Применение озона в бумажной промышленности

Бумажная промышленность – крупная и технологически сложная отрасль. Производство бумаги включает множество стадий, начиная от подготовки сырья и заканчивая отделкой готового продукта.

Одним из современных инновационных решений, активно внедряемых в бумажное производство, является использование озона. Озон, благодаря своим уникальным свойствам, позволяет значительно улучшить качество продукции и сократить экологический след производства.

Озон (O₃) — это форма кислорода с тремя атомами в молекуле. В отличие от обычного кислорода (O₂), озон обладает высокой реакционной способностью. Эта его особенность делает озон мощным окислителем, что открывает широкий спектр его применения в различных отраслях, включая бумажную промышленность.

Использование озона для обесцвечивания

Озон применяют на бумажных фабриках для отбеливания и обесцвечивания целлюлозы, а также для очищения сточных вод от красителей. Он расщепляет хромогенные и вспомогательные группы красителей, что приводит к их обесцвечиванию стоков.

 Для обесцвечивания 90% щелочных красителей требуется 2 минуты, а для прямых красителей — 5 минут.

Озон также используется для обесцвечивания пигментов. Основной компонент красителей — орто-гидроксиазопигмент. Когда эти соединения реагируют с озоном, первым шагом озона является электрофильное воздействие на гидразиновые лиганды, которые почти всегда существуют в этой форме в растворе.

 Примеры реакций:
•  фенолфталеин: используется как индикатор, который меняет цвет при открытии и закрытии лактонного кольца. Щелочной фенолфталеин легко реагирует с озоном, который разрывает скелет пигмента и обесцвечивает его.
 •  трифенилметиламиновые пигменты (например, малахитовый зеленый): озон воздействует на азотистый и углеродный каркас в диметиламиновом участке, что приводит к обесцвечиванию.

Преимущества использования озона в производстве бумаги

Применение озона в целлюлозно-бумажной промышленности способствует увеличению производительности и эффективности процессов. Опыт целлюлозно-бумажных комбинатов по всему миру показал, что использование озона в качестве отбеливающего реагента является «лучшей доступной технологией» (Best Available Technology) для соответствия требованиям рынка.

 Компания Mondi Ruzomberok, расположенная в Словакии, производит хвойную и лиственную целлюлозу, отбелённую озоном. Эти материалы характеризуются отличными прочностными характеристиками: разрывная длина составляет 11–12 км для хвойной целлюлозы и 7,8–8,5 км для лиственной. Индекс раздира также находится на высоком уровне — 9,5–10,5 Нм²/кг для хвойной и 5,8–6,5 Нм²/кг для лиственной целлюлозы. Жёсткость обоих видов материала составляет 125–135 мН.

Основные причины популярности озона 

1. Эффективное отбеливание

Традиционно для отбеливания целлюлозы используются хлорсодержащие вещества, которые имеют недостатки. Хлорсодержащие отбеливатели образовывают токсичные побочные продукты, такие как диоксины, которые наносят ущерб окружающей среде и требуют специальной утилизации отходов.

Озон является отличной альтернативой хлору. Он отбеливает целлюлозу без образования вредных побочных продуктов, снижает негативное воздействие на окружающую среду и уменьшает затраты на очистку сточных вод.

 2. Снижение потребления воды

Озонирование сокращает потребление воды в процессе производства бумаги. Вода, использованная в производственном процессе, может быть частично очищена и возвращена обратно в цикл. Это важно для предприятий, расположенных в регионах с ограниченными водными ресурсами, а также для снижения общей стоимости производства.

3. Улучшение качества бумаги

Использование озона улучшает физические характеристики бумаги. Она становится более прочной и устойчивой к разрывам, что расширяет её возможности применения в различных областях. Кроме того, озонирование способствует улучшению цвета бумаги, делая её более яркой и привлекательной.

Экономические выгоды

Технология озонового отбеливания используется в промышленность более 20 лет. В настоящее время наблюдается рост числа предприятий, использующих озон для отбелки целлюлозы. Внедрение этой технологии считается новым этапом в развитии методов отбелки целлюлозы, позволяя достигать высокой степени белизны и прочности при снижении производственных затрат. 

Использование озона в производстве бумаги сокращает производственные расходы: уменьшаются затрат на химикаты, потребление воды и энергоресурсов, сокращается объём отходов.

Внедрение озона в бумажную промышленность - значительный шаг вперёд на пути к экологически чистому и экономически эффективному производству. Высокая реакционная способность озона, его экологическая безопасность и способность улучшать качество конечного продукта делают его незаменимым инструментом в современной бумажной промышленности. В условиях растущего внимания к вопросам экологии и устойчивого развития, озон становится ключевым элементом инновационных технологий в производстве бумаги.

Компания «АирАльянс» — это команда инженеров с многолетним опытом работы с системами озонирования. Мы проконсультируем вас по любому вопросу, касающемуся технологий озона и поможем внедрить озоновые установки на ваше предприятие. Для консультации звоните нам по телефону, указанному на сайте.