Au cours des 30 dernières années, l’industrie papetière a connu un changement significatif. Une grande partie de ce changement a été motivée par la demande de matériaux d’emballage à base de fibres combinée à une baisse de la production de papier graphique. Cela a conduit à une augmentation des programmes de conversion des machines à papier graphique en machines d’emballage et à une augmentation simultanée du volume de matériaux disponibles pour les usines de recyclage. Ces défis sont superposés à un accent croissant sur la circularité et le durabilité, avec pour objectif de limiter l’utilisation de produits chimiques toxiques et de détourner les déchets des décharges.
Ensemble, ces tendances ont alimenté les efforts de l’industrie du papier pour améliorer l’efficacité des systèmes de recyclage des fibres afin de répondre à la demande d’emballages tout en atteignant les objectifs économiques et de durabilité. Ce blog examinera certains des défis liés au recyclage des fibres et comment les solutions de Solenis peuvent aider.
Contaminants et autres complications
Le recyclage des fibres est essentiel pour augmenter la durabilité et l’efficacité du cycle de vie du papier. Cependant, les usines sont confrontées à un certain nombre de défis en matière de recyclage des fibres, de la qualité et de l’état des matériaux récupérés aux contaminants introduits dans les fournitures. Examinons trois des plus grands obstacles rencontrés lors de l’utilisation de fibres recyclées.
- Emballage traité chimiquement
L’accent mis actuellement sur les emballages durables à base de fibres vise à réduire l’utilisation de produits chimiques. Cependant, les solutions durables peuvent ne pas répondre aux exigences de résistance à l’eau et à l’huile requises pour les revêtements barrières utilisés dans les emballages alimentaires. Qu’il s’agisse d’emballages de produits de boulangerie, d’emballages de restauration rapide, de gobelets de boissons chaudes et froides, de barquettes alimentaires en fibre moulée ou d’emballages en fibre moulée, ces propriétés de barrière sont essentielles et dépendent souvent de produits chimiques indésirables tels que les substances per- et polyfluoroalkyles (PFAS) et les solutions plastiques traditionnelles.
Ces options traditionnelles présentent des inconvénients, tels qu’une ingénierie excessive (c’est-à-dire des dosages chimiques élevés) pour l’utilisation finale fonctionnelle ou des taux de recyclage inefficaces des produits finis.
- Contaminants
Des recherches ont montré que les fibres à base de bois peuvent être recyclées plus de 25 fois dans des cas idéaux (Source : « Recyclability of Cartonboard and Carton » par le Dr Rene Eckhart, déc. 2021), mais les fibres recyclées contiennent des contaminants ou des impuretés non fibreux, tels que des encres, des adhésifs, de la colle ou des revêtements barrières. En outre, les emballages alimentaires peuvent contenir des résidus alimentaires. Ces contaminants affectent de nombreux aspects critiques de la fabrication de papier, y compris les processus de repulpage, de rétention et de formation. Cela entraîne alors des problèmes d’efficacité et une charge d’effluents plus élevée dans les eaux usées.
- Qualité et homogénéité des matériaux
L’industrie a constaté une augmentation de l’utilisation de fibres non traditionnelles telles que la paille, le bambou, les alternatives aux fibres d’herbe et même la bagasse, une fibre issue des déchets agricoles. La nature variée des matériaux récupérés rend la préparation du stock plus difficile. Dans le même temps, moins de fibres vierges entrent dans le flux de production. La qualité des fibres diminue à chaque fois qu’elles sont traitées. À mesure que la quantité de fibres vierges dans le mélange diminue, la qualité globale du papier recyclé diminue également.
Les usines de pâte à papier doivent comprendre et prendre en compte chacun de ces facteurs avant de pouvoir tirer pleinement parti de l’augmentation du flux de papier et de carton récupérés. L’objectif est d’améliorer la rétention des fibres et d’éliminer les contaminants colloïdaux et dispersés, ce qui améliore l’efficacité du circuit de recyclage des fibres. Cela nécessite une approche globale qui prend également en compte les solutions pour le traitement de l’eau. Un fournisseur de produits chimiques de spécialités disposant d’une expertise approfondie en matière d’applications et d’une expérience concrète des conversions de machines à papier peut être un partenaire précieux dans le développement de solutions de recyclage des fibres.
Process, produits, personnes
Solenis réunit une puissante combinaison de produits innovants, de compréhension des process et d’expertise technique pour aider les fabricants de papier à optimiser le rendement des fibres, l’énergie, la maniabilité, l’utilisation de l’eau et la charge des effluents. Notre vaste portefeuille de produits comprend une gamme de produits chimiques de process pour améliorer l’efficacité opérationnelle du traitement des fibres en permettant un rendement plus élevé des fibres et la récupération de plus de fibres vierges provenant d’emballages recyclés. Nos produits chimiques clés comprennent :
- Aides au repulpage. Les aides au repulpage Solenis permettent un repulpage plus écoénergétique dans le recyclage des fibres, y compris le repulpage des nuances contenant de la résistance humide. Les aides au repulpage peuvent améliorer la désintégration des fibres recyclées, augmentant ainsi le rendement des fibres et alignant le rendement de la pulpeuse sur la production des machines à papier.
- Agents de contrôle des contaminants. Les options de contrôle des contaminants Solenis aident à réduire la charge de matières étrangères entrant dans le flux de recyclage. Il s’agit notamment des agents de contrôle de la résine Zenix™ et DeTac™, des fixateurs Praestafix™ et des technologies de passivation de surface Zenix™. Les tests d’application en laboratoire, y compris la charge, la turbidité, la quantification des particules hydrophobes et la nature des contaminants, définissent les meilleures options de traitement de contrôle des contaminants et sont soutenus par des outils analytiques pour identifier et quantifier le niveau de contaminants entrants.
- Agents de rétention. Les agents de rétention et d’égouttage Solenis améliorent la rétention, l’auto-rétention et l’égouttage. PerForm™, Percol™ et le programme de déshydratation total offrent des avantages durables à nos clients, tels que des économies d’énergie, de fibres et d’eau dans la section de séchage.
- Programmes de gestion de l’amidon. Le programme Biobond SM aide les usines de production de carton recyclé à relever les défis associés à la teneur en amidon du papier et du carton recyclés entrants. L’amidon dissous dans le système de fabrication de papier peut avoir un impact négatif sur l’activité microbienne, le pH, la conductivité et les performances d’autres aides au processus fonctionnel et chimique, ainsi que sur les coûts de traitement des effluents. Le programme Biobond retient et préserve l’amidon du papier usagé sous sa forme active, améliorant ainsi le rendement, la résistance et les effets du traitement chimique et minimisant le besoin de traitement des effluents.
- Agents de résistance. Ces additifs permettent aux fabricants de papier de gérer les caractéristiques de résistance sèche et humide requises de leurs produits. En ce qui concerne le papier recyclé, c’est important pour fournir une qualité constante en matière de résistance du papier. Solenis offre un large portefeuille d’agents de résistance et de programmes, y compris les produits chimiques polyvinylamine (PVAm) Hercobond™ et polyacrylamide glyoxylé (GPAM) Hercobond Plus, ainsi que le programme Fusion SM de polymères combinés de résistance et de rétention-drainage.
- Revêtements barrières. Nos revêtements barrières TopScreen permettent aux fabricants de papier de produire un emballage papier sans plastique, sans paraffine et respectueux de l’environnement. Les produits TopScreen peuvent être conçus pour offrir différents degrés de résistance à l’huile et à la graisse, de résistance à l’eau, de taux de transmission de vapeur d’eau (WVTR) et de scellabilité thermique. Et tous les produits TopScreen permettent la production d’articles à base de fibres repulpables, recyclables et souvent compostables.
En plus de ce portefeuille de produits diversifié, Solenis offre un soutien étendu en laboratoire et des services d’essais pour aider les clients à développer une solution optimisée pour la manipulation des matériaux recyclés entrant dans les flux de papier et de carton. Par exemple, nos experts peuvent évaluer l’efficacité de repulpage et de recyclage de divers matériaux, y compris les matériaux à barrière et à traitement de surface, conformément aux normes d’essai établies et harmonisées de l’industrie, telles que celles établies par l’Université du Western Michigan (WMU) et la Confédération européenne des industries papetières (CEPI). Les essais se concentrent sur le taux de repulpage initial, en établissant l’équilibre de masse des fractions acceptées/rejetées et des fractions perdues, en définissant le matériau dissous colloïdal et en évaluant l’aspect de la feuille (optique, nombre de saletés et propriétés de résistance) lors du recyclage.
Figure 1 : revêtement barrière TopScreen gauche, papier laminé PLA central, papier laminé PE droit
Solenis utilise également des outils analytiques – tels que le Dynamic Sheet Former et notre machine à papier pilote – et offre des capacités d’essais de papier étendues pour qualifier la résistance des fibres recyclées entrantes et transmettre des recommandations pour les programmes de résistance sèche afin de compenser la perte de résistance des fibres et la réduction du grammage de base, ce qui permet une proportion plus élevée d’utilisation de fibres récupérées.
Votre partenaire pour les fibres recyclées
Alors que les programmes de recyclage des fibres peuvent aider à répondre à la demande croissante d’emballages en carton, les usines doivent être en mesure d’adapter leurs opérations pour surmonter un certain nombre de défis, de la contamination à l’utilisation inefficace de l’énergie et de l’eau. Les solutions innovantes de Solenis offrent un chemin prometteur vers des systèmes plus efficaces et des programmes de recyclage des fibres durables.
En tant que fournisseur de solutions pour l’industrie de la pâte et papier, Solenis dispose des connaissances du marché et des applications et des capacités de laboratoire pour développer des solutions sur mesure et relever tous les défis auxquels nos clients peuvent être confrontés.
Contactez un expert Solenis dès aujourd’hui pour découvrir comment nous pouvons vous aider à relever vos défis de recyclage des fibres.