Возможность и целесообразность переработки бумаги

Введение
В России в настоящее время наблюдается растущий интерес к переработке отходов, особенно бумаги. Переработка бумаги не только помогает сохранить природные ресурсы и уменьшить загрязнение окружающей среды, но и позволяет создавать новые продукты с высокой добавленной стоимостью.
Актуальность. Сегодня бумага становится объектом повторного использования и получает вторую жизнь. Кроме традиционных материалов для печати и упаковки, из переработанной бумаги изготавливают офисные принадлежности, декоративные изделия, мебель, строительные материалы и многое другое. Таким образом, бумага превращается в универсальный материал, способный удовлетворить потребности различных отраслей.
Процесс переработки бумаги включает несколько этапов: сбор и сортировку отходов, измельчение и переработку волокон, а также производство новых изделий. Для этого требуется специализированное оборудование и технологии, которые, к счастью, становятся все более доступными в России.
Одним из положительных аспектов растущего интереса к переработке бумаги является развитие малого и среднего бизнеса. Многие предприниматели рассматривают переработку бумаги как способ не только получения прибыли, но и участия в охране окружающей среды. Эти инициативы способствуют созданию новых рабочих мест и общему развитию экономики.
Цель работы: изучить возможность и целесообразность переработки бумаги.
Задачи: 1. Изучение состава бумаги, ее основных компонентов;
2. Рассмотреть технологию переработки бумаги и картона;
3. Рассмотреть переработку целлюлозно-бумажных и картонных отходов в ценные товарные продукты.
 
1. Изучение состава бумаги. Ее основные компоненты
С течением времени бумажная промышленность начала активно развиваться. В настоящее время существует множество видов бумаги — от недорогой типографической до эксклюзивной дизайнерской. Как и много веков назад, основным сырьем для производства бумаги по-прежнему служит древесная целлюлоза. В этом процессе используются различные породы деревьев, такие как сосна, береза, тополь, дуб, каштан, кедр и другие. Древесная целлюлоза представляет собой природное органическое соединение (волокно), которое получают путем варки измельченной древесной щепы. Целлюлоза является основным структурным компонентом, из которого состоит оболочка растительных клеток.
Для производства качественной бумаги невозможно обойтись без применения различных химических веществ. Они способствуют увеличению белизны, гладкости и прочности конечного продукта, а также изменению его свойств и повышению эффективности работы бумагоделательных машин — основного оборудования для производства бумаги. В современном бумажном производстве используется более 20 различных химических реагентов, и это число периодически увеличивается. Некоторые виды бумаги и картона производят из вторичного сырья — макулатуры. Вторичная переработка старых газет, журналов, книг и других бумажных отходов уменьшает потребность в вырубке лесов, что особенно важно в условиях современных экологических проблем [4].
Виды бумаги:
1. Газетная – это бумага низкого качества с небольшой плотностью.
2. Типографская – белая бумага с малым содержанием клея, предназначенная для печати книг, плакатов, рекламных буклетов и других полиграфических материалов, содержащих текст и графику.
3. Дизайнерская – бумага, предлагающая широкий выбор цветов и необычные текстуры. Она может иметь тиснение, металлизированные элементы и другие особенности, создающие уникальные фактурные эффекты. Дизайнерская бумага в основном используется для малотиражного производства рекламной продукции, визиток, приглашений и т.д.
4. Упаковочная и оберточная бумага. Применяется для производства различных видов упаковки для промышленных товаров, продуктов питания, медикаментов и прочего.
5. Самоклеящаяся бумага — это материал, на одну из сторон которого нанесён равномерный слой клея. Она используется для создания стикеров.
6. Санитарно-гигиеническая бумага — это бумага с низкой плотностью, предназначенная для производства салфеток, бумажных полотенец и туалетной бумаги.
И многие другие виды.
Бумага представляет собой тонкий листовой материал, образованный переплетением и соединением растительных волокон. Для достижения необходимых характеристик в ее состав могут добавляться наполнители, клеящие и красители, а также различные специальные добавки [2].
Волокна, которые составляют основу структуры бумаги, представляют собой тонкие частицы размером от 0,02 до 0,05 мм и длиной от 50 до 500 мм. Для производства бумаги эти волокна должны обладать рядом характеристик:
1) достаточной гибкостью, чтобы их можно было переплетать и формировать бумажный лист;
2) способностью к размалыванию (фибриллированию) с образованием микроволокнистых частиц (фибрилл), что способствует сцеплению волокон;
3) возможностью соединяться между собой благодаря молекулярным силам, что обеспечивает прочность листа.
В промышленных технологиях используется множество волокнистых материалов, таких как хлопок, шерсть, лен, шелк, капрон, лавсан, асбест, стекловолокно и другие. Многие из этих материалов обладают гибкостью, однако только растительные волокна, содержащие целлюлозу, имеют способность размалываться и скрепляться. Поэтому древесина, содержащая до 50 % целлюлозы, является основным сырьем для производства бумаги. Выделенная из растений целлюлоза представляет собой белый, неплавкий материал, который не растворяется в различных растворителях, гигроскопичен и набухает в воде. Плотность целлюлозы составляет примерно 1,5 г/см³ [6].
Целлюлоза, по своему химическому строению, представляет собой высокомолекулярное углеводное соединение. Ее молекулы состоят из звеньев, образованных остатками β-D-глюкозы, которые соединены между собой гликозидными связями (1–4). Мономеры глюкозы в полимерной молекуле имеют креслообразную конфигурацию, при этом группы ОН и СН2ОН располагаются экваториально, что препятствует скручиванию молекулы, как это происходит в случае крахмала. Количество звеньев в макромолекулах целлюлозы, в зависимости от источника, варьируется от нескольких сотен до 10^4 и более. Из химической формулы целлюлозы (рисунок 1) видно, что каждое мономерное звено связано гликозидными связями с двумя соседними звеньями, что исключает разветвление молекулярной цепи. Это придает макромолекулам гибкую линейную структуру [5].