Kromikompleksien ympäristövaikutukset.39

Fluorokemikaalien kromikompleksit, joita käytetään rasvan ja kosteuden läpäisyn estämiseen ja irroitus—

ominaisuuden antamiseen sisältävät isopropanolia ja Cr*3—arvoisia kromikomponentteja, ne voivat olla myös myristiini- tai steariinihappopohjäisiä /51,52,53/.

Käyttöturvallisuustiedotteissa /51,52/ on esitetty, että riippuen kemikaalin koostumuksesta kromi-

komplekseja sisältävä jäte suositellaan käsiteltäväksi joko valvotulla kaatopaikalla tai valvotussa poltossa eikä kromikompleksi-kemikaalia tule kaataa viemäriin.

Kemikaalin valmistaja Sandoz Oy /54/ on sitä mieltä, että yli 800°C:ssa suoritettavassa poltossa ei muodostu kuusiarvoista kromia, CrO,. Sandoz Oy ei suosittele polttoa alle 250°C:ssa, koska tällöin voi muodostua CrO, : a.

7.2.2. Fluorokemikaalisuolaliuoksen ympäristövaikutukset

Tämä suolaliuos sisältää veden lisäksi isopropanolia ja alifaattisten fluorihiilivetyammoniumsuolojen

seospolymeeria /55/.

Kemikaalin valmistaja 3M:n /54/ mukaan tämän fluoro- kemikaalin hajotessa on kemiallinen hapenkulutus (COD) 0,42 g/g, (COD ilmoittaa sen happimäärän, joka

tarvitaan jäteveden kemiallisessa hajottamisessa /4/).

Biologinen hapenkulutus 20 päivän aikana on 0,17 g/g.

3M : n tutkimuksen /55/ mukaan ei käsittelemättömän ja fluorokemikaalilla käsitellyn kartongin välillä ole eroavuutta hajoavuuden suhteen.

3M suosittaa, että fluorokemikaalilla käsitelty paperi poltetaan käsittelemättömän materiaalin seassa siten, että fluorokemikaali11a käsitellyn materiaalin osuus kaikesta poltettavasta materiaalista on 5...10 %. Tämä suositus on esitetty sen vuoksi, että palamistuotteena syntyy fluorivetyä, HF, joka voi aiheuttaa terveys­

riskejä tai haittoja herkille kasveille. Tällä

kemikaalilla käsiteltyä paperia tulisi polttaa vain kunnollisilla savukaasunpuhdistimilla varustetuissa

jätteenpolttolaitoksissa /55/.

Lähteessä /50/ on esitetty, että fluorokemikaali- käsittelyllä ei ole juuri lainkaan vaikutusta paperin uudelleenpulpperointiin.

8. KIERRÂTYSKUITUJEN KÄSITTELY; EPÄPUHTAUKSIEN EROTUSMETODIIKKA

Tämän työn kokeellisessa osassa on pyritty erottamaan monikerrostuotteiden kuidut muusta materiaalista, jotta ne voitaisiin hyödyntää kierrätysprosessissa. Siksi on ennen kokeellisen osaan siirtymistä syytä tutustua yleiseen kierrätyskuitujen käsittelyyn eli epä­

puhtauksien erotusmetodiikkaan.

8.1. Yleistä erotusmetodiikasta

Keräyspaperin sisältämien epäpuhtauksien erottaminen alkaa paperin liettämisellä veteen ja tämän yhteydessä tapahtuvalla hajotuksella. Keräyspaperimassan

lajitteluna voidaan pitää melkein kaikkea keräyspaperin liettämisen ja hajotuksen jälkeistä keräyspaperi-

massan käsittelyä; karkeiden epäpuhtauksien poistamista, keräyspaperimassan lajittelua ja

puhdistusta sekä siistausta. Lajittelun tarkoituksena on erottaa hyvästä kuituaineesta jätepaperin

sisältämät, ominaisuuksiltaan hyvin erilaiset epä­

puhtaudet, jotta uusiomassa täyttäisi paperin­

valmistajien sille asettamat laatuvaatimukset /56/.

Uusiomassan valmistusprosessi on riippuvainen siitä, valmistetaanko siistattua vai siistaamatonta

uusiomassaa.

Siistaamattoman uusiomassan valmistuksen prosessin toimintavaiheet ovat seuraavat /57/:

1. Keräyspaperin syöttö ja hajotus 2. Massan esipuhdistus

3. Massan muokkaus : Kartonkitehdas

- kuidutus ja puhdistus Voimapaperitehdas

- kuumadispergointi ja kuidutus 4. Massan jälkipuhdistus

5. Massan saostus ja varastointi

Siistauslaitoksen toiminta voidaan jakaa seuraaviin vaiheisiin /57/:

1. Keräyspaperin hajotus ja painovärien irrotus 2. Massan esipuhdistus

3. Painovärien poisto 4. Massan jälkipuhdistus 5. Massan sakeutus

6. Massan valkaisu (tarvittaessa)

Tässä työssä ei ole tarpeellista lähteä paneutumaan kovin yksityiskohtaisesti painovärin erotteluun eli siistaukseen vaan tutustutaan lähinnä muoviroskien ja tahmojen poistoon soveltuvaan erotusmetodiikkaan.

Tahmoaineilla tarkoitetaan hotmelt- ja tarraliimoja sekä vahoja ja latekseja, joita käytetään paperin päällystämisen yhteydessä /56/.

8.2. Keräyspaperin hajotus

Prosessi alkaa paperin kostutuksella. Paperi upotetaan veteen hajotusprosessin helpottamiseksi /58/.

Hajotus voi tapahtua joko jaksottaisesti pulpperillinen kerrallaan tai jatkuvasti. Jatkuvatoimisella

pulpperoinnilla tarkoitetaan sitä, että pumppu imee jatkuvasti valmiiksi sulputettua massaa pulpperin pohjalla olevan seulalevyn läpi. Jatkuvatoimisessa pulpperoinnissa keräyspaperia ja vettä lisätään pulpperiin pienin väliajoin ja pienenä jatkuvana virtana /57/.

Massaa voidaan hajottaa useilla erilaisilla

hajottimilla. Jatkuvatoimisia keräyspaperin hajotus- laitteita ovat ammepulpperi, Fiberflow-rumpu ja

betonniere eli "betonimylly".

Sylinterimäisessä ammepulpperissa hajotus tapahtuu ammeen pohjalla olevan roottorin avulla roottorin paperisilpulle antaman kiihtyvyyden ja kiertoliikkeen ansiosta 4 %:n sakeudessa. Roottorin liitäntäkohdalla olevan seulalevyn kautta massa poistuu ja seulareikien suuruus määrää sen, kuinka kauan hajotus kestää.

Varsinainen epäpuhtauksien poistuminen tapahtuu vasta myöhemmässä lajittelun vaiheessa /58/.

Karkeimmat epäpuhtaudet, kuten paalinarut ja suurehkot muovikalvot voidaan poistaa pulpperista ragger-

laitteella (lumpunkeräimellä). Laite pitää kiinni pulpperin keskustassa lähellä roottoria roikkuvaa köyttä tai ketjua, johon langat ja kalvot kietoutuvat eräänlaiseksi köynnökseksi. Ragger-laite nostaa

köynnöstä 1—2 m/h nopeudella ylös. Hyvin toimiakseen raggerin käyttö edellyttää kuitenkin tasaista lankojen

ja muovikalvojen tuloa pulpperiin, mikä käytännössä ei aina ole mahdollista /57,58/.

Mikäli ragger-laitetta ei käytetä, poistetaan

pallomaisiksi möykyiksi kasautuneet paalilangat ja isommiksi palloiksi jääneet muovikalvon riekaleet roskaloukun kautta. Pulpperin alaosaan roskaloukun tilalle voidaan asentaa myös nk. toisiopulpperi. Sen etukammiossa oleva roottori pyörittää roskia, jolloin niistä irronneet kuidut imeytyvät roottorikehän ja roottoripesän välisestä raosta ulos etukammiosta ja tulevat samalla pumpatuksi takaisin pulpperiin. Sen sijaan etukammioon jääneet puhtaiksi pestyt suuret epä­

puhtaudet, kuten muovikalvot poistetaan /57/.

Horisontaalisessa Fiberflow—rummussa hajottaminen tapahtuu pyörivässä rummussa pudotusten aiheuttamien

leikkausvoimien ansiosta 15-20 %:n sakeudessa. Rummun kaltevan asennon vuoksi massa liikkuu hitaasti kohti

rummun lajitteluosaa, jossa rummun pinta on rei'itetty 6-7 mm:n kokoisilla rei'illä. Reikien ulkopuolelta syötetään kiertovettä laimennukseksi siten, että saavutetaan 3 % ;n sakeus. Tällöin kuituuntunut jae huuhtoutuu reikien läpi rummun alla olevaan altaaseen,

josta se huuhtoutuu jatkokäsittelyyn. Kaikki epä­

puhtaudet, jotka eivät hajoa rummun reikiä pienemmiksi kappaleiksi poistuvat rejektinä rummun lajittelupäästä /56,57,58/.

Fiberflown energiankulutus on pieni, 15-20 kWh/tonni.

Tällä pyritään siihen, ettei turhaan hajoteta muoveja, tekstiilejä, puukappaleita ja erilaisia keräyspaperin mukana tulevia epäpuhtauksia, jolloin ne saadaan

poistettua helposti rummun lajitteluosalla /57,58/.

Kuvassa 3 on esitetty Fiberflow-rummun toiminta­

periaate.

Vesi Kemikaalit ja

vesi VV VV V

Lajitteluosa

m&aSReiek,i 00000

Massa

Шжжжжшш/Ж

Kuva 3. Fiberflow-rummun periaate /57/.

Betonniere toimii 35-45 %:n sakeudessa. Keräyspaperin hajoaminen perustuu hitaasti pyörivän rummun ja sen sisällä vastakkaiseen suuntaan, suurella nopeudella pyörivän roottorin aiheuttamiin repäisy- ja liike­

voimiin. Betonnierella voidaan hajottaa mm. märkälujia papereita ja muovilaminaatteja /56,58/.

Jos halutaan valmistaa useita erilaisia sulppuja esim.

useisiin kartonkikerroksiin tai erilaisiin papereihin, tapahtuu hajotus parhaiten jaksottain. Jaksottain

tapahtuvaan hajotukseen käytetty hajotin on ulkoisesti lähes samanlainen kuin ammepulpperi. Hajotus kestää 10-20 min, jonka jälkeen pöhjaventtiili avataan ja massa tyhjennetään pulpperin alapuolella olevaan tyhjennyssäiliöön seulalevyn läpi. Seulalevy erottaa suurimmat epäpuhtaudet, jotka huuhdellaan sen ulko­

puolella olevan aukon kautta ulos. Epäpuhtaudet voidaan kerätä myös rojuloukkuun ja huuhdella sieltä ulos.

Seulalevyn reikien suuruus valitaan sen mukaan

minkälainen lajittelusysteemi seuraa hajotusta /58/.

8.3. Massan esipuhdistus

Keräyspaperin esipuhdistus suurimmista roskista alkoi jo pulpperissa tapahtuvan sulputuksen yhteydessä.

Pienemmät epäpuhtaudet kuten metal1ihakaset ja pienet kivet menevät kuitenkin su1putetun massan mukana

pulpperin pohjalla olevan seulalevyn läpi, jolloin tarvitaan lisää karkeiden epäpuhtauksien lajittelua /57/.

Karkea lajittelu seuraa suoraan hajotusta.

Konventionaalinen karkeaan lajitteluun soveltuva

laitteisto sisältää roottorilla varustetun sakeamassa- pyörrepuhdistimen ja kuiduttavan lajittimen, joka

erottaa raskaat ja kevyet epäpuhtaudet toisistaan /58/.

Sakeamassapyörrepuhdistimessa on roottori, joka on lisätty pyörrepuhdistimeen siksi, että massan suuren sakeuden vuoksi pyörrepuhdistimella ei saavuteta riittävää erotusastetta ja tällöin tarvitaan lisää rotaatiovoimaa. Jatkuvatoimisessa hajotuksessa sakea- massapuhdistin sijaitsee prosessissa hajottimen

jälkeen. Jaksottaisessa hajotuksessa sakeamassapyörre- puhdistin on sijoitettu tyhjennyssäiliön jälkeen /58/.

Myös paine- ja tärylajittimia käytetään karkeiden epäpuhtauksien erottamiseen keräyspaperimassasta heti suursakeuspuhdistuksen jälkeen /56/. Nämä massasihdit poistavat massasta reikä- tai rakolevyjen avulla

osasia, jotka ovat suurempia kuin kuidut, mutta joiden tiheys on lähes sama kuin kuiduilla /59/.

Jotta nämä sihtilevyt eivät tukkeutuisi kuituverkon muodostuessa niiden pinnoille, täytyy sihtilevyille muodostunutta kakkua rikkoa tasaisin väliajoin. Tämä tapahtuu tärinällä tai paineiskuilla. Tärinävaikutus saadaan aikaan täristämällä sihtilevyä, jolloin kuidut ovat jatkuvassa liikkeessä. Paineiskuja syntyy lähellä sihtilevyn pintaa kiertävistä siivekkeistä tai sihti- levyn pyöriessä kiinteiden siivekkeiden ohi. On myös sihtityyppejä, joiden tukkeutuminen estetään massan voimakkaalla virtauksella pitkin sihdin pintaa. Tällöin kuituverkosto rikkoutuu lähellä sihtilevyä

vaikuttavasta leikkausjännityksestä /59/.

Tärysihtien sihtielimet ovat joustavia ja saadaan tärisemään pyörivillä epäkeskopunnuksilla. Tärysihdit eivät pysty tehokkaasti erottamaan pieniä levymäisiä tai lankamaisia epäpuhtauksia. Koska massan nopeus pitkin sihdin pintaa on alhainen, voivat nämä epä­

puhtaudet orientoitua mihin suuntaan tahansa ja mennä akseptimassan mukana läpi riippumatta siitä onko

kyseessä reikä- vai rakosihti /59/.

Painesihdit ovat keskipakosihtejä, jotka toimivat kokonaan nesteellä täytettyinä ja paineen alaisina.

Massa syötetään sihtiin pumpulla ja aksepti pakotetaan sihtirei'ityksen läpi paine-eron avulla. Reikäsihti poistaa tehokkaasti kookkaita, litteitä, ohuita ja pitkiä epäpuhtauksia, kun taas rakosihti kuutiomaisia

ja pyöreitä epäpuhtauksia /59/. Tästä voidaan päätellä, että reikäsihti soveltuu parhaiten muoviroskien

erottamiseen.

8.4. Massan muokkaus

Massan kuidutus voidaan tehdä läjittävällä kuiduttimella, joka kevyiden ja raskaiden epä­

puhtauksien poistamisen lisäksi irrottaa kuidut

toisistaan roottorin aiheuttamien voimien vaikutuksesta /58/.

Massan muokkausta on myös kuumadispergointi. Kuuma- dispergoinnin avulla pystytään massasulpusta erottamaan tahmot. Kuumadispergoinnissa suuressa sakeudessa (30 %) olevaa massaa käsitellään mekaanisesti hiertämällä sitä

itseään vasten 80-100 °C:n lämpötilassa. Tällöin bitumi ja vastaavat epäpuhtaudet kuten vahat, lateksit ja erilaiset liimat, joiden sulamispiste on alle tämän lämpötilan, irtoavat kuiduista ja dispergoituvat eli hajoavat pieniksi hiukkasiksi massan joukkoon.

Kiinteämmät ja korkeamman sulamispisteen omaavat epäpuhtaudet erkanevat kuiduista muodostaen pieniä bitumipalloja ja muovirullia, jotka voidaan poistaa prosessista massan jälkipuhdistuksen yhteydessä.

Muokkauksen jälkeen kylmällä vedellä tapahtuva massan laimennus tekee syntyneet epäpuhtauspa!lot vähemmän elastisiksi ja helpommin lajittimilla poistettaviksi /57,58/.

Kuumadispergoinnilla ei pystytä täydellisesti

poistamaan bitumia, koska se vaatisi massan keiton

paineenalaisessa keittimessä, jolloin lämpötila nousisi yli 100 °C:n ja kuitujen lujuusominaisuudet

heikkenisivät /57/.

Kuumadispergointi voi sijaita prosessissa karkean

puhdistuksen jälkeen tai se voi sijaita myös kemikaali- lisäyksen jälkeen ennen siistausta, jolloin

dispergoinnin tarkoituksena on irrottaa kemikaali- käsittelyssä olleita väripartikkeleita. Massa voidaan dispergoida myös viimeisen puhdistusvaiheen jälkeen aivan uusiomassan lajitteluprosessin lopussa /58/.

8.5. Siistaus

Siistaus on painovärin poistoa keräyskuiduista. Ennen siistausta täytyy painovärit irrottaa kuitujen

pinnoilta. Sen jälkeen voidaan painovärit poistaa flotaation tai pesun avulla tai näiden menetelmien yhdistelmällä. Sekä painovärin irrotus että poisto vaativat niin kemiallisia kuin mekaanisiakin voimia /58/.

Painovärien irtoaminen kuiduista alkaa jo pulpperointi- vaiheessa ja sen jälkeisessä mekaanisessa käsittelyssä.

Lisäksi tarvitaan myös värihiukkasten kemiallista irrottamista, jonka tarkoituksena on heikentää ja katkaista värihiukkasten ja kuitujen tai päällysteen välisiä painovärin sideaineiden muodostamia sidoksia ja

liettää hiukkaset niiden alkuperäisessä koossa.

Kemikaalien lisäyksen on estettävä myös jo irrotettujen värihiukkasten kasautuminen yhteen ja saostuminen

kuitujen pinnoille /56/.

Flotaatiomenetelmä perustuu värihiukkasten ja kuitujen erilaiseen vedensitomiskykyyn. Mustehiukkaset ovat hydrofobisia ja kuidut hydrofiilisiä. Johdettaessa tällaisen seoksen läpi ilmaa värihiukkaset tarttuvat ilmakupliin ja nousevat niiden mukana pinnalle. Väri­

hiukkasten tarttuminen ilmakupliin tapahtuu saippua- molekyylin välityksellä /56/.

Ilman sekoittuminen kuitusulppuun ja painovärin poisto tapahtuu vaahdotuskennoissa, jotka on kytketty sarjaan.

Sulppu kulkee kennosta toiseen ja jokaisessa

suoritetaan vaahdotus samalla tavalla. Kuituhäiriöiden pienentämiseksi on käytetty vielä toisio- eli kertaus- vaahdotusta, johon ohjataan ensimmäisen vaiheen

kennoista koottu vaahto ja sen mukana tullut kuitu- aines. Kertausvaiheesta poistettu vaahto pumpataan lietteenkäsittelyyn ja massavirta takaisin prosessiin, useimmiten ensimmäisen vaahdotusvaiheen syöttöön /57/.

Massalietteen seassa on myös muita vettä hylkiviä

epäpuhtauksia, kuten tahmoja. Niiden erottumistehokkuus flotaatiossa riippuu partikkelien koosta ja hydro-

fobisuudesta. Flotaatio on parempi suurempien tahmojen erotusmenetelmä kuin pesu, koska pesumenetelmässä

voidaan erottaa vain pienet tahmot. Toisaalta kuitenkin samassa lähteessä /58/ esitetään, että pesun jälkeen on massassa vähemmän tahmoja ja muita häiriöaineita kuin flotaation jälkeen, joten pesu on parempi menetelmä tahmojen erotuksen kannalta.

Flotaatiomenetelmä on ylivoimaisesti suosituin siistausmenetelmä Euroopassa, kun taas Pohjois- Amerikassa käytetään pesumenetelmää /56,58/.

Pesumenetelmässä painovärihiukkaset poistetaan keräyspaperimassasta massan laimennuksella ja sitä seuraavalla saostuksella. Saostusvaiheessa massaliete johdetaan viirakankaalla varustetun pinnan yli, jolloin värihiukkaset ja täyteaineet kulkeutuvat massalietteen

läpi veden mukana viiralta. Jäljelle jäänyt siistattu massa kerätään pois ja johdetaan seuraavaan pesu-

vaiheeseen tai muuhun siistausmassan valmistusprosessin vaiheeseen /56/.

Tärkeä painovärin poistotehokkuuteen vaikuttava tekijä on värihiukkasten koko. Halkaisijaltaan alle 15 pm hiukkaset voidaan poistaa täysin millä pesurilla tahansa. Halkaisijaltaan yli 25 um hiukkasia ei enää saada poistetuksi täysin millään pesurilla, joten väri­

hiukkasten irrottaminen kuiduista on suoritettava

huolellisesti hyvän värinpoistotehokkuuden takaamiseksi /56/.

8.6. Jälkipuhdistus

Keräyspaperin mukana tulee yleensä aina niin paljon erilaisia epäpuhtauksia, että laimean massan lajittelu jossain muodossa on välttämätön. Vaikka paperikoneilla onkin yleensä varsin hyvät lajittelulaitteet, pidetään oikeana periaatteena sitä, että siistatun massan täytyy paperikoneelle tullessaan olla täysin valmista /57/.

Jälkipuhdistus voidaan tehdä joko pyörrepuhdistimilla tai sihdeillä tai näiden yhdistelmillä. Pyörre-

puhdistimen tehtävänä on poistaa partikkelin ominais­

painoon perustuen pienikokoisia epäpuhtauksia. Paine- lajittelulla poistetaan taas partikkelin koon ja muodon mukaan erilaisia kevyitä epäpuhtauksia /57/.

Nykyisin on olemassa neljä erilaista pyörrepuhdistin- tyyppiä /58/:

1. Konventionaalinen vettä ja kuituja raskaampia epäpuhtauksia erottava pyörrepuhdistin

2. Käänteinen pyörrepuhdistin, joka erottaa vettä ja kuituja kevyempiä epäpuhtauksia

3. Yhdistetty pyörrepuhdistin, joka erottaa sekä raskaita että kevyitä epäpuhtauksia

4. Myötävirtapyörrepuhdistin, joka erottaa kevyitä epäpuhtauksia

Konventionaalista pyörrepuhdistinta käytetään jälki- puhdistuksessa joko sihtausta ennen tai sen jälkeen.

Massaliete virtaa tangentiaalisesti pyörre- puhdistimen kartiomaisen astian leveään päähän. Massa- lietteen virtausnopeus suurenee, kun se kulkeutuu kartion kapeaan päähän. Massalietteen pyöriessä

spiraalimaisesti raskaat epäpuhtaudet painautuvat kartion seiniä kohti, kun taas kevyet epäpuhtaudet

keräytyvät kartion keskustaan. Massalietteen virratessa kohti kartion kapeaa päätä osa virtauksesta kääntää suuntaa ja seuraa pyörteitä kartion toista päätä kohti.

Konventionaalisessa pyörrepuhdistimessa raskaat epä­

puhtaudet tulevat rejektinä ulos kartion kapeasta päästä ja aksepti kulkeutuu ulos kartion leveämmästä

päästä. Käänteisessä pyörrepuhdistimessa kevyet epäpuhtaudet ja hienoaines rejektoituu sen sijaan kartion leveästä päästä ja aksepti tulee ulos kartion kapeasta päästä /56/.

Yhdistettyä pyörrepuhdistinta voidaan käyttää sekä raskaiden että kevyiden epäpuhtauksien poistoon.

Raskaat epäpuhtaudet se poistaakin yhtä tehokkaasti kuin konventionaalinen pyörrepuhdistin, mutta keveiden epäpuhtauksien poistossa se ei ole yhtä hyvä kuin

myötävirtapyörrepuhdistin, jonka vuoksi sitä käytetäänkin nykyisin yhä vähemmän /58/.

Myötävirtapyörrepuhdistin on melko uusi tulokas. Massa tulee tähän puhdistimeen tangentiaalisesti kartioon nähden, kuten tavallista, mutta se myös lähtee

tangentiaalisesti. Kevyt rejekti keräytyy keskellä sijaitsevaan ilmapatsaaseen ja kulkeutuu ilman mukana alas ja ulos kartion kärjestä /58/.

Myötävirtapyörrepuhdistin toimii erittäin pienellä rejektisuhteella. Tästä aiheutuu se etu, että rejektin puhdistus voi tapahtua yhdessä vaiheessa, kun

konventionaalista pyörrepuhdistinta käytettäessä tarvitaan 3-4 vaihetta. Myötävirtapyörrepuhdistinta tullaan käyttämäänkin yhä enemmän käänteisen pyörre- puhdistimen sijaan /58/. Kuvassa 4 on esitetty eri pyörrepuhdistinten toimintaperiaatteet.

Utt rejekt

Litt relekt

och lui Medströms vlrvelrenare Kombinerad

vlrvelrenare Accept

Låttvlrvelrenare

Tung vlrvelrenare

Kuva 4. Eri pyörrepuhdistinten toimintaperiaatteet.

A Konventionaalinen pyörrepuhdistin,

В Käänteinen pyörrepuhdistin, C Yhdistetty pyörrepuhdistin ja D Myötävirtapyörre- puhdistin.

Jälkipuhdistuksessa menee massaliete yleensä

sihtaukseen. Se voi tapahtua joko pyörrepuhdistimia ennen tai jälkeen. Sakeusalue on välillä 0,8-1,0 % ja lajittimina käytetään painesihtejä /58/. Vielä pyörre- puhdistuksen ja lajittelun jälkeenkin saattaa massa- liete sisältää niin paljon tahmoaineita, että tietyn ajan kuluessa paperikoneen viira tai huopa saattaa tukkeutua. Jotta tällaiselta vältyttäisiin voidaan

massa vielä viimeiseksi dispergoida kuten kohdassa 8.4.

on esitetty.

9. KIRJALLISEN OSAN YHTEENVETO

Työn kirjallisessa osassa selvitettiin kuitupohjäisten monikerrostuotteiden ympäristövaikutuksia huomioiden tuotteen koko elinkaari. Lisäksi selvitettiin Saksan ympäristöasetusta ja Euroopan Yhteisön pakkaus-

direktiivikeskusteluja. Työssä tutustuttiin myös paperiteollisuudessa käytettävien kiertokuitujen erotusmetodiikkaan.

Tuotteiden kuituosuuden suurimmat ympäristövaikutukset liittyvät massaraaka-aineiden valmistukseen.

Kemiallisen massan valmistus aiheuttaa kuormitusta sekä vesistöön, ilmaan että maaperään. Tosin päästöt ovat viime vuosina huomattavasti pienentyneet.

Mekaanisen massan valmistukseen kuluu suuret määrät energiaa. Metsäteollisuus onkin Suomen suurin energian kuluttaja. Kolmasosa metsäteollisuuden käyttämästä

sähköstä tuotetaan kuitenkin sellutehtaiden vastapaine- voimana.

Uusiomassa luokitellaan ympäristöystävälliseksi.

Euroopassa suunnitellaan mm. ekomerkkiä annettavaksi tuotteille, jotka sisältävät merkittävästi kierrätettyä raaka-ainetta.

Monikerrostuotteissa käytettävien muovien ympäristö­

vaikutukset liittyvät lähinnä muovien käsittelyyn käyttönsä jälkeen. Kaatopaikkakäsittely ei ole oikea muovien hävitystapa. Puhdasta muovijätettä voidaan

kierrättää. Paperiteollisuudessa voidaan nykyisin muovi erottaa monikerrostuotteista eräillä kiertokuitujen käsittelyratkaisuilla ja hyödyntää kuituosuus uudelleen kierrätyksessä. Ekstruusiopäällystys ja -laminointi ei

juurikaan aiheuta päästöjä.

Paras polyeteeniä ja polypropeenia sisältävien tuotteiden hävitystapa on poltto kunnollisissa palamisolosuhteissa. PE:n ja PP:n polton tuloksena

syntyy tällöin hiilidioksidia ja vettä. Muoveista PVC:n poltto aiheuttaa eniten ympäristöhaittoja haitallisten palamistuotteiden vuoksi. Poltettaessa muovia yhdys­

kuntajätteen mukana muovit parantavat polttoarvoa 3-6 MJ/kg jätettä.

Monikerrostuotteissa käytettävän alumiinin valmistus vaatii suuret määrät energiaa. Alumiinia tarvitaan kuitenkin vain hyvin pieniä määriä antamaan riittävät suojaominaisuudet tuotteille. Alumiinilaminaattia on vaikea kierrättää. Alumiinia sisältävät monikerros- tuotteet voidaan polttaa kontrolloidussa jätteenpoltto- laitoksessa.

Liimoja, lakkoja ja vahoja sisältäviä monikerros-

tuotteita saattaa olla vaikea kierrättää johtuen näiden aineiden aiheuttamista tahmo-ongelmista paperikoneella, mikäli niiden sulamispisteet ovat alhaisia. Liimojen ja lakkojen aiheuttamia ilmaan joutuvia liuotinpäästöjä on pyritty vähentämään. Lakkoja on kehitetty vesi­

pohjaisiksi ja liimoja on kehitetty ympäristö- ystävä 11isemmiksi siirtymällä esim. UV- tai EB- verkkoutuviin liimoihin.

Paperituotteen raskaista teollisuuskääreistä paperi­

teollisuuden kääreet soveltuvat kierrätettäviksi.

Muissa teollisuuskääreissä on niin vaikeasti

erotettavia tahmaavia aineita, ettei niitä kannata lähteä kierrättämään.

Alumiinia sisältäviä kuluttajapakkauksia on hankala kierrättää. Rakennuspapereita ei kannata lähteä kierrättämään, koska niistä muodostuu jätettä hyvin hajanaisista kohteista ja harvoin. Koska sairaala- tuotteita ei hygieenisyyssyistä voida kierrättää, niiden paras hävitystapa on poltto. Tämä onkin otettu huomioon niiden materiaalisisällön valinnassa.

Nykyisin nestepakkauskartongit hävitetään

kaatopaikoillla, mikä ei ole niiden oikea hävitystapa.

Kartonkiset nestepakkaukset tulisi polttaa jätteen- polttolaitoksissa ja ottaa energia talteen, sillä niillä on hyvä lämpöarvo.

Fluorokemikaaleja sisältävät kuitupohjäiset tuotteet voidaan kierrättää, sillä kemikaalikäsittely ei vaikuta

juuri lainkaan niiden uudelleen pulpperointiin.

Suursakeuksiset pulpperit soveltuvat parhaiten rauovi- laminaattien pulpperointiin. Pääosa muovista erotetaan jo pulpperin rejektin mukana ragger-laitteella tai roskaloukun kautta. Karkeaa lajittelua edustavat paine­

ja tärysihdit, jotka erottavat myös muovia. Jäljelle jääneet, muutamaa prosenttia edustavat pienet muovin palat saadaan parhaiten erotettua käänteisillä ja myötävirtapyörrepuhdistimilla. Alumiinia voidaan

erottaa massasta sakeamassapyörrepuhdistimilla. Tahmoja voidaan hiertää kuumadispergoinnissa niin pieniksi

paloiksi massan joukkoon, ettei niistä ole haittaa paperikoneella.

KOKEELLINEN OSA.

10. TYÖN TAVOITTEET

Työn kokeellisen osan tarkoituksena on selvittää erilaisten kuitupohjäisten monikerrostuotteiden kierrätysmahdollisuuksia paperiteollisuudessa.

Työssä selvitetään pulpperointikokein testattavien materiaalien kuituuntumistulosta, ja lajittelun avulla epäpuhtauksien erottumista, joka vaikuttaa kierrätetyn massan käyttöarvoon.

Lisäksi halutaan selvittää millä tavalla hajoitus- tekniikka ja laitteisto tulisi valita ja mitkä ovat optimaaliset prosessiolosuhteet.

Pulpperoinnit on tehty laboratoriomittakaavassa kahdella eri hajottimella. Lisäksi on tehty

pulpperointikokeilu tehdasmittakaavassa normaalin kiertokuitupulpperoinnin yhteydessä.

11. TAMPELLA-MALLISELLA LABORATORIOPULPPERILLA SUORITETUT KOKEET

11.1. Kokeiden tavoitteet

Kokeiden tavoitteena on selvittää miten Paperituotteen tuotteet soveltuvat pulpperoitaviksi. Testattavia

materiaaleja ovat : PE-laminoitu paperirullakääre, PP-laminoitu paperirullakääre, PE-päällystetty

taivekartonki, alumiini-muovilaminoitu voimapaperi ja paperirullan päätylappu.

Kokeissa tutkitaan miten kukin materiaali pulpperoituu ja missä pulpperointiolosuhteissa pulpperointi onnistuu parhaiten. Pulpperointitulosta ja epäpuhtauksien

erottumista analysoidaan lajittelemalla pulpperoitu massa ja tutkimalla lajittelutulosta.

11.2. Koesuunnitelma

Muuttujina kokeissa ovat pulpperoinnin energian

ominaiskulutus EOK (kWh/tonni), pulpperointilämpötila ja pulpperoitavan massan pH. Alkuperäisen suunnitelman mukaan muuttujana piti olla myös pulpperointisakeus, mutta suoritettaessa pulpperointikoe suuremmassa sakeudessa todettiin, että käytetyssä pulpperissa ei voi käyttää 3 %:a suurempia sakeuksia. Näin ollen pulpperointisakeutta ei otettu muuttujaksi.

Liitteessä 1. on esitetty käytetty koejärjestely.

11.3. Kokeen suoritus

11.3.1. Pulpperointi Tampella-mallisella pulpperijla

Ensimmäiset kokeet tehtiin Tampella-mallisella

laboratoriopulpperilla Keskuslaboratoriossa. Tampella—

mallinen pulpperi on tyypiltään ammepulpperi. Tässä pulpperityypissä roottori pyörii sylinterimäisen ammeen pohjalla. Tyhjennys tapahtuu jaksottain pohjassa olevan sihtilevyn läpi. Virtausesteinä toimivat pulpperin

seinämiin kiinnitetyt siipimäiset ulokkeet. Pulpperi oli varustettu höyryputkella, jolla voitiin nostaa pulpperointilämpötilaa. Pulpperin täyttötilavuus oli 250 1 ja moottorin teho 5,5 kWh.

Pulpperointia varten materiaali leikattiin n.A4 kokoisiksi arkeiksi ja niitä liotettiin kylmässä vedessä 7. .13 min. Sitten ne siirrettiin vedellä täytettyyn pulpperiin siten, että kokonaisliotus- ajaksi muodostui 15 min. Tämän jälkeen pulpperi käynnistettiin.

Näytteet otettiin pulpperin alaosassa olevan venttiilin kautta pulpperoinnin koko ajan jatkuessa.

Näytteen koko oli n.7,5 1. Näytteet otettiin 10 min, 15 min, 20 min, 25 min ja 35 min kuluttua pulpperoinnin

Näytteen koko oli n.7,5 1. Näytteet otettiin 10 min, 15 min, 20 min, 25 min ja 35 min kuluttua pulpperoinnin

In document Eräiden kuitupohjaisten monikerrostuotteiden ympäristövaikutukset (sivua 46-0)