Substancje chemiczne używane w procesie recyklingu makulatury

Recykling papieru stanowi integralną część produkcji papieru i masy celulozowej. Z punktu widzenia ochrony środowiska powinien być wspierany w możliwie jak najszerszym zakresie. Papier jest znany ze swojego potencjału w zakresie recyklingu i nadaje się do rozkładu na włókna celulozowe, które można wykorzystać jako budulec do innych celów.

Makulatura jako cenny surowiec

Z roku na rok coraz więcej makulatury jest poddawanej recyklingowi. Z jednej tony makulatury można wyprodukować tyle papieru, ile uzyskalibyśmy z 17 drzew.

Recykling papieru rozpoczyna się już w naszych domach, bowiem istotny jego etap to odpowiednia segregacja w gospodarstwach domowych. Warto od najmłodszych lat uczyć się, jak to robić prawidłowo. Zebrana makulatura jest dostarczana do właściwych punktów zbiórki odpadów celulozowych i tam jest poddawana całej technologii ponownego przerobu papieru. Przetwarzanie dużych ilości makulatury odbywa się zazwyczaj w systemach zintegrowanych z  papierniami.

W zależności od przeznaczenia końcowego przetworzonego papieru, makulatura jest poddawana różnym procesom. Do wytwarzania tektur pudełkowych, niepowlekanych tektur czy tektur falistych, surowiec jest poddawany procesowi mechanicznego oczyszczania z pominięciem odbarwiania i bielenia. Natomiast papier przeznaczony do druku i pisania, bibułki higieniczne, a także papier gazetowy wymagają we wczesnym etapie przerobu zarówno oczyszczania mechanicznego, jak i odbarwiania.

Włókien celulozowych nie można poddawać recyklingowi w nieskończoność. Podczas procesu recyklingu włókna są skracane, aż w końcu stają się zbyt krótkie dla nowych produktów papierniczych. Teoretycznie te same włókna można poddawać recyklingowi do 6-7 razy, zanim ich właściwości ulegną pogorszeniu, uniemożliwiając ich wykorzystanie do produkcji papieru.

Etapy recyklingu papieru

Makulatura przeznaczona do ponownego przetworzenia jest poddawana następującym etapom:

• składowanie – makulatura trafia do papierni, często w formie beli. Tam jest magazynowana i czeka na proces przetworzenia
• rozwłóknianie – papier jest mieszany z gorącą wodą i zostaje rozdzielony na włókna celulozowe. Na tym etapie dodawane są pierwsze substancje chemiczne. Mają one na celu odbarwienie makulatury, usunięcie farby drukarskiej. Ten etap jest również uważany za wstępny proces oczyszczania materiału do recyklingu
• mechaniczne usuwanie zanieczyszczeń – na tym etapie wykorzystywane są specjalne sita i hydrocyklony, do których pompowana jest rozwłókniona zawiesina wodna włókien celulozowych. Usuwane są takie zanieczyszczenia jak piasek, zszywacze czy spinki
• odbarwianie – jest to proces konieczny szczególnie do papieru gazetowego czy papieru do pisania. Etap ten jest często pomijany, np. do produkcji tektury. Wstępne odbarwianie jest przeprowadzane podczas rozwłókniania makulatury. Następnie masa trafia do komór flotacyjnych, gdzie w procesie zwanym flotacją, cząstki farby drukarskiej oddzielają się od masy i zostają usunięte wraz z powstałą pianą.
• bielenie – odbywa się z wykorzystaniem środków chemicznych takich jak nadtlenki, podsiarczyn sodu czy kwas formamidynosulfonowy. Proces ten rozpoczyna się w dyspergatorze i kończy w kadziach mieszalnych.

Podstawowe substancje chemiczne w procesie recyklingu 

Przykładami substancji chemicznych stosowanych w procesie recyklingu papieru są :

• środki powierzchniowo czynne – stosowane do usunięcia farb i tuszy drukarskich. Pełnią w procesie recyklingu trzy podstawowe role. Przede wszystkim działają jak środek dyspergujący do usunięcia cząstek farby z powierzchni włókna. Stanowią kolektory do gromadzenia małych cząstek tuszu w większe aglomeracje, a także zmieniają charakter powierzchni cząstek z hydrofilowego na hydrofobowy. Działają pianotwórczo do usuwania fragmentów tuszu i farb w procesie flotacji. Chociaż środki powierzchniowo czynne odgrywają ważną rolę w odbarwianiu, mogą mieć również negatywny wpływ na usuwanie farby, jakość włókien czy ponowne wykorzystanie wody. Na przykład adsorpcja środka dyspergującego i spieniacza na powierzchni włókien może zmniejszyć wiązanie włókien i powodować problemy z pianą w maszynach papierniczych.
• nadtlenek wodoru – rozjaśnia, bieli pulpę. Siła wybielania nadtlenku wodoru i innych związków nadtlenkowych jest spowodowana szybkim rozkładem substancji. W rzeczywistości nawet śladowe ilości dwuwartościowych kationów metali przejściowych, zawartych w masie papierniczej, takich jak żelazo, mangan czy miedź katalizują rozkład nadtlenku wodoru oraz innych związków nadtlenowych. W tym przypadku wysoka temperatura jest pozytywnym czynnikiem przyspieszającym zużycie nadtlenku wodoru z mniejszą ilością wybielacza i zapewnia lepszą barwę w bardzo krótkim czasie.
• wodorotlenek sodu (zobacz ofertę od Grupy PCC)  - jest używany do regeneracji chemikaliów używanych do rozpuszczania zrębków drzewnych we włóknach, co pozwala fabryce na ponowne wykorzystanie wielu chemikaliów i obniżenie kosztów produkcji pulpy. Jest również stosowany w jednym z etapów niektórych typowych procesów wybielania w celu zwiększenia efektywności danego etapu. Wodorotlenek sodu ponadto powoduje pęcznienie włókien po dodaniu ich do roztworu. To pomaga oddzielić farbę od włókien, dzięki czemu mogą być ponownie wykorzystane.
• chlor – kliknij - w produkcji papieru i recyklingu makulatury jest wykorzystywany do bielenia i usuwania ligniny. Jednak ze względu na ochronę środowiska coraz bardziej odchodzi się od stosowania w procesie chloru bądź jego pochodnych. Papiery poddane recyklingowi często są oznaczane skrótem PCF, co oznacza, że w procesie recyklingu nie użyto chloru ani chloropochodnych, ale pierwotnie bielony za pomocą chloru lub jego pochodnych mógł być wykorzystany jako materiał wyjściowy. Niektóre procesy recyklingu papieru, takie jak produkcja białego papieru drukarskiego i papieru do pisania, nadal wykorzystują chlor lub pochodne chloru do wybielania.

Surowce dla branży celulozowo-papierniczej konsumenci mogą nabyć od spółek należących do Grupy PCC, a w szczególności od spółki PCC Exol, PCC Chemax czy PCC MCAA. Wytwarzają one między innymi środki dyspergujące, dodatki zwilżające, emulgatory czy środki niskopienne. Najważniejszymi surowcami spośród nich są kwas monochlorooctowy, ług sodowy oraz podchloryn sodu.

Dzięki zastosowaniu surowców oferowanych przez Grupę PCC, ułatwione jest prowadzenie procesów produkcji i recyklingu papieru. Ponadto stosowanie określonych dodatków, podwyższa jakość otrzymywanych produktów, co przekłada się na zwiększenie wydajności procesu i prowadzi do obniżenia kosztów.