Ugrás a tartalomhoz

Újrahasznosítási ismeretek

Dr. Nagy Béla (2011)

Szent István Egyetem

6.4 A papírgyártás technológiai műveletei

6.4 A papírgyártás technológiai műveletei

A papírhulladék fajta összetétele, minősége, szennyezettsége, a szükséges másodlagos szuszpenzió minősége függvényében különféle regenerálási, technológiai eljárás kerül alkalmazásra. Ilyenek:

  • hidromechanikai eljárás,

  • hidro-termomechanikai eljárás,

  • hidromechanikai-kémiai eljárás,

  • hidro- termomechanikai- kémiai eljárás.

Az eljárásokban szereplő hidro előtag a vizes közeg kitüntetett funkciójára, a többi a kezelés módjára utal.

A papírhulladék feldolgozása során két lényeges, de együtt végbemenő folyamat különböztethető meg:

  • A hulladék folyamatos diszpergálása az egyedi rostok szétválásáig,

  • a nemkívánatos anyagok (szennyeződések) folyamatos leválasztása a hulladékból, illetve a rostszuszpenzióból.

  • A papírhulladék regenerálása

A regenerálás során a diszpergálást és a szennyezőanyag leválasztást különböző szárazanyag tartalommal és különböző műveletekkel végzik. ezek a műveletek egy – egy technológiai folyamaton belül a papírhulladék minőségétől függően különféle kombinációkban, egy- vagy több lépésben alkalmazott berendezések típusához, kapacitásához és hatásfokához igazodik.

A feldolgozás során a technológiai műveleteket úgy kell megválasztani, hogy a szennyezőanyagok méreteinek megőrzése mellet, a lehető legkisebb energia ráfordítással a papírhulladékból olyan rostszuszpenziót állítsanak elő, melyben az egyedi rostok elkülönülnek egymástól.

Ezek a technológiai műveletek a következők.

  • tépés (a feloldás érdekében történő darabolás),

  • portalanítás (szennyeződések csökkentése),

  • főzés (az összetevők közötti kötések lazítása),

  • feloldás (csővezetéken továbbítható rostszuszpenzió),

  • tisztítás

    • durva – és finomosztályozás (a nagy és nehéz, ill. a kis és könnyű részecskék eltávolítása) ,

    • festéktelenítés (festékpigmentek eltávolítása),

    • fehérítés (fehérség növelése),

    • szintelenítés (szintónusok megváltoztatása),

    • extrakció (vegyi segédanyagok kioldása)

  • foszlatás (rost – rost kapcsolatok megszüntetése,

  • frakcionálás (rostok méret szerinti elkülönítése),

  • szállítás (szuszpenzió továbbítása),

  • tárolás (a kapcsolódó technológiai berendezések igényeinek megfelelően),

  • besűrítés (különböző szárazanyag tartalommal üzemelő berendezések anyagellátása).

A feldolgozáshoz alkalmazott gépek rohamos fejlődésen mentek keresztül mind funkcionálisan, mind szerkezeti megoldásukban és természetesen hatékonyságban.

A papírhulladék feloldásához első lépcsőben nyitott, függőleges és vízszintes építésű pulpereket alkalmaznak. (82. ábra) A második lépcsőben zárt rendszerű, ún. másodlagos pulpereket használnak, melyek forgó rotorral és különböző lyukméretű leválasztó lemezzel ellátottak (turbószeparátor, 83. ábra).

82. ábra. Szuszpenzió készítés hulladék papírból I.

83. ábra. Szuszpenzió készítés hulladék papírból II.

Az alkalmazott eljárás során közepes konzisztencia tartományban (4 %-nál kisebb anyagsűrűség esetén) folyamatos feloldást, közepes (kb. 10 %-os anyagsűrűség) és nagy konzisztencia tartományban (15 %-os anyagsűrűség) szakaszos berendezéseket alkalmaznak.

A két lépcső kombinációjaként alkalmazható a kétlépcsős feloldó berendezés (84. ábra) mely egy nyitott és egy zárt szakaszból áll.

84. ábra. Kétlépcsős feloldó berendezés folyamata: I. első lépcső, II. második lépcső

Napjainkban a 10 -18 %-os nagy sűrűségű pépesítő rendszereket preferálják, melyek a kíméletes mechanikus kezelés előnyeit kínálják. Azonban a lágy, kenődő nyomdafestékek korlátozzák az ilyen berendezések alkalmazását. Változó papírhulladék összetétel és nehezen pépesíthető anyagok esetén a szakaszos üzemű berendezések előnyösebbek, mint a folyamatos pépesítő rendszerek. A szakaszos üzemű NS (nagy sűrűségű) pépesítő látható a 85. ábrán. A tisztítás első lépésében az előszitálásnak nagy hatása van az iszap tisztaságára. Asz ideális előszitáló rendszer tartalmaz egy „A” szakaszt 1.4 – 1.6 mm-es szita lyukmérettel és egy következő 0.25 – 0.35 mm-es lyukméretű második „B” szakaszt (86. ábra). A szitaperforáció nem az egyetlen kritérium, nagyon fontosak a folyási körülmények a szitafelületnél, a szitakosár alakja, az átlagos folyási sebesség a szita nyitott felületén, azaz a fajlagos szitaterhelés, a nyomáskülönbség, a hulladék folyási sebessége és a sziták elrendezése. Ha az ábrán bemutatott nagyon hatékony kaszkád elrendezést a második szakaszban soros előrefolyással cserélik fel –mely a beruházási költség szempontjából kedvező-, a rendszer hatásfoka jelentős mértékben csökken.

85. ábra. Sűrű pépet előállító rendszer

86. ábra. Spectro szitarendszer (kaszkád elrendezés)

A másodlagos rostszuszpenzió tisztítása mind a híganyag, mind sűrűanyag tartományban lehetséges. a tisztítást osztályozó berendezésekkel végzik, melyek lehetnek:

  • vibrációs osztályozók melyekben a perforáció kör, vagy rés alakú (87. ábra)

  • hidrociklonok kúpos vagy hengeres kivitelben (88. ill. 89., 90. ábra)

  • függőleges centrifugál osztályozók (91. ábra)

Különleges tisztító berendezésként kerül alkalmazásra az „E” típusú, teljesen zárt Voith injektorcella, felülről a szuszpenzióba merülő injektorokkal (92. ábra). Ezeket a soros elrendezésű flotációs cellákat flotáló gépnek is nevezik. A szűrt hulladéktúlfolyás nagy mennyisége garantálja a jó festékleválasztást és a kisméretű részecskék eltávolítását. Az injektorok a Venturi elven működnek, azaz levegőt szívnak be kompresszorok, vagy külső ventillátorok nélkül. Az injektorban a turbulencia biztosítja a légbuborékok és festékrészecskék közötti jó érintkezést, ami a sikeres leválasztás alapvető feltétele.

87. ábra.

88. ábra. Hidrociklon

89. ábra. KS tisztító

A cellák közötti falak nyílásai lehetővé teszik az anyag kompenzáló átfolyását abban az esetben, ha a tényleges átfolyás kisebb az optimumnál (93. ábra). A kapacitás csökkenése fokozza ezt a belső recirkulációs áramlást, lehetővé téve, hogy az injektor állandóan optimális feltételek között üzemeljen. Ez a rendszer személyi beavatkozás és pótlólagos vezérlő elemek nélkül, teljesen önkiegyensúlyozó.

90. ábra.

91. ábra. Osztályozó berendezések a papír feldolgozásnál

A flotáció napjainkban kétféle rendszerrel oldható meg (94. ábra). az egyik a kör keresztmetszetű, torony alakú, központi hablecsapolású ú.n. „CF” cella, a másik pedig az elliptikus keresztmetszetű csőből álló, oldalirányú hablecsapolással dolgozó „E” cella. A CF cella elsősorban famentes, az E cella pedig fatartalmú nyersanyagok esetén hatékony. Az eljárások technológiai hatásosságában mutatkozó különbségek a 95. ábrán láthatók. a különleges problémát okozó lézernyomtatású hulladékpapír esetén a CF cella jóval előnyösebbnek bizonyul.

92. ábra. Flotációs cella elvi működése

93. ábra. Kompenzáló anyagáram a flotációs cellánál

94. ábra. Torony- és csőcella hatékonysága