إزالة الحبر

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة

عملية إزالة الحبر هي عملية صناعية لإزالة حبر الطباعة من ألياف الورق المعاد تدويره لصنع لب الورق الخالي من الحبر .

يكمن مفتاح عملية إزالة الحبر في القدرة على فصل الحبر عن الألياف. ويتحقق ذلك من خلال مزيج من العمليات الميكانيكية والكيميائية. وفي أوروبا، تُعدّ عملية إزالة الحبر بالتعويم الرغوي الأكثر شيوعًا .

يُعدّ الورق أحد أهم المواد التي يمكن إعادة تدويرها . ومن المخاوف المتعلقة بإعادة تدوير ورق لب الخشب أن الألياف تتدهور مع كل دورة، وبعد إعادة تدويرها من 4 إلى 6 مرات، تصبح الألياف قصيرة وضعيفة للغاية بحيث لا يمكن استخدامها في صناعة الورق. [ 1 ]

تاريخ

قبل اختراع آلة صناعة الورق عام 1799، كان المصدر الأكثر شيوعًا للألياف هو الألياف المعاد تدويرها من المنسوجات المستعملة، ومن هنا جاء اسم " ورق الخرق" . وكانت هذه الخرق تُصنع من القنب والكتان والقطن . ولم يصبح إنتاج الورق مستقلًا عن المواد المعاد تدويرها إلا بعد إدخال لب الخشب عام 1843. [ 2 ]

قبل تصنيع الورق على نطاق صناعي ، كان يُعاد تدوير الورق المستعمل ، حيث كان يُعاد تدوير ورق الخرق لصنع ألواح منخفضة الجودة. وفي عام ١٧٧٤، ابتكر الفقيه الألماني جوستوس كلابروث عملية لإزالة أحبار الطباعة من الورق المعاد تدويره. [ ٢ ] وقد مارس هذه العملية بالتعاون مع منتج الورق الألماني يوهان إنجلهارد شميد . تُعرف هذه الطريقة اليوم باسم إزالة الحبر.

بدأ استخدام الألياف المعاد تدويرها من الورق المصنوع من لب الخشب بالازدياد في خمسينيات وستينيات القرن العشرين، وكان استخدامها يتركز بشكل أساسي في ورق التغليف والكرتون. وفي خمسينيات القرن العشرين، تم تكييف تقنية التعويم الرغوي لإزالة الحبر من الورق المعاد تدويره . [ 3 ] ازداد استخدام الورق المُعاد تدويره في سبعينيات القرن العشرين، لا سيما في صناعة الورق الطباعي والصحي، وتسارع هذا الازدياد في ثمانينيات القرن العشرين. وبلغ معدل النمو السنوي في استخدام الورق المُعاد تدويره 6% بين عامي 1980 و1996. في المقابل، لم يزد استخدام الألياف الخام إلا بنسبة 2% خلال الفترة نفسها. وفي عام 1997، بلغت نسبة إنتاج الورق المُعاد تدويره 42% من إجمالي إنتاج الورق. [ 2 ]

عملية إزالة الحبر

مخطط تخطيطي لمحطة إزالة الحبر.

فرز

قد تحتوي نفايات الورق على خليط من أنواع مختلفة من الورق المصنوع من مزيج من ألياف ورقية متنوعة. يجب فرز هذه النفايات قبل معالجتها. أما الورق المكسور (نفايات الورق الناتجة عن إنتاج الورق) فيُستخدم عادةً مباشرةً في آلة صناعة الورق .

يمكن استخدام الورق المعاد تدويره لصنع ورق بنفس جودة الورق الأصلي أو بجودة أقل. يُكبس الورق المصنف ويُشحن إلى مصنع الورق . يستخدم مصنع اللب الورق المعاد تدويره وفقًا لجودة الورق المطلوب إنتاجه.

تفكيك

تُفتح البالات وتُفرز الأجسام الغريبة الكبيرة على سير النقل إلى آلة التفتيت . تُزال العديد من المواد الغريبة بسهولة. تُزال الخيوط والأشرطة وغيرها من آلة التفتيت المائي بواسطة "مجرفة". يمكن غربلة الأشرطة المعدنية والدبابيس أو إزالتها بواسطة مغناطيس. يبقى الشريط اللاصق الحساس للضغط المدعوم بغشاء سليمًا: تتم إزالة المادة اللاصقة والطبقة الخلفية معًا. [ 4 ]

عملية اللب

تُصنّف آلات تفتيت اللب إلى نوعين: الدفعية، التي تستخدم حوضًا مزودًا بدوار عالي القص، والمستمرة، التي تستخدم أسطوانة طويلة مثقبة. وتُعدّ آلات تفتيت اللب الأسطوانية باهظة الثمن، لكنها تتميز بعدم تفتيت الشوائب، مما يُنتج منتجًا نهائيًا أنقى.

تقوم آلة التفتيت بتقطيع الورق إلى قطع أصغر، ثم يُضاف الماء والمواد الكيميائية. عادةً ما يتم ضبط درجة الحموضة بين 8.5 و 10.0. المواد الكيميائية المستخدمة عادةً لإزالة الحبر هي:

بعد عملية التفتيت، يصبح الخليط عبارة عن معلق . ثم ينتقل المعلق إلى عملية الفرز .

التنظيف والفحص

تعتمد عملية التنظيف بالطرد المركزي على تدوير عجينة اللب في جهاز التنظيف، مما يؤدي إلى تحرك المواد الأكثر كثافة من ألياف اللب إلى الخارج ورفضها. وتُستخدم المناخل ، ذات الفتحات أو الثقوب، لإزالة الملوثات الأكبر حجماً من ألياف اللب.

تشمل المواد التي يصعب إزالتها طبقات الشمع على الكرتون المموج والمواد اللاصقة ، وجزيئات المطاط اللينة التي قد تترك رواسب وتلوث الورق المعاد تدويره. قد تأتي المواد اللاصقة من تجليد الكتب ، والمواد اللاصقة الذائبة بالحرارة ، والمواد اللاصقة الحساسة للضغط من ملصقات الورق، والمواد اللاصقة المستخدمة في تغليف الأشرطة اللاصقة المقواة ، وما إلى ذلك . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

مرحلة إزالة الحبر

في مرحلة إزالة الحبر، يتمثل الهدف في تحرير وإزالة الملوثات الكارهة للماء من الورق المعاد تدويره. وتتمثل هذه الملوثات في الغالب في حبر الطباعة والمواد اللاصقة . وتُستخدم عدة عمليات، أكثرها شيوعاً التعويم أو الغسل.

إزالة الحبر بالتعويم

رسم تخطيطي لخلية تعويم الرغوة .

تم تطوير تقنية التعويم الرغوي من عملية التعويم المستخدمة في صناعة التعدين في ستينيات القرن الماضي. وهي أكثر عمليات إزالة الحبر شيوعًا في أوروبا لاستعادة الورق المعاد تدويره . غالبًا ما يُضاف معظم المُجمِّع إلى مدخل التعويم. تتراوح درجات حرارة العملية عادةً بين 45 و55  درجة مئوية. يُضخ الهواء في معلق اللب. يتميز المُجمِّع بميله لجزيئات الحبر وفقاعات الهواء، مما يؤدي إلى التصاقها. ترفع فقاعات الهواء الحبر إلى السطح مُشكِّلةً رغوة كثيفة يُمكن إزالتها. عادةً ما يكون النظام ثنائي المراحل، ويتكون من 3 أو 4 أو 5 خلايا تعويم متصلة على التوالي. [ 9 ] تُعد إزالة الحبر بالتعويم فعالة للغاية في إزالة جزيئات الحبر التي يزيد حجمها عن 10  ميكرومتر تقريبًا.

غسيل لإزالة الحبر

تتضمن عملية إزالة الحبر بالغسل مرحلة غسل تُضاف فيها مواد مُشتِّتة لإزالة أحبار الطباعة . عند تجفيف (تكثيف) عجينة اللب ، تُغسل الجزيئات المتوسطة إلى الدقيقة . تُعد هذه العملية مفيدة للغاية لإزالة الجزيئات التي يقل حجمها عن 30  ميكرومتر تقريبًا، مثل الأحبار المائية، والحشوات، وجزيئات الطلاء، والجزيئات الدقيقة، والمواد اللاصقة الدقيقة . تُستخدم هذه العملية بكثرة في صناعة اللب المُزال منه الحبر لصناعة المناديل الورقية . تشمل معدات المعالجة مرشحات الحزام ، ومرشحات الحزام المضغوطة، ومرشحات القرص ، والمرشحات الثابتة . تُعد هذه المرحلة أكثر كفاءة من مراحل الغسل/التجفيف العادية.

الغسيل والتعويم المدمجان

تعتمد عملية إزالة الحبر عالية الجودة من نفايات المكاتب وأوراق الطباعة الأخرى في كثير من الأحيان على مزيج من الغسيل والتعويم.

إزالة الحبر الأنزيمية

تستخدم هذه الطريقة لإزالة الحبر إنزيمات صناعية أو غذائية بالتزامن مع عملية التعويم، مما يُسهّل إزالة الأحبار في مصانع إعادة التدوير. وتؤدي إزالة الحبر بكفاءة أكبر إلى زيادة إنتاجية الألياف، وتقليل كمية الأوساخ، وزيادة سطوع الورق. وغالبًا ما يُساعد استخدام إزالة الحبر بالإنزيمات المصانع على تقليل استهلاكها للمبيضات أو استخدام مواد أرخص.

عمليات أخرى لإزالة الحبر

تستخدم بعض المصانع تقنية التعويم بالهواء المذاب (DAF) في مرحلة إزالة الحبر، وهي تزيل بعض الحبر والحشو (الرماد)؛ ومع ذلك، فإنها تستخدم بشكل أساسي لتنقية مياه العملية.

الغسيل / التجفيف

الغسل/التجفيف (التكثيف) هي عملية ترشيح.  تتم إزالة الجزيئات الصغيرة (أقل من 5 ميكرومتر) عن طريق تمرير الماء عبر اللب.

التبييض

إذا رُغِبَ في الحصول على ورق أبيض، تُستخدم في عملية التبييض مواد مثل البيروكسيدات أو الهيدروسلفيتات لزيادة سطوع اللب. وتتشابه طرق التبييض المستخدمة في اللب الميكانيكي، ولكن الهدف هو جعل الألياف أكثر سطوعًا.

صناعة الورق

يتم تحويل الألياف التي تم إزالة الحبر منها إلى منتج ورقي جديد بنفس طريقة ألياف الخشب البكر ، انظر صناعة الورق .

المنتجات الثانوية

تُسمى المواد غير القابلة للاستخدام المتبقية، والتي تتكون أساسًا من الحبر والبلاستيك والحشو والألياف القصيرة، بالحمأة . تُدفن الحمأة في مكب النفايات، أو تُحرق لتوليد الطاقة في مصنع الورق، أو تُستخدم كسماد من قبل المزارعين المحليين.

مشاكل

قد تُسبب أحبار الطباعة الفلكسوغرافية المائية ذات أحجام الجسيمات الأقل من 5  ميكرومتر وضعف الذوبان في الوسط القلوي مشاكل في إزالة الحبر، خاصةً في مرحلة التعويم. والحل هو استخدام مرحلة غسل إضافية باستخدام محلول حمضي .

يُعد التحكم في درجة الحرارة أمراً مهماً لأنه يؤثر على مدى التصاق المواد اللاصقة .

تظهر مشكلات إضافية عند الأخذ في الاعتبار عدد المواد الكيميائية التي قد توجد في الورق المُعاد تدويره. وقد أشارت الدراسات إلى أن الورق قد يحتوي على ما يصل إلى 10000 مادة كيميائية مختلفة، [ 10 ] ولا يزال مصيرها في عملية إزالة الحبر مجهولاً. وغالبًا ما توجد ثنائيات الفينيل متعددة الكلور في الأصباغ المستخدمة في ورق الصحف والمجلات. [ 11 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "ورقة معلومات إعادة تدوير الورق" . موقع Waste Online. مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 أكتوبر 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 أكتوبر 2007 .
  2. 1 2 3 غوتشينغ، لوثار؛ باكارينن، هيكي (2000). "1". الألياف المعاد تدويرها وإزالة الحبر . علم وتكنولوجيا صناعة الورق. المجلد 7. فنلندا: فابيت أو واي. الصفحات 12-14 . ISBN   978-952-5216-07-3.
  3. ↑ سيكستا، هربرت، محرر. (2006). دليل صناعة اللب . المجلد 2. ألمانيا: وايلي-في سي إتش. ص 1174. ISBN   978-3-527-30999-3.
  4. ↑ جينسن، تيموثي (أبريل 1999). "أشرطة التغليف: إعادة التدوير أم لا؟" . مجلس المواد اللاصقة والمانعة للتسرب. مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 نوفمبر 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2007 .
  5. ↑ WO 011717 ، نيلسن، برنارد ونورثفليت ، كريستينا، "طريقة إزالة الحبر"، نُشر في 05.02.2004، صدر عام 2004 
  6. ↑ "معايير المواد اللاصقة المتوافقة مع إعادة التدوير" . معهد مصنعي الملصقات والعلامات. 2007. مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 نوفمبر 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2007 .
  7. ↑ "المعيار الطوعي لإعادة تدوير وإعادة إنتاج الورق المقوى المموج" (ملف PDF) . تحالف التغليف المموج. 2005. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 3 ديسمبر 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 نوفمبر 2007 .
  8. ↑ سايتر، بيكولين (أكتوبر 1998). "طوابع بريدية صديقة للبيئة" (ملف PDF) . مؤتمر TAPPI لصناعة اللب. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 12 أكتوبر 2006. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 نوفمبر 2007 .
  9. ↑ محطة التعويم Voith EcoCell "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) بتاريخ 24 أغسطس 2009. تم الاطلاع عليها بتاريخ 8 يناير 2009 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link )
  10. ↑ بيفنينكو، كوستيانتين؛ إريكسون، إيفا؛ أستروب، توماس ف. (2015). "ورق النفايات لإعادة التدوير: نظرة عامة وتحديد المواد التي قد تكون حرجة" ( ملف PDF) . إدارة النفايات . 45 : 134-142 . Bibcode : 2015WaMan..45..134P . doi : 10.1016/j.wasman.2015.02.028 . PMID 25771763. S2CID 205676176 .  
  11. ↑ غروسمان، إليزابيث (2013-03-01). "مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور غير التقليدية: إعادة النظر في المنتجات الثانوية لتصنيع الأصباغ" . مجلة منظورات الصحة البيئية . 121 (3): a86– a93. doi : 10.1289/ehp.121-a86 . ISSN 0091-6765 . PMC 3621189. PMID 23454657 .   

للمزيد من القراءة

  • غوتشينغ، لوثار؛ باكارينن، هيكي (2000). علم وتكنولوجيا صناعة الورق: 7. الألياف المعاد تدويرها وإزالة الحبر . فنلندا. ISBN 978-952-5216-07-3.{{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )