Исследование вторичного волокнистого сырья для производства тест-лайнера Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 676.038.2

ИССЛЕДОВАНИЕ ВТОРИЧНОГО ВОЛОКНИСТОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕСТ-ЛАЙНЕРА

© Г.В. Свердлик1, И.Н. Ковернинский2

1ООО «Экологические технологии», Балахна Нижегородской обл. (Россия)

E-mail: gregory@ecopapers.ru

2Архангельский государственный технический университет, наб. Северной Двины, 17, Архангельск, 163002 (Россия) E-mail: kovern@list.ru

Статья посвящена исследованиям качества макулатуры марки МС-5Б, применяемой для производства тест-лайнера, и макулатуры - отходов производства упаковки для жидких пищевых продуктов «тетрапак».

Установлены физико-химические показатели волокна из вторичного сырья - отходов производства упаковки для жидких пищевых продуктов и выполнено их сравнение с наиболее качественным вторичным сырьем - макулатурой МС-5Б 1 и 2 -го сорта.

Сравнение показателей качества макулатуры бумажной и картонной с макулатурой - отходами производства тетрапак, позволяет утверждать, что отходы тетрапак являются потенциальным сырьем для производства высококачественного вторичного волокна.

Вторичное волокно из отходов тетрапак можно использовать как самостоятельно, так и в композиции с волокном бумажной и картонной макулатуры для повышения качества тест-лайнера.

Введение

Анализ литературных данных в области переработки макулатуры говорит об обоснованности ожидания ее возрастающей роли в качестве источника вторичного волокна - заменителя свежих волокнистых полуфабрикатов для развития производства бумаги и картона. И прежде всего потому, что о макулатурном сырье можно определенно говорить как о неисчерпаемом ресурсе. Прогнозируемый рост производства и потребления бумажно-картонной продукции пропорционально пополнит этот ценный вид вторичного волокнистого сырья, которое, в свою очередь, обеспечит прирост объемов производства бумаги и картона.

В современной структуре переработки макулатуры главным направлением остается производство тарного картона и, в частности, одного из основных его компонентов - тест-лайнера. Ежегодный прирост данного вида продукции находится в пределах 5-7% при сохраняющейся тенденции к повышению качества тест-лайнера.

Известно [1-3], что в результате прохождения полного технологического цикла изготовления бумаги или картона в волокнах происходят обратимые и необратимые изменения, затрагивающие их надмолекулярную структуру, что в конечном итоге обусловливает существенное снижение исходных свойств волокон как полуфабрикатов для повторного использования. Поэтому дальнейшее углубление знаний о процессах, протекающих в структуре растительного волокна под воздействием факторов технологии, приводящих к ухудшению свойств, для возможности восстановления их до удовлетворяющих значений представляется задачей актуальной, теоретически и практически полезной. В данной статье представлены основные результаты сравнительных исследований физико-механических свойств различных марок вторичного волокнистого сырья - макулатуры.

* Автор, с которым следует вести переписку.

Экспериментальная часть

Целью исследований было получение сравнительных данных о качестве макулатуры марки МС-5Б, применяемой для производства тест-лайнера, и макулатуры - отходов производства упаковки для жидких пищевых продуктов тетрапак.

Объектами исследований стали образцы различных марок макулатуры, используемые и рассматриваемые в качестве потенциальных источников для производства тест-лайнера с повышенными показателями физико-механичесикх свойств в ООО «Экологические технологии» (макулатура тетрапак).

Данные исследований стандартных физико-механических и размерных характеристик приведены в таблице.

Обсуждение результатов

В таблице (п.п. 1 и 2), приведены данные по макулатуре марки МС-5Б 1 и 2-го сортов, которая применяется в настоящее время в ООО «Экологические технологии» для производства тест-лайнера. В целом физико-механические показатели макулатуры отвечают требованиям ГОСТ 10700-1997 на бумажную и картонную макулатуру [4]. Следует выделить макулатуру МС-5Б (сорт 1), имеющую более высокие показатели по сравнению с макулатурой 2-го сорта. Такая разница в показателях, при примерно одинаковой длине волокна - 1,41 мм, против 1,31 мм, объясняется тем, что макулатура 1 сорта должна состоять практически из отходов производства и потребления бумаги и гофрокартона, произведенного с высокой долей первичного волокна. Ресурсы такой макулатуры ограничены, наблюдается ее дефицит. Поэтому, с точки зрения получения вторичного волокна со свойствами близким или превышающими макулатуру МС-5Б (1-й сорт), были исследованы три образца макулатуры из отходов производства пакетов тетрапак.

Для производства упаковки тетрапак используется крафт-картон с полиэтиленовым или полипропиленовым пленочным покрытием. Следовало ожидать, что волокно из этого вида сырья не должно уступать по качеству макулатуре МС-5Б (1 сорт).

Как видно из таблицы (п.п. 3, 4 и 5), вторичное волокно из отходов производства тетрапак различных производителей имеет качество сопоставимое с качеством волокна из бумажной и картонной макулатуры. Качественными, заметно превышающими физико-механические показатели макулатуры МС-5Б, отличается волокно из отходов тетрапак (Финляндия). Имея сопоставимую длину, данное волокно обладает заметно большей разрывной длиной - 9060 м, против 7830, сопротивлением продавливанию - 582 кПа против 414. Научное объяснение данному факту состоит в том, что упаковочный ламинированный картон (Финляндия) производится из сульфатной беленой целлюлозы. Такая целлюлоза в большей степени делигнифицирована и имеет более разветвленную удельную поверхность, повышенную гибкость и эластичность. Этот комплекс факторов обеспечивает существенно более прочные межволоконные связи в структуре листа картона.

Исследованные марки макулатуры, стандартные физико-механические показатели и средневзвешенные размеры волокна

Марка макулатуры Время размола, мин Степень помола, оШР ,а длия 1 2 ыв р за Р - з а р Э й еы § а дли Сопротивление раздиранию, мН Абсолютное сопротивление продавливанию, кПа Длина, мм Ширина, мкм £ 0 О л Ме Белизна, %

1. МС-5Б 1 с. 21 35 7830 2,14 684 414 1,41 28,8 8,5 -

2. МС-5Б 2 с. 20 32 3720 1,87 730 203 1,31 27,0 9,7 -

3. Отходы производства тетрапак 18 34 6390 2,13 751 398 1,32 27,1 9,8

4. Отходы производства тетра-пак (Финляндия) 19 36 9060 2,71 721 582 1,45 28,9 75,0

5. Отходы производства тетра-пак, (Америка) 19 33 4380 2,38 812 262 1,11 24,1 13,1 77,5

Размол волокнистых полуфабрикатов проводился в лабораторных условиях в центробежном размалывающем аппарате.

Близким по качеству к волокну из макулатуры МС-5Б (сорт 1), является волокно из отходов тетрапак (табл., п. 3).

Исследованные отходы тетрапак образуются на российских предприятиях, производящих упаковку для жидких пищевых продуктов из сырья различных поставщиков.

Выводы

1. Экспериментально установлены физико-химические показатели волокна из вторичного сырья - отходов производства упаковки для жидких пищевых продуктов и выполнено их сравнение с наиболее качественным вторичным сырьем - макулатурой МС-5Б 1 и 2-го сорта.

2. Сравнение показателей качества макулатуры бумажной и картонной с макулатурой - отходами производства тетрапак, позволяет утверждать, что отходы тетрапак являются потенциальным сырьем для производства высококачественного вторичного волокна.

3. Вторичное волокно из отходов тетра-пак можно использовать как самостоятельно, так и в композиции с волокном бумажной и картонной макулатуры для повышения качества тест-лайнера.

Список литературы

1. Иванов С.Н. Технология бумаги. М., 1970. 696 с.

2. Дулькин Д.А., Панов А.Н., Ковернинский И.Н., Спиридонов В.А. Ресурсы и качество макулатуры для производства бумаги и картона // Целлюлоза. Бумага. Картон. 2006. №5. С. 28-37.

3. Дулькин Д.А., Южанинова Л.А., Миронова В.Г., Спиридонов В.А. Научные основы переработки макулатуры // Технология переработки макулатуры: тр. 6-й Междунар. научн.-техн. конф. Караваево - Правда, 2005. С. 87-99.

4. ГОСТ 10700-1997. Макулатура бумажная и картонная. Технические условия. Взамен ГОСТ 10700-1989; введен 2001-01-01.

Поступило в редакцию 7 января 2008 г.