Очистка от краски — это промышленный процесс удаления типографской краски из волокон переработанной бумаги с целью получения очищенной от краски целлюлозы .
Ключевым моментом в процессе удаления краски является способность отделять краску от волокон. Это достигается сочетанием механического воздействия и химических средств. В Европе наиболее распространенным процессом является удаление краски методом пенной флотации .
Бумага является одним из основных объектов переработки . Проблема переработки древесной целлюлозы заключается в том, что волокна деградируют с каждым циклом, и после 4–6 циклов переработки волокна становятся слишком короткими и слабыми, чтобы быть пригодными для изготовления бумаги. [1]
До изобретения бумагоделательной машины в 1799 году наиболее распространенным источником волокна были переработанные волокна из использованного текстиля, отсюда и название тряпичная бумага . Тряпки были из пеньки , льна и хлопка . Только с появлением древесной массы в 1843 году производство бумаги стало независимым от переработанных материалов. [2]
Переработка использованной бумаги До индустриализации бумажного производства тряпичная бумага перерабатывалась для изготовления низкосортного картона . Процесс удаления типографской краски 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 удалением краски.
Сначала в 1950-х и 1960-х годах использование переработанных волокон из бумаги, изготовленной из древесной массы, начало расти, и в основном использовалось в упаковочной бумаге и картоне. В 1950-х годах метод пенной флотации был адаптирован для удаления краски из переработанной бумаги . [3] Использование переработанной бумаги увеличилось в 1970-х годах, в основном в графических и гигиенических бумагах, и ускорилось в 1980-х годах. Ежегодный рост использования переработанной бумаги увеличился на 6% в период с 1980 по 1996 год. Использование первичных волокон увеличилось только на 2% за тот же период. В 1997 году производство переработанной бумаги составило 42% от общего объема производства бумаги. [2]
.svg/1280px-Deinking_(schematic_layout).svg.png)
Макулатура может содержать смесь различных типов бумаги , изготовленных из смесей различных бумажных волокон. Перед переработкой их необходимо сортировать. Отходы (бумажные отходы от производства бумаги) обычно используются непосредственно в бумагоделательной машине .
Переработанная бумага может быть использована для производства бумаги того же или более низкого качества, чем изначально. Отсортированная бумага упаковывается в кипы и отправляется на бумажную фабрику . Целлюлозный завод использует сорт макулатуры в соответствии с качеством бумаги, которую они хотят производить.
Кипы открываются, и крупные посторонние предметы сортируются на конвейерной ленте к измельчителю . Многие посторонние материалы легко удаляются. Шпагат, обвязка и т. д. удаляются из гидроразбивателя «тряпкой». Металлические обвязки и скобы могут быть отсеяны или удалены магнитом. Самоклеящаяся лента на пленочной основе остается нетронутой: клей PSA и подложка удаляются вместе. [4]
Измельчители бывают либо периодического действия, которые используют ванну с ротором с высоким сдвигом, либо непрерывного действия, которые используют длинный перфорированный барабан. Измельчители барабанного типа очень дороги, но имеют преимущество в том, что они не разрушают загрязняющие вещества, что обеспечивает более чистый конечный продукт.
Измельчитель измельчает бумагу на более мелкие кусочки; добавляются вода и химикаты. Обычно pH регулируется до 8,5 - 10,0. Обычные химикаты для удаления краски:
После варки смесь представляет собой пульпу . Пульпа поступает на просеивание .
Центробежная очистка вращает пульпу целлюлозы в очистителе, заставляя материалы, которые плотнее волокон целлюлозы, выходить наружу и отбрасываться. Сита , имеющие щели или отверстия, используются для удаления загрязнений, которые крупнее волокон целлюлозы.
Материалы, которые сложнее удалить, включают восковые покрытия на гофрированных картонах и липкие материалы , мягкие резиновые частицы, которые могут создавать отложения и загрязнять переработанную бумагу. Липкие материалы могут быть получены из книжных переплетов , термоплавких клеев , клеев PSA с бумажных этикеток, ламинирующих клеев армированных гуммированных лент и т. д. [6] [7] [8]
На этапе удаления краски цель состоит в том, чтобы освободить и удалить гидрофобные загрязнители из переработанной бумаги. Загрязнения в основном представляют собой типографскую краску и липкие вещества . Используется несколько процессов, чаще всего флотация или промывка.
Пенная флотация была адаптирована из процесса флотации, который использовался в горнодобывающей промышленности в 1960-х годах. Это наиболее распространенный процесс очистки от краски в Европе, используемый для восстановления переработанной бумаги . Часто большая часть собирателя добавляется на вход флотации. Температура процесса обычно находится в диапазоне 45–55 °C. Воздух вдувается в суспензию пульпы . Собиратель имеет сродство как к частицам краски, так и к пузырькам воздуха, заставляя их прикрепляться. Пузырьки воздуха поднимают краску на поверхность и образуют густую пену , которую можно удалить. Обычно установка представляет собой двухступенчатую систему с 3, 4 или 5 последовательными флотационными камерами. [9] Флотационное удаление краски очень эффективно для удаления частиц краски размером более 10 мкм.
Очистка от краски промывкой состоит из стадии промывки, на которой добавляются диспергаторы для вымывания печатных красок . Когда пульпа целлюлозы обезвоживается (загущается), 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, мелочь и микролипкие частицы . Этот процесс чаще встречается при изготовлении очищенной от краски целлюлозы для салфеток . Оборудование для обработки представляет собой ленточные фильтры , ленточные фильтры под давлением, дисковые фильтры и статические фильтры . Эта стадия намного эффективнее обычных стадий промывки/обезвоживания.
Для высококачественной очистки офисных отходов и других печатных бумаг часто используют комбинацию промывки и флотации.
Этот метод удаления краски использует промышленные или пищевые ферменты в сочетании с флотационным удалением краски для удаления краски на заводах по переработке. Более эффективное удаление краски увеличивает выход волокна, снижает количество грязи и увеличивает яркость бумаги. Часто использование ферментативного удаления краски помогает заводам сократить использование отбеливателя или использовать более дешевую композицию.
Флотация растворенным воздухом (DAF) используется на некоторых заводах на этапе удаления краски и позволяет удалить часть краски и наполнителя (золы); однако в основном она используется для осветления технологической воды.
Промывка/обезвоживание (сгущение) — это процесс фильтрации. Мелкие частицы (< 5 мкм) удаляются путем пропускания воды через пульпу.
Если требуется белая бумага, отбеливание использует пероксиды или гидросульфиты для повышения яркости целлюлозы. Методы отбеливания для механической целлюлозы аналогичны, но цель состоит в том, чтобы сделать волокно ярче.
Очищенное от краски волокно перерабатывается в новый бумажный продукт таким же образом, как и первичное древесное волокно , см . производство бумаги .
Оставшийся неиспользуемый материал, в основном чернила, пластик, наполнитель и короткие волокна, называется шламом . Шлам закапывают на свалке, сжигают для получения энергии на бумажной фабрике или используют в качестве удобрения местные фермеры.
Флексографические краски на водной основе с размером частиц менее 5 мкм и плохой растворимостью в щелочных условиях могут вызывать проблемы при удалении краски, особенно на этапе флотации. Решением является использование дополнительной кислотной стадии промывки.
Контроль температуры важен, так как он влияет на липкость наклеек .
Дополнительные проблемы возникают при учете количества химикатов, потенциально присутствующих в бумаге для переработки. Исследования показали, что бумага может содержать до 10 000 различных химикатов, [10] судьба которых в процессе удаления краски до сих пор остается неизвестной. Полихлорированные бифенилы часто встречаются в пигментах, которые используются в газетной и журнальной бумаге. [11]
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )