En los últimos 30 años, la industria de fabricación de papel ha sufrido cambios significativos. Gran parte de estos cambios se deben a la demanda de materiales de embalaje con base de fibra en combinación con una disminución en la producción de papel gráfico. Esto ha llevado a que aumenten los programas para convertir máquinas papeleras gráficas en máquinas de embalaje y, al mismo tiempo, ha aumentado el volumen de material disponible para las fábricas de reciclaje. A estos retos se suma un enfoque creciente en la circularidad y la sustentabilidad, con el objetivo de limitar el uso de productos químicos tóxicos y evitar que los residuos lleguen a los rellenos sanitarios.
Estas tendencias juntas han impulsado los esfuerzos en la industria del papel para mejorar la eficiencia de los sistemas de reciclaje de fibras para ayudar a satisfacer la demanda de embalajes y, al mismo tiempo, alcanzar los objetivos económicos y de sustentabilidad. En este blog revisaremos algunos de los desafíos relacionados con el reciclaje de fibras y cómo las soluciones de Solenis pueden ayudar.
Contaminantes y otras complicaciones
El reciclaje de fibras es clave para aumentar la sustentabilidad y la eficiencia del ciclo de vida del papel. Sin embargo, las fábricas se enfrentan a una serie de desafíos en lo que respecta al reciclaje de fibras, desde la calidad y el estado de los materiales recuperados hasta los contaminantes que se introducen en los suministros. Repasemos tres de los mayores obstáculos que enfrentamos al trabajar con fibra reciclada.
- Envases tratados químicamente
El enfoque actual en los embalajes sustentables con base de fibra tiene como objetivo reducir el uso de productos químicos. Sin embargo, es posible que las soluciones sustentables no cumplan con las exigencias de resistencia al agua y al aceite necesarias para los revestimientos de barrera que se utilizan en el envasado de alimentos. Desde envases para pan y pasteles, envolturas para comida rápida, tazas para bebidas calientes y frías, bandejas de fibra moldeada para alimentos y envases de fibra moldeada, estas propiedades de barrera son esenciales y a menudo dependen de productos químicos no deseados, como sustancias perfluoroalquilo y polifluoroalquilo (PFAS) y soluciones plásticas tradicionales.
Estas opciones tradicionales tienen desventajas, como una ingeniería excesiva (es decir, dosis elevadas de productos químicos) para el uso final funcional o tasas de reciclaje ineficaces de los productos acabados.
- Contaminantes
Las investigaciones han demostrado que las fibras a base de madera se pueden reciclar más de 25 veces en casos ideales (fuente: “Reciclabilidad del cartón” por el Dr. Rene Eckhart, diciembre de 2021); sin embargo, el material de fibra reciclado contiene contaminantes o impurezas que no son fibras, como tintas, adhesivos, pegamento o revestimientos de barrera. Además, los envases de alimentos pueden contener residuos de alimentos. Estos contaminantes afectan a muchos aspectos críticos de la fabricación de papel, incluidos los procesos de repulpado, retención y formación. Esto, a su vez, provoca problemas de eficiencia y una mayor carga de efluentes en las aguas residuales.
- Calidad y uniformidad de los materiales
La industria ha visto un aumento en el uso de fibras no tradicionales como la paja, el bambú, las alternativas de fibra de hierba e incluso el bagazo, una fibra procedente de residuos agrícolas. La naturaleza variada de los materiales recuperados dificulta la preparación del material. Al mismo tiempo, se utiliza menos fibra virgen en el proceso de producción. La calidad de las fibras disminuye cada vez que se procesan. A medida que disminuye la cantidad de fibra fresca en la mezcla, también disminuye la calidad general del papel reciclado.
Las fábricas de papel deben comprender y tener en cuenta cada uno de estos factores antes de poder aprovechar al máximo el mayor flujo de papel y cartón recuperados. El objetivo es mejorar la retención de fibras y eliminar los contaminantes coloidales y dispersos, lo que mejora la eficiencia del circuito de reciclaje de fibras. Esto requiere un enfoque holístico que también tenga en cuenta la solución de tratamiento de aguas. Un proveedor de especialidades químicas con una amplia experiencia en aplicaciones y experiencia en el mundo real con conversiones de máquinas papeleras puede ser un socio inestimable en el desarrollo de soluciones de reciclaje de fibras.
Proceso, producto, personas
Solenis cuenta con una potente combinación de productos innovadores, conocimiento de los procesos y experiencia técnica para ayudar a los fabricantes de papel a optimizar el rendimiento de la fibra, la energía, la procesabilidad, el uso del agua y la carga de aguas residuales. Nuestra amplia cartera de productos incluye una gama de productos químicos de proceso para mejorar la eficiencia operativa del tratamiento de la fibra al aumentar el rendimiento de esta y la recuperación de más fibras de origen virgen a partir de envases reciclados. Entre nuestros innovadores procesos químicos se encuentran:
- Auxiliares de repulpeo. Los auxiliares de repulpeo de Solenis permiten un repulpeo más eficiente energéticamente en el reciclaje de fibras, incluido el repulpeo de calidades que resisten la humedad. Los auxiliares de repulpeo pueden mejorar la desintegración de la fibra reciclada, aumentando así el rendimiento de la fibra y alineando el rendimiento del pulper con la producción de la máquina papelera.
- Agentes de control de contaminantes. Las opciones de control de contaminantes de Solenis ayudan a reducir la carga de materiales extraños que entran en el flujo de reciclaje. Entre ellos se incluyen los desatascadores Zenix™ y DeTac™, los fijadores Praestafix™ y las tecnologías de pasivación de superficies Zenix™. Las pruebas de aplicaciones de laboratorio, incluidas la carga, la turbidez y la cuantificación de las partículas hidrofóbicas y la naturaleza de los contaminantes, definirán las mejores opciones de tratamiento de control de contaminantes y se respaldan con herramientas analíticas para identificar y cuantificar el nivel de contaminantes que entra.
- Auxiliares de retención. Los auxiliares de retención y drenaje de Solenis mejoran la retención, la autoretención y la deshidratación. PerForm TM, Percol™ y el programa de deshidratación total ofrecen ventajas sustentables a nuestros clientes, como el ahorro de energía, de fibra y agua en la sección de secadores.
- Programas de gestión de almidón. El programa Biobond SM ayuda a las fábricas que producen cartón reciclado a afrontar los desafíos asociados con el contenido de almidón del papel y cartón reciclados que ingresan a sus procesos. El almidón disuelto en el sistema de fabricación de papel puede afectar negativamente a la actividad microbiana, el pH, la conductividad y el rendimiento de otros auxiliares de proceso funcionales y químicos, así como a los costos de tratamiento de efluentes. El programa Biobond retiene y conserva el almidón del papel residual en su forma activa, lo que mejora el rendimiento, la resistencia y los efectos del tratamiento químico y minimiza la necesidad de tratamiento de efluentes.
- Aditivos de resistencia. Estos aditivos permiten a los fabricantes de papel gestionar las características requeridas de resistencia en seco y húmedo de sus productos. En lo que respecta al papel reciclado, esto es importante para proporcionar una calidad constante en la resistencia del papel. Solenis ofrece una amplia cartera de aditivos de resistencia y programas, incluidas las químicas de polivinilamina (PVAm) y poliacrilamida glioxilada (GPAM) Hercobond Plus de Hercobond™, así como el programa de polímeros combinados de resistencia y drenaje de retención Fusion SM.
- Revestimientos de barrera. Los revestimientos de barrera repelentes al agua TopScreen™ de Solenis permiten a los fabricantes de papel producir un embalaje de papel sin plástico, sin parafina y respetuoso con el medio ambiente. Los productos TopScreen pueden diseñarse para ofrecer distintos grados de resistencia a grasas y aceites, repelencia al agua, tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) y capacidad de sellado térmico. Además, con todos los productos TopScreen se pueden producir artículos a base de fibra repulpables, reciclables y, a menudo, compostables.
En adición a esta diversa cartera de productos, Solenis ofrece amplios servicios de apoyo y pruebas de laboratorio para ayudar a los clientes a desarrollar una solución optimizada para la manipulación del material reciclado que entra en los flujos de papel y cartón. Por ejemplo, nuestros expertos pueden evaluar la eficiencia del repulpado y reciclaje de diversos materiales, incluidos los materiales con tratamiento de barrera y de superficie, de acuerdo con los estándares de pruebas industriales establecidos y armonizados, como los que establecieron la Western Michigan University (WMU) y la Confederación Europea de Industrias del Papel (CEPI). Las pruebas se centran en la tasa de repulpado inicial, estableciendo el equilibrio de masa de las fracciones aceptadas o rechazadas y las perdidas, definiendo el material disuelto coloidal y evaluando el aspecto de la lámina (óptica, recuento de suciedad y propiedades de resistencia) durante el reciclaje.
Figura 1: revestimiento de barrera TopScreen izquierdo, papel laminado PLA central, papel laminado PE derecho
Solenis también utiliza herramientas analíticas, como el Dynamic Sheet Former y nuestra máquina papelera piloto, y ofrece amplias capacidades para llevar a cabo pruebas de papel para calificar la resistencia de las fibras recicladas entrantes y enviar recomendaciones de programas de resistencia en seco para compensar la pérdida de resistencia de la fibra y la reducción del gramaje básico, lo que permite que se pueda usar una mayor proporción de fibra recuperada.
Su socio en fibra reciclada
Aunque los programas de reciclaje de fibra pueden ayudar a satisfacer la creciente demanda de embalajes de cartón, las fábricas deben ser capaces de adaptar sus operaciones para superar una serie de retos, desde la contaminación hasta el uso ineficiente de energía y agua. Las soluciones innovadoras de Solenis ofrecen un camino prometedor hacia sistemas más eficientes y programas de reciclaje de fibra sustentables.
Como proveedor de soluciones de confianza para la industria de la celulosa y papel, Solenis tiene el conocimiento del mercado y de las aplicaciones, así como las capacidades de laboratorio para desarrollar soluciones a medida y abordar cualquier reto al que puedan enfrentarse nuestros clientes.
Póngase en contacto con un experto de Solenis hoy mismo para saber cómo podemos ayudarle con sus desafíos de reciclaje de fibra.