Целлюлоза – моя дипломная работа.

Весьма перспективным в этом отношении является разработанная в Швейцарии система Орфа, проходящая промышленные испытания в Филадельфии и в других городах США. Эта система всего за 17 мин превращает смешанные городские отходы в ряд ценных сырьевых материалов для изготовления пластиков, керамики, бумаги, стекла, металлов и органических веществ для компоста и топлива.

Об объеме отходов больших городов можно судить по данным печати, сообщающей, что жители Нью-Йорка ежегодно выбрасывают отбросов в виде мусора в 9 раз больше, чем они весят сами. В отбросах Нью-Йорка содержание бумаги и картона составляет примерно 50%. За год в одном Нью-Йорке оказывается необходимым уничтожить сжиганием около 350 ООО т газетной бумаги. Систематическое сжигание такого большого количества бумаги связано с излишним загрязнением окружающей среды. Поэтому выдвигается идея использовать эту бумагу без сжигания на полях для удобрения почвы. Однако целлюлоза за 6-8 нед пребывания в земле разлагается не более чем на 60%, а оставшиеся 40% не поддаются дальнейшему разложению. Проведенными исследовательскими работами установлено, что некоторые микроорганизмы способны ускорить разложение целлюлозы и катализируют гидролиз ее растворимых производных. В связи с этим рассматривается предложение о изготовлении газетной бумаги с содержанием в композиции таких микроорганизмов, которые, не снижая всех обычно предъявляемых к газетной бумаге требований, способствовали бы хорошему использованию отбросов из такой бумаги для компостирования почвы.

Фирма Сент Реджис Пейпер (США) вырабатывает три вида бумаги для офсетной печати с использованием в композиции от 30 до 55% волокон бумажной макулатуры, получаемой из неотсортированного городского мусора. На бумажной фабрике мусор отсортировывается, макулатура поступает на сортировки и центробежные очистители, после чего отбеливается до 75% Дж. Эл. В композицию вырабатываемых видов бумаги входит также беленая древесная масса и беленая сульфатная целлюлоза из древесины хвойных пород. Качество вырабатываемой бумаги, если не считать несколько повышенную сорность, не уступает качеству соответствующих видов бумаги для печати.

При введении 15-20% макулатурной массы в композицию газетной бумаги, а также в композицию бумаги для печати среднего качества удавалось получить бумагу с более однородной структурой и улучшенными печатными свойствами. Одновременно наблюдалось уменьшение числа обрывов бумажного полотна на участке между гаучвалом и первым прессом.

Удаление печатной краски с поверхности бумажной макулатуры в основном осуществляют методами промывки или чаще флотации. Практикуют и сочетание этих методов, описанию которых посвящена работа.

В качестве одного из существенных достоинств использования бумажной макулатуры для выработки облицовочного картона Д. В. Бергстром отмечает, что такой картон обладает повышенной пластичностью, а также стабильностью размеров. Последнее особенно важно при нанесении на картон многоцветной печати. У бумаги, изготовленной из макулатуры, отмечается также пониженная способность скручиваться.

Не представляет больших затруднений использование в качестве вторичного сырья макулатуры, поступающей на бумажные фабрики в виде отходов типографий и других потребляющих бумагу предприятий, а также макулатуры архивной и сдаваемой населением на базы утильсырья. Однако применение макулатуры (бумажных отходов различных населенных пунктов) является серьезной и далеко не разрешенной проблемой.

Считается, что самый простой способ утилизации городских отходов — это строительство мусоросжигательных станций, извлекающих энергию в виде пара, который идет на обогрев или приводит в действие электрогенераторы. Однако твердые городские отходы содержат металлы в более концентрированном виде, чем в самых богатых рудах мира; заключенная в мусоре бумага представляет собой тысячи гектаров лесов; мусор содержит нефтепродукты высокой очистки в виде пластиков, а также неисчислимые тонны стекла. Поэтому над проблемой эффективной разработки этих залежей работают многие исследовательские организации Европы и Америки.

Макулатура, применяемая для получения туалетной бумаги, не является источником переноса болезнетворных бактерий и спор, так как подавляющее большинство их гибнет при подготовке макулатурной массы и сушке бумаги.

В некоторых случаях при изготовлении бумаги и картона для пищевой промышленности в целях предотвращения загрязнений этих материалов бактериальными спорами осуществляют непрерывную подачу хлора или двуокиси хлора в сборники для подсеточной и оборотной воды или перед смесительным насосом.

В особых случаях для несодержащих макулатуру бумаги и бумажных текстилеподобных материалов, используемых в медицинской практике, при их стерилизации применима радиационная техника с гаммаустановкой. При этом наличие в стерилизуемом материале радиационносшивающего компо- нента (акрилового латекса) не только позволяет избежать отрицательного влияния радиации на разрушающее усилие материала в сухом его состоянии, но и обеспечивает повышение прочности материала во влажном состоянии из-за образования ; связей, не разрушающихся под действием воды.

В США, а также в Европе некоторые бумажные фабрики вырабатывают газетную бумагу из 100%-ной облагороженной газетной макулатуры, т. е. из макулатуры, с поверхности которой удалена типографская краска. Получаемая газетная бумага характеризуется лучшими печатными свойствами, более высокими показателями непрозрачности и сопротивления раздиранию. Все прочие показатели качества газетной бумаги были удовлетворительными, хотя несколько и уступали соответствующим показателям обычной газетной бумаги. Тем не менее при печатании на этой бумаге газет отмечалось меньшее число обрывов бумажного полотна, чем при использовании стандартной газетной бумаги.

В связи с использованием бумажной макулатуры для изготовления газетной бумаги на ряде предприятий Европы представляют интерес данные, опубликованные в Канадском журнале, об основных энергетических затратах на производство газетной бумаги, кВт — ч/т, при использовании различных технологических процессов:

Применение макулатуры с покрытиями обычно приводит к загрязнению одежды бумагоделательных машин, и для удаления этих загрязнений иногда необходимо пользоваться смесью различных растворителей. Для эффективного использования макулатуры, содержащей парафиновые и полипропиленовые покрытия, а также смолы, придающие бумаге влагопрочность, рекомендуется экстракция макулатуры при повышенной температуре трихлорэтиленом, который затем регенерируется.

Из всего используемого количества макулатуры в Европе примерно 50% применяется для изготовления плоских слоев гофрированного картона (тестлайнера) и бумаги-основы для гофрирования (флютинга). Содержание макулатурной массы в композиции этой продукции достигло 90%, в многослойном коробочном картоне 75%, в санитарно-бытовых видах бумаги 40%.

Обесцвеченная макулатурная масса из волокон целлюлозы, подвергнутая дополнительной отбелке, успешно используется вместо беленой целлюлозы при выработке многих санитарно-бытовых видов бумаги, а также писчих и печатных видов бумаги и белого картона.

Макулатурная масса, содержащая древесную массу, после обесцвечивания применяется в качестве заменителя древесной массы при выработке формовочных изделий, обойной бумаги, разных видов картона, в основном тарного.

Креиированную туалетную бумагу изготовляют в разных странах либо из обесцвеченной, либо необесцвеченной макулатурной массы с содержанием макулатуры в этой бумаге до 100%. Разумеется, не каждая марка макулатуры пригодна для изготовления санитарно-бытовых видов бумаги. Совершенно недопустима в этом случае макулатура, бывшая ранее в употреблении в качестве упаковки химикатов, удобрений, пищевых продуктов, стройматериалов и других веществ, которые могут оказать раздражающее действие. Как указано в работе, рекомендуется следующий состав по маркам макулатуры для выработки санитарно-бытовых видов бумаги: марки МС-2, МС-1 и МС-4 не менее 80% при оптимальном соотношении МС-2 75%, МС-4 5% и МС-5 не более 20%. Для выработки бумаги необходимо вводить 0,1% от массы абс. сухих волокон красителя (прямого алого, хризофенина и др.), рекомендованного Министерством здравоохранения СССР для окрашивания бумаги санитарно-бытового назначения.

При этом наиболее устойчивы к многократному воздействию волокна сульфатной небеленой хвойной целлюлозы и древесной массы. Наибольшие изменения в свойствах волокон происходят за первые четыре цикла повторного использования волокон макулатуры, при чем более других чувствительным показателем служит снижение сопротивления излому бумаги из регенерированных волокон макулатуры. Установлено, что наблюдается снижение межволоконных сил связи, прочность же самих волокон практически не изменяется. При многократной переработке газетной макулатуры основное снижение прочностных показателей происходит после первого же цикла переработки, на последующих циклах изменение показателей прочности не наблюдается.

При использовании для изготовления бумаги макулатуры из волокон небеленой хвойной сульфатной целлюлозы наиболее высокие показатели механической прочности бумаги достигаются при степени помола массы 35-40°ШР. Дальнейшее повышение степени помола массы приводит к незначительному изменению бумагообразующих свойств волокон, но фильтрационные свойства массы при этом существенно снижаются.

Изменение бумагообразующих свойств сульфатной и книжно-журнальной макулатуры (содержание древесной массы 35-40%) при ее хранении в виде суспензии с концентрацией 15% показано в работе. Там же установлено, что макулатурную массу при высокой концентрации можно хранить в башнях, если срок хранения в этих условиях не превышает 10 дней. Более длительное хранение макулатуры в виде суспензии заметно сказывается на уменьшении механической прочности отливок бумаги, изготовляемых из макулатурной массы.

В настоящее время не представляет особых затруднений удаление из бумажной макулатуры таких посторонних включений, как металлические скрепки, кусочки резины, щепки, пленки полиэтилена и куски влагопрочной бумаги. Вместе с тем большие трудности представляет удаление из бумажной макулатуры включений клеевой ленты, тсрмоотверждающихся смол и различного рода латексов.