Biochemical treatment of brown grade rejects in recycling process

Abstract

Ruskeisiin kierrätysmassoihin kuuluu kulutuksen kannalta tärkeimpänä laatuna OCC (old corrugated containers). OCC sisältää noin 70-100% aaltopahvia eli pääasiassa se koostuu valkaisemattomasta kemiallisesta massasta. OCC uusiomassan ensisijainen käyttökohde on aaltopahvin valmistus.

OCC:n kierrätyskuituprosessissa syntyy merkittäviä määriä rejektiä. Rejektin määrä riippuu paljolti kierrätettävän materiaalin laadusta ja puhtaudesta, mutta myös tulevan massan käyttötarkoituksesta sekä prosessiolosuhteista. OCC-prosessissa rejektoituvan aineksen määrä voi nousta korkeaksi, mikäli kierrätettävä materiaali sisältää märkälujaliimoja tai muuten raskaasti liimattuja komponentteja sekä runsaasti kontaminantteja, kuten muoveja, teippejä ja metalleja. Keskimäärin OCC-rejekti sisältää 30-60% kiinteää ainesta, 30-90% (kuivapaino) kuituja, 5-70% (kuivapaino) muoveja ja 1-10% (kuivapaino) tuhkaa.

Syntynyt rejekti voidaan polttaa energiaksi tai käyttää maantäyttöaineena. Harvinaisempia sovelluksia rejektin käsittelyssä ovat rejektin kuitujen talteenotto uudelleenprosessointia varten tai alkoholin ja levuliinihapon tuottamiseen. Rejektin asianmukaisella käsittelyllä voidaan vähentää kaatopaikkakustannuksia, sekä parantaa kierrätysprosessin tuottavuutta.

Tämän työn tarkoituksena oli tutkia biokemiallisen käsittelyn mahdollisuudet OCC-rejektin hajotuksessa. Alustavissa laboratoriomittakaavan kokeissa etsittiin sopiva käsittelytapa, joka toteutettiin sitten pilot plant -mittakaavassa. Tulokset osoittavat, että biokemiallisen käsittelyn avulla rejekti voidaan hajottaa jolloin jätteenkäsittelykustannukset pienenevät ja kierrätyskuituprosessin taloudellisuus paranee.

The most important grade of recyclable brown grades considering consumption is OCC i.e old corrugated containers. Depending on the quality, OCC can comprise 70-100% of corrugated board thus consisting mainly of unbleached kraft pulp. OCC primarily finds use in the production of corrugated board.

Recycling OCC results in large amount of rejected material. The amount of rejects depends strongly on the processed recovered paper or board, and process conditions as well as paper and board to be produced. Recycling of old corrugated containers can result in large amount of rejected fibers if wet strength components are present or the raw material contains heavily sized board and large amount of contaminants such as plastic, tapes and metal. The average rejects can comprise 30-60% solids, 30-90% (dry weight) fibers, 5-70% (dry weight) plastics and 1-10% (dry weight) ash.

Rejects are commonly disposed as land fillings or via combustion. Besides these traditional methods OCC rejects can be recovered for further processing or for the production of alcohol or levulinic acid. Appropriate treatment of rejects can reduce waste disposal costs and increase overall productivity of recycling process.

The aim of this work was to evaluate the possibilities of using biochemical treatment to disintegrate OCC rejects. The correct treatment was selected in preliminary laboratory experiments and further carried out in pilot scale trials. The results showed that disintegration of OCC rejects is possible via biochemical treatment. The benefits achieved are reduced waste disposal costs and increased productivity.