Технология переработки макулатуры: новая жизнь отходов бумаги и картона

Переработку макулатуры в бумагу, картон и другую продукцию производят в несколько этапов.

Количество и назначение этих этапов зависит от:

  • типа макулатуры;
  • дальнейшего использования очищенной массы.

Поэтому можно условно разделить переработку на два этапа.

Первый этап

Переработка макулатуры сортировка измельчение

Первый этап включает в себя следующие действия:

  • сортировку;
  • измельчение;
  • первичный роспуск;
  • очистку от примесей.

Бумагу разбивают на фрагменты размером 1–5 см, пригодные для дальнейшей переработки.

Для этой операции применяют мельницы и дробилки, причем не обязательно предназначенные для макулатуры. Можно использовать и дробилки для пластика или древесной щепы.

Попытка проведения первичного роспуска макулатурной массы без дробления исходного сырья приведет к перерасходу электроэнергии, ведь крупные фрагменты сложней превратить в водный раствор.

Этот процесс нередко исключают из технологической цепочки при переработке малых объемов макулатуры из-за больших расходов на покупку мельницы. В этом случае используют более мощные гидроразбиватели с установленным вертикально ротором.

Описанный выше этап позволяет получать из макулатуры вещество, пригодное для производства картона и упаковки для яиц.

Второй этап

Чтобы получить сырье для производства бумаги, необходим второй этап, который включает в себя:

  • вторичный роспуск;
  • тонкую очистку;
  • дополнительную обработку.
Переработка макулатуры вторичный роспуск

Вторичный роспуск и тонкая очистка проводятся одинаково вне зависимости от исходного сырья и конечного продукта.

Различия в этих операциях начинаются во время дополнительной обработки, когда применяют не только механическое воздействие, но и химические реагенты.

Состав реагентов и технология обработки зависят от как марки макулатуры, так и от назначения целлюлозной массы.

После завершения второго этапа получается очищенный водный раствор, из которого делают бумагу различных сортов.

Иногда этот водный раствор смешивают с непереработанной целлюлозой. Во время этой операции из любой макулатуры делают сырье, пригодное для изготовления качественной бумаги.

Сортировка макулатуры

оборудование для переработки макулатуры купить начинается с сортировки, во время которой макулатуру разделяют по условным группам качества. Благодаря такому делению в переработку пускают лишь ту макулатуру, которая соответствует технологической цепочке конкретного устройства или завода.

Вся бумага различается по:

  • цвету;
  • длине волокон целлюлозы;
  • степени загрязненности;
  • влажности.

Для каждого сорта бумаги необходима собственная технология превращения в целлюлозу и очистки.

На территории России действует ГОСТ 10700-97, согласно которому вся макулатура делится на три основные группы:

  1. Отходы производства белой немелованной и небеленой сульфатной бумаги, включая невлагопрочные бумажные мешки.
  2. Полиграфическая продукция без переплета (за исключением газет), а также обычный и гофрированный картон и бумага черного или коричневого цвета.
  3. Газеты, бумага и картон с пропиткой, цветная бумага (кроме черной и коричневой), а также бумажное и картонное литье.

Макулатуру сортируют вручную, однако не прекращаются попытки автоматизации этого процесса, для чего разрабатывают новое современное оборудование и программное обеспечение. Чтобы механизировать этот процесс, необходимо «научить» компьютер по внешнему виду различать группы и марки бумаги, что на нынешнем уровне развития микроэлектроники сделать очень сложно.

Первичный роспуск на волокна

Целью этой операции является растворение клея, связывающего отдельные волокна в целостную структуру и освобождение волокон.

Гидроразбиватель для первичного роспуска бумаги на волокна

Для этого макулатуру:

  • помещают в гидроразбиватели;
  • заливают водой;
  • перемешивают.

Гидроразбиватель состоит из:

  • статора;
  • ротора (барабан или крыльчатка);
  • ванны;
  • электромотора.

Гидроразбиватели работают по принципу стиральной машины – барабан (на некоторых моделях его роль исполнят крыльчатка) создает завихрение, которое увлекает за собой воду и макулатуру. Гидроразбиватели отличаются по:

  • расположению ротора (бывают вертикальные и горизонтальные);
  • производительности;
  • концентрации готового раствора.

Вода наполняет волокна целлюлозы, они разбухают, разрывая клей, и бумага превращается в жидкую макулатурную массу (пульпу), пригодную для дальнейшей обработки.

Трение и удары, возникающие во время столкновения макулатуры со стенками ванны, улучшают роспуск материала. Во время первичного роспуска происходит отслаивание целлюлозы от различных пленок, что позволяет в дальнейшем отделить волокна от загрязнений.

Все это происходит из-за того, что вода разрушает клеевую связь между отдельными волокнами, заменяя ее водяными мостиками, которые обладают малой прочностью и облегчают движение волокон относительно друг друга.

Волокна целлюлозы состоят из фибрилл (длинных тонких нитей), образующих ламели (слои). Во время роспуска происходят следующие процессы:

  • разрывается связь между отдельными волокнами;
  • волокна становятся короче;
  • разрывается связь между ламелями;
  • ламели становятся короче;
  • из-за разрушения ламелей, волокна целлюлозы покрываются бахромой фибрилл.

После заливки водой макулатурную массу перемешивают, чтобы трение ускоряло и делало более эффективными происходящие в воде процессы, приводя к разделению:

  • волокон;
  • клея;
  • различных загрязнений.

Завихрение, создаваемое вращающимся барабаном, прижимает раскисшую макулатурную массу к стенкам ванны, обеспечивая эффекты:

  • перемешивания;
  • перетирания.

Благодаря этому происходит разделение макулатурной массы на фракции, что облегчает ее очистку. На этом этапе из макулатуры создают пульпу, которую используют для:

  • производства низкосортного картона;
  • мягких наполнителей (дешевый аналог пенопластовой крошки);
  • упаковки для яиц;
  • дальнейшей очистки и переработки.

Очистка от примесей

Некоторые модели гидроразбивателей оснащены различными улавливателями, которые убирают из макулатурной массы:

  • скрепки;
  • веревки;
  • пленки;
  • песок.

Для более качественной очистки устанавливают дополнительные улавливатели, ведь они улучшают очистку макулатурной массы и снижают расходы на электроэнергию для доочистки.

Нижняя часть ванны любого гидроразбивателя оснащена грязесборником, куда попадают крупные загрязнения, которые проскочили через улавливатели в процессе первичного роспуска.

Гидроразбиватель для очистки от примесей

После грязесборника и улавливателя суспензия по трубам поступает к вибрационному ситу, которое проводит дополнительную очистку.

Здесь отсеиваются все крупные загрязнения и инородные предметы, не удаленные в предыдущих очистках макулатурной массы.

В качестве дополнительного элемента, улучшающего очистку макулатурной массы, используют переливной ящик.

Жидкая суспензия легко перетекает через него, тяжелые загрязнения оседают на дно, затем их удаляют.

Полученный продукт используют для:

  • получения качественного картона;
  • производства кровельных материалов;
  • дальнейшей переработки.

Вторичный роспуск на волокна

Вторичный роспуск происходит по тому же принципу, что и первичный, но в устройствах, которые называют:

  1. Турбосепараторами.
  2. Файберайзерами.
  3. Энштипперами.
  4. Пульсационными мельницами.

Принцип работы первых трех устройств одинаков, ведь это гидроразбиватель с особой формой ротора. Форма зависит от:

  • производительности устройства;
  • объема ванны;
  • концентрации суспензии;
  • глубины роспуска макулатуры на волокна.

Их используют для подготовки суспензии низкого и среднего качества. Четвертое устройство (пульсационная мельница) отличается от остальных тем, что ротор и статор выполнены в виде дисков сложной формы.

Благодаря форме ротора во время его вращения возникают небольшие гидроудары, которые и называют пульсациями. Расстояние между дисками составляет 0,2–2 миллиметра, что сопоставимо с размером волокон.

Ротор не только создает завихрение, но и обеспечивает засасывание суспензии, после чего гидроудары (пульсация) и трение окончательно разрушают клеевые связи между волокнами целлюлозы. Поэтому пульсационную мельницу используют для подготовки суспензии высокого качества.

Каждое из этих устройств оснащено улавливателями грязи, поэтому одновременно с роспуском на волокна суспензию очищают от грязи.

Низкокачественный картон

В процессе вторичного роспуска приходится не только разрушать связи между отдельными кусочками волокон целлюлозы, но и не допускать измельчения грязи и посторонних включений, чтобы их можно было отсеять специальным оборудованием.

Для производства низкокачественного картона или целлюлозного литья в одном агрегате проводят:

  • первичное разволокнение;
  • очистку;
  • дороспуск.

Однако использование раздельных устройств более эффективно, поэтому такой подход применяют для производства качественного материала.

Тонкая очистка

Тонкую очистку проводят различными способами, дополняющими друг друга, потому что какой-то один способ не обеспечивает необходимой чистоты макулатурной массы.

Обычно тонкая очистка проходит в такой последовательности:

  • с помощью сортировочного устройства;
  • с помощью термодисперсионного устройства.

Очистка с помощью

Дальнейшую очистку можно производить при помощи различного дополнительно оборудования, которое мы подробно рассмотрим ниже.

Сортировочного устройства

Очищенную на предыдущем этапе пульпу подают на сортировочное устройство, которое:

  • дополнительно очищает от тяжелых и твердых загрязнений;
  • разделяет массу по размеру волокон.

Сортировочное устройство – это вибрационное сито с маленькими ячейками, поэтому слишком мелкие волокна и грязь проходят через отверстия в грязеприемник.