Малотоннажные технологии переработки макулатуры

В числе малотоннажных технологий, широко рекламируемых сегодня, следует отметить производство теплоизоляционного материала типа «Эковата», бугорчатых прокладок и формованных изделий, волокнистых плит, туалетной бумаги, полимерно-бумажных плит, теплоизоляционных плит.

Производство бугорчатых прокладок

Для производства бугорчатых прокладок на территории Советского Союза использовались несколько дорогостоящих импортных высокопроизводительных комплексов. Они обеспечивали потребность всех птицефабрик. Стоимость транспортных расходов по поставке тары под яйцо по всей территории страны в расчет не бралась. К самим прокладкам предъявлялись не очень высокие по промокаемости и прочности требования, так как в то время птицефабрики не отправляли яйцо на дальние расстояния - хватало местных производителей. Поскольку в последние 10-15 лет некоторые птицефабрики перестали существовать, появились регионы, где дефицит яйца достаточно велик и приходится завозить данную продукцию издалека, а для этого нужна прочная, плохопромокаемая ячейка, рассчитанная на транспортировку на большие расстояния. Для крупных производственных комплексов трудно решить вопрос сохранения невысокой себестоимости не в ущерб качеству.

Таких производителей в России немного и расположены они по территории неравномерно: г. Железногорск (Курская область), г. Туймазы (Башкирия), г. Набережные Челны (Татарстан).

При транспортировке изделий на расстояние свыше 1000 км накладные расходы существенно влияют на себестоимость ячейки. Так, при стоимости вагона продукции у производителя в центральной части России около 120 000 рублей, железнодорожный тариф до Урала составляет около 30 000 рублей, т.е. 25 %. Причем тариф продолжает расти.

Производя ячейку для местных производителей яйца, можно достичь существенной экономии на транспортных расходах при удовлетворении потребности каждого по качественным показателям продукции. Поэтому становится все более привлекательным предложение размещения производства данного вида тары в регионах, удаленных от крупных таропроизводящих комплексов, а также для предпринимателей, работающих с птицефабриками на давальческой основе или по бартерным схемам; типографий и других предприятий с большим отходом макулатуры и т.д.

Технология производства бугорчатых прокладок заключается в следующем: макулатуру (газетную) вручную загружают в бак гидроразбивателя (емкостью до 1 м3) наполненного водой, где по действием гидромеханических усилий и воды происходит роспуск макулатуры на волокна. Концентрация бумажной массы составляет 1,2-1,5%. Готовую массу перекачивают в бак для хранения бумажной массы, на котором располагается формующее устройство, состоящее из двух вакуумных форм – неподвижной и подвижной, перемещающихся в вертикальном направлении. Последняя периодически погружается в бак с бумажной массой и под действием вакуума на ней происходит формование изделия. Затем подвижную форму извлекают из бака и отжимают воду, прижимая к неподвижной форме, завершая процесс формования прокладки.

Отделение сырой сформованной прокладки после размыкания формующего устройства от формы осуществляют сжатым воздухом. Установка оборудована вакуумным насосом и ресивером. Вода от формования прокладки собирается в ресивере и периодически насосом подается в гидроразбиватель. Для обеспечения установки сжатым воздухом предусмотрен компрессор. Сформованные сырые прокладки влажностью около 90% помещаются в сушильную камеру. Сушка может быть как газовая, так и электрическая.

Производство волокнистых плит

Технология производства мокрым способом волокнистых плит из макулатуры разработана различными организациями, в том числе НИЦПУРО, и включает в себя роспуск макулатуры в воде, аккумуляцию в масс-бассейнах (обычно 2 шт.) - 2 часа, вакуумное формирование ковра, отжим и сушку последнего в прессе при температуре 150-180 град. С, обрезке плит по периметру. Отходы обрезки и брак плит снова используют в производстве. Мощность производства составляет 1200 т /год (360 тыс. кв. м), требует около 300 кВт энергии, 800 кв. м производственной площади.

Назначение плиты – для облицовки стен, потолков, перегородок жилых, производственных и складских помещений (взамен ДВП) для изготовления тары, подкладки под линолеум, задней стенки мебели, изготовления гробов.

Технология достаточно проста, однако требует использования тяжелого оборудования – пресса. Обычно используют 14-ти этажный пресс с обогревом плит паром высокого давления (до 1600С) или специальным теплоносителем – высококипящими маслами. 

В данном случае, когда толщина сформированного ковра достигает 3-6 см., нет необходимости проводить полный роспуск макулатуры, а тем более размол волокнистой массы.

Очистка от тяжелых включений осуществляется в масс-бассейне путем осаждения тяжелых примесей на дно.

При отжиме и сушке плит ковер, во-первых, укладывают на плоский лист (поддон) с плетеной металлической сеткой, зачастую сетку крепят и к плите пресса, чтобы ковер был бы зажат между двумя сетками – это ускоряет процесс отжима и сушки. Однако присутствие включений (парафина, полимеров и смол) нежелательно, т.к. будет вызывать трудности при отделении плиты от сетки и брак поверхности. Эти явления можно свести к минимуму путем подбора макулатуры. Хотя было бы предпочтительным включить в схему сортировку.

Исключить сточные воды в данной технологии достаточно трудно, т.к. часть воды при отжиме ковра попадает в сборник воды под прессом, куда неизбежно попадает и масло от гидроцилиндров (как правило применяют пресса с нижним расположением гидроцилиндров и масляной станции). Т.е. эта вода нуждается в очистке от примесей. Сама же технология допускает присутствие следов масла в плите.

Производство эковаты

Одной из технологий переработки макулатуры, широко рекламируемой в настоящее время является производство эковаты.

Теплоизоляционный материал типа «Эковата» производят на оборудовании финской фирмы «Макрон». Эковата изготавливается из газетной макулатуры путем ее измельчения на волокна и смешивания с антипиренами и антисептиками: бурой и борной кислотой. 

Технологический процесс осуществляется процесс осуществляется следующим образом. Газетная макулатура подается ленточным транспортером в устройство грубого измельчения, где она превращается в крупные кусочки. Из устройства грубого измельчения бумажная масса подается пневмотранспортом в циклон и далее на промежуточный склад. Откуда она дозируется на ленточный транспортер для следующего тонкого измельчения. При этом в массу добавляется точно дозированная смесь порошкообразных химикатов, последние пристают к волокнам бумажной массы так сильно, что их отделения на дальнейших стадиях обработки почти не происходит. После этого эковата готова и она поступает пневмотранспортом через разгрузочный циклон в упаковочный бункер, откуда она расфасовывается в бумажные мешки по 15-17,5 кг.

В России в ряде случаев эковату классифицируют как трудносгораемый материал. Сами же разработчики (финны) классифицируют эковату как горючий изоляционный материал. При пожаре более значительным фактором, чем негорючесть является способность материалов сохранять свою теплоизолирующую способность и как можно дольше задерживать распространение огня через конструкцию.Что достигается введением в эковату, борной кислоты (7%) и буры (12%). При нагревании они выделяют углекислый газ и препятствуют распространению огня. Эковата – трудновоспламеняемый, хотя и сгораемый материал.

Эковата отличается высокой звукоизолирующей и звукопоглощающей способностью.

Эковата применяется путем напыления специальными выдувными устройствами как в сухом виде, так и с использованием клея.

На предприятии «Звезда-Стрела» разработана технологическая линия по производству эковаты на базе отечественного оборудования. Принципиальным отличием от технологии фирмы «Макрон» является измельчение макулатуры в одну стадию на специальных молотковых дробилках (ММ-70 и ММ-140, предназначенных для дробления зерна). Кроме этого оборудование фирмы «Звезда-Стрела» позволяет перерабатывать практически любую макулатуру.

Эковата относится к слабо сыпучим пылящим теплоизоляционным материалам, что резко снижает область ее применения. Использование эковаты требует применения специальных выдувных устройств, которые не выпускаются отечественной промышленностью, а стройиндустрия России ориентирована на использование теплоизоляционных материалов в естественно сыпучем (непылящем) виде, и, в основном, в виде плит и матов. Кроме того, себестоимость производства эковаты примерно соответствует оптовой цене на несгораемые теплоизоляционные маты из шлаковаты или минваты. Следует отметить, что такие свойства эковаты, как слеживаемость, усадка, поведение в аварийных ситуациях и пр. изучены недостаточно. Все это крайне ограничивает использование эковаты.

Следует добавить, что соли бора хотя и относятся к 3 классу опасности, однако являются канцерогенами и вызывают онкологические заболевания. Тем не менее, производство эковаты и сама эковата считаются экологически чистыми.

Производство туалетной бумаги

Через полтора года, по сведениям RBC daily, SCA планирует запустить новое предприятие по производству гигиенической продукции - в Тульской области. Аналогичное предприятие SCA уже функционирует в городе Светогорск Ленинградской области и является одним из российских лидеров по производству туалетной бумаги (в 2004 г. комбинат выпустил 38 тыс. тонн готовой продукции, в планах на 2005 г. - 48 тыс. тонн). Как пояснил генеральный директор Светогорского филиала SCA Hygiene Products в России (будущий глава предприятия в Туле) Андрей Долгирев, новый завод будет в 1,5 раза больше существующего: его мощность составит 60 тыс. тонн бумаги в год Он отметил, что завод будет строиться в три очереди, каждая из которых станет законченной технологической линией по выпуску готовой продукции. По словам Андрея Долгирева, всего в ближайшие 5-7 лет в предприятие планируется инвестировать 260 млн евро, в том числе несколько десятков миллионов евро на первом этапе.

Предполагается, что комбинат в Туле, как и Светогорский филиал, будет работать исключительно на вторичном сырье - макулатуре.

При этом планы у SCA весьма амбициозные: после запуска нового завода шведский концерн надеется стать лидером по производству гигиенической бумаги в России. "SCA стремится быть компанией № 1 в России, - заявил Андрей Долгирев. - Сколько составит через несколько лет ее доля в процентном выражении на российском рынке, пока неизвестно. Но на сегодня Светогорское предприятие занимает 15-20% рынка туалетной бумаги страны". Будущий глава тульского предприятия не исключил возможность строительства в будущем, если возникнет потребность, предприятия SCA и за Уралом. Он пояснил, что лидером по объему перерабатываемой продукции сейчас является Кондорская бумажная фабрика, а по производству бумаги-сырца лидируют Сясьский ЦБК, Сыктывкарский ЦБК и Набережно-Челнинский картонно-бумажный комбинат. Кроме того, есть еще много мелких производителей, но на них приходится не более 15% рынка.

Связано это с тем, что компания оценивает российский рынок гигиенической продукции как весьма перспективный. "Развитие производства на территории России сегодня представляется нам весьма перспективным, поскольку рынок гигиенической продукции в стране развивается очень динамично", - заявил генеральный директор SCA Hygiene Products в России Тимофей Соколенко. По словам Андрея Долгирева, на сегодняшний день потребление туалетной бумаги в России составляет 1,25 кг на человека в год, тогда как в Европе - 16 кг, США - 20 кг. Он отметил, что в настоящее время в России потребляется 150 тыс. тонн туалетной бумаги, а производство практически полностью покрывает потребление. Андрей Долгирев пояснил, что до настоящего момента этот рынок рос на 7-8% в год, такие же темпы, скорее всего, сохранятся и в ближайшие годы. Предполагается, что тульский завод как раз и возьмет на себя растущее потребление гигиенической продукции в России.

По мнению аналитиков, опрошенных RBC daily, новое предприятие SCA, по всей видимости, начнет свою работу в срок- продвижению проекта активно помогают слишком уж заинтересованные в нем и в стоящих за ним инвестициях тульские власти. Что же касается планов SCA занять лидирующие позиции в России, то это пока все-таки вопрос. Как объяснила RBC daily руководитель исследовательской группы Lesprom.ru Инна Кваскова, на сегодняшний день российский потребитель привык к недорогой и сравнительно низкокачественной продукции (однослойная туалетная бумага без тиснения и перфорации, салфетки из макулатуры), которую в массовом порядке выпускает большая часть бумажных комбинатов страны. Поэтому для усиления позиций предприятий SCA на российском рынке необходим не только рост доходов наших граждан, но и изменение потребительских предпочтений. А это потребует немало времени, хотя, как отметил RBC daily один из участников рынка, в последнее время наметилась тенденция роста спроса на эту продукцию. Однако высокое потребление воды (10,35 тыс куб м/сутки) и большое количество сточных вод (9,65 тыс куб.м/сутки производственной и 125тыс. куб.м поверхностной) явились причиной того, что сегодня эксперты пока не выдали положительного решения на организацию строительства указанного предприятия.

В тюменской области предполагается строительство предприятия по производству картонно-бумажной продукции, в том числе туалетной бумаги до 60 тыс.т/год.

Стандартный рулончик туалетной бумаги характеризуется весом в 120 г, длиной бумаги 54 м и шириной 9 см (при плотности 25 г/кв.м), при плотности бумаги 30 г/кв.м вес рулончика оценивается в 150 г.

В последнее время ряд компаний предлагают мини-установки по производству туалетной бумаги.

Туалетная бумага с использованием макулатуры выпускается различного качества:

1. Туалетная бумага выработанная из макулатуры, серого цвета Бумага неряшливого внешнего вида, с вкраплинами нераспущенной макулатуры , на бумаге видны следы типографской краски. Жестковата. Отрывается клоками, так как не имеет линий перфорации. Сплошная намотка (без отверстия в центре для навески на стандартный бумагодержатель).
2. Туалетная бумага выработанная из макулатуры, серого цвета, несколько жестковатая. Окраска бумаги равномерная. По линии перфорации практически не отрывается. Чаще всего подделывается именно эта бумага. Отличить подделку можно по плохой, неплотной намотке и неаккуратной склейке внешней обертки. Поддельная бумага представляет опасность, так как изготавливается в антисанитарных условиях из исходного сырья сомнительного качества.
3. Тонкая, в меру белая и мягкая, по линии перфорации, как и другие отечественные аналоги, почти не отрывается. Дешевле импортных туалетных бумаг, но при покупке надо учитывать, что бумага однослойная: расход ее (по метражу) в 2-3 раза выше, в сравнению с 2-х ело иной, тем более - 3-х слойной бумагой.

Первым видов бумаги лучше не пользоваться. Более качественные виды туалетной бумаги выпускаются с использованием целлюлозы.

Переработка ламинированной бумаги

В качестве примера утилизации трудноутилизируемых отходов влагопригодных видов бумаги и картона можно привести технологию производства полимерно-бумажной плитки.

Технология производства полимерно-бумажной плитки (НИЦПУРО) позволяет перерабатывать отходы ламинированной и других видов влагопрочной бумаги в материал строительного назначения.

Плиту изготавливают из смеси отходов влагопрочной бумаги и картона (ламинированной бумаги или отходов парафинированной бумаги) и отходов термопластичных полимеров. В качестве последних наибольшее распространение полиэтилен, хотя могут быть использованы и другие термопласты, например полистирол, полипропилен, поливинилхлорид, пластик АВС, одноразовые шприцы, отходы оплетки кабеля, полимеросодержащие отходы переработки макулатуры (легкие отходы гидроразбивателя, отходы вибросортировок) и другие. 

Технология включает измельчение отходов, смешивание, прессование плит и их обрезку. Отходы обрезки и брак плит снова используют в производстве. Достоинством технологии является нечувствительность к загрязнениям отходов, возможность переработки смеси отходов полимеров. 

Назначение плиты: для обшивки стен, потолков, перегородок жилых, производственных и складских помещений, дач, гаражей и т.п., изготовления деталей мебели и тары.

Физико-механические свойства плиты: плотность, кГ/м3 - 750-1000; предел прочности при статическом изгибе, Мпа - 8-14; водопоглощение за 24часа, % 10-14; размеры плит, мм - 500х500х(3-20); по согласованию с заказчиком возможно изготовление плит других размеров.
Основные технико-экономические показатели: производительность -250 т/год (или 50000 м2), в т.ч. отходы полимера- 75-100 т/год. Режим работы – двухсменный. 

Затраты на организацию производства в готовом здании составят (на 15.10.2003г.) - 2000 тыс.руб, в т.ч. : оборудование - 1300 тыс.руб, изготовление нестандартного оборудования - 300 тыс.руб., транспортные расходы- 100 тыс.руб, технологическая документация – 200 тыс.руб, строймонтаж-200 тыс.руб. Срок организации производства в готовом здании – 3-6мес. Срок окупаемости капитальных затрат-2 года. Обслуживающий персонал при 2-х сменной работе-5чел. Необходимая производственная площадь –100м2. Установленная мощность-85 кВт. 

Производство безотходное, экологически чистое. При наличии собственных отходов полимера рентабельность производства возрастает. Технология производства полимерно-бумажной плитки внедрена на одном из молокозаводов г. Москвы. При наличии на предприятии оборудования также снижаются капитальные затраты и уменьшается срок окупаемости.

Заключение

Основными перспективными направлениями вовлечения макулатуры и отходов картонно-бумажной тары в хозяйственный оборот являются:

• сбор, сортировка и поставка макулатуры заготовительным организациям или непосредственно предприятиям переработчикам;
• организация участков или малых предприятий по переработке макулатуры в:
  • теплоизоляционный материал;
  • бугорчатые прокладки (или другие формованные изделия);
  • туалетную бумагу;
  • полимерно-бумажные плиты. 

В ряде случаев, когда регион удален от предприятий-переработчиков, или объем образования макулатуры слишком мал, или качество макулатуры неудовлетворительное и предприятиям приходится решать вопрос утилизации макулатуры, при этом кроме как отправить макулатуру в общую кучу отходов и вывезти на свалку возможно:

• компостирование макулатуры (особенно тароупаковочных видов) совместно с другими органическими отходами;
• сжигание;
• измельчение на кусочки 6-12 мм и использование как подстилку для скота или как прокладку при транспортировке хрупких изделий.