Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Отходы бумаги и картона - макулатура, является традиционным вторичным сырьем, которое используется в производстве бумаги и картона. Объем использования макулатуры в традиционных видах картонно-бумажной продукции определяется уровнем цен на первичное сырье - целлюлозу и древесную массу, и уровнем спроса на указанную продукцию. Кроме этого макулатура может быть использована как вторсырье малыми предприятиями для производства теплоизоляционных материалов, бугорчатых прокладок, туалетной бумаги, материалов строительного назначения. Цель моей работы - рассмотреть эффективности технологий производства материалов из отходов производства макулатуры.

Глава 1. ВТОРИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА МАКУЛАТУРЫ

В соответствии с ГОСТ 10700-89 «Макулатура бумажная и картонная» все виды макулатуры в России подразделяются на 12 марок. При этом 7 марок включают отходы картонно-бумажной тары и упаковки.

Разделение макулатуры на 12 марок преследовало цель ее более рационального использования. При обосновании состава марок макулатуры учитывались вид продукции (бумага или картон), цвет (белый или небелый), состав по волокну (целлюлоза, древесная масса), скорость роспуска в воде и др. факторы.

Каждый вид бумаги или картона может содержать в составе своей композиции следующие первичные материалы - целлюлозу, древесную массу, накопитель (чаще всего каолин) и клей.

При производстве бумаги и картона большое значение имеют как ограничение (степень белизны) и прочностные свойства волокнистой массы, так и скорость ее обезвоживания при отливе бумаги и картона. Последний показатель характеризуется степенью помола массы, которая зависит от композиционного состава картонно-бумажной продукции. Наибольшими прочностными свойствами обладает целлюлоза. Видов целлюлозы достаточно много (хвойная, лиственная, беленая, небеленая и т.д.).

Таким образом, композиционный состав бумаги и картона определяет направление их вторичного использования.

Далеко не каждая марка макулатуры может использоваться для выработки определенного вида бумаги, картона или другой продукции.

Так, например, для выработки бугорчатых прокладок для яиц крайне ограничено использование книжно-журнальной макулатуры и в основном используется газетная макулатура.

За рубежом количество марок макулатуры достигает нескольких десятков.

Во всем мире признано, что наиболее эффективным путем переработки картонно-бумажных отходов является их использование в производстве тароупаковочных видов бумаги и картона, санитарно-гигиенической бумаги, в производстве мягких кровельных материалов (рубероид, пергамин), в производстве бугорчатых прокладок. Кроме того, макулатура используется в производстве волокнистых плит и теплоизоляционных материалов.

В России макулатура используется в производстве около 70 видов бумаги и картона.

Основная часть макулатуры (до 75%) используется для производства туалетной бумаги и картона (коробочного, тарного, гофрокартона). До 20% макулатуры используется в производстве кровельных материалов. На территории России имеются 27 предприятий использующих макулатуру для производства бумаги и картона и 14 предприятий используют макулатуру в производстве кровельных материалов.

Предприятия по производству картона и бумаги, а также мягких кровельных материалов являются многотоннажными и все они используют мокрую технологию производства. Эти предприятия потребляют основную часть макулатуры (до 90%).

Макулатура является заменителем таких видов первичного сырья и полуфабрикатов как целлюлоза, древесная масса, бумажная масса.

Переработка макулатуры для использования в производстве бумаги и картона осуществляется по мокрой технологии и включает следующие операции:

· роспуск макулатуры;

· очистку макулатурной массы от посторонних примесей;

· дороспуск макулатурной массы;

· тонкую очистку макулатурной массы.

Роспуск макулатуры на волокна осуществляется в водной среде в гидроразбивателях при концентрации 4-6%. Под действием гидромеханических усилий происходит процесс измельчения макулатуры на кусочки и разделение на волокна. Гидроразбиватели оснащены ситом с отверстиями (10-12 мм). Готовая суспензия макулатурной массы проходит через отверстия сита и поступает на следующую операцию. В гидроразбивателях происходит и отделение грубых включений из макулатуры - тяжелые удаляются из специального грязесборника, а легкие - в виде текстиля, и полимерных пленок удаляются либо в виде жгута постоянно, либо периодически. Макулатурная масса после гидроразбивателя содержит как волокна, так и нераспустившиеся кусочки макулатуры.

Далее макулатурная масса очищается от тяжелых и легких примесей. Очистка от тяжелых примесей - песка, стекла, скрепок и т.д. осуществляется в очистителях макулатуры, представляющих из себя циклон. Тяжелые примеси осаждаются в грязесборнике и периодически удаляются.

Легкие примеси в виде полимерных пленок и кусочков макулатуры удаляются на вибросортировках с отверстием щелевого типа. Прошедшая сито макулатурная масса направляется на дальнейшую перегруппировку. Для снижения потерь макулатурной массы во всех типах очистительного оборудования, как правило, подается вода.

Очищенная макулатурная масса, содержащая как растительные волокна, так и пучки волокон и кусочки макулатуры проходит стадию дороспуска на специальном оборудовании - энтиштиперах различной конструкции типа конических или дисковых мельниц. Необходимым условием нормальной работы энтштиперов является тщательная предварительная очистка массы от тяжелых и легких примесей. Статор и ротор энтштинера оснащены специальной размалывающей гарнитурой, зазор между которыми составляет 0,5-2 мм. В результате турбулентных пульсации и трения массы внутри потока происходит разделение кусочков макулатуры и пучков волокон на отдельные волокна. Дороспуск макулатурной массы осуществляется на различного вида центробежных сортировках, сортировках давления с круглыми или щелевыми отверстиями.

Отличительными особенностями конструкции центробежных сортировок является неподвижно расположенное в корпусе цилиндрическое сито, внутри которого вращается лопастной ротор. Несортированная масса подается в центральную часть сортировки, где она подхватывается лопастями ротора и отбрасывается на внутреннюю поверхность сита. Прошедшие через сито волокна направляются на дальнейшую переработку. Неразволокненные пучки волокон и примеси продвигаются вперед и отводятся через потрубок для удаления отходов. Сортировки в зависимости от конструкции и назначения работают как при низкой (0,2 до 1,5%), так и при средней (до 2-3%) и высокой (4-5%) концентрации массы.

Для окончательной очистки макулатурной массы как от узелков и мелких точечных вкраплений широко применяются вихревые конические очистители, которые как правило, устанавливаются в три ступени. Оптимальная концентрация массы для эффективной очистки составляет 0,5%.

Одним из способов сортирования макулатурной массы с целью ее более рационального использования является фракционирование. Целью последнего является отделение длинноволокнистой фракции макулатурной массы. Как правило длинноволокнистая фракция обогащена волокнами хвойной целлюлозы, имеющих большую длину, чем волокна древесной массы.

Многие виды картона и бумаги имеют сложный состав, включающий битум, воск, парафин, клей и другие вещества. Указанные вещества при переработке макулатуры загрязняют оборудование, забивают сетки и сукна бумагоделательных и картоноделательных машин, налипают на поверхность сушильных цилиндров и т.д. Такая макулатура подвергается термомеханической обработке, которая осуществляется после очистки макулатурной массы при концентрации 25-35%. Целью термомеханической обработки является диспергирование примесей до размеров, при которых их отрицательное действие на процесс дальнейшей переработки не сказывается. Существует два способа термомеханической обработки - холодный и горячий. При холодном способе диспергирование проводится при атмосферном давлении и температуре до 95^°С, а при горячем - при повышенном давлении до 0,3-0,5 МПа и температуре 130-150^°С.

В зависимости от качества макулатуры и вида производимой картоно-бумажной продукции некоторые из указанных операций на практике могут быть исключены.

Мокрая технология переработки макулатуры характеризуется высокой энергоемкостью производства и высоким удельным расходом воды (до нескольких десятков метров кубических на тонну продукции), а также большим объемом сточных вод. Мощность указанных предприятий составляет от нескольких десятков тысяч тонн до 200 тысяч тонн в год.

Существующие в России мощности по многотоннажной переработке макулатуры пока не задействованы полностью. Основная их часть введена в эксплуатацию до 1990 года. В 1990 году предприятия России использовали 1.6 млн. т макулатуры в год, а в 2000 году объем использования макулатуры оценивается в 1 млн. т.

Следует отметить, что до 1990 года рост объемов использования макулатуры шел, в основном, по пути замещения первичных волокнистых материалов целлюлозы и, главным образом, древесной массы. В результате сложилось положение, когда использование макулатуры в композиции бумаги и картона достигло своего предела. Учитывая, что одним из основных направлений использования макулатуры (после картона) до 1990 года являлось производство оберточной бумаги, а объемы ее производства сегодня незначительны, указанное положение наступит в России в ближайшие годы.

Дальнейший рост потребления макулатуры возможен путем использования нового перспективного оборудования (сортирующие гидроразбавители; оборудование для дороспуска, сортировки и фракционирования макулатурной массы, термодисперсионные установки и др.); технологий обесцвечивавания и удаления типографской краски и других примесей из макулатуры; новых проклеивающих материалов; новых перспективных технологий получения бумаги и картона; новых видов бумаги и картона, а также пересмотр требований к некоторым широко используемым видам бумаги и картона с целью увеличения использования в их композиции доли макулатуры; наращивания объемов использования макулатуры в композиции писче-печатных видов бумаги, в первую очередь в композиции газетной бумаги.

Исходя из сложившегося положения сегодня многотоннажные производства потребляют полностью высококачественные картонно-бумажные отходы и значительную часть отходов среднего качества. В ближайшие годы следует ожидать дефицит сортированных видов макулатуры первых шести марок. Эти марки макулатуры будут иметь высокую коммерческую цену.

Практически во всех регионах России невостребованной остается низкосортная и смешанная макулатура, которая может быть переработана на малотоннажных установках.

В числе малотоннажных технологий, широко рекламируемых сегодня, следует отметить производство теплоизоляционного материала типа «Эковата»; бугорчатых прокладок и формованных изделий; волокнистых плит, туалетной бумаги, полимерно-бумажных плит, теплоизоляционных плит.

Технология производства бугорчатых прокладок на оборудовании ООО «Колеус» заключается в следующем: макулатуру (газетную) вручную загружают в бак гидроразбивателя (емкостью до 1 м³) наполненного водой, где по действием гидромеханических усилий и воды происходит роспуск макулатуры на волокна. Концентрация бумажной массы составляет 1,2-1,5%. Готовую массу перекачивают в бак для хранения бумажной массы, на котором располагается формующее устройство, состоящее из двух вакуумных форм - неподвижной и подвижной, перемещающихся в вертикальном направлении. Последняя периодически погружается в бак с бумажной массой и под действием вакуума на ней происходит формование изделия. Затем подвижную форму извлекают из бака и отжимают воду, завершая процесс формования прокладки.

Отделение сырой сформованной прокладки после размыкания формующего устройства отделяется от формы сжатием воздухом. Установка оборудована вакуумным насосом и ресивером. Вода от формования прокладки собирается в ресивере и периодически насосом подается в гидроразбиватель. Для обеспечения установки сжатым воздухом предусмотрен компрессор. Сформованные сырые прокладки влажностью около 90% помещаются в сушильную камеру. Сушка может быть как газовая, так и электрическая.

Технология производства мокрым способом волокнистых плит из макулатуры разработана различными организациями, в том числе НИЦПУРО, и включает в себя роспуск макулатуры в воде, вакуумное формирование ковра, отжим и сушку последнего в прессе при температуре 150-180 град. С, обрезке плит по периметру. Отходы обрезки и брак плит снова используют в производстве. Мощность производства составляет 1200 т /год (360 тыс. кв. м), требует около 300 кВт энергии, 800 кв. м производственной площади.

Назначение плиты - для облицовки стен, потолков, перегородок жилых, производственных и складских помещений (взамен ДВП) для изготовления тары, подкладки под линолеум, задней стенки мебели, изготовления гробов.

Производство теплоизоляционных плит с использованием макулатуры (технология НИЦПУРО), включает влажную механическую обработку макулатуры, введение вяжущего (цемент, гипс) и формование плит. Доля минерального вяжущего в композиции плиты составляет 20-35%. Сточные воды отсутствуют. Технология проста и базируется на легкодоступном отечественном оборудовании. Типовая установка позволяет перерабатывать до 600 т макулатуры в год и производить до 2000 куб. м плит.

Теплоизоляционный материал типа «Эковата» производят на оборудовании фирмы «Макрон». Эковата изготавливается из газетной макулатуры путем ее измельчения на волокна и смешивания с антипиренами и антисептиками: бурой и борной кислотой. Технологический процесс осуществляется процесс осуществляется следующим образом:

газетная макулатура подается ленточным транспортером в устройство грубого измельчения, где она превращается в крупные кусочки. Из устройства грубого измельчения бумажная масса подается пневмотранспортом в циклон и далее на промежуточный склад. Откуда она дозируется на ленточный транспортер для следующего тонкого измельчения. При этом в массу добавляется точно дозированная смесь порошкообразных химикатов, последние пристают к волокнам бумажной массы так сильно, что их отделения на дальнейших стадиях обработки почти не происходит. После этого эковата готова и она поступает пневмотранспортом через разгрузочный циклон в упаковочный бункер, откуда она расфасовывается в бумажные мешки по 15-17,5 кг.

Эковата классифицируется как трудно сгораемый материал.

Эковата применяется путем напыления специальными выдувными устройствами как в сухом виде, так и с использованием клея.

На предприятии «Звезда-Стрела» разработана технологическая линия по производству эковаты на базе отечественного оборудования. Принципиальным отличием от технологии фирмы «Макрон» является измельчение макулатуры в одну стадию на специальных молотковых дробилках (ММ-70 и ММ-140, предназначенных для дробления зерна). Кроме этого оборудование фирмы «Звезда-Стрела» позволяет перерабатывать практически любую макулатуру.

Эковата относится к слабо сыпучим пылящим теплоизоляционным материалам, что резко снижает область ее применения. Использование эковаты требует применения специальных выдувных устройств, которые не выпускаются отечественной промышленностью, а стройиндустрия России ориентирована на использование теплоизоляционных материалов в сыпучем (непылящем) виде, и, в основном, в виде плит и матов. Кроме того, себестоимость производства эковаты примерно соответствует оптовой цене на несгораемые теплоизоляционные маты из шлаковаты. Следует отметить, что такие свойства эковаты, как слеживаемость, усадка, поведение в аварийных ситуациях и пр. изучены недостаточно. Все это крайне ограничивает использование эковаты.

Технология переработки макулатуры в туалетную бумагу на оборудовании компании «Новая Технология» заключается в следующем: макулатура (газетная и частично книжно-журнальная) загружается в бункер, куда подается вода и происходит набухание макулатуры. Увлажненная макулатура из бункера подается в гидроразбиватель, где происходит роспуск макулатуры на волокна. Тяжелые примеси оседают в грязесборнике гидроразбивателя. Легкие отходы собираются на поверхности воды и периодически удаляются. Из гидроразбивателя бумажная масса подается в промежуточный бак емкостью 4 м³, откуда самотеком поступает на распределительное устройство и далее ровным потоком на сетку бумагоделательной машины, где под действием вакуума формируется бумажное полотно. Далее сформированное формируется бумажное полотно поступает в сушильную часть бумагоделательной машины, где происходит сушка бумаги. Готовая продукция - туалетная бумага наматывается на роль. Затем рулон помещают в станок, на котором происходит намотка и резка рулончиков туалетной бумаги.

Вода от сеточной части бумагоделательной машины собирается в специальном резервуаре, откуда центробежным насосом подается в бак оборотной воды, которая используется для замачивания и роспуска макулатуры. Сетка бумагоделательной машины приводится в действие электродвигателем мощностью 2,2 кВт.

Сушильная часть бумагоделательной машины состоит из сушильного барабана, который нагревается до температуры 180^°С спиралями, находящимися внутри барабана. С сушильного барабана бумага передается на досушивающий барабан, который приводится в действие постоянного тока 0,8 кВт. На этом барабане нагретая бумага отдает оставшуюся влагу.

Сточные воды при производстве туалетной бумаги отсутствуют.

Технология производства полимерно-бумажной плитки (НИЦПУРО) позволяет перерабатывать отходы ламинированной и других видов влагопрочной бумаги в материал строительного назначения.

Плиту изготавливают из смеси отходов влагопрочной бумаги и картона (ламинированной бумаги или отходов парафинированной бумаги) и отходов термопластичных полимеров. В качестве последних наибольшее распространение полиэтилен, хотя могут быть использованы и другие термопласты, например полистирол, полипропилен, поливинилхлорид, пластик АВС, одноразовые шприцы, отходы оплетки кабеля, полимеросодержащие отходы переработки макулатуры (легкие отходы гидроразбивателя, отходы вибросортировок) и другие.

Технология включает измельчение отходов, смешивание, прессование плит и их обрезку. Отходы обрезки и брак плит снова используют в производстве. Достоинством технологии является нечувствительность к загрязнениям отходов, возможность переработки смеси отходов полимеров.

Назначение плиты: для обшивки стен, потолков, перегородок жилых, производственных и складских помещений, дач, гаражей и т.п., изготовления деталей мебели и тары.

Физико-механические свойства плиты: плотность, кГ/м3 - 750-1000; предел прочности при статическом изгибе, Мпа - 8-14; водопоглощение за 24часа, % 10-14; размеры плит, мм - 500х500х(3-20); по согласованию с заказчиком возможно изготовление плит других размеров.

Основные технико-экономические показатели: производительность -250 т/год (или 50000 м²), в т.ч. отходы полимера- 75-100 т/год. Режим работы - двухсменный.

Затраты на организацию производства в готовом здании составят (на 15.10.2000г.) - 1500 тыс.руб, в т.ч. : оборудование - 850 тыс.руб, изготовление нестандартного оборудования - 170 тыс.руб., транспортные расходы- 80 тыс.руб, технологическая документация - 200 тыс.руб, строймонтаж-200 тыс.руб. Срок организации производства в готовом здании - 3-6мес. Срок окупаемости капитальных затрат-2 года. Обслуживающий персонал при 2-х сменной работе-5чел. Необходимая производственная площадь -100м². Установленная мощность-85 кВт.

1.1 Эффективность технологий переработки макулатуры

Оценка экономической эффективности различных способов переработки макулатуры в готовую продукцию.

Отходы бумаги и картона - макулатура, является традиционным вторичным сырьем, которое используется в производстве бумаги и картона. Объем использования макулатуры в традиционных видах картонно-бумажной продукции определяется уровнем цен на первичное сырье - целлюлозу и древесную массу, и уровнем спроса на указанную продукцию. Кроме этого макулатура может быть использована как вторсырье малыми предприятиями для производства теплоизоляционных материалов, бугорчатых прокладок, туалетной бумаги, материалов строительного назначения.

Глава 2. ПРОИЗВОДСТВО БЫТОВЫХ ТОВАРОВ ИЗ ОТХОДОВ БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

2.1 Производство эковаты

Технология производства теплоизоляционного материала - эковаты - включает сухое разбиение газетной макулатуры на волокна, введение антипиренов и антисептиков, перемешивание и расфасовку продукции в бумажные мешки. Готовая продукция представляет собой сухое сыпучее вещество. Присутствие антипиренов позволяет отнести его к классу трудносгораемых материалов.

Капитальные затраты на организацию производства включают затраты на приобретение оборудования, его транспортировку и монтаж.

Композиционный состав эковаты включает макулатуру (газетную) - 81%, борную кислоту - 12%, буру - 7%. В расчетах принята стоимость борной кислоты и буры - 19 руб/т, мешков бумажных -10руб/шт. Продукция расфасовывается в мешки по 15 кГ.

Расчеты проведены для двух вариантов - при двухсменной работе (5000т/год), и трехсменной работы (6000т/год). Результаты оценки приведены в таблице 1.

Анализ полученных результатов показывает, что основную часть себестоимости (85%) составляют затраты на сырье и материалы, главным образом на борную кислоту и буру. Таким образом основным направлением снижения себестоимости является поиск более дешевых антипиренов и антисептиков. В этом ключе поиск направлений применения эковаты без использования антипиренов также представляет интерес (вариант 3).

Сравнение цен за 1м³ эковаты и конкурентных материалов (пенопласт, минвата, минплита) показывает, что цена на минвату и эковату одного уровня. Минвата выпускается в виде матов и является несгораемым материалом, хотя для ее производства используются фенолсодержащие смолы.

К достоинствам технологии производства эковаты следует отнести простоту производства и получение теплоизоляционного материала с высокими теплоизоляционными свойствами.

Безвредность используемых солей бора относительна. Соли бора относятся к третьему классу токсичности, общетоксического действия, в последнее время указывается на их концерогенность.

К недостаткам технологии следует отнести выпуск продукции в неподготовленном для непосредственного использования виде. Предприятия строительной индустрии предполагают применение теплоизоляционных материалов в виде матов, плит или в естественно сыпучем виде и большинство из них не располагает специальными выдувными устройствами. Т.о. условия для широкого использования эковаты в строительстве отсутствуют, следовательно сбыт эковаты если и будет то небольшим. Это подтверждается опытом эксплуатации аналогичных установок в России.

Одним из направлений эффективного использования эковаты может стать ее использование для производства готовых изделий, таких как панели - для их последующего использования в строительстве.

2.2 Производство бугорчатых прокладок

Технология производства бугорчатых прокладок заключается в роспуске макулатуры в воде (концентрация - до 4%), разбавлении массы водой до концентрации 1% -2%, формовании прокладок на вакуум формующем устройстве и сушке прокладок. Операции загрузки макулатуры и удаления сырых изделий выполняют вручную. На аналогичных установках сырые изделия помещают на поддоны или полки этажерки, которые затем подают в сушильную камеру. Для формования бугорчатых прокладок предполагается использовать установку УПБП-934.00.000.

В комплект установки не входит сушильная камера. По экспертной оценке затраты на изготовление поддонов, этажерок и сушильной камеры составят не менее 300 тыс.руб. Затраты на транспортировку и монтаж оборудования оцениваются в размере 10% от стоимости оборудования. Таким образом капитальные затраты на организацию производства бугорчатых прокладок в готовом помещении составят 1345 тыс. рублей. Для сушки продукции потребуется дополнительная мощность около 10 кВт.

Общая занимаемая производственная площадь составит около 200 м², включая склад сырья, сушку, само производство и склад готовой продукции.

При объеме производства 1,5 - 1,6 млн. штук в год потребуется трехсменная работа установки, для чего необходимо 9 рабочих и один руководитель. Производительность установки при трехсменной работе оценивается в 1,8 млн.штук в год.

Результаты оценки эффективности технологии производства бугорчатых прокладок приведены в таблице 2.

Анализ полученных результатов показывает, что основными статьями затрат являются ФОТ, амортизационные отчисления и затраты на сырье. Несмотря на относительно низкую себестоимость изделия (0,36руб/шт) для того, чтобы капзатраты окупились в течение 2 лет необходимо продавать изделия по 1,1 руб/шт (вариант 1), что неприемлемо, т.к. стоимость конкурентной продукции, по-видимому, не превысит 0,5 руб/шт. При этой цене срок окупаемости капзатрат составит около 29 лет (вариант 2), что также неприемлемо. Даже если удастся добиться отмены налога на прибыль и НДС для данного производства, то срок окупаемости составит около 7 лет. В случае, если сырье будет бесплатным, а также удастся добиться льгот по оплате амортизационных отчислений, то срок окупаемости (при существующих налогах) составит также 7 лет (вариант 3). И только в этом же случае если дополнительно добиться освобождения от основных налогов (НДС и на прибыль), то тогда срок окупаемости составит около 3 лет.

Таким образом, недостатком данного производства является высокая стоимость оборудования при низкой цене на готовую продукцию. (Платежи за потребление воды и за сточные воды не оказывают существенного влияния на себестоимость продукции)

Производство бугорчатых прокладок можно рекомендовать как санитарное производство при птицефабрике (или группы птицефабрик) для переработки собственного брака прокладок, картонной тары и макулатуры.

Рекомендуется оценить возможность изготовления на установке другой, возможно более дефицитной и дорогой для региона, продукции, например стаканчиков для рассады, прокладок для хрупких дорогостоящих изделий, прокладок для овощей и фруктов и др.

2.3 Производство волокнистых плит

Технология производства плитного материала из макулатуры заключается в роспуске макулатуры в воде на волокна при концентрации около 4%, отливе ковра, прессовании и сушке. Оборотная вода при отливе ковра снова используется в производстве.

Производство волокнистых плит комплектуется на основе серийно выпускаемого отечественными предприятиями оборудования.

Плитный материал из макулатуры применяется для внутренней облицовки производственных и жилых помещений. При его изготовлении не используются вредные вещества.

Результаты оценки представлены в таблице 4. Сравнение цен на предполагаемую продукцию и конкурентную (ДВП) показывает, что отпускная цена завышена. Однако технология позволяет использовать практически любую макулатуру, в том числе не пользующуюся спросом, т.е. возможно приобретение макулатуры бесплатно. В этом случае срок окупаемости капзатрат составил бы 2,3 года.

Если продукцию реализовывать по розничной цене конкурентной продукции (16 руб/ м²), то прибыль предприятия составит 1446 тыс. руб., а срок окупаемости - около 5 лет, в случае реализации продукции по оптовой конкурентной цене (10 руб/ м²) - срок окупаемости составит около 10 лет.

Отмена налога на прибыль и НДС для данного производства позволили бы понизить срок окупаемости капзатрат до 1,5-2 лет.

В целом производство волокнистых плит может быть рекомендовано к внедрению на предприятиях, имеющих собственные отходы бумаги и картона и обладающих дешевыми источниками тепла.

2.4 Производство полимерно-бумажных плит

Технология производства плитного материала из отходов ламинированной бумаги заключается в измельчении сухих отходов на кусочки размером менее 6 мм, измельчении полимерных отходов, приготовлении композиции плиты, прессовании и обрезке плит по периметру. Технология безотходная, экологически чистая.

Установка комплектуется на основе серийно выпускаемого в России оборудования.

При проведении оценки эффективности отходы ламинированной бумаги учитывались с нулевой стоимостью, как не пользующиеся спросом. Технология позволяет использовать загрязненные или смешенные полимерные отходы, не пользующиеся спросом, поэтому их цена также была принята равной нулю.

Сравнение цен на полимерно-бумажную плитку и цен на конкурентную продукцию (плитку потолочную) показывает, что они примерно одинаковы и в каждом конкретном случае выбор цены реализации будет определяться местными условиями. При этом срок окупаемости капзатрат будет колебаться в пределах от 1 до 3 лет.

Глава 3. ВТОРИЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ МАКУЛАТУРЫ

Макулатура считается основным сырьем бумажной промышленности XXI века.

Развитие технологий производства макулатурной массы должно осуществляться по экономически обоснованному принципу с совершенствованием всех циклов процесса сбора и переработки макулатуры.

По мнению некоторых экспертов промышленно развитых стран, в настоящее время, с точки зрения экономики, целесообразно перерабатывать до 56% макулатурного сырья от общего количества макулатуры. В России может собираться около 35% этого сырья, тогда как остальная макулатура в основном в виде бытового мусора попадает на свалку, в связи с чем необходимо совершенствовать систему ее сбора и заготовки.

Современные технологии и оборудование для переработки макулатурной массы позволяют применять ее не только для выработки низкокачественной, но и высококачественной продукции. Получение высококачественной продукции предполагает наличие дополнительного оборудования и введение химических вспомогательных веществ для облагораживания массы. Эта тенденция ясно просматривается в описаниях зарубежных технологических линий.

В 2002 году в России произведено более 40% картона для плоских слоев и бумаги для гофрирования и 10% остальных видов картона от общего объема изготовленной бумажной продукции, выпущенной из макулатуры.

Производство гофрированного картона является самым крупным потребителем макулатуры и основным ее компонентом являются старые картонные ящики и коробки.

Одним из решающих условий улучшения качества готовой продукции, в том числе прочностных показателей, является улучшение качества сырья: сортирование макулатуры по маркам и улучшение ее очистки от различных загрязнений. Возрастающая степень загрязненности вторичного сырья отрицательно влияет на качество продукции. Для повышения эффективности использования макулатуры необходимо соответствие ее качества виду выпускаемой продукции. Так, тарный картон, бумага для гофрирования должны вырабатываться с применением макулатуры преимущественно марок МС-4А, МС-5Б и МС-6Б по ГОСТ 10700, обеспечивающих достижение высоких показателей продукции. Создаваемый при этом резерв прочности обуславливает возможность дальнейшего увеличения содержания макулатуры в композиции при обеспечении физико-механических показателей на требуемом уровне.

Применение вторичного волокна взамен свежих древесных полуфабрикатов связано с определенными трудностями вследствие нестабильности состава макулатурной массы. Вторичная масса и составляющие ее фракции различаются между собой в основном средней длиной волокна и способностью образовывать связи между волокнами в бумаге.

Проведение процесса облагораживания макулатурной массы с использованием современного аппаратурного оформления позволит приступить к введению высококачественного макулатурного волокна в композицию газетной бумаги. При этом планируемое снижение себестоимости продукции составит 40% за счет использования в композиции макулатуры, улучшения прочностных свойств газетной бумаги вследствие применения новых технических решений, использования современных высокоэффективных химических вспомогательных средств.

Таким образом, введение в композицию газетной бумаги в перспективе до59% макулатурной массы взамен первичного волокна позволит:

? улучшить экологическую обстановку путем возврата в технологический поток макулатурного сырья;

? снизить процесс оттока высококачественного макулатурного сырья из Центрального региона;

? снизить себестоимость готовой продукции без ухудшения ее качественных показателей.

Оборудование для размольно-подготовительного отдела по приготовлению волокнистой массы в основном может поставить ОАО "Петрозаводскмаш". При формировании идеологии нового проекта целлюлозно-бумажного производства в условиях Центрального региона можно использовать две базовые технологии:

- древесно-массное производство;

- производство вторичного волокна из макулатуры.

По мнению специалистов института блок-схема интегрированного производства в сочетании с действующим может выглядеть следующим образом (объем производства 100 тыс. т/год по бумаге):

В результате поэтапного ввода и кооперации нового и существующего предприятия можно начать выпуск увеличенного, например, на 30-50% объема гофрированного картона марок Т-23, Т-24.

Для подготовки реализации такого проекта необходимо провести ряд исследований, важнейшими из которых являются:

- определить какой процент приемлемости для дальнейшей переработки волокна содержится в макулатуры;

- какое природное волокно целесообразнее комбинировать со вторичным;

- насколько замена повлияет на качество и технологическую стабильность, ее экономическая эффективность;

- потребует ли переход к массовому использованию вторичного сырья работы в нейтральной среде;

- какой процент необратимых отходов будет при этом образовываться т сто с ними делать.

Удельные капитальные затраты по созданию новых мощностей по переработке макулатуры составляют 250-350 тыс. долларов/1 тонну суточной мощности против400-500 тыс. долларов/суточная тонна для предприятий, работающих например на сульфатной целлюлозе. Макулатурные предприятия являются безусловно прибыльными, особенно если они входят в интегрированную систему ЦБК, если только цена на макулатуру искусственно не поднимается до небес.

В общем случае быстрый рост использования макулатуры обусловлен следующими факторами:

- конкурентоспособностью производства бумаги и картона из макулатурного сырья;

- относительно высокой стоимостью древесного сырья, особенно с учетом транспортировки;

- относительно низкой капиталоемкостью проектов новых предприятий, работающих на макулатуре, по сравнению с предприятиями, использующими первичное волокнистое сырье;

- простотой создания новых небольших предприятий;

- повышенным спросом на бумагу и картон из вторичного волокна из-за более низкой стоимости;

- правительственными законодательными актами (будущими).

Следует отметить еще одну тенденцию в области переработки макулатуры - это медленное понижение ее качества. Например, качество австрийского тарного картона непрерывно снижается. В период с 1980 по 1995 годы жесткость его среднего слоя на изгиб снизился в среднем на 13%. Систематический многократный возврат волокна в производство делает этот процесс практически неизбежным.

Макулатурные волокна по своим физико-химическим и морфологическим свойствам значительно отличаются от первичных целлюлозных волокон. Наряду с целыми волокнами имеются разорванные, раздавленные с поперечными трещинами, присутствует волокнистая мелочь. В ряде случаев происходит расщепление волокон вдоль оси волокна. Вторичные волокна проходят как минимум один цикл переработки, включающий процессы измельчения и сушки. Химическая и физическая структура волокон претерпевает необратимые изменения: большая част пор и капилляров разрушается, поверхность волокна сжимается и ороговевает, это препятствует прониканию воды внутрь волокна, а значит его набуханию. Процессы ороговения приводят к уменьшению удельной поверхности волокна, сопровождающейся частичной потерей способности к образованию химических связей, что является основной причиной ухудшения способности волокон из макулатуры.

Проведение роспуска и размола сопровождается разрушением волокнистой структуры. Подвергшиеся сушке волокна макулатурной массы из-за ороговения во время этих процессов оказываются по сравнению с первичными полуфабрикатами значительно измельченными и слабо фибриллированными, а получаемая бумага - менее прочной, более рыхлой, мягкой и непрозрачной.

Наличие мелких волокон и их обрывков, так называемого мельштофа, - одна из основных отрицательных характеристик макулатурной массы . Присутствие мелкой фракции обуславливает не только увеличение степени помола и ухудшение обезвоживания бумажной массы на сетке бумагоделательной машины, но и не позволяет стабилизировать процесс размола для максимального восстановления бумагообразующих свойств вторичных волокон. Кроме того, мелкие обрывки имеют слабую способность к образованию межмолекулярных связей, при формировании листа бумаги уменьшают механическое сцепление волокон, что в целом приводит к снижению прочностных характеристик готовой продукции. По своему составу макулатурная масса представляет собой полидисперсную систему с повышенным содержанием мелких волокон. Поэтому роспуск волокон должен осуществляться бережно с сохранением целостности волокон при минимальном размельчении загрязнений.

Изменение свойств макулатурной массы является объективным фактом, с ним надо умело и систематически бороться, используя все доступные организационные и технические методы.

3.1 Упаковка из макулатуры

В последнее время предприятия все чаще сталкиваются с проблемой утилизации отходов, в том числе и бумажных. Использование макулатуры -- это решение сразу двух проблем: вторичной переработки утиль-сырья и создания оригинальных упаковочных изделий. В последнее время предприятия все чаще сталкиваются с проблемой утилизации отходов, в том числе и бумажных. Использование макулатуры -- это решение сразу двух проблем: вторичной переработки утиль-сырья и создания оригинальных упаковочных изделий. О том, как и на каком оборудовании можно перерабатывать макулатуру, рассказывается в данной статье.

Разговоры о необходимости охраны окружающей среды просто навязли в зубах. Конечно, это важно, никто не спорит, но пока технологии вторичной переработки не станут экономически выгодными, они никому интересны не будут. Что же может компенсировать затраты на дорогое оборудование, например, для переработки макулатуры? Конечно, оригинальность производимого продукта! Ведь, по большому счету, потребителю безразлично (или почти безразлично), из чего сделана вещь -- ему важно, как она сделана, насколько красива и удобна, и сколько она стоит.

Количество макулатуры в любой стране прямо зависит от уровня потребления бумаги на душу населения. В России этот показатель в настоящее время составляет около 35 кг, что в 8-10 раз ниже по сравнению с Германией и США. Несмотря на то, что с проблемой утилизации бумажных отходов пока сталкиваются только отдельные регионы России, не за горами то время, когда она может перерасти в общенациональную. Уже сейчас по оценкам специалистов в городских отходах, вывозимых на мусорные полигоны, около 40% приходится на макулатуру.

Таким образом, упаковка из макулатуры могла бы стать оптимальным вариантом. Ну а что может быть в нее упаковано? Вся электроника, начиная с мобильных телефонов и фенов для волос и заканчивая СВЧ-печками и системными блоками для компьютеров (разброс по габаритам достаточно широкий), картриджи для оргтехники, упаковка для электрических ламп и инструментов (отверток, паяльников и т. д.)

Как они транспортируются сейчас? Те изделия, которые производятся в России (а оргтехника и электроника у нас практически не производятся), упаковываются преимущественно в гофрокартон, пенопласт или пластик. Большинство же вышеперечисленных импортных изделий упаковываются в тару из переработанной макулатуры, которая производится на оборудовании, подобном нашему.

Чем не устраивает пенопласт, который тоже легко повторяет нужную форму? Дело в том, что он практически не перерабатывается, в естественной среде не разлагается, горюч, а при горении выделяет вещества, которые приводят к удушью.

Про упаковку из различных пластиков можно сказать то же самое (за исключением выделения вредных продуктов горения), плюс ее относительная дороговизна (сырье).

Бумага и картон не обеспечивают хорошей сохранности при транспортировке и складировании.

Еще одним преимуществом упаковки из макулатуры является ее «экологичность» (environmentally friendly) -- она не содержит вредных примесей, производится из вторичного сырья и легко перерабатывается.

Наконец, одним из главных преимуществ упаковки из макулатуры является низкая себестоимость, благодаря которой такие изделия могут заменить даже гофрокартон, используемый в качестве прокладок на европоддон при перевозке аккумуляторов, листового стекла, мебели и т. п. Если 1 м2 гофрокартона, используемый для данных целей, стоит 7-8 руб., то прокладка из макулатуры -- около 1,5 руб. за м2.

В последние годы упаковочная промышленность России развивается быстрыми, однако недостаточными для покрытия всего спроса в упаковке темпами. Например, спрос на бугорчатые прокладки для яиц удовлетворяется не более чем на 30%, и птицефабрики вынуждены несколько раз пускать прокладку в оборот, в то время как требования СЭС запрещают делать это более одного раза. Многие виды тары и упаковки завозятся из-за рубежа.

Главная причина -- это недостаточная оснащенность российской упаковочной промышленности необходимым оборудованием, основными поставщиками которого являются зарубежные фирмы (более 70%). Например, на сегодняшний день основное производство бугорчатой прокладки для яиц в России сосредоточено на трех линиях зарубежного производства, закупленных 20 с лишним лет назад и расположенных в городах Кашира, Железногорск и Туймазы.

Принцип работы установки вертикального вакуумного формования

бумажный вторичный переработка макулатура

1. Процесс начинается в гидроразбивателе (пульпере). Макулатура загружается в него, после чего добавляется вода. Примерно через 10-15 минут пульпа готова.

2. Из гидроразбивателя пульпа поступает в формовочную секцию, откуда ее избыток удаляется в резервуар для хранения, снабженный мешалкой. Из данного резервуара пульпа, по мере необходимости, снова поступает в формовочную секцию.

3. Процесс формования происходит следующим образом: пресс-форма движется вниз и погружается в пульпу. Под действием вакуума частицы целлюлозы оседают на сетке пресс-формы, формируя, таким образом, влажное изделие.

Освобожденная вода поступает в резервуар для ее хранения, откуда по мере необходимости подается в пульпер. Далее пресс-форма с формованным изделием движется вверх, и в точке встречи пресс-формы и пуансона влажное изделие с помощью сжатого воздуха переносится на него.
Далее пуансон посредством сжатого воздуха сбрасывает влажное изделие на конвейер сушилки (в моделях с автоматической выгрузкой влажных изделий), либо на приемный лоток (модели без автоматической загрузки), который затем помещается в контейнер сушильной камеры (в моделях с ручной выгрузкой влажных изделий). Затем пуансон возвращается в исходное положение, и процесс начинается заново.

4. Влажные изделия далее поступают в сушильную установку, затем в зону складирования. Складирование изделий в штабеля осуществляется вручную. Возможно использование автоматического укладчика (опционно).

Сложившиеся мировые цены на данное оборудование очень высокие. Например, линия мощностью в 2 тыс. изделий в час стоит около 1 млн долл. США. Получить деньги из государственного бюджета на закупку импортных линий по производству бугорчатых прокладок практически невозможно, а частные фирмы не заинтересованы вкладывать такие большие суммы в это направление бизнеса, так как срок окупаемости оборудования в результате его дороговизны может растянуться на многие годы.

К сожалению, и это не секрет, в России наблюдается спад производства, что, является одним из основных факторов, препятствующих появлению у нас новых форм упаковки. Единственная отрасль, где появляются «упаковочные новации» -- это пищевая промышленность. Если говорить о тех же коробочках для яиц (особенно закрывающихся, рассчитанных на 10 шт.), то, как показали опросы и исследования, покупатели реагируют на них благосклонно. Помимо товарного внешнего вида (гладкая поверхность, красочные наклейки или надписи, отверстия для осмотра содержимого), данная упаковка привлекает тем, что не содержит никакой «химии», которая может попасть в яйцо через пористую скорлупу. В этом главное преимущество этой упаковки перед предлагаемой в настоящее время на рынке пластиковой коробочкой для яиц.

Попытки изготовить отечественное оборудование по производству бугорчатой прокладки и другой упаковки для яиц, конечно, предпринимались, но из-за отсутствия постоянного спроса, надежных отечественных комплектующих деталей и достойного финансирования дальше нескольких машин дело не пошло.

Принцип работы

В процессе производства тары и упаковки используется макулатура и вода. Вид упаковочных изделий может быть практически любым. Все зависит от того, какая применяется матрица. Соответственно, чем больше матриц есть у производителя, тем разнообразнее ассортимент продукции. Время замены одной матрицы на другую составляет около 30 минут.

На первой стадии макулатура, представляющая собой старые газеты и журналы, картонные коробки, старые яичные прокладки, гофроящики, обрезки типографской и сигаретной бумаги и т. д., загружается в емкость (пульпер) и заливается водой до определенной отметки.

Главное требование к макулатуре -- это отсутствие посторонних предметов (скрепок, камней, склеивающей ленты, яичной скорлупы и т. д.), которые могут повредить рабочую поверхность матрицы.

Далее включается двигатель, приводящий в движение рубящее колесо пульпера, и спустя 10 минут первая порция полученной массы (пульпы) готова к формованию. Пульпа насосом подается в формовочную секцию, а в освободившийся пульпер загружается очередная порция макулатуры и воды.

В формовочной секции в автоматически заданном режиме перемещается вверх-вниз матрица. В нижнем положении она заполняется пульпой, в среднем происходит формование изделия с помощью вакуума, в верхнем положении изделие переносится с матрицы на пуансон, после чего матрица вновь перемещается в нижнее положение.

Задача оператора -- подставить приемный лоток, на который с пуансона сдувается воздухом влажное изделие, и поместить лоток на тележку, которая после заполнения отвозится в сушильную камеру. Время одного цикла -- 7-12 с.

Процесс производства -- замкнутый, ничто не выбрасывается и не выливается. Вода после отжима изделия при формовании вакуумом поступает в бак, откуда по мере необходимости заливается в пульпер. Специальных очистных сооружений не требуется.

При производстве бумаги и картона на фильтрах водоочистных сооружений целлюлозно-бумажных комбинатов (ЦБК) оседает и накапливается так называемый «скоп» -- масса, состоящая из целлюлозных волокон, глины, различных органических и неорганических примесей. На утилизацию скопа ЦБК вынуждены тратить довольно внушительные суммы. Нашим научным коллективом разработана технология, позволяющая использовать скоп в качестве сырья для производства упаковочных изделий на установках «Воймега». Данная технология представляет интерес как в экологическом, так и в экономическом аспекте, поскольку позволяет значительно снизить себестоимость выпускаемых изделий. Возможно, она заинтересует и сами ЦБК, поскольку позволит извлекать прибыль из сырья, которое раньше вывозилось на свалку.

Размещено на Allbest.ru