Переработка макулатуры: этапы утилизации бумаги и картона

Ежегодно один житель России выбрасывает около трёх центнеров разного мусора, 1/3 часть которого приходится на отходы из бумаги. Со школьных лет известно, что один центнер макулатуры может спасти от вырубки одно дерево. Переработка макулатуры — это не только лишь прибыльная и рентабельная деятельность, но и возможность сохранить окружающую среду.

Этапы переработки

На предприятиях переработка бумажных отходов осуществляется в несколько этапов, назначение и количество которых зависит от типа вторсырья и от дальнейшего применения массы. Условно выделяют два этапа.

На первом макулатура:

• сортируется;
• измельчается;
• проходит первичный роспуск и очистку.

Сначала сырьё разбивается на кусочки 1—5 см. Для этого применяются дробилки или мельницы. Совсем необязательно, чтобы они были предназначены именно для макулатуры. Подходят дробилки для щепы из дерева и пластика.

Если первичный роспуск проводить без дробления, то это приведёт к повышенному расходу электричества, так как фрагменты больших размеров превратить в водную массу сложнее. Когда перерабатываются небольшие объёмы бумаги, такой процесс зачастую из технологической линии исключают, чтобы не тратиться на покупку мельницы. Вместо неё используют гидроразбиватели с вертикальным ротором.

На первом этапе получается вещество, из которого производятся упаковки для яиц и картон. Для производства бумаги требуется сырьё, которое прошло второй этап переработки:

• дополнительный роспуск;
• тонкую очистку;
• ещё одну обработку.

Вторичный (дополнительный) роспуск, а также тонкая очистка осуществляются одинаково. Они не зависят от исходного материала и конечного продукта.

Отличаться эти операции начинают при дополнительной обработке, так как в процессе задействовано не только механическое воздействие, но и химические реагенты, состав которых, как и сама технология, зависят от марки вторсырья и назначения целлюлозной массы.

После второго этапа готов водный очищенный раствор для изготовления бумаги. Иногда его смешивают с целлюлозой, которая ещё не прошла обработку. Такая операция даёт возможность делать сырьё для качественной бумаги из любого вида макулатуры.

Сортировка макулатуры

Процесс утилизации бумаги и картона начинается с сортировки. Условно вся макулатура делится на группы по качеству. Такое деление позволяет пускать в переработку только то сырьё, которое пригодно для технологической линии определённого завода или устройства.

Бумажные отходы отличаются:

• по длине волокон;
• по загрязнённости и влажности;
• по цвету.

Каждый сорт бумаги требует определённой технологии. Согласно действующему ГОСТу РФ, макулатура разделена на такие три группы:

1. Производственные отходы. К ним относятся мешки из невлагостойкой бумаги, небелёной сульфатной и немелованной белой бумаги.
2. Продукция полиграфических изданий без переплёта, картон (гофрированный и обычный), чёрная и коричневая, офисная бумага.
3. Картон, газеты и бумага, которые содержат пропитку, литьё из бумаги и картона, разноцветная бумага.

Сортировка макулатуры производится вручную. Попытки автоматизировать этот процесс, конечно, не прекращаются, но для этого нужно запрограммировать компьютер так, чтобы он мог отличать бумагу по внешнему виду. Однако, учитывая уровень, на котором находится микроэлектроника, сделать это довольно сложно.

Первичный роспуск

Основная цель операции — растворить клей, который связывает волокна, а затем освободить эти волокна. Для этого сырьё заливают водой в гидроразбивателях и перемешивают. Гидроразбиватель похож на стиральную машину. Он состоит из статора, барабана, ванны и мотора. Такие устройства отличаются по производительности, расположению барабана (вертикальному или горизонтальному) и по концентрации раствора на выходе.

Когда вода проникает в целлюлозу, её волокна разбухают, а клей разрывается, так сырьё превращается в пульпу — жидкую массу. Она используется для производства картона низкого сорта, яичных упаковок, мягких наполнителей (аналог крошки из пенопласта), а также для дальнейших этапов переработки.

Когда макулатура ударяется и трётся о стенки ванны, то роспуск материала улучшается. При первичном роспуске от целлюлозы отделяются разные плёнки, что даёт возможность на следующих этапах отделить загрязнения от волокон.

Очистка от примесей

Существуют модели гидроразбивателей, которые оснащены улавливателями. Благодаря им, из макулатурной смеси можно убрать плёнки, скрепки, песок и верёвки.

Чтобы улучшить качество очистки и снизить расходы на электричество, применяются дополнительные улавливатели. В нижней части гидроразбивателя стоит ёмкость для сбора мусора, в неё попадают крупные частицы, проскочившие сквозь улавливатель во время первичного роспуска.

Затем переработанная суспензия по трубам направляется в вибрационное сито и проходит дополнительную очистку. Переливной ящик может служить дополнительным элементом для улучшения процесса очистки. Жидкая суспензия, перетекая через него, оставляет тяжёлые примеси на дне ящика, которые потом удаляют. На выходе получается продукт, который используется для изготовления картона высокого качества, кровельных материалов и последующей переработки.

Вторичная расформировка на волокна

Вторичный роспуск осуществляется в энштипперах, турбосепараторах, файберайзерах и пульсационных мельницах. Первые три устройства работают по одинаковому принципу. Представляют собой гидроразбиватели, которые отличаются формой ротора. Зависит она от объёма и производительности, концентрации целлюлозной смеси и величины роспуска сырья на волокна. Используются устройства для подготовки низко- и среднекачественной суспензии.

Мельница же отличается своей конструкцией. Ротор и барабан в ней выполнены в форме сложных дисков, за счёт которых возникает пульсация. Расстояние между каждым диском приравнивается к размеру самих волокон (0,2−2 мм).

Ротор, помимо завихрений, обеспечивает засасывание целлюлозной суспензии, затем трение и гидроудары разрушают в волокнах все клеевые связи окончательно. Благодаря этому мельница применяется для подготовки высококачественной суспензии.

Все четыре устройства имеют улавливатели грязи, кроме роспуска, они ещё и очищают от посторонних примесей.

Сортировочные и термодисперсные устройства

Тонкая очистка включает разные способы, которые являются взаимодополняющими. Проводится она с помощью сортировочного и термодисперсного механизма.

После предыдущей очистки пульпу направляют на сортировочное устройство. В нём она проходит дополнительную очистку от загрязнений (твёрдых и тяжёлых). Затем идёт деление массы в зависимости от величины волокон. Сортировочное устройство представляет собой вибрационное сито с ячейками маленького размера, что позволяет пропускать мелкую грязь и волокна в грязеприемник.

Волокна, которые очень короткие, не используются для производства бумаги, они утилизируются или пускаются на дальнейшую переработку. Например, их можно соединить с пульпой, которая получилась при первичном роспуске и пустить на производство упаковок для яиц, строительных материалов, картона низкого качества. Пульпа, которая прошла сортировочное устройство, применяется для изготовления среднего по качеству картона и бумаги.

Термодисперсное устройство — это следующая степень очистки. Во время обработки пульпы из неё удаляются смолы, нефти, плёнки и жиры. В таком механизме пульпа за счёт нагрева делится на растворимые и нерастворимые в воде компоненты. Водонерастворимые отфильтровываются и отправляются в мусороприемник.

Дополнительные функции

В процессе утилизации макулатуры массу также избавляют от красителей и увеличивают её бумагообразующие свойства. Если нужно, в целлюлозную массу вносят древесную, это даёт возможность повысить качество продукта. У древесной целлюлозы волокна очень длинные, их хорошо связывают короткие волокна, которые получают из макулатуры.

Чтобы отбелить сырьё применяются:

• химические реагенты;
• механическое влияние;
• нагрев.

Много видов продукции выпускается в Тетрапаках и Пюрпаках (молоко, вино, соки). При переработке такого ламинированного картона можно получить:

• вторичный полиэтилен;
• целлюлозу разного цвета и высокого качества;
• полиалюминий.

Однако, по причине сложности разделения такого сырья на составные части, этот вид переработки редко производится.

Переработка макулатуры в домашних условиях позволяет сделать самодельную бумагу без специального оборудования для переработки картона и бумаги. Для этого бумажные отходы надо порвать на мелкие кусочки и засыпать в блендер, добавив воды. Измельчённую массу вылить на сито, разровнять и поставить под пресс. Когда смесь засохнет, получится шероховатая на ощупь и довольно плотная бумага, которую можно использовать для хендмейда.

Несмотря на то что нужны большие инвестиции, переработка бумаги — бизнес довольно-таки прибыльный, ведь сырьё дешёвое, а картон и бумага всегда пользуются спросом. Низкая стоимость позволяет конкурировать с древесной бумагой, потому что отсутствуют затраты на вырубку деревьев, их доставку, хранение и последующую переработку в щепку.