RU2744563C1 - Method of removing printing ink from waste paper - Google Patents

Method of removing printing ink from waste paper Download PDF

Info

Publication number
RU2744563C1
RU2744563C1 RU2020122059A RU2020122059A RU2744563C1 RU 2744563 C1 RU2744563 C1 RU 2744563C1 RU 2020122059 A RU2020122059 A RU 2020122059A RU 2020122059 A RU2020122059 A RU 2020122059A RU 2744563 C1 RU2744563 C1 RU 2744563C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
waste paper
printing ink
fibers
paper
preparation
Prior art date
Application number
RU2020122059A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мария Александровна Мидукова
Александр Семенович Смолин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" (СПГУПТД)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" (СПГУПТД) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" (СПГУПТД)
Priority to RU2020122059A priority Critical patent/RU2744563C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2744563C1 publication Critical patent/RU2744563C1/en

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/02—Working-up waste paper
    • D21C5/025—De-inking
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/64—Paper recycling

Landscapes

  • Paper (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention relates to a method of removing printing ink from waste paper of predominantly office types, on which printing ink is applied at high temperatures using a laser printer and can be used primarily for production of writing paper. Set task is achieved by the fact that according to the method of removing printing ink from waste paper, which includes preparation of office waste paper with printing ink applied by a laser printer with subsequent dissolution in an alkaline medium and with addition of sodium hydroxide, sodium silicate, oleic acid, hydrogen peroxide, with further supply to flotation, wherein waste paper preparation takes place at moisture content of 5-15% in two steps, wherein at first step wastepaper is milled into particles with size of not more than 50×50 mm, at the second stage the waste papers are milled to fibers, which are then dissolved during 2-5 minutes.
EFFECT: reduced printing ink on the surface of fibers of waste paper by two-step grinding at moisture content of 5-15%, which increases the surface of interaction of fibers with chemicals with simultaneous reduction of preparation and disintegration time.
1 cl, 1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способу удаления печатной краски с макулатуры преимущественно офисных видов бумаг, на которые печатная краска наноситься при высоких температурах лазерным принтером и может быть использована преимущественно для производства писче-печатной бумаги.SUBSTANCE: invention relates to a method for removing ink from waste paper, mainly of office types of paper, on which ink is applied at high temperatures by a laser printer and can be used mainly for the production of writing and printing paper.

Известен способ очистки от краски перерабатываемой целлюлозной бумаги с использованием центрифуг (Пат. RU 2358054, МПК D21C 5/02, опубл. 10.06.2009), который включает стадии роспуска макулатуры в воде. Разделение печатной краски и агломерирующего агента осуществляют через отверстия фильтра за счет центробежной силы, которая создается центрифугированием. Использование изобретения позволяет упростить технологию процесса очистки от краски переработанных целлюлозных волокон. Однако фильтровальные перегородки обладают высоким гидравлическим сопротивлением и требуют перепада давлений, на которое затрачивается энергия. К недостаткам центрифугирования через фильтрующие элементы можно отнести небольшой выход очищенных волокон, так как вместе краской и агломерирующим агентом удаляется большое количество волокон.There is a known method of cleaning the recyclable cellulose paper from ink using centrifuges (US Pat. RU 2358054, IPC D21C 5/02, publ. 10.06.2009), which includes the stage of dissolving waste paper in water. The separation of the ink and the agglomerating agent is carried out through the filter openings due to the centrifugal force generated by centrifugation. EFFECT: use of the invention makes it possible to simplify the technology of the process of cleaning recycled cellulose fibers from paint. However, filter baffles have high hydraulic resistance and require a pressure drop, which requires energy. The disadvantages of centrifugation through filter elements include a small yield of refined fibers, since a large amount of fibers are removed together with the paint and the agglomerating agent.

Известен способ увеличения выхода очищенных волокон при флотации (Пат. RU 2513386, МПК D21C 5/02, опубл. 20.04.2014). Способ включает стадии превращения макулатуры с печатной краской в водную суспензию, с последующей флотацией для удаления гидрофобных загрязнений. При этом флотацию проводят с добавлением модифицированного диоксида кремния. Изобретение позволяет увеличить выход на стадии флотации очищенного волокна с контролем образования пены. Предложенный способ не желателен для флотирования макулатуры из офисных бумаг, гак как печатная краска, нанесенная при высоких температурах лазером, сложно отделяется от волокон. Поэтому для высокой степени очистки потребуется много времени, и, следовательно, затратится большое количество энергии.A known method of increasing the yield of refined fibers during flotation (Pat. RU 2513386, IPC D21C 5/02, publ. 20.04.2014). The method includes the stages of converting waste paper with ink into an aqueous suspension, followed by flotation to remove hydrophobic impurities. When this flotation is carried out with the addition of modified silicon dioxide. The invention makes it possible to increase the yield at the stage of flotation of the refined fiber with the control of foam formation. The proposed method is not desirable for flotation of waste paper from office papers, since the printing ink applied at high temperatures with a laser is difficult to separate from the fibers. Therefore, a high degree of purification will take a long time, and therefore a large amount of energy is consumed.

Известен способ удаления типографской краски из печатной макулатуры, (Пат. RU 2435892, МПК D21C 5/02, опубл. 10.12.2011) который включает в себя роспуск макулатурной массы в присутствии пероксида водорода, гидроксид натрия и силиката натрия, с последующим выдерживанием массы и подачи на флотацию в присутствии сульфатного мыла, затем отбелки макулатурной массы формамидинсульфиновой кислотой. Длительная выдержка и применение формамидинсульфиновой кислоты повысило степень белизны макулатурной массы. Недостатком способа является дли тельная выдержка макулатуры в водной среде вместе с химикатами. На практике для производства бумаги и картона по этому способу потребуются большие затраты энергии, связанные с длительной выдержкой и обработкой флотируемой массы. Поэтому данный способ не нашел практического применения при производстве бумаги и картона.There is a known method of removing ink from printed waste paper, (Patent RU 2435892, IPC D21C 5/02, publ. 10.12.2011), which includes dissolving waste paper in the presence of hydrogen peroxide, sodium hydroxide and sodium silicate, followed by keeping the mass and feeding to flotation in the presence of sulfate soap, then bleaching the waste paper mass with formamidine sulfinic acid. Long-term exposure and the use of formamidine sulfinic acid increased the brightness of the waste paper. The disadvantage of this method is the long exposure of waste paper in an aqueous medium together with chemicals. In practice, the production of paper and cardboard by this method will require high energy costs associated with long exposure and processing of the floated mass. Therefore, this method has not found practical application in the production of paper and cardboard.

Наиболее близким способом удаления печатной краски от макулатуры является метод INGEDEMethod 11 (https://manualzz.com/doc/6863442/ingede-method-11p-assessment-of-print-product-recyclability), согласно которому макулатуру подготавливают в сушильном шкафу при температуре 60°С в течение 72 часов. Затем, она поступает на следующую стадию - роспуск. Процесс роспуска макулатурной массы идет в одну стадию и происходит в воде с добавлением химикатов, а именно гидроксида натрия, олеиновой кислоты, силиката натрия и пероксида водорода. Процесс роспуска длится в течение 20 минут при температуре 45°С, при этом pH раствора 9,5±0,5. Затем распущенная волокнистая масса разбавляется водой до концентрации 5% и отстаивается в течение часа при 45°С.The closest way to remove printing ink from waste paper is the INGEDEMethod 11 method (https://manualzz.com/doc/6863442/ingede-method-11p-assessment-of-print-product-recyclability), according to which waste paper is prepared in a drying cabinet at temperature 60 ° C for 72 hours. Then, it enters the next stage - dissolution. The process of dissolving waste paper goes in one stage and takes place in water with the addition of chemicals, namely sodium hydroxide, oleic acid, sodium silicate and hydrogen peroxide. The dissolution process lasts for 20 minutes at a temperature of 45 ° C, while the pH of the solution is 9.5 ± 0.5. Then the loose fibrous mass is diluted with water to a concentration of 5% and settled for an hour at 45 ° C.

После отстаивания массу разбавляют водой до pH ≥ 7,5 и затем подают на флотацию, которая проходит при температуре 45°С в течение 12 минут.After settling, the mass is diluted with water to pH ≥ 7.5 and then fed to flotation, which takes place at a temperature of 45 ° C for 12 minutes.

Данный способ, используемый в прототипе, позволяет очистить макулатуру от печатной краски, добиться высокой белизны и механических показателей. Однако способ предназначен и используется в лабораторных испытаниях.This method, used in the prototype, allows you to clean waste paper from printing ink, to achieve high whiteness and mechanical properties. However, the method is intended and used in laboratory tests.

Техническим результатом является устранение указанных недостатков, а именно уменьшение печатной краски на поверхности волокон макулатуры путем двухстадийного измельчения при влажности 5-15%, которое приводит к повышению поверхности взаимодействия волокон с химикатами при одновременном уменьшении времени подготовки и роспуска.The technical result is the elimination of these disadvantages, namely the reduction of the printing ink on the surface of the waste paper fibers by two-stage grinding at a moisture content of 5-15%, which leads to an increase in the surface of interaction of fibers with chemicals while reducing the preparation and dissolution time.

Поставленная задача достигается тем, что в соответствие способом удаления печатной краски от макулатуры, включающий подготовку офисной макулатуры с печатной краской нанесенной лазерным принтером с последующим роспуском в щелочной среде и с добавлением гидроксида натрия, силиката натрия, олеиновой кислоты, пероксида водорода, с дальнейшей подачей на флотацию, причем подготовку макулатуры осуществляют при влажности 5-15% в две стадии, причем на первой стадии макулатуру измельчают на частицы размером не более 50×50 мм, на второй стадии осуществляют измельчение макулатуры до волокон, которые затем распускают в точение 2-5 минут.The task is achieved by the fact that in accordance with the method of removing printing ink from waste paper, including the preparation of office waste paper with printing ink applied by a laser printer, followed by dissolution in an alkaline medium and with the addition of sodium hydroxide, sodium silicate, oleic acid, hydrogen peroxide, with further supply to flotation, moreover, the preparation of waste paper is carried out at a moisture content of 5-15% in two stages, and at the first stage the waste paper is crushed into particles with a size of not more than 50 × 50 mm, at the second stage the waste paper is shredded to fibers, which are then dissolved in turning for 2-5 minutes ...

Существенным отличием заявленного способа является подготовка макулатуры с влажностью 5-15%, которая измельчается в две стадии с целью повышения степени очистки волокна при одновременном уменьшении времени обработки и требуемых энергозатрат.A significant difference of the claimed method is the preparation of waste paper with a moisture content of 5-15%, which is crushed in two stages in order to increase the degree of fiber purification while reducing the processing time and the required energy consumption.

Для лучшего понимания сущности заявленного технического решения представлена схема очистки макулатуры от печатной краски на фиг. 1, согласно которой макулатуру при влажности 5-15% сортируют на стадии 1, при этом удаляют посторонние включения (металлическую проволоку, скотч, веревки и др.). Затем макулатуру, преимущественно офисных видов бумаги, подают на стадию измельчения 2. На этой стадии листы офисных видов бумаг измельчают в шредере до размеров не более 50×50 мм. Далее измельченную макулатуру нагнетают потоком воздуха на вторую ступень измельчения 3, где диспергатором (роторно-вихревой мельницей) измельчают до волокон. После этого сухие волокна очищают от пыли, мела, песка, фрагментов волокон в циклоне 5. В воздушном фильтре 4 производят окончательную очистку воздуха, а отделенные волокна макулатуры из циклона подают на стадию роспуска в гидроразбиватель 6. На эту стадию подают воду с расчетом, что концентрация волокон составляет 2-6% от массы всей волокнистой суспензии. В процессе роспуска, в первую минуту в гидроразбиватель подают химикаты: гидроксид натрия, силикат натрия, олеиновая кислота, пероксид водорода. Роспуск проводят при pH раствора 8,0-10,0 в течение 2-5 минут. Затем макулатурную массу подают на флотацию, где макулатурная масса разбавляется до концентрации 0,5-1,2%. Время флотации 8-10 минут. После очищенная от печатной краски макулатурная масса направляется на дальнейший этап производства бумаги.For a better understanding of the essence of the claimed technical solution, a scheme for cleaning waste paper from printing ink is presented in Fig. 1, according to which waste paper with a moisture content of 5-15% is sorted at stage 1, while extraneous inclusions (metal wire, adhesive tape, ropes, etc.) are removed. Then the waste paper, mainly of office paper types, is fed to the shredding stage 2. At this stage, the sheets of office paper types are shredded in a shredder to a size of no more than 50 × 50 mm. Next, the crushed waste paper is injected with an air flow to the second grinding stage 3, where it is crushed to fibers with a dispersant (rotary vortex mill). After that, the dry fibers are cleaned of dust, chalk, sand, fiber fragments in the cyclone 5. In the air filter 4, the final air is purified, and the separated fibers of the waste paper from the cyclone are fed to the pulping stage in the pulper 6. At this stage, water is supplied with the expectation that the concentration of fibers is 2-6% of the mass of the entire fiber suspension. In the process of dissolution, in the first minute, chemicals are fed into the pulper: sodium hydroxide, sodium silicate, oleic acid, hydrogen peroxide. The dissolution is carried out at a pH of the solution of 8.0-10.0 for 2-5 minutes. Then the waste paper is fed to flotation, where the waste paper is diluted to a concentration of 0.5-1.2%. The flotation time is 8-10 minutes. After that, the waste paper, cleared of printing ink, is sent to a further stage of paper production.

Показатели потребительских свойств получаемой бумаги (белизна, яркость разрывная длина, максимальное усилие, поглощение энергии, сопротивление разрыву, удлинение при разрушении, удлинение, индекс TEA, индекс сопротивления разрыву, сопротивление продавливанию, модуль упругости) измеряются согласно стандартным методам. Наличие неочищенной печатной краски на образцах полученной бумаги определялось визуально. На Фиг. 2. представлен образец, полученный заявленным способом при роспуске в течение 2-5 мин в зависимости от уровня запечатки* (* запечатка - это процент заполнения чернилами листа бумаги.) макулатуры от 2,5-60%.The consumer properties of the resulting paper (whiteness, brightness, breaking length, maximum force, energy absorption, tear strength, elongation at break, elongation, TEA index, tear strength index, burst strength, elastic modulus) are measured according to standard methods. The presence of unrefined ink on the samples of the resulting paper was determined visually. FIG. 2. shows a sample obtained by the claimed method when dissolving for 2-5 minutes, depending on the level of sealing * (* sealing is the percentage of filling a sheet of paper with ink.) Waste paper from 2.5-60%.

Важным условием работоспособности предлагаемого способа флотации с предварительным измельчением макулатуры в две стадии является сохранение механических и оптических показателей. Для этого были проведены испытания образцов, полученных по предлагаемому способу, включающему две стадии измельчения до роспуска и флотации макулатуры. Результаты оценки механических свойств представлены в таблице 1.An important condition for the operability of the proposed flotation method with preliminary crushing of waste paper in two stages is the preservation of mechanical and optical indicators. For this, tests were carried out on samples obtained by the proposed method, which includes two stages of grinding before dissolution and flotation of waste paper. The results of evaluating the mechanical properties are presented in Table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Как видно из табл. 1 механические показатели образцов практически не зависят от уровня запечатки макулатуры, которая определяет время роспуска макулатуры, а по белизне и яркости можно судить о том, что предлагаемый способ также приметим для производства санитарно-гигиенических и писче-печатных видов бумаг.As you can see from the table. 1, the mechanical indicators of the samples practically do not depend on the level of printing waste paper, which determines the time of dissolution of waste paper, and by the whiteness and brightness it can be judged that the proposed method is also acceptable for the production of sanitary and hygienic and writing-printing types of paper.

Claims (1)

Способ удаления печатной краски от макулатуры, включающий подготовку офисной макулатуры с печатной краской, нанесенной лазерным принтером с последующим роспуском в щелочной среде и с добавлением гидроксида натрия, силиката натрия, олеиновой кислоты, пероксида водорода, с дальнейшей подачей на флотацию, отличающийся тем, что подготовку макулатуры осуществляют при влажности 5-15% в две стадии, причем на первой стадии макулатуру измельчают на частицы размером не более 50×50 мм, на второй стадии осуществляют измельчение макулатуры до волокон, которые затем распускают в течение 2-5 мин.A method for removing printing ink from waste paper, including the preparation of office waste paper with printing ink applied by a laser printer, followed by dissolution in an alkaline medium and with the addition of sodium hydroxide, sodium silicate, oleic acid, hydrogen peroxide, with further feeding to flotation, characterized in that the preparation waste paper is carried out at a moisture content of 5-15% in two stages, and at the first stage the waste paper is crushed into particles with a size of not more than 50 × 50 mm, at the second stage the waste paper is shredded to fibers, which are then dissolved within 2-5 minutes.
RU2020122059A 2020-06-29 2020-06-29 Method of removing printing ink from waste paper RU2744563C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020122059A RU2744563C1 (en) 2020-06-29 2020-06-29 Method of removing printing ink from waste paper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020122059A RU2744563C1 (en) 2020-06-29 2020-06-29 Method of removing printing ink from waste paper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2744563C1 true RU2744563C1 (en) 2021-03-11

Family

ID=74874307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020122059A RU2744563C1 (en) 2020-06-29 2020-06-29 Method of removing printing ink from waste paper

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2744563C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU926130A1 (en) * 1976-05-07 1982-05-07 Всесоюзный Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Вторичных Ресурсов Method for refining printed waste paper
CA2199745A1 (en) * 1994-09-12 1996-03-21 David A. Longhini Deinking composition and method for deinking waste paper
WO2010147581A1 (en) * 2009-06-17 2010-12-23 Kemira Oyj Deinking process
RU2435892C1 (en) * 2010-07-02 2011-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" Method for alkali treatment of printed paper

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU926130A1 (en) * 1976-05-07 1982-05-07 Всесоюзный Проектно-Конструкторский И Технологический Институт Вторичных Ресурсов Method for refining printed waste paper
CA2199745A1 (en) * 1994-09-12 1996-03-21 David A. Longhini Deinking composition and method for deinking waste paper
WO2010147581A1 (en) * 2009-06-17 2010-12-23 Kemira Oyj Deinking process
RU2435892C1 (en) * 2010-07-02 2011-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный технический университет" Method for alkali treatment of printed paper

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1652999B1 (en) Process for producing recycled pulp, method of modifying pulp fiber surface and contaminant, and pulp treating apparatus
Lee et al. Enzymatic and chemical deinking of mixed office wastepaper and old newspaper: paper quality and effluent characteristics.
KR101324673B1 (en) Method for beating of pulp, method for treatment of process water, and process for producing pulp and paper
KR100190952B1 (en) Enzymatic deinking process
KR100244421B1 (en) Integrated pulping process of waste paper yielding tissue-grade paper fibers
US5259969A (en) Deinking of impact and non-impact printed paper
US5401360A (en) Method for de-inking printed paper
US5895556A (en) Waste paper treatment process
RU2744563C1 (en) Method of removing printing ink from waste paper
JP3786195B2 (en) Waste paper pulping
US3069308A (en) Oxyalkylated alcohol process
CA2526406A1 (en) Chemimechanical desilication of nonwood plant materials
US5658426A (en) Alkoxylated lanolin derivatives as deinking agents
CN101115879A (en) Method for beating pulp
US6217706B1 (en) Method of de-inking paper and other cellulosic materials
Lasheva et al. Deinging of recycled paper with offset printing through flotation and use of enzymes
JP2002155482A (en) Method for producing waste paper pulp
JP6875828B2 (en) Paper containing pulp fibers derived from dental floss
US6425982B1 (en) System for removing bleed-throughs from old corrugated container fiber pulp
US20050145349A1 (en) Method of de-inking paper and other cellulosic materials
RU2435892C1 (en) Method for alkali treatment of printed paper
CN110735361A (en) Production method of novel recycled kraft pulp
Patil et al. Deinking of news paper pulp by β-glucosidase of Penicillium purpurogenum
JP2000034685A (en) Recycling of resin-containing wastepaper
JP2004068175A (en) Method for producing deinked pulp from printed waste paper