Nos últimos 30 anos, a indústria de fabricação de papel experimentou um nível significativo de mudança. Grande parte dessa mudança foi impulsionada pela demanda por materiais de embalagem à base de fibra, em combinação com um declínio na produção de papel gráfico. Isso levou a um aumento nos programas para converter máquinas de papel gráfico em máquinas de embalagem e também houve um aumento simultâneo no volume de material disponível para fábricas de reciclagem. Sobre esses desafios está um foco crescente na circularidade e sustentabilidade, com o objetivo de limitar o uso de produtos químicos tóxicos e desviar os resíduos dos aterros sanitários.
Juntas, essas tendências impulsionaram os esforços na indústria de papel para melhorar a eficiência dos sistemas de reciclagem de fibras a fim de ajudar a atender à demanda por embalagens e, ao mesmo tempo, atingir as metas econômicas e de sustentabilidade. Este blog analisará alguns dos desafios envolvidos na reciclagem de fibras e como as soluções da Solenis podem ajudar.
Contaminantes e outras complicações
A reciclagem de fibras é fundamental para aumentar a sustentabilidade e a eficiência do ciclo de vida do papel. Mas as fábricas enfrentam uma série de desafios quando se trata de reciclagem de fibras, desde a qualidade e a condição dos materiais recuperados até os contaminantes que são introduzidos na mistura. Vamos analisar três dos maiores obstáculos encontrados ao trabalhar com fibra reciclada.
- Embalagens tratadas quimicamente
O foco atual em embalagens sustentáveis baseadas em fibras tem como objetivo reduzir o uso de produtos químicos. No entanto, as soluções sustentáveis podem não atender às demandas de resistência a água e óleo necessárias para revestimentos de barreira usados em embalagens de alimentos. De embalagens de panificação e pão, wraps de fast food, copos de bebidas quentes e frias, bandejas de alimentos de fibra moldada e embalagens de fibra moldada, essas propriedades de barreira são essenciais e frequentemente dependem de produtos químicos indesejados, como substâncias per- e polifluoroalquila (PFAS) e soluções plásticas tradicionais.
Essas opções tradicionais têm desvantagens, como engenharia excessiva (ou seja, dosagens elevadas de produtos químicos) para o uso final funcional ou taxas de reciclagem ineficazes dos produtos acabados.
- Contaminantes
Pesquisas mostram que fibras à base de madeira podem ser recicladas mais de 25 vezes em casos ideais (Fonte: “Recyclability of Cartonboard and Carton” por Dr. Rene Eckhart, dezembro de 2021), mas o material de fibra reciclado vem com contaminantes ou impurezas não fibrosas, como tintas, adesivos, cola ou revestimentos de barreira. Além disso, as embalagens de alimentos podem conter resíduos de alimentos. Esses contaminantes afetam muitos aspectos críticos da fabricação de papel incluindo processos de repolpação, retenção e formação. Isso, por sua vez, leva a problemas de eficiência e a uma maior carga de efluentes nas águas residuais.
- Qualidade e Consistência dos Materiais
A indústria viu um aumento no uso de fibras não tradicionais como palha, bambu, alternativas à fibra de grama e até mesmo bagaço, uma fibra da cadeia de resíduos agrícolas. A natureza variada dos materiais recuperados torna a preparação da polpa mais difícil. Ao mesmo tempo, há menos fibra virgem entrando no fluxo de produção. A qualidade das fibras diminui a cada vez que são processadas. À medida que a quantidade de fibra fresca na mistura diminui, a qualidade geral do papel reciclado também diminui.
As fábricas de papel devem entender e considerar cada um desses fatores antes de poderem aproveitar totalmente o aumento da cadeia de papel e papelão recuperados. O objetivo é melhorar a retenção de fibra e remover contaminantes coloidais e dispersos, o que melhora a eficiência do circuito de reciclagem de fibra. Isso requer uma abordagem holística que também considere soluções para tratamento de água. Um fornecedor de produtos químicos especializados com profundo conhecimento de aplicações e experiência real em conversões de máquina de papel pode ser um parceiro inestimável no desenvolvimento de soluções de reciclagem de fibras.
Processo, Produto, Pessoas
A Solenis reúne uma combinação poderosa de produtos inovadores, compreensão de processos e conhecimento técnico para ajudar os fabricantes de papel a otimizar o rendimento da fibra, a energia, a processabilidade, o uso de água e a carga de água efluente. Nosso amplo portfólio de produtos inclui uma variedade de química de processos para melhorar a eficiência operacional do tratamento de fibras, permitindo um maior rendimento de fibras e a recuperação de mais fibras virgens de embalagens recicladas. Nossas soluções químicas incluem:
- Auxiliares de Repolpação. Os auxiliares de repolpação da Solenis permitem uma repolpação mais eficiente em termos energéticos na reciclagem de fibras, incluindo a repolpação de gramaturas contendo resistência úmida. Os auxiliares de repolpação podem melhorar a desagregação da fibra reciclada, aumentando assim o rendimento da fibra e alinhando o rendimento do desagregador com a produção da máquina de papel.
- Agentes de Controle de Contaminantes. As opções de controle de contaminantes da Solenis ajudam a reduzir a carga de materiais estranhos que entram no fluxo de reciclagem. Estes incluem os redutores de pegajosidade Zenix™ e DeTac™, fixadores Praestafix™ e tecnologias de passivação de superfície Zenix™. Os testes de aplicações laboratoriais, incluindo carga, turbidez e quantificação de partículas hidrofóbicas e a natureza dos contaminantes, definirão as melhores opções de tratamento de controle de contaminantes e são apoiados por ferramentas analíticas para identificar e quantificar o nível de contaminantes recebidos.
- Auxiliares de Retenção. Os auxiliares de retenção e drenagem da Solenis melhoram a retenção, a autoretenção e a desidratação. PerForm™, Percol™ e o programa de desidratação total oferecem benefícios sustentáveis para nossos clientes, como economia de energia na seção do secador, fibra e água.
- Programa de Gerenciamento de Amidos. O programa Biobond SM ajuda as fábricas que produzem papelão reciclado a lidar com os desafios associados ao teor de amido do papel e papelão reciclados recebidos. O amido dissolvido no sistema de fabricação de papel pode afetar negativamente a atividade microbiana, o pH, a condutividade e o desempenho de outros auxílios ao processo funcional e químico, assim como os custos de tratamentos de efluentes. O programa Biobond retém e preserva o amido do papel residual em sua forma ativa, dessa forma proporcionando melhor rendimento, resistência e efeitos de tratamento químico e minimizando a necessidade de tratamentos de efluentes.
- Aditivos de Resistência. Esses aditivos permitem que os fabricantes de papel gerenciem as características necessárias de resistência a seco e úmido de seus produtos. Com relação ao papel reciclado, isso é importante para proporcionar uma qualidade consistente na resistência do papel. A Solenis oferece um amplo portfólio de aditivos de resistência e programas, incluindo os produtos químicos de polivinilamina (PVAm) Hercobond™ e poliacrilamida glioxilada (GPAM) Hercobond Plus, assim como o programa de polímeros combinados de resistência e retenção-drenagem FusionSM.
- Revestimentos de Barreira. Nossos revestimentos de barreira TopScreen™ da Solenis permitem que os fabricantes de papel produzam uma embalagem de papel ecologicamente correta e livre de polietileno. Os produtos TopScreen podem ser projetados para fornecer vários graus de resistência à gordura e ao óleo, repelência à água, taxa de transmissão de vapor de água (WVTR) e capacidade de selagem térmica. E todos os produtos TopScreen permitem a produção de artigos à base de fibra repolpável, reciclável e frequentemente compostável.
Além desse portfólio diversificado de produtos, a Solenis oferece apoio laboratorial compreensivo e serviços de testes para ajudar os clientes a desenvolver uma solução otimizada para o manuseio do material reciclado que entra nos fluxos de papel e papelão. Por exemplo, nossos especialistas podem avaliar a eficiência de repolpação e reciclagem de vários materiais, incluindo materiais tratados para barreira e superfície, de acordo com padrões de testes industriais estabelecidos e harmonizados, como aqueles estabelecidos pela Western Michigan University (WMU) e a Confederação das Indústrias Europeias de Papel (CEPI). Os testes se concentram na taxa inicial de repolpação, estabelecendo o equilíbrio de massa de frações aceitas/rejeitadas e perdas, definindo o material coloidal dissolvido e avaliando o aspecto da folha (óptica, contagem de sujeira e propriedades de resistência) após a reciclagem.
Figura 1: revestimento de barreira TopScreen à esquerda, papel laminado PLA intermediário, papel laminado PE à direita
A Solenis também usa ferramentas analíticas, como o Dynamic Sheet Former e nossa máquina de papel piloto, e oferece extensas capacidades de teste de papel para qualificar a resistência das fibras recicladas recebidas e encaminhar recomendações para programas de resistência a seco para compensar a perda de resistência da fibra e a redução da gramatura base, permitindo uma maior proporção de uso da fibra recuperada.
Seu parceiro para a Fibra Reciclada
Embora os programas de reciclagem de fibras possam ajudar a atender à crescente demanda por embalagens de papelão, as fábricas devem ser capazes de adaptar suas operações para superar vários desafios, da contaminação até o uso ineficiente de energia e água. As soluções inovadoras da Solenis oferecem um caminho promissor para sistemas mais eficientes e programas sustentáveis de reciclagem de fibras.
Como fornecedora confiável de soluções para a indústria de celulose e papel, a Solenis tem o conhecimento do mercado e das aplicações e as capacidades laboratoriais para desenvolver soluções sob medida e enfrentar quaisquer desafios que nossos clientes possam enfrentar.
Entre em contato com um especialista da Solenis hoje mesmo para saber como podemos ajudar com seus desafios de reciclagem de fibras.