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Materiali ecocompatibili, processi produttivi efficienti dal punto di vista energetico e a basso consumo di risorse, nonché un alto tasso di riciclaggio determinano la nostra vita quotidiana. L'attenzione si concentra in particolare su metodi come il processo di deinchiostrazione con flottazione integrata.

Nel seguente articolo illustriamo l'importanza della deinchiostrazione e spieghiamo la procedura. Se avete a cuore la compatibilità ambientale, la sostenibilità e la riciclabilità degli imballaggi, non potete evitare il processo di disinchiostrazione.

Nel nostro blog troverete informazioni e fatti interessanti sugli imballaggi sostenibili.

Deinking e floating: cosa si nasconde dietro questi termini?

La parola "deinking" è il termine usato in inglese per indicare la rimozione dell'inchiostro.

Il processo: le rispettive carte (di scarto) sono spesso incollate o spillate tra loro. Per poter essere riciclati, i corpi estranei di questo tipo devono essere completamente rimossi prima del processo di riciclaggio. E non solo: anche l'inchiostro di stampa e gli inchiostri devono essere completamente rimossi dalla carta di recupero. A questo scopo viene utilizzato il cosiddetto processo di disinchiostrazione.

Nel riciclaggio della carta, la disinchiostrazione è un processo fondamentale per ottenere un elevato grado di bianco. L'inchiostro di stampa e il colore vengono rimossi con l'aiuto della flottazione. Si tratta di un processo di separazione fisico-chimico per i solidi a grana fine. Nell'ambito del processo di disinchiostrazione, la flottazione è considerata la fase più importante del processo di riciclaggio della carta in Europa.

La carta da macero viene liberata da corpi estranei, sminuzzata e mescolata all'acqua prima che vengano aggiunte, in più fasi, le sostanze chimiche che lavano il colore dalle fibre della carta in modo che si raccolga sulla superficie dell'acqua, dove viene rimosso.

Il processo di disinchiostrazione e il processo di flottazione sono quindi particolarmente adatti al riciclaggio di prodotti stampati i cui inchiostri sono idrorepellenti. Questo requisito è soddisfatto in particolare dalla carta stampata con il processo di stampa offset.

Gli stampati con finiture speciali (ad esempio la vernice protettiva), gli inchiostri flessografici, le stampe a toner liquido, gli inchiostri UV e anche molte stampe digitali possono essere lavorati solo in modo scadente o non possono essere lavorati affatto con il processo di disinchiostrazione.

Il metodo di disinchiostrazione funziona solo se si utilizzano inchiostri idrorepellenti!

Il processo di deinchiostrazione ha questa origine storica

Le radici storiche della procedura di deinchiostrazione risalgono al XVIII secolo e sono strettamente legate al nome di Justus Claproth (1728-1805). In realtà, il suo nome è sinonimo di progetti di legge privati che hanno fortemente influenzato lo sviluppo del diritto penale all'inizio del XIX secolo.

Claproth si dedicò all'artigianato e in particolare ai processi di lavorazione fino al 1754, quando fu nominato giudice di manifattura. In tale occasione si rese conto della mancanza di stracci per la produzione di carta.

All'epoca, gli stracci di cotone, lino o canapa, mescolati agli scarti della produzione di corde e della filatura, erano l'unica materia prima fibrosa disponibile per la produzione di carta. Nel 1774, Claproth pubblicò finalmente "Un'invenzione per produrre nuova carta dalla carta stampata e per lavare completamente l'inchiostro di stampa".

In esso documenta vari tentativi di produrre nuova carta da scrivere a partire da carta stampata di scarto. Fu assistito dal cartaio Johann Engelhard Schmid (1736-1811), nella cui cartiera di Klein Lengden furono effettuati gli esperimenti.

Justus Claproth sviluppa il primo processo di deinchiostrazione tramite esperimenti

Dopo pochi tentativi, riuscirono a produrre un materiale completamente nuovo per la produzione di carta. Secondo i registri, fu stabilito un processo con quattro fasi di lavoro:

1. La colla per legatoria è stata rimossa con l'aiuto di acqua calda.
2. La carta da macero è stata poi lavorata per circa dodici ore nell'impianto di stampaggio con l'aggiunta di terra di lavaggio.
3. Poi la carta straccia è stata conservata per otto giorni con l'aggiunta di calce.
4. Infine, la carta di scarto veniva macinata per circa due ore nel Papier-Holländer (mulino a vento olandese) prima di essere riutilizzata come nuovo materiale per la fabbricazione della carta.
   
   

Negli anni '50 la deinchiostrazione diventa un processo industriale standard.

Questo processo di decolorazione, scoperto e sviluppato da Claproth, era all'epoca una novità mondiale. Tuttavia, all'inizio questo processo non attirò molta attenzione.

La maggior parte dei produttori di carta continuò a concentrarsi sulla produzione di stracci o di fibre usate da vecchi indumenti e, più tardi, di pasta di legno come materiale di base per la carta riciclata. Solo secoli dopo il processo oggi noto come disinchiostrazione prese piede e si affermò definitivamente nella rimozione industriale dell'inchiostro negli anni Cinquanta.

Grazie all'interazione con la flottazione(un processo di separazione fisico-chimico per i solidi a grana fine), circa 70 anni fa è stato possibile ottenere un grado di bianco mai raggiunto prima. Da quel momento in poi, è stato possibile produrre carta igienica e carta da giornale a partire da carta da macero riciclata.

In dettaglio: ecco come funziona il processo di deinchiostrazione

Come processo consolidato per la rimozione dell'inchiostro, il processo completo di disinchiostrazione comprende sempre diverse fasi. Queste includono tradizionalmente la selezione, la disintegrazione e la flottazione.

Nel corso di ulteriori sviluppi e miglioramenti del processo, l'addensamento, la dispersione a caldo e la vagliatura fine sono stati gradualmente integrati come fasi di processo separate. Solo in questo modo è possibile rimuovere gli adesivi dalla carta, nonché l'inchiostro e l'inchiostro da stampa.

Oggi, i moderni processi di deinchiostrazione si basano anche su una seconda fase di flottazione e addensamento e su un'ulteriore purificazione dell'acqua riciclata. Ciò ha un effetto positivo sulla qualità della carta riciclata prodotta. Di seguito, abbiamo elencato le singole fasi del processo con spiegazioni dettagliate per una migliore comprensione.

1. Lo smistamento
   Prima dell'inizio del processo di deinchiostrazione vero e proprio, l'agente deinchiostrante utilizzato a questo scopo è Carta da macero ordinata. Questo è necessario perché alcuni Tipi di carta da diversi Fibre di carta esistono. I seguenti sono principalmente adatti alla deinchiostrazione Riviste- e Carta di giornale, cartone ondulato, cartoncino o anche prima carta riciclata.

   In questo caso, la cernita impedisce anche la successiva mescolanza di carte di qualità superiore e inferiore. Questo è importante perché il materiale di partenza determina anche la qualità della carta riciclata risultante. Dopo la cernita, la carta viene pressata e poi consegnata in balle a una cartiera per un'ulteriore lavorazione.

2. Rimozione di un corpo estraneo
   Lì le balle di carta vengono nuovamente districate e trasportate in corsie, tramite un nastro trasportatore, in un grande impianto di stoccaggio. Tino di agitazione (noto anche come pulper). I corpi estranei di grandi dimensioni possono essere rimossi sia manualmente che con l'ausilio di un macchina rimossi direttamente sul nastro trasportatore.

   Ad esempio, un magnete viene utilizzato per rimuovere graffette o cinghie metalliche, oppure un cosiddetto rastrello per rimuovere corde, reggette e altri oggetti estranei simili.

   È importante che l'adesivo sensibile alla pressione utilizzato per la rilegatura venga sempre rimosso contemporaneamente al supporto. In questo modo il nastro adesivo sensibile alla pressione rimane intatto. Ciò significa che nessuna particella contenente adesivo finisce nel materiale da riciclare.

3. Le operazioni nel pulper
   Nella vasca di agitazione vengono quindi eseguite diverse operazioni contemporaneamente. Di conseguenza multifunzionale si presenta anche l'alimentatore installato. Meccanica. Si sono affermate due varianti. Impastatrici con tamburo perforato o impastatrici con vasca e rotore integrato. In linea di principio, le spesso costose Impastatrice a tamburo risultati migliori sotto forma di un maggior grado di bianco.

   Con l'aiuto di questi due meccanismi, la carta da macero può essere triturata in modo continuo e affidabile. Ma questa è solo una parte delle prestazioni della terza fase del processo. Nel tino agitatore stesso, l'acqua e i pezzi di carta vengono mescolati per formare un impasto dalla consistenza polposa. Prima di ciò, l'acqua viene ulteriormente arricchita con varie sostanze chimiche. Queste hanno lo scopo di favorire in modo specifico il distacco dell'inchiostro dalle fibre della carta e la decomposizione della carta di recupero.

4. Flottazione
   Solo quando nella terza fase è stata creata una pasta di carta da macero, inizia la flottazione vera e propria. Per ottenere questo speciale Processo di separazione Per produrre con successo solidi a grana fine, i produttori di carta utilizzano determinate sostanze o prodotti chimici.
   Il già Defibrillazione della carta di recupero Le sostanze chimiche introdotte nel tamburo o nell'impastatrice in diverse fasi del processo costituiscono la base. Ricette di deinchiostrazione o flottazione di solito sono costituiti da quattro o cinque componenti.
   
   

   • Soda caustica: le soluzioni alcaline di idrossido di sodio(NaOH) sono chiamate soda caustica. L'idrossido di sodio si scioglie molto bene in acqua sotto forte formazione di calore. A seconda del rapporto di miscelazione tra acqua e NaOH, la soda ha un valore di pH compreso tra 8 e 14. In termini di consistenza, la soda NaOH è una sostanza acquosa e incolore. La soda caustica è solitamente ottenuta da una soluzione altrettanto acquosa di cloruro di sodio. Questa forma di estrazione è chiamata elettrolisi cloro-alcalina. Nel processo di disinchiostrazione, la soda caustica ha il compito di decomporre l'inchiostro da stampa e le impurità.

   • Perossido di idrogeno (H2O2): Si tratta di un composto liquido molto stabile che agisce come un agente ossidante molto forte. Ciò rende il perossido di idrogeno un eccellente agente sbiancante e disinfettante allo stesso tempo.

     In fluttuazione, il perossido di idrogeno assume quindi anche la funzione di agente sbiancante. Oltre all'effetto sbiancante, contrasta anche l'ingiallimento delle fibre, ad esempio. Ciò si verifica spesso con la carta da macero particolarmente pesante in termini di legno. Inoltre, la sostanza favorisce il distacco degli inchiostri da stampa.

   • Vetro d'acqua: questa sostanza appartiene ai"composti vetrosi". Sono disponibili silicati di sodio, litio e potassio solubili in acqua. Sono disponibili sia come soluzione acquosa che come solido.

     Il vetro ad acqua si ottiene da vetro finemente macinato che viene fuso a temperature fino a un massimo di circa 1500 °C. Il vetro viene poi mescolato con varie sostanze chimiche. Vengono poi aggiunte varie sostanze chimiche. Le sostanze chimiche utilizzate determinano in ultima analisi il composto prodotto.

     Il silicato di sodio viene utilizzato per il processo di disinchiostrazione. Questo composto è considerato il miglior stabilizzatore del perossido. Questo è importante per il floating, poiché il perossido viene decomposto molto rapidamente dai metalli pesanti (in questo caso i pulper). Inoltre, il vetro d'acqua favorisce il distacco degli inchiostri di stampa e la rimozione dell'inchiostro.

   • Tensioattivi: se l'inchiostro da stampa si stacca dalla fibra, si formano particelle di inchiostro da stampa. Per legarle si utilizzano sostanze attive per il lavaggio. In questo caso, si tratta solitamente di tensioattivi anionici (saponi).
     Inoltre, i tensioattivi assicurano l'adesione alle bolle d'aria e migliorano il rilascio degli inchiostri da stampa.

     
     Importante: i tensioattivi richiedono acqua dura per la disinchiostrazione. Se l'acqua è troppo dolce, i produttori utilizzano le seguenti alternative tensioattivi sintetici o Ioni di calcioche vengono aggiunti all'acqua. I tensioattivi possono essere rimossi successivamente con Schiuma di flottazione.
     
     

   • Agenti complessanti: alcuni anni fa, i produttori utilizzavano anche agenti complessanti per legare le particelle di colore disciolte e ridurre la durezza dell'acqua.

     Diversi agenti complessanti sono utilizzati, ad esempio, nell'industria del lavaggio e della pulizia e nella deinchiostrazione o nel floating, come costruttori per mascherare la durezza dell'acqua. Nel frattempo, però, le cosiddette basi di Lewis non vengono quasi mai utilizzate nel processo di disinchiostrazione.
     
     

5. L'ulteriore procedura
   Subito dopo la flottazione, la pasta di carta da macero viene lavata e sbiancata con perossido di idrogeno o ossigeno. Spesso questo processo è seguito da una seconda flottazione e da un altro lavaggio e sbiancamento. Infine , alla pasta di carta di recupero vengono aggiuntefibre vergini.
   
   Questo serve a migliorare la stabilità della carta riciclata. La pasta viene quindi lisciata e trasformata in nastri prima che iniziilprocesso di essiccazione. Una volta terminata l'essiccazione, i nastri di carta vengono solitamente arrotolati.
   Durante l'ulteriore lavorazione, i nastri di carta vengono trasformati in diversi tipi di carta per prodotti stampati o addirittura in carta igienica.
   
   

Inoltre, è possibile ricavare da vecchio cartone anche cartone ondulato riciclato o cartone riciclato cartone. Tuttavia, è necessaria una lavorazione separata.