W ciągu ostatnich 30 lat branża papiernicza doświadczyła znacznych zmian. Wiele z tych zmian wynika z zapotrzebowania na celulozowe materiały opakowaniowe oraz spadku produkcji papieru graficznego. Doprowadziło to do zwiększenia liczby programów przekształcających graficzne maszyny papiernicze w maszyny pakujące, a jednocześnie wzrosła ilość materiału dostępnego dla zakładów zajmujących się recyklingiem. Na wyzwania te nakłada się coraz większy nacisk na cyrkularność i zrównoważony rozwój, a celem jest ograniczenie stosowania toksycznych substancji chemicznych i zmniejszenie ilości odpadów kierowanych na wysypiska.
Wspólnie tendencje te przyspieszyły wysiłki przemysłu papierniczego na rzecz poprawy wydajności systemów recyklingu włókien, aby pomóc w zaspokojeniu zapotrzebowania na opakowania, a jednocześnie realizować cele gospodarcze i zrównoważony rozwój. Na tym blogu omówimy niektóre wyzwania związane z recyklingiem celulozy i to, w jaki sposób mogą w tym pomóc rozwiązania Solenis.
Zanieczyszczenia i inne powikłania
Recykling celulozy jest kluczem do zwiększenia zrównoważonego rozwoju i wydajności cyklu życia papieru. Jednak papiernie stoją przed szeregiem wyzwań związanych z recyklingiem celulozy, począwszy od jakości i stanu odzyskanego materiału po zanieczyszczenia wprowadzane do masy papierniczej. Przyjrzyjmy się trzem największym przeszkodom w pracy z celulozą pochodzącą z recyklingu.
- Opakowanie poddane obróbce chemicznej
Obecny nacisk na zrównoważone opakowania celulozowe ma na celu zmniejszenie zużycia chemikaliów. Jednak zrównoważone rozwiązania mogą nie spełniać wymagań w zakresie odporności na wodę i olej wymaganych dla powłok barierowych stosowanych w opakowaniach spożywczych. Opakowania na pieczywo, owijki na fast food, kubki na gorące i zimne napoje, tacki na żywność i inne opakowania z formowanego włókna — te właściwości barierowe są niezbędne i często opierają się na niepożądanych substancjach chemicznych, takich jak substancje per- i polifluoroalkilowe (PFAS) oraz tradycyjne rozwiązania z tworzyw sztucznych.
Te tradycyjne opcje mają swoje wady, takie jak nadmierna inżynieria (tj. podwyższone dawki substancji chemicznych), utrudniające ich praktyczne wykorzystanie w określonych celach lub utrudniające recykling produktów gotowych.
- Zanieczyszczenia
Badania wykazały, że celulozę pochodzącą z drewna można w najlepszym przypadku poddać recyklingowi ponad 25 razy (źródło: „Recyclingability of Carton and Carton” autorstwa dr Rene Eckhart, grudzień 2021 r.), ale celuloza pochodząca z recyklingu zawiera zanieczyszczenia, takie jak atrament, naklejki, kleje lub powłoki barierowe. Ponadto opakowania spożywcze mogą zawierać resztki żywności. Zanieczyszczenia te wpływają na wiele krytycznych aspektów produkcji papieru, w tym na procesy ponownego rozwłóknienia, zatrzymywania i formowania. To z kolei prowadzi do problemów z efektywnością i zwiększa zanieczyszczenie ścieków.
- Jakość i spójność materiałów
W branży zaobserwowano wzrost wykorzystania celulozy pochodzącej z alternatywnych źródeł, takich jak słoma, bambus, trawy, a nawet bagassa czyli celuloza pochodzące ze strumienia odpadów rolniczych. Zróżnicowany charakter odzyskiwanych materiałów utrudnia przygotowywanie surowca. Jednocześnie do strumienia produkcyjnego trafia mniej materiału z włókien pierwotnych. Jakość celulozy spada z każdym przetworzeniem. Wraz ze spadkiem ilości świeżej celulozy w mieszance spada również ogólna jakość papieru z recyklingu.
Zakłady papiernicze muszą zrozumieć i wziąć pod uwagę każdy z tych czynników, aby w pełni wykorzystać zwiększony strumień odzyskanego papieru i tektury. Celem jest poprawa retencji włókien oraz usunięcie zanieczyszczeń koloidalnych i rozproszonych, co poprawia wydajność obiegu recyklingu celulozy. Wymaga to holistycznego podejścia, które uwzględnia również rozwiązania do uzdatniania wody. Dostawca specjalistycznych środków chemicznych z rozległą wiedzą aplikacyjną i praktycznym doświadczeniem w konwersji maszyn papierniczych może być nieocenionym partnerem w przygotowaniu rozwiązań do recyklingu celulozy.
Proces, produkt, ludzie
Firma Solenis jest skutecznym połączeniem innowacyjnych produktów z wiedzą o procesach i technologii, które pomaga producentom papieru w optymalizacji uzysku celulozy, zużycia energii i wody, możliwości przetwórczych oraz stopnia zanieczyszczenia ścieków. Nasza oferta produktów obejmuje szeroką gamę chemii procesowej, która poprawia wydajność operacyjną obróbki celulozy, zwiększając jej uzysk oraz ilość pierwotnej celulozy odzyskiwanej z przetwarzanych opakowań. Nasze najważniejsze substancje chemiczne to:
- Środki do ponownego rozwłóknienia. Środki do ponownego rozwłóknienia marki Solenis umożliwiają bardziej energooszczędne ponowne rozwłóknianie włókien w recyklingu, w tym ponowne rozwłóknianie gatunków zawierających środki zwiększające wytrzymałość na mokro. Środki do ponownego rozwłóknienia mogą poprawić rozkład celulozy w procesie recyklingu, zwiększając w ten sposób uzysk włókien i dostosowując wydajność rozwłókniacza w produkcji maszyną papierniczą.
- Środki do kontroli osadów. Środki do kontroli osadów firmy Solenis pomagają zmniejszyć obciążenie materiałami obcymi wchodzącymi do strumienia recyklingu. Są to m.in. środki usuwające lepkość Zenix™ i DeTac™, pasywatory Praestafix™ oraz technologie pasywacji powierzchniowej Zenix™. Badania laboratoryjne, w tym ładunku, zmętnienia oraz ilości cząsteczek hydrofobowych i charakteru zanieczyszczeń, pozwalają wybrać najlepsze opcje do kontroli osadów i są wspierane narzędziami analitycznymi służącymi do identyfikacji i ilościowej oceny poziomu zanieczyszczeń przychodzących.
- Środki retencyjne. Środki retencyjne i drenażowe Solenis poprawiają retencję, samoretencję i odwadnianie. PerForm™, Percol™ i program całkowitego odwodnienia oferują naszym klientom zrównoważone korzyści, takie jak oszczędność energii, celulozy i wody w sekcji suszenia.
- Programy zarządzania skrobią. Program Biobond SM pomaga zakładom produkującym tekturę z recyklingu sprostać wyzwaniom związanym z zawartością skrobi w papierze i tekturze pochodzących z recyklingu. Rozpuszczona skrobia w systemie produkcji papieru może negatywnie wpływać na aktywność mikrobiologiczną, pH, przewodność i wydajność innych funkcjonalnych i chemicznych środków pomocniczych w procesie, a także na koszty oczyszczania ścieków. Program Biobond zatrzymuje i zachowuje skrobię z odpadów papierowych w formie aktywnej, zapewniając lepszą wydajność, wytrzymałość i efekty obróbki chemicznej oraz minimalizując potrzebę oczyszczania ścieków.
- Dodatki wzmacniające wytrzymałość. Dodatki te umożliwiają producentom papieru zarządzanie wymaganymi dla ich produktów charakterystykami wytrzymałości na sucho i na mokro. W przypadku papieru z recyklingu jest to ważne, aby zapewnić jego stałą wytrzymałość. Solenis oferuje szeroką gamę dodatków wzmacniających wytrzymałość i programów, w tym poliaminy winylowe (PVAm) Hercobond™ i glioksylowane poliakrylamidy (GPAM) Hercobond Plus, a także łączony program polimerowy do retencji i odwadniania FusionSM.
- Powłoki barierowe. Powłoki barierowe TopScreen™ firmy Solenis umożliwiają producentom papieru produkcję wolnych od polietylenu, przyjaznych dla środowiska opakowań papierowych. Produkty TopScreen można zaprojektować tak, aby zapewniały różne stopnie odporności na tłuszcze i oleje, wodoodporności, współczynnika przepuszczalności pary wodnej (WVTR) i szczelności termicznej. Wszystkie produkty TopScreen umożliwiają produkcję artykułów, które nadają się do ponownego rozwłóknienia, do recyklingu i są często kompostowalne.
Oprócz tego zróżnicowanego portfolio produktów, Solenis oferuje kompleksowe wsparcie laboratoryjne i usługi testowania, aby pomóc klientom w opracowaniu zoptymalizowanego rozwiązania do obsługi materiałów pochodzących z recyklingu w procesach produkcji papieru i tektury. Nasi eksperci mogą na przykład ocenić efektywność ponownego rozwłóknienia i recyklingu różnych materiałów, w tym materiałów barierowych i powlekanych powierzchniowo, zgodnie z ustalonymi i zharmonizowanymi normami branżowymi, takimi jak te ustanowione przez Uniwersytet Zachodniego Michigan (WMU) i Konfederację Europejskiego Przemysłu Papierniczego (CEPI). Badania koncentrują się na początkowym wskaźniku ponownego rozwłóknienia, ustanawianiu bilansu masowego frakcji do akceptacji/odrzutu oraz strat, definiowaniu rozpuszczonego materiału koloidalnego oraz ocenie aspektu arkusza (optycznego, liczby zanieczyszczeń i właściwości wytrzymałościowych) podczas recyklingu.
Ilustracja nr 1: lewa góra: powłoka barierowa TopScreen, środek: papier laminowany PLA, prawa strona: papier laminowany PE
Firma Solenis korzysta również z narzędzi analitycznych — takich jak Dynamic Sheet Former i nasza pilotażowa maszyna papiernicza — i oferuje kompleksowe możliwości testowania papieru w celu zakwalifikowania wytrzymałości celulozy pochodzących z recyklingu oraz przekazywania zaleceń dotyczących programów wytrzymałości na sucho w celu kompensacji utraty wytrzymałości i gramatury celulozy, umożliwiając lepsze wykorzystanie odzyskanej celulozy.
Twój partner w zakresie celulozy z recyklingu
Chociaż programy recyklingu celulozy mogą pomóc w sprostaniu rosnącemu zapotrzebowaniu na opakowania tekturowe, fabryki muszą być w stanie dostosować swoją działalność do szeregu wyzwań: od zanieczyszczenia po nieefektywne zużycie energii i wody. Innowacyjne rozwiązania Solenis są bardzo obiecujące dla papierni, które chcą zwiększyć wydajność swoich systemów i zrównoważonych programów recyklingu celulozy.
Jako zaufany dostawca rozwiązań dla branży celulozowo-papierniczej, Solenis dysponuje wiedzą rynkową i praktyczną oraz możliwościami laboratoryjnymi do opracowywania niestandardowych rozwiązań i pokonywania wszelkich trudności, z jakimi mogą się zmierzyć nasi klienci.
Skontaktuj się z ekspertem Solenis już dziś, aby dowiedzieć się, w jaki sposób możemy Ci pomóc w pokonaniu trudności związanych z recyklingiem celulozy.