بازیافت کاغذ - جلسه چهارم
اهداف: شناخت صنعت بازیافت کاغذ - کنترل کیفیت کاغذ
وسایل مورد نیاز: چهار نوع مختلف دستمال کاغذی - پول خرد فلزی - کاسه آب - قطره چکان
4-1 صنعت بازیافت کاغذ
در مراکز جمع آوری مواد قابل بازیافت، کاغذهای باطله در بسته های بزرگ بسته بندی شده و به کارخانجات بازیافت و یا ساخت کاغذ منتقل می شوند. کاغذهایی که برای بازیافت استفاده می‌شوند باید تمیز بوده و آغشته به مواد غذایی یا هرگونه آلودگی دیگر نباشند. کاغذهای آلوده مناسب بازیافت نیستند و باید دفن شده یا به عنوان سوخت سوزانده شوند و یا برای ساخت کود گیاهی (کمپوست) استفاده شوند.
کاغذها و مقواهای باطله با توجه به نوع جنس شان برای ساخت کاغذهای مختلف طبقه بندی می شوند و سپس بازیافت می گردند. بعد از طبقه بندی، کاغذهای باطله به سمت ظرف بسیار بزرگی (pulper) منتقل شده و در آنجا با آب و مواد شیمیایی مخلوط می گردند. در این ظرف کاغذها به تکه ها کوچکتر خرد شده و به کمک حرارت به آسانی به الیاف سلولزی تبدیل می شوند. در نهایت به مخلوطی خمیری و آبکی شکل تبدیل می شوند که اصطلاحاً pulp نامیده می شوند. برای تمییز کردن pulp یا به عبارتی حذف مواد زاید موجود (مثل سوزن منگنه)، مخلوط آبکی را از روی صافی های بزرگ سوراخ دار عبور می‌هند تا مواد زاید مثل پلاستیک یا تکه های چسب از آن جدا شود.
در بعضی از کارخانجات بازیافت کاغذ، در این مرحله مخلوط کاغذ در ظروف مخروطی شکل با سرعت چرخیده می شود، به‌طوری که مواد اضافی سنگین در ته ظرف و مواد سبک تر در مرکز ظرف جمع آوری شده و جدا می گردند. مرحله‌ی بعدی شستشوی مخلوط کاغذ می‌باشد. در این مرحله جوهر و چسب کاغذ از آن جدا می‌شود(de-inking). ذرات ریز جوهر با شستشوی معمولی از مخلوط خارج می‌شوند. اما ذرات درشت جوهر و ذرات چسب به آسانی خارج نمی‌شوند. برای این منظور از حباب‌های هوا و معلق سازی آن ها در سطح مخلوط استفاده می‌شود. در این مرحله، محلول خمیر کاغذ به یک ظرف بزرگ منتقل شده و هوا و مواد شیمیایی صابونی به داخل آن تزریق می‌گردد.
این مواد شیمیایی باعث می شوند که جوهر یا چسب از سلولزهای کاغذ به راحتی جدا شوند و به حباب‌های هوا بچسبند و روی سطح مخلوط شناور گردند. سپس این حباب‌های جوهری کف مانند به راحتی از بالای مخلوط جدا می گردند و خمیر تمییز و بدون هرگونه آلودگی در ظرف باقی می‌ماند.
مرحله‌ی بعدی، همزدن مخلوط کاغذ است. در این مرحله تمام الیاف بهم چسبیده کاغذ از یکدیگر جدا می‌شوند و باعث می شود که در انتها کاغذی نرم و صاف بدست آید. اگر نیاز به خمیری سفیدتر باشد، مقداری مواد سفید کننده مثل آب اکسیژنه (H2O2 )، دی اکسید کلر ( ClO2) و یا اکسیژن در این مرحله افزوده می شود تا کاغذی سفیدتر و روشن‌تر درست شود.
بعضی مواقع، از خمیر کاغذ، دستمال‌های حوله ای برای خشک کردن دست‌ها در دستشویی تهیه می کنند که رنگی قهوه ای دارند. در این مواقع دیگر نیازی به مواد شیمیایی سفید کننده نیست.
بعد از طی فرآیندهای بالا، خمیر آماده برای تبدیل شدن به کاغذ است. در این مرحله می توان مقداری الیاف جدید سلولزی که قبلاً از چوب تهیه شده اند به سیستم تزریق کرد تا استحکام الیاف کاغذهای بازیافتی را بیشتر کرد. مخلوط کاغذ در این مرحله با مقدار زیادی آب مخلوط می‌شود، به طوری که حدود 99/5% وزن آن را آب تشکیل می‌دهد. این مخلوط بسیار آبکی به یک جعبه ی بزرگ آهنی منتقل و از آنجا به روی صفحات سوراخ دار پهن و بزرگی که در حال حرکتند اسپری می شود. روی این صفحات، آب از لابلای الیاف کاغذ کشیده می شود.
با خروج آب از مخلوء الیاف کاغذی باهم درگیر شده و دوباره بهم متصل می شوند. این ورقه های کاغذی آبدار از میان غلطک های بزرگ عبور می کنند تا آب بیشتری از آن ها خارج شود. صفحات به دست آمده که اکنون شبیه کاغذ می باشد، از میان چندین غلطک فلزی داغ رد می شوند تا به طور کامل خشک شوند. کاغذ اکنون آماده است. اگر کاغذ نیاز به پوششی خاص مثل براق کننده ها داشته باشد، این مواد در این مرحله افزوده می شوند تا کاغذی براق و نرم برای چاپ کردن تهیه شود. در انتها، کاغذ ساخته شده، به دور قرقرهای بزرگی پیچیده می شود. هر قرقره ی کاغذ می تواند طولی به اندازه ی 10 متر و وزن 20 تن داشته باشد! قرقرهای کاغذی معمولا به قرقره های کوچکتر تقسیم یا به صفحات کاغذی بزرگ بریده می شوند تا برای حمل و نقل به صنایع مختلف مناسب باشند.
4-2 جوهرهای جدا شده از کاغذ کجا می روند؟
در یک کارخانه بازیافت کاغذ معمولی، به ازای هر 50000 کیلوگرم الیاف سلولزی بدست آمده، حدود 17000 کیلوگرم مواد اضافی مثل جوهر، چسب و الیاف ریز سلولزی استخراج می‌شود. بعد از این که موادی مثل جوهر و چسب از خمیر کاغذ جدا شدند، حدود 30 تا 50% آب و مقداری الیاف بسیار ریز سلولزی دارند. این مواد همگی برای تولید انرژی می‌توانند سوزانده یا دفن شوند و یا از آن ها کود گیاهی (کمپوست) تهیه شود.
4-3 از کاغذهای بازیاف شده چه چیزهای ساخته می شود؟
کاغذهای بازیافتی کیفیتی مشابه با کاغذهای اولیه خود دارند و قابل تبدیل به انواع محصولات کاغذی یا مقوایی می باشند. معمولاً هر کاغذ بازیافت شده به کاغذی از نوع و کیفیتی مشابه یا پایین تر از کیفیت خود تبدیل می‌گردد. به عنوان مثال از بازیافت جعبه های مقوایی، دوباره مقوا و از کاغذهای پرینتر، دوباره کاغذهایی مناسب برای پرینت کردن می سازند. هم چنین، از خمیر کاغذهای بازیافت شده می توان در ساخت جعبه تخم مرغ یا میوه و یا در ساخت عایق برای دیوار یا سقف استفاده شود.
آیا می دانستید که...
• اولین تکه‌ی کاغذ ساخته شده در دنیا از مواد بازیافت شدنی درست شده بود. حدود 200 سال قبل از میلاد مسیح، چینی ها از الیاف کهنه تور ماهیگیری برای اولین بار کاغذ درست کردند.
• صنعت بازیافت کاغذ قدمتی به اندازه صنعت ساخت کاغذ دارد. همواره سازندگان کاغذ به مسایل اقتصادی و محیط زیست بازیافت کاغذ آگاه بوده اند. در سال‌های اخیر، بازیافت کاغذ برای همه امری عادی شده است. همه می دانند که با استفاده مجدد منابع طبیعی و کاهش مواد قابل دفن می توان به محیط زیست کمک شایانی کرد.
• در اکثر کشورهای صنعتی پیشرفته، بیشتر از یک سوم الیاف مورد نیاز کارخانه از الیاف بازیافت شده ی دست دوم یا چندم می باشد.
• یک ماشین تولید کاغذهای مناسب روزنامه، حدود 500 تن کاغذ روزنامه در هر روز تولید می‌کند.
4-4 آزمایش: اندازه گیری استحکام انواع دستمال کاغذی
همه می دانیم که کارخانه های ساخت کاغذ، آزمایش‌های متفاوت کنترل کیفیت روی کاغذ ساخته شده انجام می‌دهند. این آزمایشات می‌تواند برای موارد زیر باشد:
مقاومت و استحکام، میزان جذب آب، مقاومت در برابر کشش، مقاومت در برابر پاره شدن، قابلیت در تا شدن و ... این کارخانجات همچنین آزمایشاتی روی رنگ، براقی و روشنی، شفافیت و کدر بودن کاغذها انجام می‌دهند.
به طور کلی، خریداران محصولات کاغذی بعد از استفاده کماکان به کیفیت کاغذها یا محصولات کاغذی پی می‌برند. درست مثل این است که آن ها نیز این گونه آزمایشات را خودشان نیز انجام می‌دهند. نتیجه ی این کار همین است که هنگام خرید دقیقاً سراغ همان محصولی می‌روند که برای هدفشان بهتر جواب می‌دهد. با آزمایش زیر شما نیز می توانید استحکام چندین دستمال کاغذی را با هم مقایسه کنید.
وسایل مورد نیاز: چهار نوع مختلف دستمال کاغذی، پول خرد فلزی، کاسه آب، قطره چکان شما می توانید استحکام دستمال ها را با خیس کردن آن ها و اندازه گیری تحمل آن ها برای وزن سکه های فلزی بسنجید. طبق ترتیب زیر عمل کنید:
• جدول مطابق جدول شماره (3) رسم کنید.
• نام انواع دستمال کاغذی را در آن ثبت کنید.
• دستمال کاغذی‌ها را در صورت یکسان نبودن به اندازه های مساوی ببرید.
• از دو نفر بخواهید که دستمال کاغذی را نگهدارند و شما با قطره چکان چند قطره آب در مرکز دستمال بچکانید.
• یکی یکی سکه‌های کوچک را روی قسمت خیس قرار دهید. برای هر دستمال آن قدر اضافه کردن سکه ها را ادامه دهید تا دستمال مقاومتش را از دست داده و پاره شود.
• برای هر دستمال تعداد سکه هایی که توانست تحمل کند را در جدول یادداشت کنید.
• رتبه 1 را به مقاوم ترین دستمال و رتبه آخر را به کم تحمل ترین دستمال بدهید.
نکته:
• سکه‌ها باید هم سایز باشند.
• از وزنه های بسیار کوچک ترازوهای آزمایشگاه نیز می توان بجای سکه استفاده کرد.
• دستمال کاغذی‌ها باید همگی دو لایه یا همگی سه لایه باشند.
• با دوبار تا کردن دستمال کاغذی‌ها، وسط آن ها را پیدا کنید و قطره‌های آب را دقیقاً در وسط آن ها بچکانید.
• تعداد قطره‌های آب در همه‌ی دستمال ها باید یکسان باشد.
تکلیف: همین آزمایش را روی انواع کاغذ ( روزنامه قدیمی، روزنامه جدید، کاغذ دفتر و کاغذ A4 ) انجام دهید. نتیجه‌ی آن را در جدولی مشابه جدول (3) بیاورید.
منابع مطالعه: برای اطلاع بیشتر به منابع زیر مراجعه نمایید.
با مطالعه کتاب تکنولوژی تولید خمیر کاغذ/ دکتر احمد جهان لیتباری و عبدالرحمن حسین زاده/ انتشارات موسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع، با واکنش های تولید خمیر کاغذ آشنا می‌شوید.
سایت معرفی شده شما را با بازیافت کاغذ در ایران و فرآیند بازیافت آشنا می سازد.
مطالب مرتبط:
بخش پروژه های دانش آموزی تبیان
تهیه: بهاره امینی - تنظیم: فاطمه گودرزی
