Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Облагораживание макулатура это промышленный процесс удаления печатной краски , от paperfibers из переработанной бумаги , чтобы сделать очищенную от краски пульпы .

Ключевым моментом в процессе удаления краски является возможность отделения краски от волокон. Это достигается сочетанием механического воздействия и химических средств. В Европе наиболее распространенным процессом является очистка от краски пенной флотацией .

Бумага - одна из основных целей вторичной переработки . Проблема вторичной переработки древесной целлюлозы заключается в том, что волокна разрушаются с каждым циклом, и после 4-6 повторной переработки волокна становятся слишком короткими и слабыми, чтобы их можно было использовать в производстве бумаги. [1]

История [ править ]

См. Также: история бумаги

До изобретения бумагоделательной машины в 1799 году наиболее распространенным источником волокна были переработанные волокна из использованных текстильных материалов, отсюда и название тряпичная бумага . Тряпки были из конопли , льна и хлопка . Только после появления древесной массы в 1843 году производство бумаги стало независимым от вторичных материалов. [2]

Переработка использованной бумаги до индустриализации производства бумаги, тряпичная бумага была переработана для производства низкосортного картона . Процесс удаления печатных красок с переработанной бумаги был изобретен немецким юристом Юстусом Клапротом в 1774 году. [2] Он практиковал вместе с немецким производителем бумаги Иоганном Энгельхардом Шмидом . Сегодня этот метод называется очисткой от краски.

Сначала в 1950-х и 1960-х годах использование переработанных волокон из бумаги, изготовленной из древесной массы, начало увеличиваться, и в основном они использовались в упаковочной бумаге и картоне. В 1950-х годах технология пенной флотации была адаптирована для удаления краски из переработанной бумаги . [3] Использование рекуперированной бумаги увеличилось в 1970-х годах, главным образом, в графической и гигиенической бумаге, и ускорилось в 1980-х годах. Ежегодный рост использования рекуперированной бумаги увеличился на 6% в период с 1980 по 1996 год. Использование первичных волокон увеличилось только на 2% за тот же период. В 1997 г. производство рекуперированной бумаги составляло 42% от общего объема производства бумаги. [2]

Процесс удаления краски [ править ]

Принципиальная схема установки для удаления краски.

Сортировка [ править ]

Макулатура может содержать смесь разных типов бумаги, изготовленную из смесей различных бумажных волокон. Их необходимо отсортировать перед обработкой. Брок (бумажные отходы от производства бумаги) обычно используется непосредственно в бумагоделательной машине .

  • Офисные отходы (OW)
  • Старые журнальные бумаги (OMP)
  • Старая газетная бумага (ОНП)
  • Картон
  • Гофрированный картон

Из переработанной бумаги можно сделать бумагу того же или более низкого качества, чем было изначально. Отсортированная бумага упаковывается в тюки и отправляется на бумажную фабрику . Целлюлозный завод использует сорт макулатуры в зависимости от качества бумаги, которую они хотят производить.

Дебалинг [ править ]

Тюки открываются, и крупные посторонние предметы сортируются на конвейерной ленте к измельчителю . Многие посторонние материалы легко удаляются. Шпагат, обвязка и т. Д. Удаляются с гидроразбивателя «тряпкой». Металлические ремешки и скобы можно снять или снять с помощью магнита. Лента на пленочной основе, чувствительная к давлению, остается нетронутой: клей PSA и подложка удаляются вместе. [4]

Целлюлоза [ править ]

Гидравлические дробилки бывают периодическими, в которых используется бак с ротором с высоким сдвигом, или непрерывным, с использованием длинного перфорированного барабана. Барабанные измельчители очень дороги, но обладают тем преимуществом, что не разрушают загрязняющие вещества, что дает более чистый конечный продукт.

Измельчитель измельчает бумагу на более мелкие кусочки; добавлены вода и химикаты. Обычно pH устанавливается на 8,5 - 10,0. Обычные химикаты для удаления краски:

  • Контроль pH: силикат натрия или гидроксид натрия
  • Отбеливание: перекись водорода
  • Источник ионов кальция : жесткая вода , известь или хлорид кальция.
  • Собиратель: жирная кислота , эмульсия жирных кислот, мыло жирных кислот или органо-модифицированный силоксан [5]

После варки смесь представляет собой суспензию . Шлам поступает на сортировку .

Очистка и проверка [ править ]

Центробежная очистка - это вращение суспензии пульпы в очистителе, в результате чего материалы, более плотные, чем волокна пульпы, перемещаются наружу и отбраковываются. Сита с прорезями или отверстиями используются для удаления загрязнений, размер которых превышает размеры волокон целлюлозы.

К материалам, которые труднее удалить, относятся восковые покрытия на гофрированных картонных коробках и липкие материалы , мягкие резинообразные частицы, которые могут образовывать отложения и загрязнять переработанную бумагу. Закрепленные могут происходить из книжных переплетов , термоплавких клеев , PSA клеев из бумажных этикеток, ламинирование клеев армированных гуммированных лент и т.д. [6] [7] [8]

Этап удаления краски [ править ]

На этапе удаления краски цель состоит в том, чтобы высвободить и удалить гидрофобные загрязнения из переработанной бумаги. Загрязнения в основном представляют собой печатную краску и липкие материалы . Используются несколько процессов, чаще всего флотация или промывка.

Очистка флотации от краски [ править ]

Схема камеры пенной флотации .

Пенная флотация была адаптирована из процесса флотации, который использовался в горнодобывающей промышленности в 1960-х годах. Это наиболее распространенный в Европе процесс очистки от краски, используемый для восстановления переработанной бумаги . Часто большая часть коллектора добавляется к входному отверстию флотации. Температура процесса обычно находится в диапазоне 45 - 55 ° C. В суспензию пульпы вдувают воздух . Коллектор имеет сродство как с частицами чернил, так и с пузырьками воздуха, заставляя их прикрепляться. Пузырьки воздуха поднимают чернила на поверхность и образуют густую пену, которую можно удалить. Обычно установка представляет собой двухступенчатую систему с последовательно включенными 3, 4 или 5 флотомашинами. [9] Удаление краски флотацией очень эффективно для удаления частиц краски размером более 10 мкм.

Стирка для удаления краски [ править ]

Удаление краски методом промывки состоит из стадии промывки, на которой добавляются диспергаторы для смывания печатных красок . Когда пульпа обезвоживается (загустевает), средние и мелкие частицы вымываются . Этот процесс наиболее полезен для удаления частиц размером менее 30 мкм, таких как чернила на водной основе, наполнители, частицы покрытия, мелкие частицы и микролипки . Этот процесс более распространен при изготовлении очищенной от краски целлюлозы для ткани . Технологическое оборудование - это ленточные фильтры , напорные ленточные фильтры, дисковые фильтры и статические фильтры . Этот этап намного более эффективен, чем обычные этапы промывки / обезвоживания.

Комбинированная промывка и флотация [ править ]

Для высококачественной очистки офисных отходов и другой типографской бумаги часто используется комбинация промывки и флотации.

Ферментативное удаление краски [ править ]

Этот метод удаления краски использует промышленные или пищевые ферменты в сочетании с флотационным удалением краски, чтобы помочь в удалении краски на заводах по переработке отходов. Более эффективное удаление чернил увеличивает выход волокна, уменьшает количество загрязнений и увеличивает яркость бумаги. Часто использование ферментативного удаления краски помогает предприятиям сократить использование отбеливателя или использовать более дешевую композицию.

Другие процессы удаления краски [ править ]

Флотация растворенным воздухом (DAF) используется на некоторых предприятиях на стадии очистки от краски и удаляет некоторое количество чернил и наполнителя (золы); однако он в основном используется для осветления технологической воды.

Промывка / обезвоживание [ править ]

Промывка / обезвоживание (сгущение) - это процесс фильтрации. Мелкие частицы (<5 мкм) удаляются пропусканием воды через пульпу.

Отбеливание [ править ]

Основная статья: Отбеливание древесной массы

Если требуется белая бумага, при отбеливании используются пероксиды или гидросульфиты для увеличения белизны целлюлозы. Методы отбеливания аналогичны механической целлюлозе, но цель состоит в том, чтобы сделать волокно ярче.

Изготовление бумаги [ править ]

Из очищенного от краски волокна превращается в новый бумажный продукт таким же образом, как и из первичного древесного волокна , см. Производство бумаги .

Побочные продукты [ править ]

Оставшийся непригодный для использования материал, в основном чернила, пластмассы, наполнитель и короткие волокна, называется шламом . Осадок закапывают на свалку, сжигают для выработки энергии на бумажной фабрике или используют в качестве удобрения местные фермеры.

Проблемы [ править ]

Краски для флексографской печати на водной основе с размером частиц менее 5 мкм и плохой растворимостью в щелочных условиях могут вызвать проблемы при удалении краски, особенно на стадии флотации. Решение заключается в использовании этапа промывки с добавлением кислоты .

Контроль температуры важен, так как это влияет на липкость липких лент .

Дополнительные вопросы возникают при учете количества химикатов, потенциально присутствующих в бумаге для вторичной переработки. Исследования показали, что бумага может содержать до 10 000 различных химикатов [10], судьба которых в процессе очистки от краски до сих пор остается неизвестной. Полихлорированные бифенилы часто встречаются в пигментах, которые используются в газетной и журнальной бумаге. [11]

См. Также [ править ]

  • Флотация растворенного воздуха
  • Экологические проблемы с бумагой
  • Пенная флотация
  • Немецкие изобретатели и первооткрыватели
  • Переработка бумаги
  • Целлюлозно-бумажная химия

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Информационный лист по переработке бумаги» . Отходы в Интернете. Архивировано из оригинального 18 октября 2007 года . Проверено 20 октября 2007 года .
  2. ^ a b c Гётчинг, Лотар; Пакаринен, Хейкки (2000). «1». Переработанное волокно и очистка от краски . Бумажная наука и технология. 7 . Финляндия: Fapet Oy. С. 12–14. ISBN 978-952-5216-07-3.
  3. ^ Сикста, Герберт, изд. (2006). Справочник по целлюлозе . 2 . Германия: Wiley-VCH. п. 1174. ISBN 978-3-527-30999-3.
  4. ↑ Дженсен, Тимоти (апрель 1999 г.). «Упаковочные ленты: не перерабатывать» . Совет по клеям и герметикам. Архивировано из оригинала на 2007-11-09 . Проверено 6 ноября 2007 .
  5. ^ WO 011717 , Nellesen, Bernhard и Кристина Northfleet, "МЕТОД Облагораживание макулатуры", опубликованной 05.02.2004, выпуск 2004 г. 
  6. ^ «Стандарты совместимых с вторичной переработкой клеев» . Институт производителей этикеток и этикеток. 2007. Архивировано из оригинала на 2007-11-09 . Проверено 6 ноября 2007 .
  7. ^ «Добровольный стандарт на размалывание и переработку гофрированного картона» (PDF) . Альянс гофроупаковки. 2005. Архивировано из оригинального (PDF) 03 декабря 2007 года . Проверено 6 ноября 2007 .
  8. ^ Seiter, Пикулин (октябрь 1998). «Экологически безопасные марки USPS» (PDF) . Конференция TAPPI по производству целлюлозы . Проверено 8 ноября 2007 .
  9. ^ Флотационная установка Voith EcoCell "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 24 августа 2009 года . Проверено 8 января 2009 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  10. ^ Пивненко, Kostyantyn; Эрикссон, Ева; Аструп, Томас Ф. (2015). «Макулатура для вторичной переработки: обзор и идентификация потенциально опасных веществ». Управление отходами . 45 : 134–142. DOI : 10.1016 / j.wasman.2015.02.028 . PMID 25771763 . 
  11. ^ Гроссман, Элизабет (2013-03-01). «Не унаследованные печатные платы: вторичный взгляд на побочные продукты производства пигментов» . Перспективы гигиены окружающей среды . 121 (3): a86 – a93. DOI : 10.1289 / ehp.121-A86 . ISSN 0091-6765 . PMC 3621189 . PMID 23454657 .   

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Гётчинг, Лотар; Пакаринен, Хейкки (2000). Наука и технология производства бумаги: 7. Вторичное волокно и очистка от краски . Финляндия. ISBN 978-952-5216-07-3.