Технология переработки макулатуры состоит из нескольких процессов. Процесс переработки макулатуры - совокупность технологических операций, кои условно можно подразделить на четыре стадии (рис. 1).
Первая стадия переработки макулатуры включает: роспуск. предварительную грубую очистку и сортирование, дополнительное разволокнение (дефлокуляцию) макулатурной массы. Данная стадия позволяет частично восстановить бумагообразующие свойства вторичных волокон и получить полуфабрикат, который может быть использован в композиции плоских слоёв гофрокартона и бумаги для гофрирования.
Роспуск макулатуры представляет собой процесс разделения макулатуры на отдельные волокна без их повреждения. Осуществляется эта операция в гидроразбивателях - аппаратах, обладающих простотой устройства и обслуживания, небольшим расходом энергии и высокой производительностью (от 15 до 850 т/сут). Гидроразбиватели отличаются конструктивными особенностями, производительностью и могут работать как периодически, так и непрерывно. Вертикальный гидроразбиватсль состоит из металлической или железобетонной ванны цилиндрической формы, книзу переходящей во сферическое днище, снабженной ротором. Ванну гидроразбивателя наполняют оборотной водой до определенного уровня, который поддерживается непрерывной подачей воды, и приводит в движение ротор. Макулатуру очищают от крупных посторонних включений - веревок, проволоки, тряпок и т. п. Затем россыпью, а в больших аппаратах кипами вместе с предварительно разрезанной проволокой загружают в ванну. Ротор создает сложный вращательный гидродинамический режим движения содержимого ванны, благодаря чему макулатура размокает и разбивается на волокна. Готовая макулатурная масса через отверстия подроторной плиты поступает в приемную коробку и из нее на очистку. Для удаления из ванны крупных засорений перед пуском гидроразбивателя в работу в нее опускается проволочный канат, на конец коего под влиянием вращательного движения массы навиваются веревки, куски проволоки, тряпок и т. д. Образовавшийся жгут непрерывно удаляется из массы лебедкой. Концентрация массы в гидроразбивателе непрерывного действия поддерживается в пределах 2-4,5%, периодического - до 6%.
Макулатурная масса после гидроразбивателя подвергается очистке от металлических включений на магнитных очистителях (удаляются скрепки, иголки, куски железа и другие металлические включения). Тяжелые примеси и сор удаляются в центробежных очистителях (циклонах) и вихревых очистителях (центри-клинерах). Очистка макулатурной массы чаще проводится на очистителях массы высокой концентрации (2-6%) марки ОМ (принцип действия центриклинеров).
Содержащиеся в макулатурной массе неразработанные кусочки бумаги, картона и пучки волокон отделяют сортированием. На старых предприятиях применяются так называемые протирочные сортировки СМ (сортировки для макулатурной массы). В современных технологических схемах для сортировки макулатурной массы широко используют односитовые напорные сортировки типа СЦН. Производительность сортировок зависит от диаметра отверстий сит и концентрации массы и колеблется от 30 до-500 т/сут воздушносухого волокна. Отходы сортирования подвергают размолу, после чего сортируют повторно. Хорошее волокно направляют в гидроразбиватель, а отходы - в сток.
Вторая стадия переработки макулатуры является, как и последующие, по сути, обработкой, полученной на первой стадии макулатурной массы. Она включает: грубую и тонкую очистку и сортирование, фракционирование, термодисперсионную обработку и/или размол. У волокон массы, полученных после этой стадии переработки, в достаточной степени сформированы и развиты бумагообразующие свойства. Это позволяет использовать полученную бумажную массу в производстве гофрокартона, в композиции для выпуска тетрадной, обойной, санитарно-гигиенической и других видов бумаги.
Макулатурная масса отличается большой неоднородностью по степени помола волокон, поэтому при необходимости для выравнивания степени помола или доведения ее до определенной величины массу подвергают размолу. Размол макулатурной массы ничем не отличается от размола целлюлозы и выполняется на том же оборудовании.
Третья стадия обработки массы включает удаление из неё типографской краски путём флотации или промывки. Этот процесс получил название "Дейнкинг", или облагораживание макулатурной массы.
Низкая белизна макулатурной массы, обусловленная главным образом типографской краской и естественным процессом старения, препятствует ее широкому использованию в композиции санитарно-гигиенических, писчих, печатных, тетрадных и других видов бумаги. Для возможности замены части дорогостоящей целлюлозы в композиции этих бумаг макулатурной массой ее подвергают облагораживанию - обесцвечиванию и отбелке. Технологическая схема обесцвечивания макулатуры представляет обычный процесс подготовки макулатурной массы с добавлением операций по отделению от волокна типографской краски и ее диспергированию, удалению диспергированной краски из волокнистой суспензии, отбелке макулатурной массы. Одновременно с этими операциями удаляются сажа, жиры, воски и загрязнения. Отделение печатной краски от волокна обычно совмещается с роспуском макулатуры и ее предварительной очисткой. Отделение краски от волокна осуществляется разрушением химической связи между краской и волокном сочетанием механических, химических и термических воздействий. Химико-механическая обработка проводится в гидроразбивателях или бассейнах при температуре 40-60°С. Отделяемая краска диспергируется, и частицы ее поддерживаются во взвешенном состоянии при помощи поверхностно-активных веществ (ПАВ). Для завершения процесса отделения краски массу после роспуска выдерживают в аккумулирующих бассейнах в течение 1-2 ч. Удаление диспергированной краски из волокнистой массы осуществляют методами флотации либо промывки. Наиболее широко распространен метод флотации; более эффективной его разновидностью является пенофлотация. Облагороженная масса используется вместо дефибрерной древесной массы в производстве супёркаландрированных и мелованных видов бумаги с пониженной массой. Содержание вторичного волокна в их композиции составляет 70-90%.
Четвёртая стадия включает процессы отбелки или обесцвечивания с помощью отбеливающих агентов. Следует отметить, что осуществление этой стадии обработки - дело достаточно сложное и дорогостоящее, посему для малых предприятий, перерабатывающих до 100 т/сут макулатуры, отбелка экономически не целесообразна. Если же макулатурную массу всё же требуется дополнительно отбелить, то для этого используют перекиси натрия и водорода, совмещая отбелку с роспуском макулатуры. А при необходимости осуществляют дополнительную отбелку в отбельных башнях в две или три ступени по схемам X-Г или X-Щ-Г.
Фактически технологические схемы переработки макулатуры отличаются многообразием, в данной работе представлен обобщённый вариант схемы, в целом же их можно классифицировать по двум признакам:
· по числу технологических циклов с собственным водооборотом (от 1 до 3), применяемых в данной схеме. В этом случае заключительной стадией каждого цикла следует считать сгущение массы до высокой концентрации, составляющей 10-15%.
· по типу используемой технологии облагораживания макулатурного волокна (промывка, флотация, комбинация обоих способов).
Рис. 1. Принципиальная схема системы переработки макулатуры
целлюлозный бумажный макулатура переработка
Заключение
В настоящее время страны запада уже на 60% используют макулатуру, в качестве исходного сырья, в России этот показатель значительно ниже и составляет всего около 16%, но несмотря на это макулатура постепенно завоёвывает и отечественный рынок, и использование её в качестве сырья ежегодно возрастает.
Столь невысокие показатели в России связаны с рядом сложностей, главными из коих являются: низкий уровень организации мероприятий по сбору макулатуры, в частности практически полное отсутствия разделения отходов, в особенности на бытовом уровне; высоким уровнем износа технического оборудования предприятий; отсутствием средств для проведения модернизации и т.д. Использование макулатурной массы в композиции бумаги и картона в условиях рыночной экономики позволит большинству предприятий не зависеть от стоимости товарной целлюлозы, производимой предприятиями-монополистами, и от стоимости и стабильности поставок балансовой древесины и технологической щепы, использующихся при производстве целлюлозы. Данные обстоятельства позволят бумажным и картонным предприятиям малой и средней производительности стабильно работать и развиваться в условиях рыночной экономики.
В настоящее время переработка вторичного волокнистого сырья с получением макулатурной массы, используемой в композиции бумаги и картона, - это самостоятельное высокотехнологичное, наукоемкое и весьма перспективное направление развития ЦБП, а получаемая макулатурная масса - конкурентоспособный полуфабрикат для производства бумаги и картона. Несмотря на всё это макулатура по праву считается основным сырьем бумажной промышленности в XXI веке.
Список использованной литературы
1. Ванчаков М.В., Кулешов А.В., Коновалова Г.Н. Технология и оборудование для переработки макулатуры: учебное пособие / ГОУВПО СПбГТУРП. - СПб., 2010, Ч.1. с. 98.
2. Чуйко В.А. Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. // Том I. Сырье и производство полуфабрикатов. С.Пб: РИОЛТА, 2002, с. 419.
. Дулькин Д.А., Спиридонов В.А., Комаров В.И. Современное состояние и использование вторичного волокна из макулатуры в мировой и отечественной индустрии бумаги. - Архангельск: Изд. АГТУ, 2007, с. 1118
. Смоляницкий Б.З. Переработка макулатуры. - М.: Лесная промышленность, 1980, с. 176.
. Пузырёв С.С. Переработка макулатуры: состояние, проблемы, перспективы. - URL: https://www.cbk.ru/statya.php?m=mb&st=51. Дата обращения: 16.09.2013.