для изготовления бумаги.