Содержание страницы:

  • Способы и этапы переработки с кратким описанием оборудования для каждогово этапа и процесса

  • Оборудование для производственных линий. Готовые производственные линии.

  • Продукция из переработанной макулатуры

Переработка макулатуры снижает количество вырубаемых деревьев для производства различных видов бумаги, бумажной продукции, так как сама по себе содержит целлюлозу, необходимую для производства бумажной продукции. Существуют различные технологические схемы переработки разных видов макулатуры в зависимости от вида производимой на выходе готовой продукции.

При производстве часто не требуется первичная целлюлоза, ряд товаров можно выпускать из бумажных отходов, что с успехом делается во многих странах. Макулатура - одно из самых распространенных видов вторсырья, имеющее важное значение для сохранения природы, а так же переработка макулатуры и производство готовой бумажной продукции - это прибыльный и перспективный бизнес.

Согласно ГОСТ в России всю макулатура подразделяется на три категории:

  • высокого качества - А;

  • среднего качества - Б;

  • низкого качества - В.

Категория А включает отходы писчей бумаги. В таком сырье исключено присутствие полиэтилен и фрагментов других категорий макулатуры, фрагменты, загрязненные чернилами или другими веществами.

Категория Б включает отходы гофрированного картона, продукция полиграфическая, в том числе канцелярские отходы, газеты, журналы и прочая печатная продукция.

Категория В включает в себя цветной картон ламинированный обложки книжные, однослойный упаковочный картон, картоннные втулки и шпули.

Вышеуказанные категории макулатуры разделяется на 13 марок, которые обозначаются согласно маркировкам по ГОСТу от МС-1А до МС-13В.  Фабрики, как правило, специализируются на переработке конкретных марок и могут закупать конкретный сорт в зависимости от спектра выпускаемой бумажной продукции. 

Технологическая схема переработки макулатуры включает системы обработки отходов и оборотной воды. Для работы с макулатурой небеленых волокон следует учитывать возможность повышения степени загрязненности производственной воды при химической обработке макулатуры. Основное внимание при проектировании технологических схем переработки макулатуры уделяется их отличию от типовых схем подготовки первичного волокна, используемых для производства картона и бумаги.
Технологические схемы подготовки макулатуры разделяют на три типа:

  1. Схема производства печатных видов бумаги;

  2. Схема для производства упаковочной бумаги, картона;

  3. Схема для производства СББ (санитарно-бытовых видов бумаги - туалетная бумага салфетки и прочие).

Макулатуры используется для производства бумажной продукции, такой как:

  • писчая бумага;

  • газеты

  • журналы глянцевые;

  • мелованная бумага;

  • туалетная бумага, салфетки и бумажные полотенца;

  • изделия полиграфии;

  • гофрокартон;

  • упаковочная бумага;

  • строительные материалы;

  • одноразовая посуда;

  • тепло- и звукоизоляционные материалы;

  • топливные пеллеты;

  • ткань для одежды.

Способы переработки

Переработка макулатуры в производство готовой бумажной продукции осуществляется несколькими этапами.

Количество этапов переработки зависит от следующих условий

  • Этап - 1: тип макулатуры;

  • Этап - 2: применение макулатурной массы, очищенной от примесей в зависимости от видов производимой продукции.

Первый этап

Первый этап включает в себя нижеуказанные пункты.

Сортировка

Сортировка - фундамент переработки любого сырья, в частности, это касается и макулатуры,. Макулатуру разделяют по категориям, утвержденным в ГОСТе. На переработку на конкретные комбинаты отправляют определенные сорта, которые соответствуют технологическому профилю комбината, ориентированному на определенные виды готовой продукции.

Первичная сортировка производится по следующим параметрам:

  • вид макулатуры;

  • цвет макулатуры (при определенных схожих видах;

  • уровень загрязненности и влажности;

Согласно ГОСТ 10700-97 вся макулатура делится на три ключевые категории:

  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.

Сортировка макулатуры производится вручную.

Измельчение

В основном макулатуру закупают комбинаты у заготовитльных предприятий кипами, кипы сформированы по 400 - 500 кг и макулатура уже порублена на фрагменты 10 - 15 см, это касается основных марок макулатуры, кроме гофрокартона, гофрированный картон поступает на комбинат от заготовительной площадки в кипе в спресованном виде целыми фрагментами.

Для измельчения комбинат применяет мельницы и дробилки, подходят и дробилки для пластика или древесной щепы.

Дробления исходного сырья необходимо, чтобы избежать перерасхода электроэнергии, необходимого для превращения макулатурной массы в водный раствор.

Измельчение можно исключить из технологической цепочки при переработке макулатуры в небольших объемах. В подобной производственной схеме применяются более мощные гидроразбиватели с вертикально ротором, позволяющие получить массу, пригодную для производства упаковочного картона, неплотного картона и упаковки для яиц.

Первичный роспуск на волокна

На данном этапе происходит растворение клея, связывающего отдельные волокна и освобождение волокон.

На данном этапе осуществляют следующие действия с применением соответствующего оборудования.

1. Погрузка сырья в гидроразбиватель.

Основные составные части гидроразбивателя:

  • ванна;

  • статор;

  • ротор (барабан или крыльчатка);

  • электромотор.

Гидроразбиватели напоминает вертикальную погружную стиральную машину по принципам работы, так как снабжен барабаном или крыльчаткой. Данный механизм, вращаясь, создает завихрения, утягивающие воду и макулатурную массу.

Основными отличиями гидроразбивателей являются уровень производительности, работа с более или менее концентрированными растворами, вертикальное или горизонтальное расположением ротора.

Принцип первичного роспуска волокна заключается в том, что посредством трения о стенки ванны и трения о вращающийся барабан происходит отделение макулатуры от различных пленок, загрязнений, посторонних фрагментов и части примесей, в процессе отделения макулатуры от посторонних примесей, пленок итд происходит наполнение волокон целлюлозы водой, что приводит к набуханию волокон и освобождению от клея, создавая макулатурную массу, так называемую пульпу, разной консистенции в зависимости от технических условий производства. Консистенция регулируется количеством воды.

Гидроразбиватели, которые оснащаются улавливателями, позволяют отсеивать из макулатурной массы посторонние фрагменты и грубые примеси (скрепки, скобы, пленки​, глину, песок).

Подробнее об устройстве, принципах работы, отличиях и применении гидроразбивателей в зависимости от производственного процесса читайте ЗДЕСЬ.

2. Очистка от примесей.

Для повышения качества очистки пульпы устанавливается дополнительный улавливатель или несколько уловителей, которые сепарируют посторонние включения перед вторым этапом, в ходе которого происходит вторичный роспуск и тонкая очистка. первичная очистка пульпы позволяет оптимизировать расходы на электроэнергию при вторичной очистке на втором этапе.

Нижняя часть ванны гидроразбивателей оснащена грязесборником, в котором оседают отсеянные через улавливатели посторонние включения, фрагменты металлов, пленок и т.д.

Пройдя механизм улавливателя, пульпа по трубам системы поступает на вибрационное сито, на котором происходит дополнительная очистка от оставшихся посторонних предметов - скрепок, скоб, прочих посторонних включений путем "просеивания".

Кроме вышеуказанных механизмов очистки первого этапа  дополнительно применяется переливной ящик.

С полученным сырьем уже можно работать для производства готовой некоторых видов продукции (гофрокартон​, строительные материалы).

Второй этап

Второй этап включает в себя нижеуказанные пункты.

Вторичный роспуск волокна

Вторичный роспуск осуществляется похожим с первичным способом,  при этом используется несколько другое оборудование, хотя принцип работы почти такой же, как и при первичном роспуске.

Вторичный представлен следующими действиями с применением соответствующего оборудования в зависимости от конкретного технологического процесса производства и требованиям к конечной продукции.

3.Погрузка первичной пульпы (макулатурной массы) в турбосепаратор, энштипперфайберайзер или пульсационную мельницу

Турбосепаратор

Турбосепараторы бывают различного типа, они могут иметь форму корпуса в виде цилиндра или усеченного конуса, могут по-разному называться (турбосепаратор, фибрайзер, гидроразбиватель сортирующий), но принцип их работы примерно одинаков и заключается в следующем. Макулатурная масса поступает в турбосепаратор под избыточным давлением до 0,3 МПа через тангенциально расположенный патрубок и благодаря вращению ротора с лопастями приобретает внутри аппарата интенсивное турбулентное вращение и циркуляцию к центру ротора. Благодаря этому происходит дальнейший роспуск макулатуры, не осуществленный в полной мере в гидроразбивателе на первой стадии роспуска. 

Посредством избыточного давления распущенная на волокна макулатура проходит через отверстия 3-6 мм в сите, который расположен вокруг ротора, а затем поступает в приемную камеру. Тяжелые включения отбрасываются, двигаясь вдоль стенок емкости и "выбрасываются", достигая торцевой крышки, далее включения попадают в грязесборник, в котором промываются и откуда удаляются с определенной периодичностью (15 минут - 300 минут) при открытии автоматических заглушек. Данное оборудование подходит для удаления из макулатурной массы легких мелких включений, которые не  отделяются в гидроразбивателях. В турбосепараторе или пульсационной мельнице их можно измельчить и удалить через патрубок центральной части торцевой крышки посредством создаваемого вихревого потока массы. Для эффективной работы турбосепараторов вместе с легкими отходами отводится 10-12% массы первичной пульпы, поступающей на вторичный роспуск. Подробнее об устройстве турбосепаратора читайте ЗДЕСЬ

Энштиппер

Оборудование для дороспуска макулатурной массы, использующее в принципе работы гидродинамические пульсации давления. Для создания гидродинамических ударов роторы таких аппаратов снабжены расположен­ными по окружностям в несколько рядов выступами (зубьями). Промежутки между зубьями заполнены зубья в несколько рядов, размещаемые на статоре. Выступы (зубья) образованы кольцами, ук­репленными на дисках ротора, на поверхности выступов выфрезерованы радиальные канавки. При вращении ротора площадь сечения уменьшается или увеличивается с определенным интервалом, производя  гидродинамические пульсации давления. 

Расстояние между кольцами ротора и статора равно 1 мм, что соответствует средней длине волокна

Энтштиппер применяется для полного роспуска на отдельные волокна массы, предварительно подго­товленной в гидроразбивателе. Подробнее об устройстве энштиппера читайте ЗДЕСЬ

Фаберайзер

Оборудование для дороспуска макулатурной массы, использующее в принципе работы гидродинамические пульсации давления. Для создания гидродинамических ударов роторы таких аппаратов снабжены расположен­ными по окружностям в несколько рядов выступами (зубьями). Промежутки между зубьями заполнены зубья в несколько рядов, размещаемые на статоре. По своим принципам работы и техническому устройству схож с энштиппером.

Пульсационная мельница

Отличается от предыдущих видов оборудования для роспуска тем, что ротор и статор выполнены в виде дисков сложной формы.

Во время его вращения ротора создаются гидроудары. Расстояние между дисками варьируется 0,2–2 миллиметра и сопоставимо с размером волокон.

Ротор создает завихрения и обеспечивает засасывание суспензии, а посредством гидроударов и полностью разрушаются клеевые связи между волокнами. Вышеперечисленное оборудование подходит для производства бумажных изделий низкого или среднего качества, пульсационные мельницы применяются для производства пульпы высокого качества, пригодной для изготовления высококачественной бумажной продукции.

Пульсационнные мельницы так же оснащены улавливателями посторонних включений, при этом не допуская их измельчения для того, чтобы посторонние включения и примеси отсеять далее на отдельном оборудовании. Подробнее об устройстве пульсационной мельницы читайте ЗДЕСЬ.

Тонкая очистка

Первичный роспуск, очистку и дороспуск можно производить на одном оборудовании, что подходит для производства низкокачественного картона или целлюлозного полотна. Применение раздельных устройств эффективно для производства качественного материала.

Тонкая очистка производится комбинированными дополняющими друг друга способами, чтобы обеспечить необходимый уровень чистоты макулатурной массы. Обработанную и предварительно очищенную на предыдущих производственных участках макулатурную массу отправляют на специальное оборудование, осуществляющее дополнительную очистку от мельчайших примесей.

Тонкая очистка производится последовательными этапами:

Применение сортировочного оборудования.

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

Очень короткие волокна непригодны для производства бумаги, поэтому их чаще всего утилизируют в соответствии с утвержденными требованиями.

В некоторых случаях такие волокна смешивают с пульпой, полученной после процедуры первичного роспуска макулатуры и производят из полученного сырья низкокачественный картон, яичные лотки, стройматериалы. Пульпа, прошедшая через сортировочное оборудование, используется для для производства упаковочной бумаги и картона среднего качества.

​Данное устройство позволяет отделить массы от тяжелых загрязнений и разделить массу по размерам волокн.

 

Обработка посредством термодисперсионного оборудования

Термодисперсионное оборудование применяется для разделения водорастворимых и водонерастворимых компонентов пульпы  посредством нагрева. Водонерастворимые компоненты отфильтровываются и собираются в мусороприемник.

Данное оборудование позволяет отфильтровать из пульпы следующие заргязняющие сырье компоненты:​

  • смолы;

  • жиры и масла растительного и животного происхождения;

  • остатки нефтепродуктов;

  • полимерные соединения.

Данные этапы относятся к основному процессу тонкой очистки.

После этапа тонкой очистки макулатурная масса используется:

  • производство бумаги среднего качества;

  • дополнительная обработка.

Дополнительная обработка

После отделения пульпы отнефтепродуктов и прочих нерастворимых примесей в ходе процесса производства повышают бумагообразующие свойства сырья.

В макулатурную массу добавляется древесная целлюлоза с целью повышения качества конечного продукта.

Волокна древесной целлюлозы намного длиннее волокон, полученных в процессе роспуска макулатуры, волокна целлюлозы связывают с собой короткие волокна, образуя однородный более эластичный материал.

Далее производится обесцвечивание и отбеливание пульпы. В ходе данного этапа осуществляется применение следующих действий:

  • механическое воздействие;

  • нагрев;

  • добавление химических реагентов.

Для изготовления качественной бумаги используется пульпа с разными характеристиками, различающимися по следующим параметрам:

  • цвет;

  • микробиологический состав;

  • количество примесей;

  • размер и структура волокон;

  • химический состав.

Для производства  гофрокартона низкого качества, упаковочного однослойного картона или целлюлозного литья процесс первичного роспуска, очистки и дороспуска производится на комбинированном многофункциональном оборудовании, то есть внутри оборудования выполняются все три функции, за исключением тонкой очис. Для производства продукции и литья высокого качества применяется раздельное оборудование.

Размер и структура волокон влияют на прочность готового бумажного полотна, так же влияют на 

 расход клея, в случае если волокна короткие и менее разбитые (плотные). Более длинные волокна , на которых больше, так называемого, ворса или "бахрома", обладают более высокими  бумагообразующими  свойствами, соответственно бумага, получаемая из такой пульпы, плотнее и прочнее.

Технологические схемы переработки разных видов макулатуры и технологические линии.

Технология переработки вторичного волокна  является более сложный процессом по сравнению с переработкой первичного волокнистого полуфабриката по причине того, что макулатура состоит из различных волокон и вспомогательных химических веществ, применяемых при производстве бумажной продукции и часто содержит посторонние примеси.
От методов переработки и вида макулатуры зависит вторичный полуфабрикат, получаемый на выходе. Отходы переработки макулатуры могут быть использованы для получения энергии и материальных ресурсов на прочих производствах производствах, так как подвергаются обезвоживанию.
Главной и обощенной технологическая схемой переработки макулатуры является схема, включающая систему обработки отходов и оборотной воды. Часто в макулатуре присутствуют небеленые волокна, что ведет к повешенной загрязняемости технической воды в процессе химической обработки макулатурной массы (ММ). При проектировании технологических схем переработки макулатуры следует уделить внимание отличию данных схем от типовых схем подготовки первичного волокна, которое используется для производства бумаги и картона.

Технологические схемы подготовки макулатурной массы можно разделить на три группы:

  1. Производство упаковочных видов бумаги и картона;

  2. Производства санитарно-бытовых видов бумаги (СББ);

  3. Производства писче-печатных видов бумаги.

Требования к качеству макулатурной массы  из волокон небеленой целлюлозы и МДМ (коричневой ММ) при производства упаковочных видов бумаги и картона достаточно низкие, так как допускают незначительное содержание неразволокненных фрагментов макулатурного сырья, мелких волокон, зольных элементов, незначительных частиц липких веществ. Основными свойствами СББ являются мягкость и впитываемость, для этого необходимо отсутствие в макулатурной массе частиц зольных элементов, печатной краски и липких веществ. Требования к качеству макулатурной массы  из волокон беленой целлюлозы и МДМ (белой макулатурной массы) для производства писче-печатных видов бумаги требует повышенных оптических свойств, отсутствия частиц печатной краски и липких веществ.

Технологические схемы переработки макулатуры.

Упаковочные виды бумаги и картона.

Для производства картона и упаковочных видов бумаги необходимо достижение оптимальных показателей механической прочности макулатурной массы, это так же очень важно при использовании высокоскоростных бумагоделательных машин (БДМ). Сырьем для получения макулатурной массы, используемой для производства упаковочной бумаги и картона, служит макулатура из упаковочных видов бумаги и картона, а также бытовых бумажных отходов. Максимальная чистота макулатурной массы позволяет избежать проблем с отложениями на оборудовании, избежать обрывов бумажного полотна. Получение макулатурной массы  высокой чистоты осложняется ввиду снижения качества макулатурного сырья, так же актуален вопрос увеличения объема образования твердых отходов и шлама в ходе переработки макулатурной массы.
Необходимо оптимизировать процесс подготовки макулатурной массы  к новым условиям с учетом данных проблем. Оптимизация технологического процесса переработки макулатуры требует включения в схему производства дополнительных операций и участков обработки макулатурной массы, оптимального управления водоснабжением, эффективной системы обезвоживания отходов и шлама.

Технологические схемы переработки макулатуры для производства картона для плоских слоев и бумаги-основы для гофрирования.

Бумага-основа для гофрирования называется флютинг, картон для плоских слоев гофрированного картона, получаемый из макулатурной массы, называется тест-лайнер.
Данный полуфабрикат может иметь относительно низкие показатели механической прочности и чистоты по сравнению с  макулатурной массой для производства тест-лайнера, это в свою очередь упрощает процесс производства данного вида бумажного полотна.

Для получения полуфабриката, используемого для изготовления бумаги-основы для гофрирования, необходимо включать в технологическую линию по переработке макулатуры все основные операции по подготовке макулатурной массы: разволокнение, грубая очистка, дополнительное разволокнение, сортировка, тонкая очистка, тонкая сортировка. Отсутствие в технологической линии двух последних операций существенно снижает показатели механической прочности макулатурной массы  и качество бумаги на выходе.
Разволокнение макулатуры происходит в гидроразбивателе. Дополнительное разволокнение и грубое сортирование макулатурной массы осуществляется после грубой очистки, гидроциклонах происходит очистка от тяжелых частиц и после происходит этап тонкого сортирования. При тонком сортировании макулатурной массы могут быть использованы сита с большей шириной щелей.
Схема переработки макулатуры для производства тест-лайнера намного сложнее и включает следующие производственные операции: дефлокуляцию (разжижение), фракционирование, сгущение. Данные операции в производственном процессе улучшают бумагообразующие свойства получаемой макулатурной массы.

В гидроразбивателе происходит разволокнение макулатуры (непрерывное) наряду с низкой концентрацией массы. Выбор оптимального уровня удаления выбирается, исходя из особенностей и требований к готовой продукции, являясь важным этапом переработки макулатуры. Длительность процесса разволокнения подбирается, исходя из марки макулатуры и режима работы гидроразбивателя. В большинстве  технологических схем за гидроразбивателем монтируется бассейн для разволокненной массы. Содержание неразволокненных фрагментов макулатуры в макулатурной массе  около двадцати процентов. Помещение в бассейн массы на 30 минут при температуре 50°С способствует набуханию волокон, сохранению их длины, повышению гибкости в ходе этапа дополнительного разволокнения и размола, а также усреднения (гомогенизации) макулатурной массы.
В технологическую схему включается грубая очистка макулатурной массы в гидроциклонах для удаления тяжелых включений. Очищенная суспензия попадает сепаратор для окончательного разволокнения и грубого сортирования. Как правило, в технологической схеме используются две ступени дефлокуляции. Диаметр отверстий сита дисковых сортировок на обеих ступенях 2,4 мм. Если степень разволокнения позволяет, после гидроразбивателя допускается использование сортировки с отверстиями сита как на первой, так и на второй ступенях грубого сортирования диаметром 1,6 мм.
Содержание неразволокненных фрагментов после дефлокуляции и грубого сортирования макулатурной массы уменьшается до пяти процентов, в последствие данные фрагменты удаляются на последующих ступенях тонкого сортирования и очистки.

Далее производится тонкая очистка макулатурной массы в гидроциклонах. Отделенные тяжелые отходы очистки макулатурной массы сгущают путем осаживания или фильтрации посторонних включений. Избыток оборотной воды используется для разбавления макулатурной массы в технологической линии.
Разделение макулатурной массы на фракции осуществляется при низкой концентрации в сортировках с шириной щели 0,15 или 0,2 мм. Коротковолокнистая фракция макулатурной массы направляется на производство верхнего слоя двухслойного тест-лайнера. Длинноволокнистая фракция используется для производства нижнего слоя тест-лайнера, она отправляется на дополнительное сортирование в сортировку с шириной щели 0,25 мм. Длинноволокнистая фракция содержит менее разволокненные фрагменты макулатуры и большее количество посторонних включений, поэтому ее сортирование производится в три ступени.

При подготовке линии по переработке макулатуры важно соблюдать одно из главных правил сортирования: сита сортировок должны иметь либо круглые, либо щелевые отверстия на всех ступенях одной системы сортирования макулатурной массы. При низком содержании примесей можно ограничиться двухступенчатым сортированием длинноволокнистой фракции на щелевых сортировках.
Сортированная макулатурная масса сгущается и подается в башню хранения. Контур водопользования системы подготовки макулатурной массы отделен от контура БДМ. При сгущении макулатурной массы одновременно возможно удаление мелкого волокна и частиц зольных элементов. Фильтрат макулатурной массы возможно подавать в гидроразбиватель без допочистки, либо после прохождения через установку микрофлотации.
После тонкого сортирования в сортировках с шириной щели до 0,35 мм обе фракции макулатурной массы направляются на бумагоделательную (картоноделательную) машину. В ходе подачи и обработки в картоноделательной машине необходимо удалить воздух из суспензии. Скорость вращения составдляет тысячу оборотов в минуту. 

Для очистки оборотной воды используется дисковый фильтр, либо установка микрофлотации. При применении установки микрофлотации волокно направляется на утилизацию вместе с посторонними включениями. Условия размола длинноволокнистой макулатурной массы зависит от количества мелковолокнистой фракции.
Выход макулатурной массы достигает показателей более девяносто процентов, это так же зависит от количества посторонних включений и степени загрязнения получаемого на вход сырья. На качество макулатуры влияет содержание в макулатурной массе клейких посторонних веществ, и важным является снижение в макулатурной массе данных посторонних включений.
Количество клейких посторонних включений зависит качества поступаемого вторсырья. Фракционирование макулатурной массы в сортировках с шириной щели 0,15 мм уменьшает содержание липких включений. Способ дифференцированных этапов сортирование длинноволокнистой фракции с приминением сортировок с шириной щели 0,25 мм сокращает площадь поверхности липких включений в 7-8 раз относительно площади липких включений на момент поступления суспензии на сортировку.
Наличие в водопроводном контуре мелких примесей и посторонних частиц нежелательно. 
В случае уменьшения объема сточной воды накопление посторонних веществ и мелких примесей в производственной воде замкнутого контура увеличивается, что может являться причиной износа оборудования, ухудшения показателей механической прочности картонного полотна на выходе, снижению производительности картоноделательной машины. 
Концентрация ХПК оборотной воды в контуре водопользования обратно пропорционально умпеньшению объема сточных вод. Снизить уровень ХПК можно посредством удаления части воды из контура в сток и добавления свежей воды. 
В процессе переработки макулатуры для производства тест-лайнера применяют биологический способ обработки сточной воды, что дает возможность замкнуть систему водопользования при производстве картона.

Технологические схемы переработки макулатуры для производства однослойного упаковочного картона

Качество однослойного картона определяется определяются их назначением упаковочного материала и носителя рекламы. В части требований к упаковочному картону для пищевых продуктов являетются микробиологическая и химическая чистота. 
Технологический процесс подготовки отдельного волокнистого полуфабриката для получения определенного слоя картона определяется видом используемого макулатурного сырья. 
Сочетание различных компонентов волокнистой суспензии в производстве многослойного упаковочного картона обеспечивает требуемые показатели жесткости и гладкости.
Подготовка слоев картона производится на отдельных технологических линиях с последующей подачей на картоноделательную машину для многослойного формования. В данной схеме есть негативный момент, связанный использованием подсеточной воды для разбавления макулатурной массы.
Оборотная вода, используемая для разных слоев картона (разные слои изготавливаются из разных видов макулатурного сырья), как следствие, различна по степени загрязнения, ввиду чего необходимо оборудовать раздельные маршруты циркуляцией воды, для этого для каждого слоя используют отдельные контуры водопользования. 
 Избыточный остаток оборотной воды слоя более высокого качества подается в контур слоя более низкого качества и т д. При производстве всех слоев многослойного картона применяется раздельная подготовка потоков суспензии, как правило, в трех линиях.

Технологические схемы переработки макулатуры для производства санитарно-бытовых видов бумаги

Одним из основных вопросов при подготовке макулатурной массы для производства санитарно-бытовой бумажной продукции является снижение содержания липких и зольных элементов, содержание которых должно быть уменьшено до 1,5% в общей макулатурной массе. В самой системе удаления зольных элементов необходим контроль количество удаляемого мелкого волокна, достигаемого пятидесяти процентов от всей массы. Удаление такого количества мелкого волокна снижает выход макулатурной массы более, чем на 60 %.
Включение флотации в технологическую схему переработки макулатуры является необходимым условием подготовки макулатурной массы для производства СББ. Сортирование массы на щелевых сортировках при средней концентрации (МС) производится после сортирования (МС) на сортировках с круглыми отверстиями. При этом исключено тонкое сортирование (LC), но используется промывка и сгущение, позволяющие повысить концентрацию макулатурной массы перед диспергированием до 30%. После флотации макулатурной массы при нейтральной величине рН в технологическую схему включена промывка II. Удаление частиц зольных элементов при промывке сопровождается сгущением макулатурной массы.
Отбелка восстановительными реагентами осуществляется при концентрации макулатурной массы 8–10%. Промывной фильтрат обрабатывается на микрофлотационной установке DAF-2. Шлам от промывки вместе с отходами тонкой очистки и флотошламом обезвоживаются для последующей утилизации.
В технологической схеме переработки макулатуры, не содержащей МДМ, для производства СББ высокого качества в контуре 1 после грубой очистки разволокненной макулатурной массы осуществляется сортирование (МС) в сортировке с круглыми отверстиями. Тонкое сортирование (LC) макулатурной массы в сортировке с широкими щелями производится после очистки массы в гидроциклонах. Преимуществами данной схемы являются высокая эффективность очистки и возможность включить в контур 1 промывку вследствие низкой концентрации макулатурной массы при сортировании. Использование второй ступени промывки в контуре 2 позволяет эффективно удалить зольные элементы из  макулатурной массы. Для достижения максимальной белизны макулатурной массы необходимо применение двухступенчатой отбелки окислительными и восстановительными реагентами.
При содержании в макулатурном сырье волокон МДМ в технологическую схему необходимо включать вторую ступень флотации макулатурной массы, при этом первая флотация производится в контуре 1. После очистки и тонкого сортирования (LC) производится промывка I, что обеспечивает удаление зольных элементов и сгущение макулатурной массы. Обработка макулатурной массы на последующих ступенях технологического процесса позволяет получить высококачественный полуфабрикат для производства СББ.

Технологические схемы переработки макулатурыдля производства писче-печатных видов бумаги

Облагороженную макулатурную массу широко используют для производства писче-печатных видов бумаги: газетной (NS − news), легкомелованной (LWC − light weight coated) и суперкаландрированной (SC − super сalandered). Сырьем для получения белой макулатурной массы служит макулатура из смеси газет и журналов, содержащая МДМ, а также офисная макулатура с небольшой площадью запечатанных участков.
Технологическая схема переработки макулатуры для производства газетной бумаги включает диспергирование и двухступенчатую отбелку макулатурной массы, а также две ступени флотации и две ступени промывки макулатурной массы с целью удаления печатной краски и повышения белизны. Данная макулатура обычно содержит МДМ, в частности ДДМ (дефибрерная древесная масса) или ТММ (термомеханическая масса) из хвойной древесины или ХТММ из лиственной древесины. Газетная бумага массой менее 45 г/м2 из  макулатурной массы, содержащей МДМ, имеет более низкую прочность, чем газетная бумага из целлюлозы и ТММ.
Для производства LWC- и SC-бумаги, имеющей более высокие показатели механической прочности и белизны, чем газетная бумага, необходимо использовать макулатуру с повышенным содержанием беленой целлюлозы. При повышенном содержании МДМ в  макулатурной массе могут возникнуть трудности по обработке оборотной и сточной воды из-за увеличения содержания растворенных и коллоидных веществ.
При подготовке макулатурной массы для производства газетной бумаги разволокнение макулатуры осуществляется в узле разволокнения. Полученная макулатурная масса подается в аккумулирующий бассейн, а далее в гидроциклон для отделения грубых тяжелых примесей. Отходы узла разволокнения макулатуры направляются на обезвоживание и утилизацию. Сортирование макулатурной массы при средней концентрации массы (MC) производится на сортировках с круглыми отверстиями в три ступени по каскадной схеме. Сортированная макулатурная масса направляется на флотационную установку для удаления частиц печатной краски, липких веществ и сгустков загрязнений.
При грубой очистке макулатурной массы отделяются тяжелые загрязнения, такие как песок, фрагменты стекла и т.д. Необходимо избегать потери волокна при удалении отходов. Грубодисперсные отходы узла разволокнения макулатуры и грубого сортирования макулатурной массы обезвоживаются на винтовом прессе. Тяжелые отходы грубой очистки макулатурной массы обезвоживаются путем седиментации в специальных камерах. Мелкие тяжелые отходы тонкой очистки макулатурной массы не отделяются при седиментации, поэтому обезвоживаются на ленточном фильтре вместе с отходами тонкого сортирования и флотошламом.
Промывка и сгущение макулатурной массы позволяют удалить присутствующие в суспензии тонкодисперсные примеси и повысить концентрацию макулатурной массы до 30%. На данной операции завершается первый цикл водопользования − контур 1. При последующем диспергировании макулатурной массы осуществляется отделение остаточных частиц печатной краски от волокна, а также размягчение и равномерное распределение частиц липких веществ на поверхности волокон. Высокая концентрация массы (HC) при отбелке макулатурной массы пероксидом водорода наиболее эффективна для данной операции. По завершении отбелки осуществляется вторая ступень флотации макулатурной массы.
Беленую макулатурную массу промывают и сгущают до концентрации 30%, что позволяет предотвратить нежелательный перенос химических веществ и примесей на дальнейшие операции технологического процесса. На данной операции завершается контур 2.
Отбелка макулатурной массы восстановительными реагентами позволяет значительно повысить белизну и чистоту полученного волокнистого полуфабриката, но может быть исключена из технологической схемы по экономическим соображениям. Далее осуществляются тонкая очистка с одновременной деаэрацией и тонкое сортирование беленой макулатурной массы.
Концентрация является основным параметром эффективной эксплуатации оборудования при сортировании и очистке макулатурной массы. Содержание зольных элементов незначительно влияет на вязкость суспензии и параметры сортирования, поэтому концентрация макулатурной массы должна соответствовать оптимальным условиям эксплуатации используемого оборудования.
В первом контуре концентрация макулатурной массы уменьшается до 0,8% для эффективной очистки в гидроциклонах и последующего сортирования (LС) с использованием сортировки с щелевыми отверстиями. Концентрация макулатурной массы повышается во втором контуре после промывки и сгущения. Повышенное содержание зольных элементов в  макулатурной массе требует регулирования их содержания в фильтрате от промывки, т.к. удаление зольных элементов (частиц наполнителей и меловальных покрытий) и других твердых веществ снижает выход макулатурной массы. При высоком содержании частиц зольных элементов в фильтрате увеличивается нагрузка на оборудование локальной очистки оборотной воды.
В первом контуре водопользования при разбавлении оборотной водой, содержащей зольные элементы, происходит увеличение их содержания в  макулатурной массе до первой ступени флотации. При флотации макулатурной массы осуществляется избирательное удаление частиц печатной краски, наполнителей и мелких волокон. Дальнейшее снижение содержания зольных элементов в  макулатурной массе происходит при промывке и сгущении, а затем на второй ступени флотации. В контуре БДМ сохраняется некоторое количество частиц наполнителя в системе короткой циркуляции, что позволяет сократить до минимума расход свежего наполнителя. Концентрация макулатурной массы и содержание наполнителя в контуре БДМ оказывает определенное влияние на качество формования бумажного полотна.
Присутствие частиц липких веществ в значительной степени снижает оптические свойства и чистоту макулатурной массы, а также влияет на стабильность работы БДМ.
Крупные частицы липких веществ удаляются при очистке, сортировании и флотации макулатурной массы. Значительное уменьшение площади липких веществ − от 2000 до 1000 мм2/кг − происходит при МС и LC сортировании на щелевых ситах. Диспергирование макулатурной массы также способствует снижению содержания частиц липких веществ за счет их отделения от волокна и последующего удаления из суспензии на второй ступени флотации. При подаче на БДМ содержание липких веществ в  макулатурной массе составляет менее 100 мм2/кг.
Следует учитывать, что перед диспергированием макулатурной массы должна быть тщательно очищена от липких веществ. Диспергирование макулатурной массы с повышенным содержанием липких веществ может привести к последующей агломерации этих частиц. Агломераты диспергированных частиц образуются в  макулатурной массе при изменении температуры, величины рН и других факторах. Соединение мелких частиц липких веществ с образованием агломератов происходит в аккумулирующих бассейнах или в контурах водопользования. Частицы липких веществ небольшого размера могут поступать в фильтрат при промывке и сгущении макулатурной массы. Использование неочищенного фильтрата для разбавления макулатурной массы приводит к возврату частиц липких веществ в основной технологический поток переработки макулатуры.
Важнейшим показателем оптической чистоты макулатурной массы является наличие сгустков загрязнений, видимых невооруженным глазом, т.е. размером более 50 мкм. Значительная часть сгустков загрязнений удаляется при флотации. Диспергирование макулатурной массы при расходе энергии 75 кВт/ч имеет существенное влияние на снижение содержания сгустков загрязнений. Сгустки загрязнений, не удаленные при сортировании и флотации, отделяются от волокон и уменьшаются в размере при диспергировании. Полученная макулатурной массы имеет остаточное содержание сгустков загрязнений менее 100 мм2/м.
Значительная часть частиц печатной краски удаляется из  макулатурной массы на первой ступени флотации. Оставшиеся частицы печатной краски, прочно прикрепленные к волокнам на данной операции, отделяются от них при диспергировании макулатурной массы с последующим удалением на второй ступени флотации. Снижение белизны макулатурной массы при диспергировании происходит вследствие равномерного распределения частиц печатной краски и сгустков загрязнений и компенсируется при отбелке окислительными реагентами.
Смешивание отбеливающих и вспомогательных химических реагентов с  макулатурной массой может производиться в узле диспергирования. Пероксид водорода добавляют в  макулатурной массе непосредственно перед диспергатором. Отбелка макулатурной массы осуществляется в башне отбелки при высокой температуре и концентрации. Значительное повышение белизны макулатурной массы происходит после второй ступени флотации.
Завершающей ступенью второго контура водопользования является промывка макулатурной массы с отделением фильтрата, содержащего остаточное количество отбеливающих реагентов. Вторая ступень отбелки осуществляется с использованием FAS (формамидин сульфиновой кислоты, formamidine sulfinic acid) или дитионита натрия, при этом необходимо исключить присутствие воздуха и остаточного количества пероксида водорода в макулатурной массе.
В современных технологических схемах применяют двухступенчатое сгущение мелких отходов от 1–2% до 60% а.с.в. При обезвоживании отходов используют флокулянты − органические полимеры или неорганические абсорбенты. Обезвоживание отходов переработки макулатуры является важной технологической операцией, которую необходимо осуществлять подбором оптимальной комбинации оборудования, обеспечивающей максимальную производительность и экономическую эффективность.
Оптимальное использование воды в процессе подготовки макулатурной массы для производства писче-печатных видов бумаги осуществляется за счет создания отдельных контуров водопользования. Свежая вода используется только в контуре БДМ. Фильтраты от сгущения и промывки макулатурной массы подвергаются локальной очистке на установках микрофлотации (DAF). Очищенный фильтрат используется в качестве производственной воды в технологической линии подготовки макулатурной массы. Небольшое количество фильтрата от обезвоживания отходов используется для разбавления макулатурной массы.
Фильтраты контура 2 водопользования подвергаются очистке на установке микрофлотации DAF-2. Загрязненный фильтрат от сгущения отходов возвращается в контур 1 через установку микрофлотации DAF-3. Растворенные и коллоидные вещества распределены в волокнистой суспензии и оборотной воде. Для оценки их содержания используется величина ХПК. Оптимальная система управления водой позволяет контролировать величину ХПК и анионное загрязнение производственной воды. Повышение концентрации вредных веществ в контуре 2 негативно влияет на формование бумажного полотна и качество продукции.
В данном случае величина ХПК в контуре 1 составляет 4300 мл/л, в контуре 2 − 2400 мл/л, в контуре БДМ − 1100 мл/л. Это означает, что соотношение концентрации ХПК в контурах водопользования технологической линии подготовки макулатурной массы составляет приблизительно 100:50:30. Степень рециркуляции очищенного фильтрата в DAF-3 определяет потребление свежей воды всей технологической линии подготовки макулатурной массы − от гидроразбивателя макулатуры до прессовой части БДМ.
Технологическая схема получения макулатурной массы для производства писче-печатных видов бумаги высокого качества (SC и LWC), в отличие от представленной выше схемы, включает грубое сортирование (МС) с использованием щелевых сит после сортировки (МС) с круглыми отверстиями (рис. 3). Для достижения оптимальной белизны макулатурной массы и удаления зольных элементов в контуре 1 устанавливается промывной аппарат. При этом необходимо контролировать удаление мелкого волокна и наполнителя. Фильтрат от промывки макулатурной массы далее обрабатывается на микрофлотационной установке DAF-3 для возврата уловленного волокна в поток макулатурной массы.
Технологическая схема подготовки макулатурной массы для производства писче-печатных видов бумаги включает две ступени отбелки. Отбелка макулатурной массы пероксидом водорода не только повышает ее белизну, но и обесцвечивает волокна. Отбелка макулатурной массы дитионитом натрия или FAS позволяет дополнительно повысить степень и стабильность белизны макулатурной массы.
Диспергирование макулатурной массы проводится при высоком УРЭ (более 100 кВт*ч/т). После отбелки восстановительными реагентами осуществляется дополнительный размол макулатурной массы для обработки грубых волокон ТММ, что способствует уменьшению содержания грубой длинноволокнистой фракции 14 и 30 меш. Обработка волокон ТММ способствует улучшению бумагообразующих свойств макулатурной массы, используемой для производства SC и LWC.
Макулатурная масса, очищенная от частиц печатной краски (DIP), содержащая волокна целлюлозы, имеет более высокие показатели механической-прочности, чем макулатурная масса с содержанием МДМ. При использовании DIP для производства писче-печатных видов бумаги в ее композиции также может содержаться значительная доля первичных волокон.

Источник материала для статьи по ссылке

На страницах 91 - 97 вы можете ознакомиться с рисунками технологических схем переработки макулатуры для производства конкретных видов бумаги и картона.

Оборудование для переработки макулатуры и производства.

 

Оборудование для предприятия неполного цикла (производство листов бумаги различных марок и гофрокартона без изготовления конечных бумажных изделий)

Ниже приведен перечень оборудования, а так же описание, назначение и принцип работы оборудования каждого технологического этапа переработки макулатуры. Мы не стали в данной статье перечислять оборудование для производства конкретных видов бумажной продукции, так как существует достаточное количество производимых изделий из бумаги, на которых сосредотачивается предприятие, при этом технологический цикл переработки состоит из ряда общих этапов, применяемых в любом производстве, вне зависимости от вида производимой конечной продукции, будь то гигиеническая бумажная продукция или упаковочные материалы, такие, как гофрированный картон.

Гидроразбиватель - промышленное оборудование открытого типа отличаются боль­шим разнообразием. По расположению вала ротора гидроразбиватели подразделяются на аппараты вертикального, горизонтального и на­клонного типов. У гидроразбивателей вертикального типа вал ротора расположен вертикально; у гидроразбивателей горизонтального и наклонного типов - соответственно горизонтально и наклонно.

Гидроразбиватели вертикального типа применяются на различных участках технологического потока. Их достоинством является удоб­ство загрузки, меньшая занимаемая производственная площадь, удоб­ство монтажа и ремонта ротора. В вертикальных гидроразбивателях удобно производить чистку ванны от посторонних включений. В этих гидроразбивателях обеспечиваются лучшие условия наблюдения за процессом роспуска. Производительность гидроразбивателей верти­кального типа составляет от 5 до 200 т/сут. Гидроразбиватели горизон­тального типа наиболее часто используются для роспуска оборотного брака, они удобно устанавливаются под прессовой, сушильной и от­делочными частями бумаго- и картоноделательных машин, имеют более простые по конструкции привод вала ротора.и ванну требуемой формы и размеров, меньшие габаритные размеры по высоте. Горизон­тальные гидроразбиватели сравнительно меньше применяются для роспуска макулатуры, что связано с трудностью механизации удале­ния загрязнений, остающихся в ванне. Гидроразбиватели наклонного типа имеют ограниченное применение.

Роторные устройства гидроразбивателей бывают двух типов: "ротор-статор" и "ротор". Устройства "ротор-статор" характери­зуются наличием подроторной гарнитуры. В таких гидроразбивателях на распускаемый материал оказывается дополнительное механи­ческое воздействие в зазоре между ротором и статором. Они эффек­тивно осуществляют роспуск любых бумажных материалов, в том числе влагопрочных, и имеют большую производительность на едини­цу объема по сравнению с гидроразбивателями, оснащенными устрой­ством типа "ротор".

В гидроразбивателях с роторным агрегатом типа "ротор" ротор

представляет собой тело вращения, оснащенное лопастями той или иной формы. Среди аппаратов этого типа большую группу образуют гидроразбиватели, имеющие роторы в виде плоского диска, на по­верхности которого установлены лопасти, напоминающие по конструк­ции лопасти центробежного насоса. Такие роторы обычно работают с окружными скоростями 15-20 м/с. В гидроразбивателях этого типа роспуск невлагопрочных материалов эффективно осуществляется до 30 %-ного содержания пучков, влагопрочные материалы распускаются плохо.

Производительность гидроразбивателя в значительной степени определяется гидравлической производительностью ротора, которая зависит от конструкции лопастей системы ротора. Лопастная система определяет диапазон рабочей концентрации и направление основного потока массы на сходе с ротора. По направлению потока различают роторы радиального, радиально-осевого и осевого типов.

Роторы радиального типа создают радиальное течение потока массы в плоскости ротора и вращательное движение в ванне. Эффек­тивная работа таких роторов ограничивается концентрацией 3-5 %. С дальнейшим повышением концентрации гидравлическая, а следова­тельно, и технологическая производительность таких роторов сни­жаются. Роторы радиально-осевого типа создают в зоне своего дей­ствия наряду с радиальными осевые потоки массы. Достоинствами таких роторов являются способность работы при концентрациях до 10-14 %, высокоинтенсивный роспуск со сравнительно небольшим рас­ходом энергии и почти без измельчения посторонних включений. Это имеет большое значение при роспуске смешанной, сильно загрязнен­ной макулатуры с последующим выделением из массы неизмельчен-ных примесей. Роторы осевого типа имеют винтовую конструкцию и могут обеспечивать циркуляцию массы при концентрациях более 10-14 %. Однако их применение целесообразно только в сочетании с другими типами роторов, так как такие лопасти оказывают на мате­риал слабое ударное воздействие.

По числу роторов различают одно- и многороторные гидроразби­ватели. Применение многороторных гидроразбивателей целесообразно в тех случаях, когда имеют место существенные, колебания в объемах перерабатываемого материала, например при роспуске брака с бумаго-и картоноделательных машин.

По конструкции устройств для отвода массы различают гидро­разбиватели, оснащенные ситом, и без сита. Бесситовой отвод массы обычно применяется при периодической работе в гидроразбивателях небольших размеров. Наличие сита позволяет осуществлять первичное сортирование и очистку от грубых включений. Принципиальным для конструкции отводящего устройства является наличие или отсутствие принудительной очистки. В ситовых устройствах для этого обычно применяют гидродинамические лопасти, бесситовое устройство с очисткой может иметь вид щелевого зазора между гарнитурами рото­ра и статора. Применение принудительной очистки сита или иного устройства для отвода необходимо с повышением концентрации мас­сы, позволяет повысить производительность гидроразбивателя и является прогрессивным направлением в его конструировании.