Удаление краски

Удаление краски — это промышленный процесс удаления печатной краски с бумажных волокон для переработанной бумаги 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 пенной флотацией .

Бумага является одним из основных объектов переработки . Проблема переработки древесно-целлюлозной бумаги заключается в том, что волокна разлагаются с каждым циклом, и после 4–6-кратной переработки волокна становятся слишком короткими и слабыми, чтобы их можно было использовать в производстве бумаги. ^[1]

История

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 конопли , льна и хлопка . Только с появлением древесной массы в 1843 году производство бумаги стало независимым от переработанных материалов. ^[2]

Переработка использованной бумаги До индустриализации производства бумаги 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 практиковался 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 бумаги, изготовленной из древесной массы, начало увеличиваться 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 макулатуры увеличилось в 1970-х годах, главным образом в полиграфической и гигиенической бумаге, и ускорилось в 1980-х годах. Ежегодный рост использования вторичной бумаги увеличился на 6% в период с 1980 по 1996 год. Использование первичного волокна за тот же период увеличилось всего на 2%. В 1997 году производство восстановленной бумаги составило 42% от общего объема производства бумаги. ^[2]

Процесс удаления краски

Сортировка

Макулатура может содержать смесь разных типов бумаги, изготовленную из смесей разных бумажных волокон. Перед обработкой их необходимо отсортировать. Брок (отходы бумажного производства) обычно используется непосредственно в бумагоделательной машине .

Офисные отходы (OW)
старых Бумаги журналов (OMP)
Старая газетная бумага (ОНП)
Картон
Гофрированный картон

Из переработанной бумаги можно сделать бумагу того же или более низкого качества, чем она была изначально. Отсортированная бумага прессуется и отправляется на бумажную фабрику . Целлюлозный завод использует макулатуру в зависимости от качества бумаги, которую они хотят производить.

Дебалинг

Тюки вскрываются, и крупные посторонние предметы сортируются по конвейерной ленте к измельчителю . Многие посторонние материалы легко удаляются. Шпагат, обвязка и т.п. снимаются с гидроразрывника «тряпкой». Металлические ремни и скобы можно отфильтровать или удалить с помощью магнита. Самоклеящаяся лента на пленочной основе остается неповрежденной: клей PSA и подложка удаляются вместе. ^[4]

варка целлюлозы

Дефибраторы бывают либо периодического действия, в которых используется бак с ротором с высокой скоростью сдвига, либо непрерывного действия, с использованием длинного перфорированного барабана. Барабанные измельчители очень дороги, но их преимущество заключается в том, что они не разрушают загрязнения, что обеспечивает более чистый конечный продукт.

Дефибриллятор измельчает бумагу на более мелкие кусочки; добавляются вода и химикаты. Обычно pH доводят до 8,5–10,0. Обычные химикаты для удаления краски:

Контроль pH: силикат натрия или гидроксид натрия.
Отбеливание: перекись водорода
кальция ионов Источник : жесткая вода , известь или хлорид кальция.
Сборщик: жирные кислоты жирных кислот , эмульсии жирных кислот , мыло или органомодифицированный силоксан. ^[5]

После варки смесь представляет собой суспензию . Пульпа поступает на сортировку .

Очистка и проверка

Центробежная очистка заключается в вращении пульпы в очистителе, в результате чего материалы, более плотные, чем волокна целлюлозы, выдвигаются наружу и отбраковываются. Сита с прорезями или отверстиями используются для удаления загрязнений, размер которых превышает размеры волокон целлюлозы.

К материалам, которые труднее удалить, относятся восковые покрытия на гофрированных картонных коробках и липкие мягкие резиновые частицы, которые могут образовывать отложения и загрязнять переработанную бумагу. Клейкие материалы могут быть изготовлены из книжных переплетов , термоплавких клеев PSA , клеев для бумажных этикеток, клеев для ламинирования армированных клейких лент и т. д. ^[6]^[7]^[8]

Этап удаления краски

Целью этапа удаления краски является освобождение и удаление гидрофобных загрязнений из переработанной бумаги. Загрязняющие вещества в основном представляют собой печатную краску и липкие материалы . Используются несколько процессов, чаще всего флотация или промывка.

Флотационное удаление краски

Пенная флотация была адаптирована из процесса флотации, использовавшегося в горнодобывающей промышленности в 1960-х годах. Это наиболее распространенный процесс удаления краски в Европе, используемый для восстановления переработанной бумаги . Часто большая часть коллектора добавляется на вход флотации. Температура процесса обычно находится в диапазоне 45–55 °C. воздух пульпы вдувают В суспензию . Коллектор имеет сходство как с частицами чернил, так и с пузырьками воздуха, вызывая их прилипание. Пузырьки воздуха поднимают чернила на поверхность и образуют густую пену , которую можно удалить. Обычно установка представляет собой двухступенчатую систему с последовательно соединенными 3, 4 или 5 флотационными камерами. ^[9] Флотационное удаление краски очень эффективно удаляет частицы краски размером более 10 мкм.

Промывка и удаление краски

Промывочное удаление краски состоит из этапа промывки, на котором диспергаторы добавляются для вымывания печатных красок . Когда пульпа обезвоживается ( сгущается), 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, мелкие частицы и микроклейки . Этот процесс более распространен при изготовлении очищенной от краски целлюлозы для тканей . Технологическим оборудованием являются ленточные фильтры , напорные ленточные фильтры, дисковые фильтры и статические фильтры . Этот этап гораздо более эффективен, чем обычные этапы промывки/обезвоживания.

Комбинированная промывка и флотация

Для высококачественного удаления краски с офисных отходов и другой печатной бумаги часто обычно используется сочетание промывки и флотации.

Ферментативное удаление краски

В этом методе удаления краски используются промышленные или пищевые ферменты в сочетании с флотационным удалением краски, чтобы облегчить удаление чернил на предприятиях по переработке краски. Более эффективное удаление чернил увеличивает выход волокна, уменьшает количество загрязнений и повышает белизну бумаги. Часто использование ферментативного удаления краски помогает предприятиям сократить использование отбеливателя или использовать более дешевую сырьевую продукцию.

Другие процессы удаления краски

Флотация растворенным воздухом (DAF) используется на некоторых заводах на этапе удаления краски и позволяет удалить часть чернил и наполнителя (золы); однако в основном его используют для осветления технической воды.

Промывка/обезвоживание

Промывка/обезвоживание (сгущение) – это процесс фильтрации. Мелкие частицы (< 5 мкм) удаляются путем пропускания воды через пульпу.

Отбеливание

Если требуется белая бумага, для отбеливания используются пероксиды или гидросульфиты, чтобы повысить белизну целлюлозы. Методы отбеливания аналогичны механической целлюлозе, но цель состоит в том, чтобы сделать волокно ярче.

Производство бумаги

Очищенное волокно перерабатывается в новый бумажный продукт таким же образом, как и первичное древесное волокно , см . производство бумаги .

Побочные продукты

Оставшийся непригодный материал, в основном чернила, пластик, наполнитель и короткие волокна, называется шламом . Осадок закапывают на свалке, сжигают для получения энергии на бумажной фабрике или используют в качестве удобрения местные фермеры.

Проблемы

печати на водной основе Краски для флексографской с размером частиц менее 5 мкм и плохой растворимостью в щелочных условиях могут вызвать проблемы при удалении краски, особенно на стадии флотации. Решение состоит в том, чтобы использовать этап промывки с использованием дополнительной кислоты .

Контроль температуры важен, поскольку это влияет на липкость липких материалов .

Дополнительные проблемы возникают при учете количества химикатов, потенциально присутствующих в бумаге, предназначенной для переработки. Исследования показали, что бумага может содержать до 10 000 различных химических веществ. ^[10] судьба которого в процессе удаления краски до сих пор остается неизвестной. Полихлорированные дифенилы часто встречаются в пигментах, которые используются в газетной и журнальной бумаге. ^[11]

См. также

Ссылки

^ «Информационный листок по переработке бумаги» . Отходы онлайн. Архивировано из оригинала 18 октября 2007 года . Проверено 20 октября 2007 г.
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с Геттшинг, Лотар; Пакаринен, Хейкки (2000). «1». Переработанное волокно и удаление краски . Наука и технология изготовления бумаги. Том. 7. Финляндия: Fapet Oy. стр. 12–14. ISBN 978-952-5216-07-3 .
^ Сикста, Герберт, изд. (2006). Справочник по целлюлозе . Том. 2. Германия: Вили-ВЧ. п. 1174. ИСБН 978-3-527-30999-3 .
^ Дженсен, Тимоти (апрель 1999 г.). «Упаковочные ленты: не перерабатывать» . Совет по клеям и герметикам. Архивировано из оригинала 9 ноября 2007 г. Проверено 6 ноября 2007 г.
^ WO 011717 , Nellesen, Bernhard & Northfleet, Christina, "METHOD OF DEINKING", опубликовано 5 февраля 2004 г., выпущено в 2004 г.
^ «Стандарты на перерабатываемые клеи» . Институт производителей бирок и этикеток. 2007. Архивировано из оригинала 09.11.2007 . Проверено 6 ноября 2007 г.
^ «Добровольный стандарт по измельчению и переработке гофрированного картона» (PDF) . Альянс гофроупаковки. 2005. Архивировано из оригинала (PDF) 3 декабря 2007 г. Проверено 6 ноября 2007 г.
^ Зайтер, Пикулин (октябрь 1998 г.). «Экологически безопасные марки USPS» (PDF) . Конференция TAPPI по целлюлозе. Архивировано из оригинала (PDF) 12 октября 2006 г. Проверено 8 ноября 2007 г.
^ Флотационная установка Voith EcoCell «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 24 августа 2009 г. Проверено 8 января 2009 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
^ Пивненко Константин; Эрикссон, Ева; Аструп, Томас Ф. (2015). «Макулатура для переработки: Обзор и идентификация потенциально опасных веществ» (PDF) . Управление отходами . 45 : 134–142. Бибкод : 2015WaMan..45..134P . дои : 10.1016/j.wasman.2015.02.028 . ПМИД 25771763 . S2CID 205676176 .
^ Гроссман, Элизабет (01 марта 2013 г.). «Неустаревшие печатные платы: побочные продукты производства пигментов получают второй взгляд» . Перспективы гигиены окружающей среды . 121 (3): а86–а93. дои : 10.1289/ehp.121-a86 . ISSN 0091-6765 . ПМЦ 3621189 . ПМИД 23454657 .

Дальнейшее чтение

Геттшинг, Лотар; Пакаринен, Хейкки (2000). Наука и технология изготовления бумаги: 7. Переработанное волокно и удаление краски . Финляндия. ISBN 978-952-5216-07-3 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[paperinfosheet-1] «Информационный листок по переработке бумаги» . Отходы онлайн. Архивировано из оригинала 18 октября 2007 года . Проверено 20 октября 2007 г.

[PST1-2] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с Геттшинг, Лотар; Пакаринен, Хейкки (2000). «1». Переработанное волокно и удаление краски . Наука и технология изготовления бумаги. Том. 7. Финляндия: Fapet Oy. стр. 12–14. ISBN 978-952-5216-07-3 .

[3] Сикста, Герберт, изд. (2006). Справочник по целлюлозе . Том. 2. Германия: Вили-ВЧ. п. 1174. ИСБН 978-3-527-30999-3 .

[4] Дженсен, Тимоти (апрель 1999 г.). «Упаковочные ленты: не перерабатывать» . Совет по клеям и герметикам. Архивировано из оригинала 9 ноября 2007 г. Проверено 6 ноября 2007 г.

[5] WO 011717 , Nellesen, Bernhard & Northfleet, Christina, "METHOD OF DEINKING", опубликовано 5 февраля 2004 г., выпущено в 2004 г.

[6] «Стандарты на перерабатываемые клеи» . Институт производителей бирок и этикеток. 2007. Архивировано из оригинала 09.11.2007 . Проверено 6 ноября 2007 г.

[7] «Добровольный стандарт по измельчению и переработке гофрированного картона» (PDF) . Альянс гофроупаковки. 2005. Архивировано из оригинала (PDF) 3 декабря 2007 г. Проверено 6 ноября 2007 г.

[8] Зайтер, Пикулин (октябрь 1998 г.). «Экологически безопасные марки USPS» (PDF) . Конференция TAPPI по целлюлозе. Архивировано из оригинала (PDF) 12 октября 2006 г. Проверено 8 ноября 2007 г.

[9] Флотационная установка Voith EcoCell «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 24 августа 2009 г. Проверено 8 января 2009 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )

[10] Пивненко Константин; Эрикссон, Ева; Аструп, Томас Ф. (2015). «Макулатура для переработки: Обзор и идентификация потенциально опасных веществ» (PDF) . Управление отходами . 45 : 134–142. Бибкод : 2015WaMan..45..134P . дои : 10.1016/j.wasman.2015.02.028 . ПМИД 25771763 . S2CID 205676176 .

[11] Гроссман, Элизабет (01 марта 2013 г.). «Неустаревшие печатные платы: побочные продукты производства пигментов получают второй взгляд» . Перспективы гигиены окружающей среды . 121 (3): а86–а93. дои : 10.1289/ehp.121-a86 . ISSN 0091-6765 . ПМЦ 3621189 . ПМИД 23454657 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]