In de afgelopen 30 jaar heeft de papierindustrie veel veranderingen doorgemaakt. Veel van deze veranderingen zijn veroorzaakt door de vraag naar verpakkingsmaterialen op basis van vezels in combinatie met een daling in de productie van grafisch papier. Dit heeft geleid tot een toename in programma's om machines voor grafisch papier om te bouwen tot verpakkingsmachines en er is ook een gelijktijdige toename in de hoeveelheid materiaal die beschikbaar is voor recyclingfabrieken. Over deze uitdagingen ligt een groeiende focus op circulariteit en duurzaamheid, met als doel het gebruik van giftige chemicaliën te beperken en afval van stortplaatsen weg te houden.
Samen hebben deze trends de inspanningen in de papierindustrie aangewakkerd om de efficiëntie van vezelrecyclingsystemen te verbeteren. Zo wordt voldaan aan de vraag naar verpakkingen en worden tegelijk economische en duurzaamheidsdoelen bereikt. In deze blog bespreken we een aantal van de uitdagingen die komen kijken bij vezelrecycling en hoe oplossingen van Solenis kunnen helpen.
Verontreinigingen en andere complicaties
Vezelrecycling is de sleutel tot meer duurzaamheid en efficiëntie in de levenscyclus van papier. Fabrieken staan echter voor een aantal uitdagingen als het gaat om vezelrecycling: van de kwaliteit en staat van teruggewonnen materialen tot verontreinigingen die in het materiaal terechtkomen. Laten we eens kijken naar drie van de grootste obstakels bij het werken met gerecyclede vezels.
- Chemisch behandelde verpakking
De huidige focus op duurzame vezelverpakkingen is gericht op het verminderen van het gebruik van chemicaliën. Het is echter mogelijk dat duurzame oplossingen niet voldoen aan de eisen voor water- en olieweerstand die nodig zijn voor barrièrecoatings die worden gebruikt in voedselverpakkingen. Van bakkerij- en broodverpakkingen, fastfoodverpakkingen, bekers voor warme en koude dranken, voedselbakjes van molded fiber en verpakkingen van molded fiber zijn deze barrière-eigenschappen essentieel en vaak afhankelijk van ongewenste chemicaliën zoals per- en polyfluoralkylstoffen (PFAS) en traditionele plastic oplossingen.
Deze traditionele opties hebben nadelen, zoals over-engineering (d.w.z. hoge chemische doseringen) voor het functionele eindgebruik of ineffectieve recyclingsnelheden van de eindproducten.
- Verontreinigingen
Onderzoek heeft aangetoond dat vezels op houtbasis in ideale gevallen meer dan 25 keer gerecycled kunnen worden (Bron: 'Recyclability of Cartonboard and Carton' door Dr. Rene Eckhart, dec. 2021), maar gerecycled vezelmateriaal wordt geleverd met niet-vezelverontreinigingen of onzuiverheden, zoals inkten, stickies, lijm of barrièrecoatings. Daarnaast kunnen voedselverpakkingen etensresten bevatten. Deze verontreinigingen beïnvloeden veel kritieke aspecten van de papierproductie, waaronder het opnieuw verpulpen en retentie- en formatieprocessen. En dat leidt weer tot efficiëntieproblemen en meer afvalwater.
- Kwaliteit en consistentie van materialen
De industrie heeft een toename gezien in het gebruik van niet-traditionele vezels zoals stro, bamboe, alternatieve grasvezels en zelfs bagasse, een afvalvezel uit de landbouw. De gevarieerde aard van de teruggewonnen materialen maakt het voorbereiden van de voorraad moeilijker. Tegelijkertijd komt er minder nieuw vezelmateriaal in de productiestroom. De kwaliteit van de vezels daalt elke keer dat ze verwerkt worden. Naarmate de hoeveelheid verse vezels in het mengsel afneemt, neemt ook de algehele kwaliteit van het gerecyclede papier af.
Papierfabrieken moeten elk van deze factoren begrijpen en in overweging nemen voordat ze volledig kunnen profiteren van de toegenomen stroom oud papier en karton. Het doel is om de vezelretentie te verbeteren en colloïdale en gedispergeerde verontreinigingen te verwijderen, wat de efficiëntie van het vezelrecyclingcircuit verbetert. Dit vereist een holistische aanpak waarbij ook wordt gekeken naar waterbehandelingoplossingen. Een leverancier van gespecialiseerde chemicaliën met diepgaande kennis van toepassingen en praktijkervaring met omgebouwde papiermachines, kan een partner van onschatbare waarde zijn bij het ontwikkelen van vezelrecyclingoplossingen.
Proces, product, personeel
Solenis brengt een krachtige combinatie van innovatieve producten, inzicht in het proces en technische expertise samen om papierfabrikanten te helpen vezelopbrengst, energie, verwerkbaarheid, waterverbruik en afvalwaterbelasting te optimaliseren. Onze brede productportfolio omvat een reeks proceschemicaliën om de operationele efficiëntie van vezelbehandeling te verbeteren door een hogere vezelopbrengst mogelijk te maken en meer vezels van nieuwe oorsprong terug te winnen uit gerecyclede verpakkingen. Onze belangrijkste chemicaliën zijn onder andere:
- Hulpmiddelen voor het opnieuw verpulpen. Solenis' hulpmiddelen voor het opnieuw verpulpen zorgen voor energiezuiniger herpulpen bij vezelrecycling, inclusief herpulpen van natsterkte-houdende kwaliteiten. Hulpmiddelen voor het opnieuw verpulpen kunnen de desintegratie van gerecyclede vezels verbeteren, waardoor de vezelopbrengst toeneemt en de verwerkingscapaciteit van de pulper wordt afgestemd op de papiermachineproductie.
- Contaminant Control Agents. De contaminant control-opties van Solenis verminderen de hoeveelheid vreemde materialen die in de recyclingstroom terechtkomen. Deze omvatten Zenix™ en DeTac™ detackifiers, Praestafix™ fixeermiddelen en Zenix™ technologieën voor oppervlaktepassivering. Toepassingsproeven in het laboratorium, waaronder lading, troebelheid en kwantificering van hydrofobe deeltjes en de aard van de verontreinigingen, bepalen de beste behandelingsopties voor verontreinigingen. Ze worden ondersteund met analytische hulpmiddelen om het niveau van binnenkomende verontreinigingen te identificeren en kwantificeren.
- Retentiemiddelen. Solenis' hulpmiddelen voor retentie en ontwatering verbeteren de retentie, zelfretentie en ontwatering. PerForm™, Percol™ en het totale ontwateringsprogramma bieden duurzame voordelen voor onze klanten, zoals energie-, vezel- en waterbesparingen in de droogsectie.
- Programma's voor zetmeelbeheer. Het Biobond SM programma helpt fabrieken die gerecycled karton produceren om te gaan met de uitdagingen die gepaard gaan met het zetmeelgehalte van het binnenkomende gerecyclede papier en karton. Het opgeloste zetmeel in het papierproductiesysteem kan een negatieve invloed hebben op de microbiële activiteit, pH, geleidbaarheid en de prestaties van andere functionele en chemische hulpmiddelen voor processen, alsook op de kosten van afvalwaterbehandeling. Het Biobond-programma behoudt en conserveert zetmeel uit het oud papier in zijn actieve vorm. Dit verbetert de opbrengst, sterkte en chemische behandelingseffecten en minimaliseert de noodzaak voor afvalwaterbehandeling.
- Hulpstoffen voor meer sterkte. Met deze toevoegingen kunnen papierfabrikanten de vereiste eigenschappen voor nat- en droogsterkte van hun producten beheren. Bij gerecycled papier is dit belangrijk om een consistente kwaliteit in papiersterkte te bieden. Solenis biedt een breed portfolio aan hulpstoffen voor meer sterkte en programma's, waaronder Hercobond™polyvinylamine (PVAm) en Hercobond Plus glyoxyl-polyacrylamide (GPAM), evenals het gecombineerde FusionSM polymeerprogramma voor sterkte en retentie-afvoer.
- Barrièrecoatings. Met de TopScreen™ barrièrecoatings van Solenis kunnen papierfabrikanten polyethyleenvrije, milieuvriendelijke papierverpakkingen maken. TopScreen-producten kunnen worden ontworpen om verschillende niveaus van olie- en vetbestendigheid, waterafstotendheid, waterdampdoorlatendheid (WVTR) en hittesealbaarheid te leveren. Met alle TopScreen-producten kunnen herpulpbare, recyclebare en herhaaldelijk composteerbare vezelgebaseerde artikelen worden geproduceerd.
Naast dit gevarieerde productportfolio biedt Solenis uitgebreide laboratoriumondersteuning en testdiensten om klanten te helpen een optimale oplossing te ontwikkelen voor de verwerking van gerecycled materiaal dat in de papier- en kartonstromen terechtkomt. Onze experts kunnen bijvoorbeeld de efficiëntie van het herpulpen en recyclen van gevarieerde materialen evalueren, inclusief materiaal met barrière- en oppervlaktebehandeling. Dit gebeurt volgens gevestigde en geharmoniseerde industriële teststandaarden zoals die van de Western Michigan University (WMU) en de Confederation of European Paper Industries (CEPI). De tests richten zich op de snelheid van de initiële herpulping, het vaststellen van de massabalans van acceptatie-/afvoer- en verliesfracties, het definiëren van colloïdaal opgelost materiaal en het evalueren van het vel (optisch, aantal vuildeeltjes en sterkte-eigenschappen) na recycling.
Figuur 1: links TopScreen barrièrecoating, midden PLA gelamineerd papier, rechts PE gelamineerd papier
Solenis gebruikt ook analytische hulpmiddelen, zoals de Dynamic Sheet Former en onze proefpapiermachine. We bieden uitgebreide papiertests om de sterkte van binnenkomende gerecyclede vezels te kwalificeren en programma's voor droogsterkte aan te bevelen om het verlies aan vezelsterkte en de vermindering van het basisgewicht te compenseren. Zo kan een hoger aandeel gerecyclede vezels worden gebruikt.
Jouw partner voor gerecyclede vezels
Hoewel vezelrecyclingprogramma's kunnen helpen om aan de toegenomen vraag naar kartonnen verpakkingen te voldoen, moeten fabrieken hun activiteiten kunnen aanpassen om een aantal uitdagingen te overwinnen, van vervuiling tot inefficiënt energie- en watergebruik. Innovatieve oplossingen van Solenis bieden een veelbelovende weg naar efficiëntere systemen en duurzame vezelrecyclingprogramma's.
Als de vertrouwde solutions provider voor de pulp- en papierindustrie heeft Solenis de markt- en applicatiekennis en laboratoriumcapaciteiten om oplossingen op maat te ontwikkelen en alle uitdagingen aan te gaan waar onze klanten mee te maken kunnen krijgen.
Neem vandaag nog contact op met een Solenis-expert en ontdek hoe wij kunnen helpen bij uw uitdagingen op het gebied van vezelrecycling.