Машины для роспуска и разволокнения макулатуры

Машины для переработки макулатуры (PfR) называются гидроразбивателями (пульперами). Различные типы пульперов работают в разных диапазонах концентрации массы:

• HC-пульперы (высококонцентрационные) — до 20 %;
• MC-пульперы (среднеконцентрационные) — 8–12 %;
• LC-пульперы (низкоконцентрационные) — менее 6 %;
• Барабанные пульперы (Drum Pulper) — 15–20 %.

HC- и MC-пульперы обычно работают в периодическом (batch) режиме, то есть процесс включает отдельные этапы загрузки воды и макулатуры, роспуска, разбавления, выгрузки массы и, при необходимости, отдельной промывки отходов. Это означает, что только около двух третей общего рабочего времени используется непосредственно для роспуска волокна.

Для сокращения общего времени цикла оборудование для загрузки и выгрузки проектируется с большим запасом производительности. Такие дополнительные капитальные затраты являются недостатком HC-пульперов, однако их главным преимуществом остается низкое удельное энергопотребление при роспуске.

Для предотвращения чрезмерного разрушения загрязнений усилия воздействия в пульпере должны обеспечивать хорошее разволокнение бумаги при минимальном количестве пиковых нагрузок. На рисунке 1 показаны типичные значения влажной разрывной длины различных видов макулатуры и некоторых распространенных загрязнений. Прочность этих материалов значительно различается, причем прочность клеевых соединений (stickies) по влажной разрывной длине наиболее близка к прочности бумажных волокон. Воздействие химикатов и повышенной температуры дополнительно снижает прочность липких загрязнений.

Рисунок 1. Влажная разрывная длина различных видов макулатуры по сравнению с полиэтиленовыми ламинированными материалами.

---

HC- и MC-пульперы

HC- и MC-пульперы применяются для переработки графической макулатуры при производстве газетной и журнальной бумаги.

LC-пульперы широко используются на линиях подготовки массы для производства упаковочных бумаг, таких как лайнер и флютинг, а также для переработки влагопрочных материалов и ламинированных упаковок, например упаковки для жидких пищевых продуктов.

Все перечисленные типы пульперов могут перерабатывать как россыпную макулатуру, так и материалы, поступающие в кипах.

При работе LC-пульпера проволочную обвязку кип необходимо только разрезать. Проволока образует своеобразный «хвост», который может непрерывно удаляться вместе с другими крупными загрязнениями, такими как пластик.

HC- и MC-пульперы работают в периодическом режиме, тогда как LC- и барабанные пульперы функционируют в непрерывном режиме.

---

Конструкция HC- и MC-пульперов

На рисунке 2 показан типичный HC-пульпер с характерным спиральным ротором. Помимо функции роспуска, различные зоны ротора выполняют транспортные функции:

• верхняя часть ротора перемещает массу вниз;
• нижняя часть обеспечивает циркуляцию массы внутри пульпера.

HC- и MC-пульперы способны перерабатывать как россыпную макулатуру, так и кипы. Обвязка кип обычно удаляется автоматически.

Предварительное разрушение кип после снятия обвязки облегчает смачивание материала в пульпере и сокращает время роспуска.

Типичным сырьем для этих пульперов являются материалы для деинкинга (старые газеты и журналы) или мелованные сорта бумаги. Однако влагопрочные бумаги также могут эффективно перерабатываться при использовании химических реагентов и температуре около 75 °C и выше.

Рисунок 2. Схематическое устройство HC-пульпера.

---

Работа периодического пульпера

В периодических пульперах крутящий момент привода изменяется по мере увеличения времени роспуска. В начале процесса пиковые нагрузки могут достигать 200 % номинальной нагрузки двигателя.

После того как макулатура достигает требуемого уровня разволокнения и остаточного содержания хлопьев, добавляется разбавляющая вода, после чего масса откачивается из пульпера.

В зависимости от конструкции системы выгрузка может осуществляться через ситовую плиту внутри пульпера, которая удерживает крупные загрязнения. Такие загрязнения затем удаляются на дополнительной стадии очистки.

Наиболее распространенной практикой является полное опорожнение пульпера за один цикл. При этом крупные отходы отделяются и направляются на дальнейшее разволокнение в последующее оборудование.

На рисунке 3 представлена такая система выгрузки, состоящая из HC-пульпера и расположенного после него дискового сита для грубого сортирования и дополнительного разволокнения.

Принятая масса (accepts) поступает в накопительный чан выгрузки, а отходы (rejects) через буферный резервуар перекачиваются в барабанное сито.

Отходы барабанного сита после обезвоживания удаляются из системы, а принятая масса возвращается в процесс перед дисковым ситом.

Рисунок 3. Подсистема высококонцентрационного роспуска макулатуры: пульпер, система выгрузки и система подачи разбавляющей воды.