СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ БУМАГООБРАЗУЮЩИХ СВОЙСТВ ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ ИЗ РАЗЛИЧНОГО МАКУЛАТУРНОГО СЫРЬЯ

COMPARATIVE ANALYSIS OF PAPER-FORMING PROPERTIES OF FIBROUS SEMI-FINISHED PRODUCTS FROM VARIOUS WASTE PAPER RAW MATERIALS

Elena Slizikova

master's student, department of machines and devices of industrial technologies, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

Russia, Krasnoyarsk

Valentina Shurkina

scientific supervisor, candidate of technical sciences, department of machines and devices of industrial technologies, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

Russia, Krasnoyarsk

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрен сравнительный анализ бумагообразующих свойств волокнистой массы таких типов макулатурного сырья как: белой бумаги, картона и газеты.

ABSTRACT

The article considers a comparative analysis of the paper-forming properties of the fibrous mass of such types of waste paper raw materials as: white paper, cardboard and newspapers.

Ключевые слова: бумага, газета, картон, бумагообразующие свойства, длина волокна, водоудерживающая способность.

Keywords: paper, newspaper, cardboard, paper-forming properties, fiber length, water-holding capacity.

Одним из экологически перспективных и экономически привлекательных путей наращивания производства бумаги является использование в ее производстве макулатуры. Использование вторичного волокнистого сырья приводит к расширению сырьевой базы и уменьшению зависимости промышленных предприятий от обеспечения первичным волокнистым сырьем.

В основном из такого сырья изготавливают санитарно-гигиеническую бумагу и упаковочный картон. Однако в сравнении с первичными волокнами вторичные – характеризуются пониженными бумагообразующими свойствами [1]:

• пониженной прочностью индивидуальных волокон;
• слабой способностью к образованию межволоконных связей и снижение способности к набуханию;
• повышенная восприимчивость к измельчению;
• наряду с целыми волокнами появляются волокнистая мелочь, разорванные, раздавленные с поперечными трещинами волокна.

Снижение бумагообразующих свойств макулатурных волокон неизбежно происходит в процессах первичного изготовления и переработки бумаги и картона, во время эксплуатации готовых изделий, а также в процессах подготовки макулатурной массы.

В лаборатории кафедры «Машины и аппараты промышленных технологий» Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнва был произведен роспуск различных видов макулатуры с последующим анализом бумагообразующих свойств волокнистой массы: белой бумаги, картона и газеты.

На рис. 1 представлены данные по величине средней длины волокна для разных типов образцов.

Образец 1 – белая бумага; Образец 2 – картон; Образец 3 – газета

Рисунок 1. Средняя длина волокна для различных типов образцов.

Из графика видно, что худший показатель средней длины волокна наблюдается у волокнистой массы из газетной бумаги. Объяснить это можно тем, что газетная бумага производится из 100% макулатурной массы, т.е. из сырья, которое ранее неоднократно проходило полный технологический цикл бумажного производства [3].

На рис. 2 представлены данные по показателю водоудерживающей способности для образцов.

Образец 1 – белая бумага; Образец 2 – картон; Образец 3 – газета

Рисунок 2. Водоудерживающая способность для различных типов образцов

Из графика на рис.2 видно, что более высокий показатель водоудерживающей способности наблюдаются у образца 3 – картона.  Это объясняется тем, что в макулатурной массе из картона содержатся клеи, пропитки, химикаты и наполнители, которые очень трудно удалить при переработке.

Кроме того, фракционный состав тоже является одним из важных качественных показателей волокнистой массы. В настоящее время фракционирование используют в качестве метода контроля качества массы. Как известно, изменяя фракционный состав полуфабрикатов, можно регулировать прочностные свойства готовой продукции. С помощью фракционирования мы можем увидеть полную картину о свойствах волокнистой массы, оценить влияние мелкой фракции на прочностные характеристики готовой продукции [4].

В табл.1 представлены содержания грубой, средней и мелкой фракции в макулатурной массе.

Таблица 1.

Фракционный состав

Из данной таблицы видно, что при фракционировании макулатурной массы наблюдаются большие потери волокна в сток. При сравнении показателей процентного содержания фракций для разных типов образцов видно, что в макулатурной массе из газеты наблюдается повышенное содержание мелкой и средней фракции, вследствие чего показатели механической прочности продукции из этого сырья будут хуже, чем из сырья образцов 1 и 2.

Для поддержания показателей механической прочности продукции на требуемом уровне необходимо осуществлять регулярный технологический контроль за содержанием мелкой фракции и использовать технологические операции по ее сокращению. Для сокращения доли волокна с пониженными бумагообразующими свойствами в составе макулатурной массы при переработке желательно мелкую фракцию волокон по возможности направлять на выработку санитарно-гигиенических или санитарно-бытовых видов бумаги [2].

Таким образом, бумагообразующие свойства макулатурной массы в значительной степени зависят от количества циклов переработки вторичного волокна. При переработке и последующем использовании волокон наблюдается ухудшение фракционного состава массы: увеличивается доля коротковолокнистой фракции и снижается доля длинноволокнистой и средневолокнистой фракции. А также наблюдается снижение средней длины волокна и увеличение водоудерживающей способности.

Список литературы:

1. Ванчаков М.В. Технология и оборудование для переработки макулатуры: учебное пособие // М.В. Ванчаков, А.В. Кулешов, Г.Н. Коновалова – Санкт-Петербург, 2011. – 101с.
2. Ванчаков М.В. Технология и оборудование переработки макулатуры: учебное пособие/ М.В. Ванчаков, А.В. Кулешов, А.В. Александров, А.А. Гаузе // ВШТЭ СПбГУПТД. – СПб., 2019. Часть I. – 107 с.: ил. 31. – ISBN 978-5- 91646-174-9.
3. Марченко Р.А. Сравнительная оценка показателей размола при ножевом и безножевом способах // Р.А. Марченко, Н.С. Решетова, Ю.Д. Алашкевич. Журнал: Химия растительного сырья. 2012.
4. Шуркина В.И., Алашкевич Ю.Д. Бумагообразующие свойства волокнистой массы повышенной концентрации при размоле ее на установке с инерционным движением рабочих тел. К. : eLIBRARY.  2013.  №3.  С.  54-39.