ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЦИКЛОВ ОБРАБОТКИ НА РАЗЛИЧНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ МАКУЛАТУРНОЙ МАССЫ

INVESTIGATION OF THE EFFECT OF PROCESSING CYCLES ON VARIOUS INDICATORS OF WASTE PAPER MASS

Elena Slizikova

master's student, department of machines and devices of industrial technologies, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

Russia, Krasnoyarsk

Valentina Shurkina

scientific supervisor, candidate of technical sciences, department of machines and devices of industrial technologies, Reshetnev Siberian State University of Science and Technology,

Russia, Krasnoyarsk

Работа выполнена в рамках государственного задания Минобрнауки России на выполнение коллективом научной лаборатории «Глубокой переработки растительного сырья» проекта «Технология и оборудование химической переработки биомассы растительного сырья» (номер темы FEFE-2020-0016).

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрено влияние циклов обработки на различные показатели макулатурной массы из газеты с использованием установки безножевого размола типа «струя-преграда».

ABSTRACT

The article considers the effect of processing cycles on various indicators of the waste paper mass from the newspaper using a knife-free grinding unit of the "jet-barrier" type.

Ключевые слова: макулатура, фракционный состав, размол, разрывная длина, рециклинг, газета.

Keywords: waste paper, fractional composition, grinding, breaking length, recycling, newspaper.

Несмотря на современное развитие общества, создание интернета, электронных носителей человек все также потребляет большое количество бумаги. Использование макулатуры в качестве вторичного волокна способствует экономии древесины, снижает себестоимость бумажной продукции и нагрузку на окружающую среду. Основной целью переработки макулатуры является получение качественной волокнистой массы, которую можно применять в композиции бумаги и картона, максимально заменяя первичные волокнистые полуфабрикаты [1].

Цель данной работы заключается в изучении влияния цикличности использования газетной макулатуры на такие показатели как: фракционный состав, разрывная длина и сопротивление продавливанию при использовании безножевой установки типа «струя-преграда».

Для данного исследования в лаборатории кафедры МАПТ СибГУ им. М. Ф. Решетнева г. Красноярска макулатурную массу (ММ) подвергали сушке на скоростной сушильной горке. Перед каждым циклом высушенную ММ замачивали в воде, а потом распускали в дезинтеграторе. Затем осуществлялся размол на безножевой установке типа «струя-преграда» (рис.1) в 3 прохода [2].

1 – узел безножевого размола; 2 – насадка; 3 – шток; 4 – емкость; 5 – рабочий цилиндр; 6 – приводной цилиндр; 7 – рама.

Рисунок 1. Схема установки «струя-преграда»

На данном этапе исследований газетная макулатурная масса прошла уже 5 циклов.

Одним их рассматриваемых показателей волокнистой массы был фракционный состав. Он является одним из важных качественных показателей волокнистой массы. С помощью фракционирования мы можем увидеть полную картину о свойствах волокнистой массы, оценить влияние мелкой фракции на прочностные характеристики готовой продукции [3].

Исходя из проведенных экспериментов получили следующие результаты:

В табл.1 представлены данные по содержанию грубой, средней и мелкой фракции в газетной макулатурной массе.

Таблица 1.

Фракционный состав макулатурной массы из газеты

Из таблицы видно, что с увеличением количества циклов при фракционировании макулатурной массы увеличивается унос волокна в сток.  Также видим, что процентное содержание крупных волокон в массе сокращается. Это связано с процессами роспуска и размола, которые сопровождаются разрушением волокнистой структуры, что приводит к увеличению количества как мелких волокон, обрывков, так и наружных повреждений [3].

Однако после проведенных 5 циклов обработки содержание мелкой фракции в массе не достигает критического уровня и не несет значительного отрицательного влияния на межволоконные силы связи.

Для оценки физико-механических показателей готовой продукции из размолотой макулатурной массы были изготовлены отливки на листоотливном аппарате. Прочность бумажных отливок оценивали по следующим показателям: разрывная длина и сопротивление продавливанию.

На рис.1 представлены физико-механические показатели макулатурной массы из газеты.

А) – разрывная длина; Б) – сопротивление продавливанию

Рисунок 1. Физико-механические показатели

Из графиков видно, что при цикличном использовании макулатуры происходит снижение показателей как разрывной̆ длины, так и сопротивления продавливания. Объясняется это как некоторым ухудшением фракционного состава, так и более интенсивным повреждением при роспуске поверхности ороговевших в процессе сушки волокон, которое приводит к ослаблению образовавшихся межволоконных связей и уменьшению механического сцепления волокон [4].

Таким образом, с увеличением числа циклов переработки газетной макулатуры происходит постепенное снижение всех показателей̆ макулатурной массы. Однако, даже при проведении пяти циклов обработки на безножевой установке типа «струя-преграда» различные показатели макулатурной массы находятся все еще на уровне достаточном, чтобы продолжить исследования с последующим увеличением циклов.

Список литературы:

1. Слизикова Е.А. Будущее целлюлозно-бумажной промышленности: рециклинг // Научное сообщество студентов XXI столетия. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. CVI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 10(105). Новосибирск, 2021. – 161 с.
2. Марченко Р.А. Безножевая обработка волокнистых растительных полуфабрикатов // Решетневские чтения: материалы XXIII Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М.Ф. Решетнева. – Красноярск, 2019. – Ч. 2 – С. 100 – 102.
3. Кулешов А. В., Смолин А. С. Влияние цикличности использования макулатурного волокна на бумагообразующие свойства // Известия ВУЗов. Лесной журнал. 2008. №4.
4. Хакимова Ф. Х., Ковтун Т. Н. Влияние циклов переработки на свойства газетной макулатурной массы // Известия ВУЗов. Лесной журнал. 2010. №4.