Printer Friendly

RIEBALU ATSKYRIMO NUO POPIERIAUS EKSPERIMENTINIAI TYRIMAI.

Ivadas

Pakuotes iU popieriaus pradetos gaminti prieU daugeli Uimtmeciu. Pirmasis popierius buvo pagamintas Kinijoje. Kartono ir gofruotojo kartono pakuote pradeta gaminti iU makulaturos nuo XIX a. eiuo metu popierius gaminamas iU celiuliozes, kuri gaunama iU medienos (daPniausiai iU specialiu spygliuociu plantaciju) arba perdirbant atliekas. PavyzdPiui, Vokietijoje makulatura yra labiausiai pakartotinai naudojama antrine Paliava, nes iU jos pagaminama net 61 % naujo popieriaus.

Lietuva turi didPiules popieriaus ir kartono atlieku perdirbimo galimybes. ealyje esantys kartono fabrikai galetu perdirbti apie 40 tukst. tonu popieriaus ir kartono atlieku per metus. Taciau Lietuvoje surenkama tik 25 % Uio kiekio, likusi dalis importuojama. Musu Ualyje popierius ir kartonas sudaro apie 14 % visu komunaliniu atlieku. Kiekviena perdirbto popieriaus tona iUsaugo 17 medPiu, 26 460 litru vandens ir pakankamai energijos tam, kad 6 menesius butu apUildytas normalaus dydPio namas (Kauno RATC, 2013).

eiais laikais vis daugeja Pmoniu, susirupinusiu ekologija ir bandanciu ruUiuoti. Taciau nemaPa dalis visuomenes nera iki galo susipaPinusi ar tinkamai informuota, kaip tai daryti. I konteinerius, skirtus popieriaus atliekoms, Pmones neatsakingai sumeta jau netinkama perdirbti popieriu. Popierius susitepes, ant jo like riebalii demiu, kaip antai dePes nuo picu, popieriniai maiUeliai, kuriuos parduotuvese buvo supakuotas riebus maistas, ir pan. (Allen, 2008; Herrera, 2012).

eio darbo tikslas--atlikti eksperimentini tyrima ir iUsiaiUkinti, ar imanoma paUalinti riebalus nuo popieriaus pakuociu atlieku, naudojant vandeni skirtingomis temperaturomis ir taikant termodinaminius metodus. Siekiama paUalinti iU popieriaus riebalus taip, kad popieriu veliau butu galima perdirbti ir pakartotinai naudoti.

Popieriaus savybes ir naudojimas. Popierius--tai medPiaga iU chaotiUkai tarpusavyje susipynusiu smulkiai sumaltu augaliniu plauUeliu. Popierius gaminamas iU ivairiu medPiagu: ivairios medienos (spygliuociu ar lapuociu), taip pat iU kitu plauUiniu medPiagu (medvilninitu ar lininiuskuduru) ir pan. Be iUvardytu sudedamuju dali, i popie riaus sudeti ieina ir uPpildu, jis daPnai klijuojamas. Ploniausio popieriaus storis - 0,04-0,08 mm. Spausdinti naudojamo popieriaus storis - 0,04-0,3 mm. Taciau popierius daPniausiai apibudinamas 1 [m.sup.2] mase. eis parametras vadinamas popieriaus gramatura. Laikoma, kad popieriaus gramatura yra iki 250 g/[m.sup.2]. Didesnes gramaturos popierius vadinamas puskartoniu, o dar didesnes--kartonu. Kai kurios popieriaus ruUys yra padengtos kreidiniu sluoksniu.

Popieriaus struktura nera vienalyte. Pirmiausia skiriasi iUoriniai ir vidiniai popieriaus sluoksniai. Priklausomai nuo kalandravimo rePimo iUoriniai sluoksniai gali buti puresni (silpnai kalandruotas popierius) arba tankesni (superkalandruotas popierius). Tokie vidines strukturos skirtumai keicia popieriaus mechanines, fizines ir fizines chemines savybes (Grigaliuniene, 2015).

Popieriaus savybes skirstomos i Uias grupes: strukturines, mechanines (atsparumas tempimui, atsparumas lankstymui, pavirUiaus UiurkUtumas arba glotnumas, minkUtumas arba spudumas ir kt.), optines (baltumas, atspalvis, neperUvieciamumas, fluorescencines savybes, blizgumas), fizikines chemines (dregnumas, pavirUiaus itemptis, atsparumas iUoriniams poveikiams ir pan.) (Sidaravicius, 2012).

Popieriaus sudetines dalys ir ju iUsidestymas strukturoje yra labai svarbu, nes lemia beveik visas fizikines popieriaus savybes. PavyzdPiui, popieriaus tvirtumas priklauso nuo plauUeliu iUsidestymo ir sukibimo tarpusavyje. PavirUiaus UiurkUtumas ir turis priklauso nuo pavirUiaus poringumo, plauUeliu ir kitu sudedamuju daliu kiekio strukturoje.

PlauUeliu iUsidestymas tarpusavyje turi itakos labai svarbioms popieriaus optinems savybems, kurios lemia spaudinyje esancios informacijos suvokima, spaudinio prekine iUvaizda ir pan. Be fizikiniu savybiu, tiesiogiai nuo plauUeliu strukturos priklauso popieriaus morfologija (1 paveikslas).

Popieriaus pakuotes daPnai naudojamos tiek maisto gaminiams, tiek kitokiai produkcijai pakuoti. Kartonines dePes skirtos gabenamiems daiktams apsaugoti, itin daPnai kartonas naudojamas antrines pakuotes gamybai. Taciau popieriui gaminti reikalinga celiulioze, gaunama kertant medPius. Apie 40 % popieriaus plauUo gaunama iU medienos. 35 % visu nukertamu medPiu naudojami popieriui gaminti, nors 1 tona perdirbamo popieriaus gali iUsaugoti 1-2 tonas medienos, t. y kiekviena perdirbto popieriaus ar kartono tona gali iUsaugoti 17 medPiu, apie 26 500 litru vandens ir sutaupyti energijos, kurios 6 menesius uPtektu apUildyti normalaus dydPio namui. Popieriu perdirbti galima net iki 8 kartu, tad ruUiuoti--verta. I melynaji konteineri reiketu iUmesti ne tik popierines pakuotes, bet ir laikraUcius, kopijavimo popieriu ir kitas Uvarias popieriaus atliekas (Aaliasis taUkas, 2016).

Riebalai ir ju savybes. Riebalai - tai glicerolio ir karboksirugUciu esteriai. Riebalu kartu su baltymais ir angliavandeniais randama gyvunu bei augalu lastelese. Tai sudetine Pmogaus ir gyvunu maisto energijos dalis (Kauno ,,Santaros" gimnazijos VMA, 2018).

M. Berthelot ir E. Chevrelas eksperimentais irode, kad trigliceridai yra triatoominio alkoholio glicerolio ir didesniu monobaziu karboksirugUciu esteriai. Riebalai, kuriu sudetyje yra steroino arba palmitino rugUties, yra kietos busenos, pavyzdPiui, jautienos, kiaulienos, erienos taukai. Tai yra gyvulines kilmes riebalai. Jei trigliceridu sudetyje yra nesociuju riebalu rugUciu--oleino, linolo, linoleno, tokie riebalai yra skysti, vadinami aliejumi (saulegraPu, Pemes rieUutu, linu semenu) (Garynevillegasm, 2018).

Fizikines savybes. Gyvulines kilmes riebalai, iUskyrus Puvij taukus, yra kietosios agregatines busenos, o augalines kilmes, iUskyrus kokoso alieju, yra skystosios agregatines busenos. I riebalu sudeti ieina ivairiu karboksirugUciu pakaitai, todel riebalai neturi tikslios lydymosi temperaturos. Jie minkUteja ir kieteja pamaPu esant tam tikram temperaturos intervalui. Riebalai netirpsta vandenyje ir yra lengvesni uP ji, bet gerai tirpsta organiniuose tirpikliuose (Ui savybe padeda iU drabuPiu paUalinti riebalu demes) (Kauno ,,Santaros" gimnazijos VMA, 2018).

Chemines savybes. Kiekybine ir kokybine molekules sudetis, taip pat jos erdvine konfiguracija patvirtina, kad trigliceridai priklauso esteriu klasei. Ju pagrindine chemine savybe yra reakcija su vandeniu (hidrolize). Tai lengvai atsiranda esant katalizatoriams--Uarmams, magnio oksidams, cinkui ar kalciui. Reakcijos produktuose yra karboksirugUciu ir glicerolio miUinys. Kadangi riebalu reakcija su vandeniu yra griPtama, pramoneje susidaro salygos, kuriomis jis pereina iki galo--link glicerolio ir didesniu monobaziu karboksirugUciu susidarymo. Noredami tai padaryti, i reakcijos miUini nuolat tiekiamas Uarmu tirpalas, o produktai iU karto paUalinami iU reakcijos sferos. eie metodai uPkerta kelia reversiniam procesui, del kurio susidaro riebalai. Hidrolize placiai naudojama organines sintezes chemijoje, siekiant pagaminti pirmiau nurodytas medPiagas (Garynevillegasm, 2018).

1. Tyrimu metodika

Eksperimentine dalis. Pradedant eksperimenta niekada nereikia skubeti. Be pakankamo pasiruoUimo pradejus matavimus, kai kuriu parametru matavimus galima dubliuoti, o kiti gali likti neiUmatuoti arba ivertinti nepakankamai. Gali buti blogai kontroliuojami eksperimento salygu pasikeitimai arba neivertinta iUoriniu salygu itaka. Todel, praejus kuriam laikui, eksperimentatorius gali isitikinti, kad jo eksperimento rezultatai yra aparaturos suderinimo, defektu, oro salygu ir pan. iUdava. Kad to neatsitiktu, eksperimentas turi buti planuojamas. Tai pades sutrumpinti arba bent optimizuoti eksperimento atlikimo laika, sumaPinti paklaidas, gauti maksimaliai naudingus rezultatus ir maksimaliai kontroliuoti iUoriniu ir paUaliniu poveikiu itaka.

Neretai ivairios riebalu demes ant popieriaus pavirUiaus gali buti atsparios ir nepanaikinamos. Riebalams atskirti nuo popieriaus pasirinktas verdantis vanduo, atsiPvelgiama i virimo laika.

AtsiPvelgiant i ribota tyrimo laika, siekiant geresniu ir tikslesniu rezultatu, svarbu atitinkamai paruoUti ir suskirstyti meginius. Naturaliomis salygomis popieriaus savybes gali kisti. PavyzdPiui, esant normaliai aplinkos temperaturai pirminis procesas, susijungus popieriui su riebalais, yra hidrolize ir oksidacija. Esant aukUtesnei temperaturai, pavyzdPiui 80 [degrees]C ir aukUtesnei, laisvuju riebalu rugUtys ir kiti komponentai garuoja intensyviau.

Eksperimentui reikalingos priemones:

- dvieju ruUiu popierius (kartonas ir spausdinimo popierius);

- augalines ir gyvulines kilmes riebalai;

- pipete;

- panardinimo indas;

- Uilumos Ualtinis virimo procesui;

- vanduo;

- termometras;

- dPiovinimo spinta.

- analizines svarstykles. Eksperimento eiga

- Kaip mineta, visiems eksperimentams pasirenkamos dvieju riebalu ruUys:

- augalines kilmes riebalai (alyvuogiu aliejus);

- gyvulines kilmes riebalai (taukai).

AtsiPvelgiama i tai, kad kiekviena riebalu ruUis pasiPymi tik jai budingomis savybemis, todel del rezultatu ivairoves pasirenkami tiek augalines, tiek gyvulines kilmes riebalai.

Meginiams paruoUti naudojamas dvieju ruUiu popierius: kartonas ir spausdinimo popierius.

Gofruotasis kartonas (angl. corrugated board)--tai medPiaga popieriaus pagrindu, sudaryta iU bent dvieju sluoksniu, kuriu vienas yra subanguotas korugatoriumi, o kitas--lygus. Priklausomai nuo gofruotojo kartono ruUies, lygiu ir banguotu sluoksniu skaicius gali buti skirtingas. Daugiausia gali buti septyni sluoksniai.

Spausdinimo popierius--nekreidinis be medienos mases popierius, skirtas ofsetinei spaudai, taciau taip pat tinkamas spausdinti fleksografine ir skaitmenine spauda, labai baltas.

IU viso susikarpoma 20 popieriaus meginiu, kiekvienas iU ju iUtepamas riebalu sluoksniu. Kvadrato formos bandiniai iUtepti alyvuogiu aliejumi, aUtuonkampiai--taukais (10--spausdinimo popieriaus, 10--kartono) (2 ir 3 paveikslai--spausdinimo popierius, 4 ir 5 paveikslai--kartonas).

2. Gautu rezultatu analize

Meginys gali buti paruoUiamas skirtingais budais ar metodais, tai gali uPimti didPiaja tyrimo laiko dali. Prastas, netinkamas meginio paruoUimas gali buti pagrindine klaida, kuri darys itaka meginio Uvarumui ir kitiems analizes rezultatams (Biotecha, 2013).

Noredami iUaiUkinti, kokia dalis riebalu pasiUalins nuo popieriaus, apskaiciuojame kiekvienam meginiui tekusi riebalu kieki gramais:

m = [m.sub.1] -[m.sub.2], g,

cia m--riebalu kiekis bandinyje, g; [m.sub.1] - popieriaus, iUtepto riebalu sluoksniu, mase, g.

1 lenteleje pateikiamas visu bandiniu riebalu kiekis popieriuje.

Visi 20 meginiu panardinami i verdancio vandens voneles. Pasirenkamas skirtingas kaitinimo laikas. 8 meginiai verdami 5 minutes, 8- 10 minuciu, like 4 - po 15 minuciu.

Po kiekvieno virimo bandiniai pakartotinai perplaunami tekanciu vandeniu, paskui dPiovinami. Stebimas meginio svorio pokytis, taip iUsiaiUkinama, koks riebalu kiekis pasiUalino iU popieriaus eksperimento metu. Taip pat stebima iUvalyto riebalu kiekio priklausomybe nuo virimo laiko, Piurima, ar panardinimo trukme turi itakos iUvalymo efektyvumui. Apskaiciuojamas paUalintu riebalu kiekis procentais ir gauti rezultatai pateikiami 6 ir 7 paveiksluose.

6 paveiksle matoma, kaip iUvalymo kiekiai pasiskirste skirtingas popieriaus ruUis sutepus augalines kilmes riebalais (alyvuogiu aliejumi). Pastebima, kad spausdinimo popierius atsparesnis valymo procesui. Taip nutiko del skirtingu popieriaus savybiu. Galima daryti iUvada, kad spausdinimo popierius labiau pasisavina riebalus ir taip tampa atsparesnis riebalu atskyrimui.

Kaip iUvalymo kiekiai pasiskirste skirtingas popieriaus ruUis sutepus gyvulines kilmes riebalais (taukais)? Pastebima, kad spausdinimo popierius yra atsparesnis valymo procesui. Taip nutiko del skirtingu popieriaus savybiu.
Kartono ir spausdinimo popieriaus meginiu isvalymo kiekis
(augalines kilmes riebalai)

1  17  29
2  30  32
3  12  38
4   9  42
5   3  55

6 paveikslas. Spausdinimo popieriaus ir kartono meginiu,
isteptu augaliniais riebalais, isvalymo kiekis, %: 1 ir 2 - virimo
trukme 5 min., 3 ir 4 - 10 min., 5-15 min. Juoda spalva - kartono
meginiai, punktyrine - spausdinimo popieriaus
meginiai
Figure 6. Volume of cleaning from printing paper and
cardboard coated with vegetable fat, %. 1 and 2 - cooking time
is 5 minutes, 3 and 4-10 minutes, 5 to 15 minutes.
Black color -samples of cardboard, dots - samples of
printing paper

Note: Table made from bar graph.

Kartono ir spausdinimo popieriaus meginiu isvalymo kiekis
(augalines kilmes riebalai)

1  22  42
2  10  42
3   2  52
4   2  68
5   1  82

7 paveikslas. Spausdinimo popieriaus ir kartono meginiu, isteptu
gyvuliniais riebalais, isvalymo kiekis, %: 1 ir 2 - virimo trukme yra
5 min., 3 ir 4 - 10 min., 5-15 min. Juoda spalva - kartono meginiai,
punktyrine - spausdinimo popieriaus meginiai
Figure 7. Volume of cleaning from printing paper and cardboard coated
with animal fat, %. 1 and 2 - cooking time is 5 minutes, 3 and 4- 10
minutes, 5 to 15 minutes. Black color - samples of cardboard,
dots - samples of print paper

Note: Table made from bar graph.


Galima daryti iUvada, kad spausdinimo popierius labiau pasisavina riebalus ir taip tampa atsparesnis riebalu atskyrimui. Taip pat matoma, kad eksperimento metu verdant spausdinimo popieriaus meginius ilgesni laika iUvalymo efektyvumas buvo maPesnis. Kaitinant kartono meginius atvirkUciai: kuo ilgesnis virimo laikas, tuo riebalu iUvalymo kiekis didesnis.

IU visu grafiku matyti, kad kartono meginiai iUsivale efektyviau nepriklausomai nuo riebalu ruUies. Kaip ir tiketasi, pasirinkus ilgiausia virimo laika (15 minuciu) riebalu iUvalymo kiekis buvo didPiausias. Augalines kilmes riebalais sutepti kartono meginiai gali buti iUvalomi net iki 82 %. Deja, spausdinimo popieriaus meginiai buvo iUvalyti maPiau. DidPiausias iUvalymo kiekis siekia tik 23 %. Pastebima, kad tokiems meginiams valyti reikalinga staigi verdancio vandens ir meginio reakcija, todel, verdant megini 15 minuciu, iU jos pasiUalino tik 3 % riebalu.

IUvados

1. Atlikus eksperimenta pastebeta, kad kartono meginiai maPiau prieUinosi riebalu atskyrimui. Eksperimento metu nustatyta, kad, virinant kartono meginius, iUteptus alyvuogiu aliejumi, 5 min., pasiUalino 30 % viso riebalu kiekio. IU 10 min. virusiu meginiu pavyko paUalinti 40 % riebalu. Efektyviausia tokio tipo meginius virti ilga laika, nes, panardinus meginius 15 min. i verdanti vandeni, pasiUalino daugiau nei puse buvusiu riebalu kiekio - 55 %.

2. Nustatyta, kad gyvulines kilmes riebalai nuo kartono pasiUalino efektyviau. Virus meginius 5 min., pasiUalino 42 % riebalu, 10 min. - 60 %, 15 min. - net 82 % riebalu. Galima daryti iUvada, kad kartono meginiai, iUtepti taukais, yra maPiausiai atsparus eksperimento metu vykstantiems procesams.

3. Pastebeta, kad virimo laikas daro neigiama itaka riebalu Ualinimui iU spausdinimo popieriaus, iUtepto augalines kilmes riebalais. Meginiams virus 5 min., riebalu pasiUalinimo vidurkis sudaro 23 %. Po 10 min. panardinimo, iUvalymo kiekis sumaPejo 12 %, iUvalytas kiekis - 11 %. Virus megini 15 min., iUvalyta tik 3 %.

4. Po eksperimento pastebeta, kad spausdinimo popieriaus meginiai, sutepti gyvulines kilmes riebalais, taip pat prieUinosi tokiam valymo budui. Nustatyta, kad virimo laikas nedaro teigiamos itakos riebalu Ualinimui iU spausdinimo popieriaus. Kuo virimo laikas ilgesnis, tuo riebalu atskyrimo kiekis maPesnis. Meginiams virus 5 min. riebalu pasiUalinimo vidurkis sudaro 12 %. Po 10 min. panardinimo, iUvalymo kiekis sumaPejo 10 %, iUvalytas kiekis siekia tik 2 %. Panardinus megini i verdanti vandeni 15 min., iUvalyta tik 1 %.

Literatura

Allen, Jr. L. V. (2008). The art science and technology of pharmaceutical compounding (569 p.). Washington: American Pharmaceutical Association.

Biotecha. (2013). Meginiu paruoUimas ir apdorojimas. Prieiga per interneta: http://www.biotecha.lt/meginiu-paruosimas-ir-apdorojimas

Garynevillegasm. (2018). Fizines ir chemines riebalu savybes. riebalu priemimas ir ju chemines savybes. Prieiga per interneta: https://lt.garynevillegasm.com/obrazovanie/79668-fizicheskie-i-himicheskie-svoystva-zhirov-poluchenie-zhirovi-ih-himicheskie-svoystva.html

Grigaliuniene, S. (2015). Spaudiniu ant popieriaus kaip kompoziciniu medPiagu savybiu tyrimas (daktaro disertacija). Vilnius: Technika. https://doi.org/10.20334/2345-M

Herrera, A. L. (2012). Analytical techniques for studying the physical properties of lipid emulsions. New York: Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-3256-2

Kauno ,,Santaros" gimnazijos VMA. (2018). Organine chemija (11 kl.). Prieiga per interneta: https://santara.vma.liedm.lt/m o d/p age/viewphp?id=312

Kauno RATC. (2013). RuUiavimo svarba. Prieiga per interneta: http://www.kaunoratc.lt/lt/gyventojams/rusiavimo-svarba

Sidaravicius, D. J. (2012). Spausdinimo medPiagos: laboratoriniu darbu metodikos nurodymai. Vilnius: Technika.

Aaliasis taUkas. (2016). Pakuociu ruUys. Prieiga per interneta: http://www.zaliasistaskas.lt/pakuociu-rusys.html

EXPERIMENTAL RESEARCH OF FAT SEPARATION FROM PAPER

M. Pacekajute, K. Baziene

Abstract

The article analyzes the separation of fats from paper waste packaging. The method is based on interaction with boiling water and greaseproof paper. The cooking process is considered the formation of emulsions according to different slots. The research data are presented and discussed obtained from the analysis of ready-made samples. 20 different fat-coated paper samples have been prapared for research. Ten of them have been selected for printing paper, and another dozen cartons. The half of the samples analyzed are covered with vegetable fat, the remaining samples are vegetable fat. It was found that the carton samples were less opposed to the separation of fat. During the experiment, it was determined that by cooking the cardboard samples coated with olive oil for 5 minutes, 30% of the total fat content was removed. The most effective samples of this type were heated for a long time.

Keywords: waste, emulsion, paper, paper packaging, grease, heat, boilling

Martyna PACEKAJUTE, Kristina BAZIENE (*)

Vilniaus Gedimino technikos universitetas, Vilnius, Lietuva Gauta 2018 m. gruodPio 11 d.; priimta 2018 m. gruodPio 20 d.

(*) Autorius susiraUineti. El. paUtas kristina.baziene@vgtu.lt

https://doi.org/10.3846/mla.2019.7067
1 lentele. Riebalu svoris meginiuose
Table 1. Weight of fats in samples

                                     Riebalu svoris,
Popierius  Forma              Aymuo  g                Popierius

Kartonas   Keturkampis               0,093            Spausdinimo
           (augalines kilmes
           reibalai)          .      0,074            popierius
                              ..     0,154
                              ...    0,189
                              ....   0,113
           AUtuonkampis              0,044
           (gyvulines kilmes
           riebalai)          .      0,061
                              ..     0,07
                              ...    0,066
                              ....   0.046

                                     Riebalu
Popierius  Forma              Aymuo  svoris, g

Kartonas   Keturkampis               0,093
           (augalines kilmes
           riebalai)          .      0,065
                              ..     0,103
                              ...    0,068
                              ....   0,06
           AUtuonkampis              0,046
           (gyvulines kilmes
           riebalai)          .      0,081
                              ..     0,068
                              ...    0,058
                              ....   0,078
COPYRIGHT 2019 Vilnius Gediminas Technical University
No portion of this article can be reproduced without the express written permission from the copyright holder.
Copyright 2019 Gale, Cengage Learning. All rights reserved.

Article Details
Printer friendly Cite/link Email Feedback
Title Annotation:Mechanics, material science, industrial engineering and management/Mechanika, medziagu inzinerija, pramones inzinerija ir vadyba
Author:Pacekajute, Martyna; Baziene, Kristina
Publication:Science - Future of Lithuania
Date:Jan 1, 2019
Words:2455
Previous Article:APSAUGINIU KOMPOZICINIU DANGU METALINES NIKELIO MATRICOS PAGRINDU TYRIMAS.
Next Article:DETERMINING SNOW CAPACITY OF SNOW PROTECTION FACILITIES ON ROADS IN THE MOUNTAINOUS AREA.

Terms of use | Privacy policy | Copyright © 2022 Farlex, Inc. | Feedback | For webmasters |