Слово «ресайклинг», хотя и иностранное по своему происхождению, стало уже привычным и для слуха россиян. Тем более, что и появление этого емкого термина помогло найти замену многим другим выражениям. Ну а в «бумажном» деле роль и значение вторичного волокна возрастают буквально с каждым днем вместе с введением новых экологических нормативов.
И неслучайно даже в богатых лесом странах сбору и переработке макулатуры уделяют все больше и больше внимания. Интересное сообщение пришло из Франции. По данным ассоциации Revipap в 1999 г. потребление макулатуры в бумажной промышленности Франции увеличено по сравнению с предыдущим годом на 7% и достигло рекордного уровня 5,2 млн т. Степень использования макулатуры возросла на 2,2% до 55%. В I квартале 2000 г. потребление макулатуры увеличилось на 8,5% по сравнению с аналогичным периодом 1999 г. Для выработки картона и упаковочной бумаги используют 86,1% макулатуры. В композиции газетной бумаги применяют 57,7% макулатуры, печатной бумаги — 11%.
Общий объем сбора макулатуры увеличен на 6,4% и составил 4,9 млн т, причем 93% заготавливают промышленные и коммерческие предприятия. Сбор вторичного сырья у населения пока остается недостаточным. Степень сбора макулатуры во Франции остается низкой 45,5% по сравнению со средним показателем в Европе 50%. С этим связана и необходимость импорта макулатуры, который в 1999 г. составил l,2 млн т. Несмотря на дефицит макулатуры в стране, экспорт увеличен на 19% до 997 тыс. т, в том числе в страны Азии — 137 тыс. т. Многие предприятия испытывают острую нехватку волокнистого сырья. Дефицит вызвал рост цен на макулатуру.
В Испании использование макулатуры в 1999 г. увеличено на 6,3% и достигло 3,6 млн т. Степень использования макулатуры — 56,1%. Импорт вторичного волокнистого сырья сокращен с 815,2 тыс. до 706,2 тыс. т за счет улучшения сбора макулатуры.
Для сбора отходов бумаги и картона в стране используют 47000 специальных контейнеров или 1 контейнер на 850 жителей. Объем собранной макулатуры вырос на 12,5% до 2,963 млн т/год. Степень сбора макулатуры возросла с 43,3 до 46%.
Ассоциация целлюлозно-бумажной промышленности Испании Aspapel разработала план дальнейшего улучшения сбора макулатуры, который позволит в 2001 г. увеличить степень использования макулатуры до 60, а в 2006 г. до 75%.
В наших обзорах мы редко публикуем таблицы, но для нижеприведенных данных решили сделать исключение, хотя аналогичной информацией по России мы не располагаем.
Заканчивая «сборную» часть обзора, с удовольствием расскажем об очень интересной акции, организованной в «туманном Альбионе». Фирмы UK Paper и Metsa-Serlа совместно с почтовым ведомством Великобритании разработали схему сбора использованных рождественских поздравительных открыток. Намечено собрать 1,2 млрд открыток.
Во всех школах Великобритании установлены специальные картонные контейнеры для сбора открыток. Общее количество собранной макулатуры — 3000 т. Макулатуру отправят на бумажную фабрику Recycled Fibre Plant (Кент, Англия) для выработки печатной бумаги. Полученную бумагу используют для изготовления 400000 школьных дневников, которые предназначены ученикам школ, активно участвующих в сборе макулатуры.
А что же в России? Как говорится, народ безмолвствует.


По сообщению TAPPI Journal на бумажной фабрике компании Abitibi Consolidated (Snowflake, Аризона, США), расположенной в пустыне, в 1999 г. был закрыт завод хвойной беленой сульфатной целлюлозы мощностью 500 т/сутки. Оборудование завода демонтировано. Чтобы сохранить белизну волокна, введена в действие установка обесцвечивания макулатурной массы стоимостью 15 млн долл. Для роспуска макулатуры использован горизонтальный перфорированный барабан Ahlstrom Fibre Flow производительностью 850 т/сутки. Общая мощность цеха обесцвеченной массы 1002 т/сутки обеспечивает выработку бумаги из 100% макулатуры. Для очистки оборотных и сточных вод применен флотационный осветлитель Ahl Float с растворенным воздухом. Очищенные сточные воды фабрика использует для орошения плантации площадью 3000 га, на которой выращивают деревья акации, шелковицы, оливы, сорго и многолетнюю траву альфа.
Но макулатуру используют и в производстве более качественной продукции. Так в лаборатории Stock Preparation фирмы Voith Paper (Хайденхайм, Германия) исследовали методы подготовки обесцвеченной макулатурной массы (ММ) для выработки печатной бумаги высокого качества на быстроходной бумагоделательной машине (БМ). Для очистки ММ от смолистых, липких веществ с частицами диаметром 150-750 мкм и других загрязнений использованы напорные сортировки со шлицевыми ситами. Разработана специальная конструкция шлицевого сита сортировки с прорезями фигурной формы шириной 0,15, 0,12 и 0,1 мм. Испытания схемы тонкой очистки ММ в напорных сортировках со шлицами шириной 0,12 и 0,15 мм проведены при опытных выработках газетной, суперкаландрированной и легкой мелованной бумаги с содержанием ММ 30%.
Применена усовершенствованная трехступенчатая схема А/В сортирования ММ низкой концентрации. На I ступени использована 1 напорная сортировка, а на II и III ступенях ММ очищают последовательно в двух напорных сортировках. Степень удаления смолистых и липких загрязнений увеличена с 81,7-85,7 до 96,1%. За счет улучшения сортирования ММ сокращено количество обрывов бумаги на БМ с 3 в сутки до 1 за 6 недель.
В другом отделении компании Voith (Равенсбург, Германия) разработана технологическая линия подготовки обесцвеченной макулатурной массы (ММ) из смешанной конторской макулатуры для производства копировальной и печатной бумаги высокого качества. Использована макулатура из бумаги с офсетной и флексографической печатью. Зольность бумаги — 15%; производительность установки — 300 т/сутки.
После роспуска в гидроразбивателе высокой концентрации ММ очищают от тяжелых загрязнений в двухступенчатой установке Protector System. Для сортирования и очистки ММ применены очистители высокой концентрации, напорные сортировки с круглыми отверстиями диаметром 1,4 мм, шлицами 0,25-0,1 мм и центриклинеры. Предусмотрены 3 ступени флотации, 2 — термодисперсионной обработки, отбелка ММ концентрацией 10% в восстановительной и окислительной среде при температуре 85°С. Продолжительность отбелки — 60 мин. Расход отбеливающих агентов: Н2О2 — 1%; NaOH — 0,8; Na2SiO3 — 1,5; Na2S2O4 — 1%. Белизна обесцвеченной ММ 82-85% ISO, выход — 65%. Зольность ММ снижена до 3%.
Расход сточных вод составил 5 м3/т. Для удаления загрязнений из оборотных и сточных вод применены 4 цикла очистки с радиальными отстойниками — флотаторами растворенного воздуха типа DAF. Содержание ХПК в сточных водах и ММ снижено до 800-1000 мг/л.
Используют макулатуру и для производства многослойной бумаги. Специалистами ЦБП США предложены экологически чистый технологический процесс и установка для получения сухим способом многослойной бумаги и картона.
Для нижнего слоя двухслойной и средних слоев многослойной бумаги используют листы газетной, книжно-журнальной или конторской макулатуры массой 46,7-76,1г/м2. Формат листов — 10х15 см. С поверхности листов с помощью шлифовальной шкурки предварительно удаляют печатную краску.
Покровный слой бумаги изготавливают на сетке методом сухого формования из волокон макулатуры, разработанных в молотковой мельнице. Масса покровного слоя 49-86,9 г/м2. Для склейки слоев бумаги применен крахмальный клей из картофельного или кукурузного крахмала, который наносят равномерно распылением под давлением через спрыски. Расход крахмального клея 2,4-11,3 г/м2, толщина бумаги после каландрирования 0,2-0,3 мм.
Применение технологии дает возможность эффективно использовать макулатуру, исключить расход воды, образования сточных вод, уменьшить капитальные затраты и расход энергии на оборудование для подготовки макулатурной массы и сушки бумаги.


В наших изданиях мы неоднократно сообщали о новых сферах использования макулатуры. И вот совсем недавно нам стала известна технология изготовления из макулатуры отделочных, звукоизоляционных и теплоизоляционных плит.
Макулатуру из картона и бумаги разрезают на полоски шириной 0,5-10 мм длиной 5030 см и пропитывают в течение 10-20 ч связующим веществом. Содержание компонентов в готовых изделиях: макулатура — 60%, связующее вещество — 40%. В качестве последнего вещества применяют Na2SiО3 и полимерные смолы.
После обезвоживания и формования на вакуум-формующей машине и гидравлическом прессе панели направляют в сушилку для сушки при температуре 170-250° С. Поверхность готовых плит окрашивают, покрывают лаком. Используют панели для устройства перегородок, вентиляционных коробов, изготовления мебели, тепловой, звуковой изоляции, декоративной отделки помещений и других строительных работ.
Еще одна область применения макулатуры — так называемые формованные изделия. Разработаны конструкция установки и способ изготовления бугорчатых прокладок, коробок для яиц, фруктовых поддонов и других литых формованных изделий из макулатурной массы.
В состав формующей машины входят: ванна, вращающийся ротор с вакуумными камерами формования, колпак, поворотное съемное устройство, ленточный конвейер, печь для сушки изделий.
Для улучшения обезвоживания формованных изделий применена предварительная обработка паром давлением 50-200 кПа с температурой 150° С. Ширина вращающегося ротора позволяет разместить 4 поддона. Содержание сухих веществ в изделиях после формования — 25%, после сушильной камеры — 90%.
Но человеческая мысль, как известно, не знает покоя, и в вышеупомянутую установку предложены довольно интересные изменения.
Предложена новая конструкция рабочих органов вакуум-формующей машины, причем цельные вакуумные формы выполнены из металла или полимерного материала и отличаются высокой жесткостью и прочностью. Открытая поверхность формы — 50-60%. Для отвода воды от фильтрующей поверхности формы предусмотрены прямоугольные каналы шириной 0,2-2 мм. Расстояние между каналами 0,1-2 мм. Возможно применение овальных, треугольных и гексагональных каналов. Использование жестких форм вместо сеток дает возможность увеличить вакуум, получить формованные изделия высокого качества равномерной толщины. За счет уменьшения толщины стенок бугорчатых прокладок уменьшен расход макулатурной массы. Увеличена продолжительность эксплуатации вакуумных форм.
А вот в лаборатории университета Мэдисон (Висконсин, США) разработан экструзионный метод изготовления изделий из макулатуры, отходов, осадков очистных сооружений сточных вод производства целлюлозы, бумаги и картона.
Для опытов подготовлена масса из газетной, книжно-журнальной, копировальной макулатуры, хвойной и лиственной беленой сульфатной целлюлозы. Структурные композитные волокнистые материалы получены из массы концентрацией 30-45% в двух двухшнековых экструдерах, диаметр шнеков 18 и 32 мм.
Применены добавки Na-карбоксиметилцеллюлозы, меламино-, фенол-формальдегидной смолы и полиаминоамидэпихлоргидрина для улучшения текучести, реологических свойств массы и прочности изделий. Определены зависимости модуля упругости, сопротивления разрыву и других механических характеристик формованных материалов от композиционного состава, концентрации массы, содержания наполнителя и расхода полимерных добавок.

По мнению экспертов, в XXI веке степень использования макулатуры в бумажной промышленности Северной Америки достигнет 50%. Однако, увеличение сбора и потребления макулатуры связано со снижением качества вторичного сырья. Одновременно возросли требования к бумаге и картону.
На опытной установке Beloit (Pittsfield, Массачусетс, США) организованы комплексные исследования технологических процессов приготовления обесцвеченной макулатурной массы (ММ).
При подготовке обесцвеченной ММ из смешанной макулатуры, содержащей 25% древесной массы, на установке с двумя системами термодисперсионной обработки, двумя ступенями окислительной отбелки и одной ступенью восстановительной отбелки белизна макулатурной массы увеличена с 57 до 82% ISO.
Оптимальная схема очистки и повторного использования оборотной воды позволила сократить удельный расход воды до 5,7 м3/т, а количество сточных вод до 4,5 м3/т. Содержание взвешенных веществ в сточных водах 1200-2500 мг/л, отношение БПК5/ХПК 0,32-0,36.
Отходы сортирования макулатурной массы из смешанной конторской макулатуры содержат 22% металлических включений, 68% полимерных пленок и других загрязнений. Общее количество отходов сортирования 2-3%. Средняя длина волокон 0,9-1,1 мм. Проведены успешные испытания использования обесцвеченной макулатурной массы в композиции тонкой печатной бумаги.
Но при подготовке и обесцвечивании ММ образуется большое количество отходов. Обезвоживание, вывоз и размещение отходов макулатуры на свалках и в шламонакопителях создают серьезные проблемы бумажным и картонным фабрикам.
Возможности рационального использования отходов макулатуры исследовала лаборатория научно-исследовательского института UMIST (Великобритания) совместно с научным центром технологии бумаги СТР (Гренобль, Франция).
Получены данные с 56 фабрик Франции и Великобритании, которые вырабатывают газетную, санитарно-гигиеническую бумагу и картон с использованием макулатуры. Состав, влажность, зольность и содержание СаСО3 в отходах зависят от марок, степени загрязнения макулатуры, режима производства бумаги, картона и методов обезвоживания отходов. Содержание сухих веществ в отходах 20-40%. Лучшие результаты получены при обезвоживании в шнековых прессах. Зольность сухой части отходов 40-65%. Содержание CaCO3 в отходах 18-51%. Рассмотрена возможность утилизации отходов и регенерации наполнителей методом кальцинации.
Но проблема загрязнений пока еще далека от окончательного решения. Она по-прежнему остается в центре внимания специалистов. Недавно под руководством технического комитета TAPPI в г. Вашингтоне (США) проведен международный симпозиум по проблемам подготовки макулатурной массы из бумаги, содержащей различные клеи.
Научно-исследовательский институт лесных продуктов США USDA-FPL совместно с советом по адгезионным материалам ASC разработали специальный чувствительный к давлению клей PSA нового поколения для почтовых конвертов и марок. Клей PSA хорошо склеивает бумагу и другие материалы при легком прикосновении.
Для изготовления клея PSA используют эмульгированные акрильные сополимеры и стирол-бутидиеновые латексы. При роспуске макулатуры пленка клея PSA не распадается на мелкие фрагменты. Частицы клея PSA удаляют в сортировках и флотационных камерах. На опытной установке высокая степень сортирования и очистки макулатурной массы достигнуты при температуре 45° С. Рекомендованы оптимальные режимы флотации и подготовки массы. Применение клеев PSA позволило увеличить эффективность использования макулатурной массы, улучшить качество бумаги и уменьшить загрязнение окружающей среды.

Сбор и потребление макулатуры в странах Западной Европы (1999 г.)
Страны	Степень сбора, %	Степень регенерации, %	Степень утилизации, %
Германия	69	70	60
Австрия	64	64	43
Швейцария	63	63	67
Швеция	63	62	18
Финляндия	63	62	5
Нидерланды	57	8	71
Норвегия	53	53	12
Бельгия	47	48	33
Испания	43	42	81
Португалия	41	41	31
Франция	40	40	54
Великобритания	40	40	71
Италия	32	32	50
Чехия	39	39	41
Всего	50	50	45