Technologia

Draska trzaska

Numer 3/2021
Zapałki. Zapałki. Shutterstock
Choć Fabryka Zapałek w Czechowicach-Dziedzicach powstała w 1919 r., a produkcję rozpoczęto dwa lata później, wydarzenie to należy wiązać bezpośrednio z wymyśleniem w 1845 r. przez Gustafa Erika Pascha tzw. bezpiecznej zapałki. Szwed ten postanowił wykorzystać odkryty kilka lat wcześniej przez austriackiego chemika Antona Schröttera von Kriestelliego fosfor czerwony.
Wstępne odkorowanie osikowych dłużnic. Potem drewno trafia do hali produkcyjnej.Grzegorz Kołnierzak Wstępne odkorowanie osikowych dłużnic. Potem drewno trafia do hali produkcyjnej.
Potwierdzeniem właściwego wysuszenia patyczka jest jego łatwe przełamanie.Grzegorz Kołnierzak Potwierdzeniem właściwego wysuszenia patyczka jest jego łatwe przełamanie.
Widoczna nad zapałkami bawełniana nić jest pierwszą barierą przeciwpożarową. Jej przepalenie wyzwala emisję dwutlenku węgla z dyszy.Grzegorz Kołnierzak Widoczna nad zapałkami bawełniana nić jest pierwszą barierą przeciwpożarową. Jej przepalenie wyzwala emisję dwutlenku węgla z dyszy.
Końcowy etap produkcji. Za chwilę pudełka zostaną napełnione zapałkami i po ich zamknięciu przekazane na linię pakowania.Grzegorz Kołnierzak Końcowy etap produkcji. Za chwilę pudełka zostaną napełnione zapałkami i po ich zamknięciu przekazane na linię pakowania.
Zakładowa kotłownia będąca źródłem ciepła technologicznego oraz ogrzewająca zakładowe budynkiGrzegorz Kołnierzak Zakładowa kotłownia będąca źródłem ciepła technologicznego oraz ogrzewająca zakładowe budynki

Fosfor czerwony występuje pod postacią ciemnoczerwonego nierozpuszczalnego w wodzie proszku. Choć pozyskuje się go w procesie ogrzewania trującego fosforu białego, to sam w sobie nie jest już trujący. Ogrzany do temperatury 260°C ulega samozapłonowi, a właściwość ta okazuje się kluczowa w procesie wytwarzania bezpiecznych zapałek, w których jest on składnikiem draski na wąskich ściankach pudełka. Takie rozwiązanie wyklucza przypadkowe potarcie substancji zapalającej, znajdującej się na główce zapałki, w której wyniku następuje zapłon.

50 milionów na jednej zmianie

Czechowicka fabryka zapałek jest jedyną w Polsce, a oprócz niej są jeszcze dwie podobne w Europie. Z powodu zmiany stylu życia klientów (np. odejścia od kuchenek gazowych czy porzucenia przez wielu nałogu nikotynowego) produkuje obecnie 50 mln zapałek na jednej zmianie, choć w szczytowym okresie było to 170 mln. Zanim jednak pożegnamy się z fabryką na zawsze, a kolejna paczka zapałek przyjedzie do naszego domu z Węgier, Szwecji lub Pakistanu, przyjrzyjmy się wyjątkowo spektakularnemu i skomplikowanemu procesowi wytworzenia jednego patyczka, który w detalu kosztuje niewiele ponad 1 grosz. Przy czym maszyny wykorzystywane w zakładzie są unikalnymi konstrukcjami na skalę światową, a w razie awarii części do nich muszą być po prostu specjalnie toczone.

Na początku jest drewno…

…ale nie każde. Najlepsza jest miękka, jeszcze niewyschnięta osika, której dodatkową właściwością jest mała ilość żywicy – duża ilość utrudnia obróbkę materiału. Osikę charakteryzują giętkość, równomierne spalanie oraz łatwe wchłanianie dodawanego na późniejszym etapie impregnatu. W latach 60. wykorzystywano także drewno sosnowe, które choć było tak samo miękkie, wydłużało proces produkcji, gdyż trzeba było pozbawić je żywicy poprzez poddanie działaniu pary wodnej. Drewno trafia do fabryki w postaci dłużnic, a po wstępnym okorowaniu bale są cięte na 60-centymetrowe wyrzynki, które po dokładniejszym oszlifowaniu z zewnątrz trafiają do łuszczarki. Gdyby w wyniku – coraz rzadziej spotykanej w naszym klimacie – mroźnej zimy drewno zamarzło, musi być poddane czterogodzinnemu ogrzaniu przez gorącą parę wodną wytwarzaną w przyzakładowej kotłowni. Dlaczego? Bo łuszczarka obiera pień nabity na dwa trzpienie, zmieniając go w jeden długi plaster (jak skórkę od jabłka) drewna o grubości zapałki. Plastry te przypominają płat sklejki o grubości ok. 2 mm. I teraz, ułożone warstwowo, trafiają do sieczkarki.

Tu zaczyna się zapałka

Od tego momentu mamy do czynienia z elementem, który kształtem przypomina zapałkę, bo szereg noży tnie szeroki na 60 cm pas sklejki najpierw na paski o typowej dla zapałki długości 43 mm, a następnie 2-milimetrowe patyczki. Taki produkt transportowany jest rurami pneumatycznymi dwa piętra wyżej, gdzie zostaje zmieszany z wodorofosforanem amonu (wodorosól kwasu fosforowego i zasady amonowej). Ten nieorganiczny związek chemiczny jest powszechnie wykorzystywany jako nawóz mineralny, dodatek do pożywek dla drożdży czy środek gaśniczy, ale w przypadku zapałek ma doprowadzić do takiego spalania patyczka, aby po wszystkim w palcach został nam wyłącznie zwęglony kawałek, a nie kupka popiołu na spodniach. Impregnat ten wnika w strukturę drewna dzięki temu, że łatwo miesza się z wodą. Właśnie dlatego drewno wykorzystywane do wytwarzania zapałek powinno zostać poddane obróbce, zanim wyschnie. Zaimpregnowane patyczki transportowane są do suszarni, gdzie w ciągu 25 min w temperaturze 120°C tracą wodę do poziomu 7%. Sprawdzenie przez pracownika jakości patyczków na tym etapie polega na wyrywkowym przełamaniu ich w palcach. Jeśli pękną, to znaczy, że produkt jest pełnowartościowy, jeśli tylko się wygną – należy zmodyfikować parametry suszenia, gdyż jest w nim zbyt dużo wody.

Dopiero teraz patyczki są szlifowane w obrotowych bębnach same o siebie, a etap ten wiąże się z powstawaniem dużej ilości pyłu drzewnego, który jest wybuchowy, dlatego powinien być na bieżąco odsysany. W przypadku awarii wentylacji proces należy natychmiast zatrzymać.

Drukarnia

Pudełko od zapałek składa się z dwóch elementów: pochewki z potarką (draską) i szufladki. W całości wykonywane jest ono na terenie fabryki. W pomieszczeniu na skraju hali produkcyjnej znajduje się 4-kolorowa offsetowa maszyna drukarska połączona z linią do sztancowania i bigowania. Cztery bloki maszyny pozwalają na naniesienie na węższe ścianki kartonika potarki oraz grafiki zamówionej przez klienta. Potarka jest mieszaniną czerwonego fosforu oraz kleju. Po zadrukowaniu kartonu następuje jego sztancowanie (wycinanie) oraz bigowanie (robienie wgnieceń w miejscach zgięć kartonika), a maszyna pochewkowa składa go oraz skleja w formę przestrzenną.

Serce fabryki

Automat zapałczany jest imponującą maszyną obsługiwaną przez sześciu pracowników, w której łączą się wszystkie opisane powyżej elementy: patyczki, pochewki oraz szufladki. Wszystkie one trafiają do automatu za pomocą rur pneumatycznych.

Oszlifowane patyczki są na początku nabijane na metalową taśmę, a ten swoisty jeż zanurzany jest do 1/3 długości patyczka w rozgrzanej do 120°C parafinie. Brak tego etapu spowodowałby, że zapałka po potarciu o draskę natychmiast by gasła, ponieważ ogień nie zdążyłby zająć patyczka. Parafina ułatwia utrzymanie płomienia. A potem to już z górki – patyczki przejeżdżają przez pojemnik z masą zapalającą i jeszcze tylko kilka godzin suszenia i zapałka gotowa jest do umieszczenia w pudełku. Aparat zapałczany wypełnia pudełka w trzech etapach. Najczęściej znajduje się w nich 36 patyczków, ale w zależności od wymagań zleceniodawców może być ich od 24 do 48.

Substancja zapalająca miewa różne kolory w zależności od dodanego barwnika. Najczęściej spotykane są czerwona, niebieska i zielona. Wszystkie kolory mają takie same właściwości, a powszechna opinia, że zapałki z czerwoną główką są efektywniejsze, jest wyłącznie podszyta psychologią. Masa zapalająca jest substancją wyjątkowo łatwopalną, składającą się głównie z chloranu potasu, dwutlenku manganu, tlenku ołowiu oraz produktów palnych, np. siarki czy siarczku antymonu. Pozostawiona na noc w podajniku pod automatem mogłaby zapalić się sama. Z tego powodu na koniec zmiany musi być zlana z tacy do bezpiecznych pojemników, a nawet niewielkie jej pozostałości trzeba dokładnie usunąć.

Aby zminimalizować ryzyko pożaru, urządzenie wyposażone jest w instalację gaśniczą, a jej elementem są rozciągnięte nad taśmociągiem żyłki, które przepalają się w takiej sytuacji pierwsze i automatycznie uruchamiają zabezpieczenia przeciwpożarowe wtłaczające na linię produkcyjną dwutlenek węgla.

Odpady? Jakie odpady?

Cała linia produkcyjna w czechowickim zakładzie oparta została na myśli technologicznej z lat 50. ub.w. Wytwarzane tutaj odpady drewniane w postaci kory, wiórów, wałków po struganiu, pyłu powstałego przy szlifowaniu czy odrzutów z produkcji wykorzystywane są w zakładowej kotłowni. Wytwarzane w niej ciepło technologiczne używane jest do rozmrażania drewna oraz ogrzewania hal. Do obowiązków sześciu palaczy zajmujących się obsługą dwóch kotłów należy… ręczne napełnianie paleniska. Wynika to z tego, że odpady mają różne rozmiary oraz różną gęstość, a więc nie można zastosować żadnego automatycznego systemu zasilania pieców. Dla jednych ten system na poły manufakturowy może być wadą (części procesów mimo wieloletnich prób nie udało się zmechanizować), dla innych ma urok powiązania konkretnego produktu z zaangażowaniem pracujących przy jego wytwarzaniu ludzi.

01.03.2021 Numer 3/2021

Czytaj także

Reklama
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną