ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ МАКУЛАТУРНОГО СЫРЬЯ

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены такие проблемы как сортировка макулатурного сырья от различных включений и ухудшение качества различного макулатурного сырья с каждой последующей переработкой.

ABSTRACT

The article deals with such problems as sorting of waste paper raw materials from various inclusions and deterioration of the quality of various waste paper raw materials with each subsequent processing.

Ключевые слова: переработка, макулатура, роспуск, вторичная масса, размол.

Keywords: recycling, waste paper, dissolution, secondary mass, grinding.

*Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России на выполнение коллективом научной лаборатории «Глубокой переработки растительного сырья» проекта «Технология и оборудование химической переработки биомассы растительного сырья» (номер темы FEFE-2020-0016).

Переработка макулатурного сырья до сих пор является одной из основных проблем, несмотря на то, что число заводов по переработке постоянно растет. Она заключается в трудности избавления из массы различных клейких веществ и других включений: марок, скотча, скрепок, этикеток, журнальных корешков и прочее. В бумажно-картонной промышленности давно пытаются найти решение, которое помогло бы разрушать подобные включения. Но эта проблема так и осталась не до конца решенной. Кроме того, возникает еще одна проблема – ухудшение качества макулатурного сырья при каждой последующей переработке.

Предприятиями, для использования в бумажно-картонной промышленности, переработка макулатуры обычно осуществляется по мокрой технологии и включает следующие операции [1]:

1) роспуск макулатуры;

2) очистка макулатурной массы (ММ) от посторонних примесей;

3) дороспуск ММ;

4) тонкая очистка ММ.

Осуществление роспуска волокнистой массы происходит в гидроразбивателях. Процесс разделения макулатуры без повреждения отдельных волокон проходит под действием потоков воды. После гидроразбивателя ММ содержит в себе и волокна, и нераспустившиеся кусочки макулатуры.

Следующим этапом, исходя из технологического процесса, ММ очищается от легких и тяжелых примесей. В циклонах происходит очистка от тяжелых примесей (песок, стекло и др.). Они осаждаются в грязесборнике и периодически удаляются. После очистки ММ проходит через стадию дороспуска на дисковых или конических мельницах. Также для сортировки ММ применяют фракционирование [1].

Для выравнивания и доведения степени помола до необходимой величины макулатурную массу подвергают размолу, так как она отличается довольно большой неоднородностью по степени помола волокон.

Большинство видов бумаги и картона содержат в себе такие вещества как воск, клей, парафин и т.п. Они в процессе переработки различного макулатурного сырья загрязняют оборудование, забивают сетки бумагоделательных машин, налипают на поверхности сушильных цилиндров. Поэтому такую макулатуру необходимо подвергать термомеханической обработке [1].

Главным образом, вторичная масса и ее фракция различаются способностью образовывать связи между волокнами и средней длиной волокна. В этой связи надлежит отметить отрицательную тенденцию в области переработки макулатурного сырья – постепенное понижение качества макулатуры. А неоднократное возвращение в производство макулатурного волокна делает этот процесс практически неизбежным, так как макулатурные волокна, исходя из их физико-химических свойств весьма отличаются от первичных, при том, что вторичные волокна проходят как минимум один цикл переработки, который состоит как из сушки, так и измельчения. Поэтому наряду с целыми волокнами присутствует много волокнистой мелочи, а также разорванных и раздавленных волокон [1].

Физическая и химическая структура волокон подвергается таким изменениям как разрушению пор, капилляров и ороговению волокон. Эти изменения приводят к препятствию проникновения воды внутрь волокон и их набуханию. А именно процесс ороговение является причиной ухудшения физических качеств волокон, который сопровождается частичной потерей к образованию химических связей [2].

Кроме того, в процессе переработки макулатуры происходит разрушение волокнистой структуры волокна. Из-за ороговения во время сушки волокна ММ оказываются еще более измельченными и менее фибриллированными в сравнении с первичной ММ. Поэтому получаемая бумажная продукция получается более рыхлой и менее прочной. Также наличие мелкой фракции и обрывков приводит к увеличению степени помола и ухудшению обезвоживания бумажной массы на сетке.

В работах Алашкевича Ю.Д., Марченко Р.А. [3] было выявлено, что безножевой размол оказывает более щадящее воздействие на вторичное волокно. В СибГУ им.ак.М.Ф.Решетнёва на кафедре МАПТ разработана установка безножевого размола типа "струя-преграда" (рис. 1). Она доказала свою эффективность при работе с вторичным волокнистым сырьем [4].

1 – тахометр; 2 – рама; 3 – приводной цилиндр; 4 – рабочий цилиндр;  5 – выпускной клапан; 6 – всасывающий клапан; 7 – емкость; 8 – тормозное устройство; 9 – насадка; 10 – раструб; 11 – трубопровод возврата; 12 – узел безножевого размола.

Рисунок 1. Схема экспериментальной установки «струя-преграда»

Это подало идею выяснить, сколько циклов обработки может быть проведено на этой установки для различного вида макулатурного сырья, прежде чем масса потеряет свои бумагообразующие свойства, что приведет к достаточно низким физико-механическим характеристикам готовой продукции.

Таким образом, решение проблем по переработке и сортировке макулатуры возможны путем поиска новых технологий получения картона и бумаги, улучшения технологий исключения примесей и различных включений из макулатурной массы, приобретения и использования в будущем нового, более актуального оборудования, а также расширения доли использования макулатуры в композиции бумажной и картонной продукции.

Список литературы:

1. Свиточ, Н. А. Утилизация и переработка макулатуры / Н. А. Свиточ // Твердые бытовые отходы. – 2006. – № 6. – С. 1-4.
2. Слаутин Д.В., Теплоухова М.В., Андраковский Р.Э. Повышение прочности бумаги, изготовленной из макулатурной массы // Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. 2018. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/povyshenie-prochnosti-bumagi-izgotovlennoy-iz-makulaturnoy-massy (дата обращения: 30.11.2021).
3. Марченко, Р.А. Интенсификация безножевого размола волокнистых полуфабрикатов в целлюлозно-бумажном производстве: дис…канд. техн. наук. –Красноярск, 2016. – 161 с.
4. Марченко Р.А. Безножевая обработка волокнистых растительных полуфабрикатов // Решетневские чтения: материалы XXIII Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М.Ф. Решетнева (Красноярск, 11–15 нояб. 2019 г.) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю.Ю.Логинова; СибГУ им. М.Ф. Решетнева. – Красноярск, 2019. – Ч. 2 – С. 100 – 102.