Forståelsen af vand er afgørende papirproduktionens fremtidBjörn Sjöstrand deltager på Scanpack Pioneers, hvor han vil forklare, hvordan hans forskning kan gøre papirproduktionen mere bæredygtig og ressourceeffektiv.

Forståelsen af vand er afgørende papirproduktionens fremtid

Ny forskning viser, at vi kan øge antallet af gange, papir kan genbruges, hvilket kan revolutionere papirindustrien. Björn Sjöstrand, lektor i kemiteknik, har brugt mange år på at forstå og forbedre processen med at fjerne vand fra træfibre i papirproduktionen. I oktober er han indlægsholder på Scanpack Pioneers, og vil forklare, hvordan hans forskning kan gøre papirproduktionen mere ressourceeffektiv

Papirproduktion er dyr og kræver meget energi. For at gøre papirindustrien mere bæredygtig er vi nødt til at vide mere om, hvordan vandet kan fjernes fra de træfibre, der bruges i papirproduktionen.

Björn Sjöstrand, lektor i kemiteknik ved Karlstads universitet har brugt mange år på at finde ud af, hvordan det lader sig gøre.

Hornificering spiller en hovedrolle
Papir er lavet af træfibre. De er gode til nogle ting, men mindre gode til andre. For eksempel er de gode til at klumpe sig sammen og holde på vandet.

Men det, vi har brug for, er selvfølgelig fladt papir, og for at opnå det, udvandes papirmassen med store mængder vand, især i starten af produktionsprocessen.

Næste trin er, at papirmaskinen fjerner vandindholdet.  Hornificering opstår, når træfibre ikke er i stand til at genvinde deres oprindelige udseende, adfærd og struktur, efter at materialet er blevet tørret.

At forstå, hvordan hornificering og vand påvirker disse materialer, er afgørende for produktionseffektivitet, genanvendelighed og optimering af ressourceforbruget for forskellige papir- og papmaterialer.

- Forhorning er den største forandring, der sker efter hver tørringsproces, og det begrænser antallet af gange, man kan genbruge materialet, forklarer Björn Sjöstrand.

Succesfulde resultater kan tredoble genbrug
I en artikel har Björn Sjöstrand tidigere vist, at horndannelse kan forhindres, hvilket i praksis betyder, at materialet kan genbruges flere gange.

- Hvis det lykkes os at modvirke forhorning, kan vi fordoble eller endda tredoble antallet af gange, et materiale kan genbruges.

I stedet for at materialet kan klare fem til syv cyklusser, kan vi måske gå helt op til ti til fjorten. Denne del af processen fokuserer mere på ressourceeffektivitet og genanvendelighed end på energieffektivitet.

Og det kommer jeg til at tale mere om på Scanpack til efteråret, forklarer Sjöstrand.

Uklart hvordan fænomenet opstår
Mens vi ved, hvad hornificering skyldes, er det stadig uklart, præcis hvordan fænomenet opstår.

Denne dybere indsigt er nødvendig for at kunne forbedre industrielle processer og muliggøre innovative løsninger og opskalering af nye processer, som i øjeblikket kun fungerer i laboratoriemiljøet.

- Vi mener, at horndannelse skyldes kæder af vandmolekyler, der binder sig til hinanden med brintbindinger. Disse bindinger, som ligner overlappende Mickey Mouse-figurer, 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 samling af celluloseoverfladerne, når vandet fjernes, må skyldes hydrogenbindinger.

- Når vi erstatter vandet med alternative opløsningsmidler som methanol, ethanol, isopropanol, acetone og ethylacetat, sker horndannelsen i langt mindre grad - og nogle gange slet ikke.

- At forstå, hvordan horndannelse og vand påvirker disse materialer, er vigtigt for at forbedre produktionseffektiviteten, genanvendeligheden og ressourceforbruget i papir- og kartonproduktionen.

- Ved at studere disse processer kan vi spare en masse energi og samtidig finde nye anvendelsesmuligheder for skovbaserede materialer, mener Björn Sjöstrand.

Fra laboratorietest til fabrikken
Indtil videre har testene kun fundet sted i laboratorier. Næste skridt bliver at udføre test ude på fabrikkerne. Men det er forbundet med udfordringer, forklarer han:

- Bare fordi noget fungerer i et laboratorium, betyder det ikke altid, at det vil fungere på en rigtig maskine. Det er derfor, vi arbejder i fire skalaer: laboratorium, pilotskala, fuldskala og datasimulationer.

- Jeg arbejder primært med laboratorie- og pilotskalaen, mens fuld skala er det sidste trin, hvor vi tester på rigtige maskiner.

Der er fire tilbagevendende angrebspunkter i Björn Sjöstrands forskning: energieffektivitet, ressourceeffektivitet, genanvendelighed og udskiftning af fossile materialer med biobaserede alternativer.

- I øjeblikket er jeg især involveret i de tre første spørgsmål, især med hensyn til ressource- og energieffektivitet samt genanvendelighed i forbindelse med hornificering.

- Men hvis vi også kan forstå processen, og hvordan den fungerer mere detaljeret, kan vi introducere nye materialer som f.eks. mikro- og nanofibrilleret cellulose i papirlignende processer.

- Materialer, der kan være gennemsigtige og meget formbare, hvilket åbner op for nye anvendelsesområder. Vandfjernelse og hornificering vil også spille en vigtig rolle i denne sammenhæng.

Fælles mål
Der sker meget i papirindustrien lige nu. Og Björn Sjöstrand mener, at der er et ønske om at trække i samme retning, mod de samme mål.

- Det er på en måde kernen i, hvorfor jeg går på arbejde om morgenen, og hvorfor det er så sjovt. Vi har så mange projekter i gang, hvor branchen virkelig ønsker at arbejde sammen.

I oktober vil Björn Sjöstrand være til stede som taler på Scanpack, som er mødestedet for den skandinaviske emballageindustri. Scanpack finder sted den 22.-25. oktober på Svenska Mässan i Göteborg.

-hawin

3/9 2024
  • Distributøraftale på plads i Spanien

    Distributøraftale på plads i Spanien

    maskiner ›Q-Interline har netop indgået en samarbejdsaftale med en ny distributør, Palex, i Spanien, hvilket åbner op for endnu flere muligheder og salgspotentiale i Sydeuropa.
  • Schubert opgraderer sin Care-platform

    Schubert opgraderer sin Care-platform

    maskiner ›I 2022 lancerede Gerhard Schubert sin egenudviklede Care-overvågningsløsning til eksempelvis emballeringsmaskiner og enklere procesoptimering. I år er løsningen så blevet opgraderet
  • Specialdesignede plastikpaller fra Shoeller Allibert

    Specialdesignede plastikpaller fra Shoeller Allibert

    maskiner ›Sammen med et hollandsk bryggeri har specialisten i genbrugsemballage udviklet en skræddersyet palle til fadølsankere. Pallerne er fremstillet af 100 procent genbrugsplast fra forbrugeremballage og industriprodukter
  • Roterende papirrulleklemmer til alle størrelser og positioner

    Roterende papirrulleklemmer til alle størrelser og positioner

    maskiner ›stabau udvider sin portefølje af redskaber til at gribe, transportere og beskytte store papirruller. De nye klemmer har 180° roterende drev, som sammen med optimeret gribearmsgeometri, og gør dem egnet til brug på tværs af brancher f.eks. i papir- og emballageproduktion, i trykkerier eller til lastning af lastbiler mm.
  • Ny AI-teknologi reducerer produktionsfejl i fødevareindustrien

    Ny AI-teknologi reducerer produktionsfejl i fødevareindustrien

    maskiner ›Teknologisk Institut vil på fødevaremessen IFFA-messen i Frankfurt til maj præsentere generation af vision-systemer, der er specielt udviklet til at håndtere industriens stigende krav til dokumentation og fødevaresikkerhed
  • Turbo-tørrende lim til hygiejnisk emballering

    Turbo-tørrende lim til hygiejnisk emballering

    maskiner ›Med en hærdningstid på 0,16 sekund har Henkel udviklet Technomelt Supra PRO 301 Plus. Det nye klæbemiddel smelter med den høje hastighed og er målrettet til højhastighedsmaskiner i den farmaceutiske industri
  • In-line lækagedetektoren giver fuld forseglingssikkerhed

    In-line lækagedetektoren giver fuld forseglingssikkerhed

    maskiner ›Eisberg, som er polsk storleverandør af bl.a. salater og andet frugt og grønt, har med installationen af en Ishida AirScan in-line lækagedetektor opnået hurtig og effektiv kontrol med udslip af CO2 fra modificerede atmosfære-emballager
  • Nemco lancerer nyt VEMAG-fyldebord til bagerier

    Nemco lancerer nyt VEMAG-fyldebord til bagerier

    maskiner ›Den nordiske leverandør af løsninger til fødevarebranchen, kan nu præsentere en et fleksibelt og præcist fyldebord fra VEMAG Maschinenbau. Sammen med virksomhedens dejportioneringsmaskine kan forskellige typer bagværk fra dej og dejblandinger produceres automatisk og med præcis afvejning