RU2066720C1 - Способ переработки бумажной макулатуры - Google Patents

Способ переработки бумажной макулатуры Download PDF

Info

Publication number
RU2066720C1
RU2066720C1 SU5053161A RU2066720C1 RU 2066720 C1 RU2066720 C1 RU 2066720C1 SU 5053161 A SU5053161 A SU 5053161A RU 2066720 C1 RU2066720 C1 RU 2066720C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mass
conducted
carried out
added
flotation
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Калль Др.Ханс-Петер
Original Assignee
Калль Др.Ханс-Петер
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Калль Др.Ханс-Петер filed Critical Калль Др.Ханс-Петер
Application granted granted Critical
Publication of RU2066720C1 publication Critical patent/RU2066720C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/14Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/005Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/02Working-up waste paper
    • D21C5/025De-inking
    • D21C5/027Chemicals therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/64Paper recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Cephalosporin Compounds (AREA)
  • Ink Jet (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Abstract

Использование: в целлюлозно-бумажной промышленности. Сущность изобретения: бумажную макулатуру разбивают до плотности массы 0,8-2,5 %. Из полученной массы удаляют печатную краску флотацией, которую осуществляют при введении в массу лигнолитических ферментов, инициирующих реакцию расщепления лигнина, в присутствии окислителя и восстановителя при поддержании редокс-потенциала в диапазоне от 200 до 500 мВ, длительности процесса в течение 10 минут, подаче воздуха от 60 до 80 г/час на каждые 1,5 л реакционного объема и при температуре 40oС. 14 з.п. ф-лы.

Description

Настоящее изобретение относится к способу переработки бумажной макулатуры с ферментативным удалением печатной краски.
Известен способ переработки бумажной макулатуры, включающий ее разбивку, удаление из полученной при этом массы печатной краски флотацией с использованием восстановителей окислителей и химических агентов.
Для этого используют, в частности, щелочные силикаты, окисляющие отбеливатели, высшие жирные и/или смоляные кислоты и диспергаторы. Жирные и/или смоляные кислоты при этом вводятся в форме их солей щелочноземельных металлов вместе с диспергаторами.
Недостатком известного способа является прежде всего его негативное воздействие на окружающую среду.
Задачей настоящего изобретения является создание способа переработки бумаги путем ферментативного удаления печатной краски, который не имел бы указанного недостатка.
Более подробно изобретение поясняется на нижеследующих примерах.
Пример 1.
12 г бумажной макулатуры/газет измельчают на куски размером примерно 2 х 2 см, добавляют 300 мл воды с кальциевой жесткостью примерно 2,5 ммоля и гомогенизируют при температуре около 40oС вручную, после чего в течение 5 минут проводят дезинтеграцию в дезинтеграторе при 3000 об/мин. Затем при плотности материала 3,5% снова проводят дезинтеграцию в течение 2 минут при 3000 об/мин, доводят объем смеси водой при 40oС до 1,5 л и заливают ее в флотационный аппарат.
Добавляют к содержимому аппарата H2O2 в количестве 0,1-1,5% и примерно 2x10-5-2х10-3 VA в расчете на бумажную макулатуру, и после добавления 500-5000 М. Е. лигнолитического фермента (1 М.Е. соответствует превращению 1 ммоля/мин. VA в вератриловый альдегид) начинают проведение флотационного процесса удаления типографской краски путем одновременного введения воздуха со скоростью 60 л/ч и перемешивания при скорости вращения мешалки 1200 об/мин. Одновременно с помощью насоса, управляемого погружным редокс-электродом, подают H2O2 и раствор бисульфита натрия с такой скоростью, чтобы величина редокс-потенциала оставалась равной примерно 400 мВ. Процесс проводят в течение 10415 минут при 40oС, отводя грязь с помощью скребка.
Пример 2.
12 г бумажной макулатуры/ежедневных газет измельчают на куски величиной около 2 х 2 см. После этого добавляют 300 мл воды с кальциевой жесткостью около 2,5 ммоля, и смесь гомогенизируют вручную при температуре около 40oС и затем дезинтегрируют в дезинтеграторе при 3000 об/мин в течение 5 минут. После этого смесь при плотности материала 0,8% в течение 2 минут заново дезинтегрируют при 3000 об/мин. Затем объем смеси доводят до 1,5 л добавкой воды при 40oС и материал подают во флотационную ячейку объемом 1,5 л.
Добавляют 0,1-1,5% H>2O2 по отношению к весу бумажной макулатуры. Также добавляют от 2 х 10-5% 2 x 10-3% VA по отношению к весу бумажной макулатуры. После добавления от 500 до 5000 М.Е. (1U) лигнолитического фермента (1МЕ соответствует превращению 1 ммоль VA в мин в вератриловый альдегид) начинается флотационный процесс удаления типографской краски путем одновременного подвода 80 л воздуха/час и при числе оборотов мешалки 1000 об/мин. Одновременно с помощью погруженного редокс-электрода путем управления насосом так дозируют содержание в растворе H2O2 и бисульфата натрия, что средний редокс-потенциал регулируемо сохраняют на уровне около 200 мВ. Процесс продолжается 10 минут при 40oС, а грязь удаляют с помощью скребка.
Пример 3.
12 г бумажной макулатуры /ежедневных газет измельчают на куски размером около 2 х 2 см. После этого добавляют 300 мл воды с кальциевой жесткостью 2,5 ммоль и смесь гомогенизируют при 40oС вручную и затем дезинтегрируется в дезинтеграторе в течение 5 минут при 3000 об/мин. После этого смесь при плотности вещества 2,5% заново дезинтегрируют при 3000 об/мин в течение 2 минут, затем объем смеси доводят до 1,5 л добавкой воды при 40oС, и материал подают во флотационную ячейку объемом 1,5 л.
Добавляют 0,1-1,5 H2O2 по отношению к бумажной макулатуре. Также добавляют 2 х 10-5% 2 х 10-3% VA по отношению к бумажной макулатуре. После добавления от 500 до 5000 М. Е. лигнолитического фермента (IME соответствует превращению 1 ммоль VA в мин в вератриловый альдегид) начинается флотационный процесс удаления типографской краски путем одновременного подвода 70 л воздуха/час и при числе оборотов мешалки 1400 об/мин. Одновременно с помощью погруженного редокс-электрода путем управления насосом так дозируют содержание H2O2 и бисульфата натрия в растворе, что средний редокс-потенциал регулируемо сохраняют на уровне 500 мВ. Процесс продолжается 10 минут при 40oС, а грязь удаляют с помощью скребка.
Новым в предлагаемом способе является комбинация ферментной системы с известными флотационными способами. Благодаря этому удается добиться того, что удаление печатной краски осуществляется не за счет использования обычных, вышеописанных химикатов, таких как NaOH, H2O или олеиновая кислота, а путем лигнолитического расщепления ферментами. Собственно процесс обесцвечивания в случае способа в соответствии с настоящим изобретением происходит, по-видимому, в результате разрыхления волокон за счет, как уже упоминалось, воздействия фермента на лигнин.
Этот механизм аналогичен набуханию под воздействием на волокна едкого натра при обычных, вышеупомянутых способах обесцвечивания. В результате разрыхления под действием фермента происходит также отделение частиц печатной краски от волокон. Благодаря разрыхленной структуре на последующей флотационной стадии печатная краска легко удаляется, и в большинстве случае достаточно добавления вспенивателя лишь в очень незначительных концентрациях.
Дополнительно в качестве средств, регулирующих редокс-потенциал, можно использовать сульфат меди (II), сульфат марганца (II), ацетат марганца (II), сульфат железа (II), хлорид титана (III), церий (IV), аммонийнитрат и нитрат церия (III), а также соли цинка, сурьмы и свинца.
Для защиты фермента к реакционной смеси добавляют фенольные соединения, наиболее подходящими из которых являются вератриловые спирты.
Наряду с перечисленными химикатами к реакционному раствору могут добавляться и другие вещества. К ним относятся гипохлорит натрия, полисахариды, такие как глюканы и/или коантаны, детергенты, например олеиновая кислота, гемосоединения, такие как гемоглобин, и отбеливатели, например перборат натрия. Для добелки обесцвеченной бумаги можно использовать обычные отбеливатели, такие как гипохлорит натрия, кислород, хлора, озон, H2O2 и дитионит натрия.
В качестве ферментов можно использовать лигнолитические ферменты, такие как фенолоксидазы, лакказы и лигнинпероксидазы. К подходящим для этой цели ферментам относятся также лигнолитические ферменты, получаемые из гриба Phanerochaete choysosporium.
При этом, однако, не имеются в виду ферменты, специально получаемые по способу в соответствии с вышеупомянутым патентом США. В соответствии с настоящим изобретением нет необходимости в использовании ферментов высокой чистоты или полученных с использованием специальных мутантов микроорганизмов. Для его осуществления, напротив, достаточно использовать выпускаемые в настоящее время промышленных масштабах сырые ферменты. Помимо лигнолитических ферментов можно также использовать пектиназы и/или гемицеллюлозы.
Важным преимуществом предлагаемого в соответствии с настоящим изобретением способа является то, что при его осуществлении нет необходимости в предварительной обработке исходного материала вышеупомянутыми флотохимикатами перед собственно флотационным процессом, которая в известных способах занимает до 90 минут.
Благодаря тому, что по предлагаемому способу щелочь и другие аналогичные вещества добавляются к обрабатываемому материалу в незначительных количествах, образующиеся в ходе процесса отходы не загрязняют окружающую среду.
Кроме того, можно перед собственно флотационным процессом или после него осуществлять удаление лигнина из бумажной макулатуры и тем самым улучшить механические характеристики получаемого продукта. Так, например, при удалении примерно 5-8% лигнина разрывная длина обработанного материала может повыситься более чем на 30%
Попутно следует отметить, что применение поверхностно-активных веществ при осуществлении предлагаемого способа не является обязательным. По-видимому, содержащиеся в сыром ферменте полисахариды частично выполняют функцию поверхностно-активных веществ как вспенивателей.
Последние при использовании их в обычных флотационных процессах, будучи амфотерными веществами, закрепляются своими амфотерными молекулами на поверхности первоначально гидрофобных частиц печатной краски. В результате взаимодействия с присутствующими в воде солями жесткости становится возможным связывание таких частиц с пузырьками воздуха. Не осажденные ионами солей жесткости компоненты, представляющие собой мыла, играют роль вспенивателей и диспергаторов.

Claims (15)

1. Способ переработки бумажной макулатуры, включающий ее разбивку, удаление из полученной при этом массы печатной краски флотацией с использованием восстановителя, окислителя и химического агента, отличающийся тем, что разбивку ведут до плотности массы 0,8 2,5% а флотацию осуществляют при дополнительном введении в массу лигнолитических ферментов, инициирующих реакцию расщепления лигнина, в присутствии окислителя и восстановителя при поддержании редокс-потенциала в диапазоне 200 500 мВ, длительности процесса в течение 10 мин, подаче воздуха 60 80 г/час на каждые 1,5 л реакционного объема и при температуре 40oС.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс продолжают в течение 60 90 мин при снижении подачи воздуха.
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют перекись водорода, кислород или озон, а в качестве восстановителя - аскорбиновую кислоту, дитионит или бисульфит натрия.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что процесс ведут при введении в массу сульфата меди, сульфата марганца, ацетата марганца, сульфата железа, хлорида титана, нитрата церия и/или церийаммонийнитрата, а также соли цинка, сурьмы и свинца.
5. Способ по пп. 1 4, отличающийся тем, что процесс ведут при введении в массу фенольного соединения, например ветатрилового спирта.
6. Способ по пп. 1 5, отличающийся тем, что в качестве лигнолитических ферментов используют фенолоксидазы, лакказы и пероксидазы или их смеси с пектиназами и/или гемицеллюлозой, или используют простетические группы лигнолитических ферментов.
7. Способ по пп. 1 6, отличающийся тем, что процесс ведут при рН 2 - 5, предпочтительно при рН 3.
8. Способ по пп. 1 7, отличающийся тем, что процесс ведут при добавлении в массу гипохлорита натрия.
9. Способ по пп. 1 8, отличающийся тем, что процесс ведут при добавлении в массу комплексообразователя, например этилендиаминтетрауксусную кислоту или диэтилентриаминпентауксусную кислоту.
10. Способ по пп. 1 9, отличающийся тем, что процесс ведут при добавлении в массу полисахарида, в качестве которого используют глюканы или ксантан.
11. Способ по пп. 1 10, отличающийся тем, что процесс ведут при добавлении в массу детергента.
12. Способ по пп. 1 11, отличающийся тем, что процесс ведут при добавлении в массу поверхностно-активного вещества.
13. Способ по пп. 1 12, отличающийся тем, что процесс ведут при добавлении в массу жирной кислоты, например олеиновой.
14. Способ по пп. 1 13, отличающийся тем, что процесс ведут при добавлении в массу гемосоединения, например гемоглобина.
15. Способ по пп. 1 14, отличающийся тем, что процесс ведут при добавлении в массу пербората.
SU5053161 1990-03-20 1991-03-19 Способ переработки бумажной макулатуры RU2066720C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19904008894 DE4008894A1 (de) 1990-03-20 1990-03-20 Verfahren zur altpapieraufbereitung mit enzymatischer druckfarbenentfernung
DEP4003894.4 1990-03-20
PCT/EP1991/000539 WO1991014820A1 (de) 1990-03-20 1991-03-19 Verfahren zur altpapieraufbereitung mit enzymatisher druckfarbenentfernung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2066720C1 true RU2066720C1 (ru) 1996-09-20

Family

ID=6402621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5053161 RU2066720C1 (ru) 1990-03-20 1991-03-19 Способ переработки бумажной макулатуры

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP0447672B1 (ru)
JP (1) JPH05506275A (ru)
AT (1) ATE119592T1 (ru)
AU (1) AU652358B2 (ru)
BR (1) BR9106253A (ru)
CA (1) CA2078346A1 (ru)
DE (2) DE4008894A1 (ru)
DK (1) DK0447672T3 (ru)
ES (1) ES2072964T3 (ru)
FI (1) FI924168A (ru)
HU (1) HUT64118A (ru)
NO (1) NO180725C (ru)
RU (1) RU2066720C1 (ru)
WO (1) WO1991014820A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5370770A (en) * 1992-11-09 1994-12-06 The Mead Corporation Method for deinking printed waste paper using soybean peroxidase
JP2958269B2 (ja) * 1996-06-03 1999-10-06 花王株式会社 脱墨方法
US6228128B1 (en) 1997-11-10 2001-05-08 Charlotte Johansen Antimicrobial activity of laccases
EP1046744B1 (de) * 1999-03-22 2004-08-11 Kalkfabrik Netstal AG Verfahren zum Ablösen von Druckfarbe aus Altpapier
ATE372135T1 (de) * 2004-02-18 2007-09-15 Sappi Austria Produktions Gmbh Verfahren zur stabilisierung von verkeimbaren flüssigen medien
WO2015074072A1 (en) * 2013-11-18 2015-05-21 Enzymatic Deinking Technologies, Llc Enzymatic treatment of virgin fiber and recycled paper to reduce residual mineral oil levels for paper production

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2243340C2 (de) * 1972-04-26 1983-08-25 Great Eastern Packing & Paper Stock Corp., Richmond, Va. Verwendung eines äthoxylierten aliphatischen Mono-Ols oder Diols zum umweltschonenden Entfärben von bedrucktem Abfallpapier
SE406482B (sv) * 1975-03-11 1979-02-12 Ytkemiska Inst Forfarande for rening av en vattenhaltig dispersion eller massauppslamning
US4692413A (en) * 1985-07-15 1987-09-08 Repligen Corporation Use of rLDM™ 1-6 and other ligninolytic enzymes for the decolorization of E1 effluent
US4687745A (en) * 1985-07-15 1987-08-18 Repligen Corporation Use of rLDM™ 1-6 and other ligninolytic enzymes in the treatment of mechanical pulps
US4690895A (en) * 1985-07-15 1987-09-01 Repligen Corporation Use of rLDM™ 1-6 and other ligninolytic enzymes in the bleaching of kraft pulp
DE3636208A1 (de) * 1986-10-24 1988-05-05 Call Hans Peter Verfahren zur delignifizierung und bleichung von lignicellulosehaltigem bzw. ligninhaltigem material bzw. lignin durch enzymatische behandlung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE, патент, 3702978, кл. D 21C 5/02, 1988. *

Also Published As

Publication number Publication date
HU9202981D0 (en) 1993-01-28
FI924168A0 (fi) 1992-09-17
ATE119592T1 (de) 1995-03-15
NO923623L (no) 1992-09-17
BR9106253A (pt) 1993-04-06
DE4008894A1 (de) 1991-09-26
AU652358B2 (en) 1994-08-25
ES2072964T3 (es) 1995-08-01
JPH05506275A (ja) 1993-09-16
DK0447672T3 (da) 1995-07-24
WO1991014820A1 (de) 1991-10-03
EP0447672B1 (de) 1995-03-08
DE59008654D1 (de) 1995-04-13
CA2078346A1 (en) 1991-09-21
AU7543091A (en) 1991-10-21
NO180725C (no) 1997-06-04
EP0447672A1 (de) 1991-09-25
HUT64118A (en) 1993-11-29
NO923623D0 (no) 1992-09-17
FI924168A (fi) 1992-09-17
NO180725B (no) 1997-02-24
DE4008894C2 (ru) 1992-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0686216B1 (en) Inhibition of hydrogen peroxide decomposing enzymes, e.g. catalase and peroxidase during bleaching of cellulose fibers
US5607544A (en) Process and agent for the oxidative bleaching of wood pulp and for deinking waste paper
RU2066720C1 (ru) Способ переработки бумажной макулатуры
Kuwabara et al. Impact on the filtrate from bleached pulp treated with peroxymonosulfuric acid for effective removal of hexenuronic acid
US5169555A (en) Pulp bleaching solution
HUT64119A (en) Method for enzyme-bleaching cellulose
US3709779A (en) Bleaching of mechanical pulps with hydrosulfite in the presence of an alkali metal silikate
JP2001192991A (ja) アルカリパルプの漂白方法
US6217706B1 (en) Method of de-inking paper and other cellulosic materials
US20050145349A1 (en) Method of de-inking paper and other cellulosic materials
CN107419576A (zh) 废纸脱墨再生纸的生产方法
CA1067254A (en) Recovery of tall oil soaps
JPH08199489A (ja) 印刷古紙の脱インキ方法
RU2516846C2 (ru) Композиция, cодержащая оксид кремния
JPH0835188A (ja) 古紙の脱墨漂白方法
JP2010236166A (ja) 脱墨パルプの製造方法
JPH07300783A (ja) 古紙再生方法
JPH0197291A (ja) 機械パルプの漂白方法
JP2630349B2 (ja) 再生パルプ製造方法
JPH08127989A (ja) 印刷古紙の脱インキ方法
CN118237377A (zh) 一种包装袋原料的有害化学物质剔除加工工艺
JP2003293277A (ja) 再生パルプ製造方法
JPH06287879A (ja) 着色古紙の再生方法及び再生古紙パルプを用いた紙
Renders et al. Eucepa Symposium “Recycling “95", Manchester, UK, October 1995
JP2002086158A (ja) 過酸化水素含有排水の処理方法