Ny forskning viser, at man kan øge antallet af gange, papir kan genbruges, hvilket kan revolutionere papirindustrien.
Björn Sjöstrand, docent i kemiteknik ved Karlstad Universitet, har brugt mange år på at forstå og forbedre afvandingsprocessen for træfibre i papirproduktion. I oktober deltager han som foredragsholder på Scanpack Pioneers, hvor han forklarer, hvordan hans forskning kan gøre papirproduktion mere bæredygtig og ressourceeffektiv.
Produktionen af papir kræver meget energi og er dyr. For at gøre papirindustrien mere bæredygtig er der behov for øget viden om, hvordan vand kan fjernes fra de træfibre, der bruges i papirproduktionen. Hvordan man kan lykkes med dette, har Björn Sjöstrand brugt flere år på at finde ud af.
Afgørende for hvor mange gange materialet kan genbruges
Papir er lavet af træfibre. De er gode til nogle ting, men dårligere til andre. For eksempel er de gode til at klumpe sig sammen og holde på vandet. Men vi vil som bekendt gerne have glat papir, og for at opnå det fortyndes papirmassen med meget vand, især i starten af produktionsprocessen. Derefter sker afvanding, hvor papirmaskinen fjerner vandet.
Forhorning opstår, når træfibre ikke kan genvinde deres oprindelige udseende, adfærd og struktur, efter at materialet er tørret. At forstå, hvordan forhorning og vand påvirker disse materialer, er afgørende for produktionseffektivitet, genanvendelighed og ressourceoptimering for forskellige papir- og papmaterialer.
– Forhorning er derfor den store ændring, der sker efter hver tørring, hvilket begrænser antallet af gange, materialet kan genbruges, forklarer Björn Sjöstrand.
Vellykkede resultater kan tredoble genbruget af papir
I en artikel har han vist, at forhorning kan forhindres, hvilket i praksis betyder, at materialet kan genbruges flere gange.
– Hvis det lykkes os at modvirke forhorningen, kan vi fordoble eller endda tredoble antallet af gange, et materiale kan genbruges. I stedet for fem til syv cyklusser, kan vi nå ti eller fjorten. Denne del af processen fokuserer mere på ressourceeffektivitet og genanvendelighed end på energieffektivitet. Og det vil jeg fortælle mere om hos Scanpack til efteråret, forklarer Sjöstrand.
Hvordan opstår fænomenet?
På trods af indsigt i, hvad der forårsager forhorningen, er det stadig uklart, præcis hvordan dette fænomen opstår. Denne indsigt er nødvendig for at forbedre industrielle processer og muliggøre innovative løsninger og opskalering af nye processer, der i øjeblikket kun fungerer i et laboratoriemiljø.
– Vi tror, at forhorning skyldes kæder af vandmolekyler, der binder sig til hinanden med brintbindinger. Disse bindinger, er svage, når de er i vandform. Når vandet så fjernes, trækker kæderne celluloseoverfladerne sammen og skaber stærkere bindinger mellem dem. Vi ved ikke præcis hvilke bindinger der opstår, men vi har set at denne sammentrækning af celluloseoverfladerne når vand fjernes må skyldes brintbindinger. Når vi erstatter vand med alternative opløsningsmidler som methanol, ethanol, isopropanol, acetone og ethylacetat, sker forhorning i langt mindre omfang og nogle gange slet ikke.
At forstå, hvordan påvirkningen er af disse materialer, er vigtigt for at forbedre produktionseffektiviteten, genbrug og ressourceforbrug i papir- og papproduktion. Ved at studere disse processer kan der spares meget energi, samtidig med at vi kan finde nye anvendelsesmuligheder for skovbaserede materialer, siger Björn Sjöstrand.
Fra laboratorietest til fabrik
Indtil videre er testene foregået i laboratorier. Næste skridt er at teste ude på fabrikkerne. Men det har sine udfordringer, forklarer han:
– Noget, der fungerer i et laboratorium, virker ikke altid på en rigtig papirmaskine. Derfor arbejder vi på fire skalaer: laboratorietest, pilottest, computersimuleringer og fuldskala. Jeg arbejder for det meste på laboratorie- og pilotskalaen, hvor fuld skala er det sidste trin ved at teste på rigtige papirmaskiner.
I oktober deltager Björn Sjöstrand som foredragsholder på Scanpack, mødestedet for den skandinaviske emballageindustri. Scanpack finder sted den 22.-25 oktober på den svenske messe i Göteborg. Mere information om messen og programmet findes på Scanpacks hjemmeside.
