Меню

Еще одна тенденция, затрагивающая все рынки целлюлозы и бумаги — это запланированное расширение мощностей по производству целлюлозы в Китае, поскольку там реализуется так называемая госпрограмма «стратегия двойной циркуляции». Это долгосрочный план развития экономики, объявленный еще в мае 2020 года, согласно которому необходимо больше развивать внутренний рынок (внутреннее обращение), чем внешний рынок (импорт и экспорт).

Бамбуковая целлюлоза

С 1 января Китай ввел запрет на импорт переработанного волокна и, как следствие, в стране началась серьёзная работа по внедрению интегрированными предприятиями технологических циклов по производству первичной целлюлозы и бумаги, которая будет длиться в течение нескольких лет. Макклей насчитал 34 проекта по производству целлюлозы общей мощностью 14,6 млн тонн в год.

Очевидно, что нынешнее отсутствие надежных поставок древесины помешает реализации многих из этих проектов, однако наличие бамбуковых плантаций (бамбук имеет короткий цикл роста: всего 3-5 лет) будет способствовать развитию отрасли в ближайшее несколько лет.

Сюэцзюнь Цзоу, менеджер по химическим процессам в FPInnovations, подтвердил рост использования бамбуковой целлюлозы в китайских СГИ. В настоящее время около половины производимого в Китае бамбука используется для производства санитарно-гигиенической бумаги, а большинство новейших машин в этой стране используют объединенный состав бамбуковой и эвкалиптовой крафт-целлюлозы.

Цзоу рассмотрел влияние изменения состава целлюлозы на СГИ, производимые на пилотной машине FPInnovations. В состав композиции входило 40 % НБСК (северная беленая хвойная крафт-целлюлоза), а остальные 60 % либо БЕК (беленая целлюлоза из древесины эвкалиптового дерева), либо НБСК (осина), либо смесь этих двух материалов в соотношении 50/50. Результаты показали, что с точки зрения прочности и объема смесь 50/50 работает так же хорошо, как и БЕК, однако осиновая целлюлоза в смеси 50/50 уменьшает образование ворса и ухудшает отпыловку бумаги, что может быть серьезной проблемой при переработке растений.

По качеству СГИ можно разделить на четыре сорта: для домашнего использования, эконом-класса, премиум-класса и ультра-премиум класса. Основными различиями являются толщина изделия, впитывающая способность и мягкость, которые взаимосвязаны, поскольку более объемный лист обычно одновременно имеет более мягкую текстуру и лучшую впитываемость. Однако обычно необходимо выбирать между этими желательными свойствами и прочностью листа, которая необходима для оптимальной работоспособности как машины для изготовления СГИ, так и последующего оборудования для переработки бумаги.

Специалисты стараются оптимизировать прочность СГИ с минимальным влиянием на толщину, мягкость и впитывающую способность. Пять основных моментов, влияющих на СГИ:

- Тип волокна и целлюлозы;
- Структурированная СГИ;
- Растворимые прочностные добавки;
- Переработка целлюлозы;
- Целлюлозные нановолокна.

Тип волокна и целлюлозы

Жибин Хэ, старший научный сотрудник Университета Нью-Брансуика, рассказал слушателям о взаимосвязи между физическими свойствами волокон и характеристиками СГИ. Хорошо известно, что длинные гибкие волокна, например, от хвойной древесины северных пород деревьев, обеспечивают прочность на разрыв, тогда как волокна с более толстыми стенками, например, от хвойной древесины южных регионов, обеспечивают объем и впитывающую способность, поскольку их внутренняя полость не так легко разрушается. Кроме того, необходимого объема и мягкости можно добиться, используя волокна твердых пород древесины, например, эвкалипта или акации, поскольку они более короткие, гибкие и имеют меньший диаметр.

Структурированная санитарно-гигиеническая бумага

Дэвид Уэлсфорд, специалист, занимающийся новыми продуктами компании Solenis, рассказал о предстоящих разработках в области производства СГИ большого объема. Он показал пример объемного бумажного полотенца, которое можно использовать для уборки на кухне в качестве тряпки для удаления разлива жидкости.

По сравнению с обычными машинами для производства санитарно-гигиенических бумаг, в которых сушка одновременно сжимает лист и испаряет воду, объемная структура СГИ формируется за счет тканой текстуры пластмассовой сетки, что обеспечивает гораздо большую толщину и водопоглощение с тем же базовым весом волокна.

Чтобы сохранить структуру листа бумаги после сушки, процесс удаления влаги осуществляется не с помощью прессования, а сквозным воздухом, в результате которого вода удаляется за счет сочетания вакуума и горячего воздуха, продуваемого через изделие. Чтобы снять полотно бумаги, не повредив полученную структуру, наносят разделительный состав (обычно четыре килограмма на тонну), позволяющий снять изделие без потери объема. Традиционно этот разделительный состав представляет собой продукт на масляной основе, полученный из нефти.

Обычно необходимо выбирать между желательными свойствами и прочностью листа, которая необходима для оптимальной работоспособности как машины для изготовления СГИ, так и последующего оборудования для переработки бумаги.

Так, например, существует проблема, связанная с высокими температурами при технологической операции. Масленый разделительный состав из распыленных частиц может образовывать дым и туман, что оказывает негативное воздействие на здоровье и безопасность работников. Вторым важным моментом является сброс этого антиадгезива в поток отходов, преимущественно так происходит на предприятиях по производству СГИ, которые сбрасывают свои отходы в муниципальных система очистки, на которых установлены ограничения на жиры, масла и смазочные материалы.

В настоящее время компания Solenis разрабатывает более безопасный и экологически устойчивый продукт на основе биоразлагаемых материалов, отвечающий всем требованиям. Уже проведены исследования, в результате которых выявлены преимущества: более низкая токсичность суточных вод, соответствие муниципальным требованиям на ограничения по жирам, масла и смазочным материалам, уменьшенная на 50% дозировка разделительного состава (относительно обычных антиадгезионных веществ), меньшее запотевание машинного помещения, уменьшение раздражения глаз, снижение потребности в клее между слоями бумажного полотна при изготовлении многослойного изделия.

На сегодняшний день данный продукт находится на стадии разработки, поскольку необходимо провести ряд соответствующих испытаний. При этом ожидается, что новый разделительный состав будет представлять большой интерес у представителей отрасли.

Прочностные добавки

Одним из методов, который улучшает прочность склеивания бумаги, является использование добавки для влажной части листа. Данной добавкой является катионный крахмал или распыленный на лист незаряженный гемицеллюлозный продукт: ксилоглюкан. За оба эти подхода увеличивают водородные связи внутри листа и оказывают незначительное воздействие на объем готового изделия.

Стратегия переработки целлюлозы

Для того чтобы увеличить до предела площадь поверхности и обеспечить лучшее соединение волокна целлюлозу измельчают. При этом слишком сильное измельчение волокна целлюлозы может уменьшить массу бумаги. При использовании смеси различных видов целлюлозы целесообразно размалывать разные виды целлюлозы раздельно, поскольку волокна из лиственных и хвойных пород имеет разные кривые размола. Кроме того, при низкоинтенсивном размоле с более мягким воздействием с помощью специально разработанных рафинерных пластин можно получить волокна с внешней фибрилляцией, подходящие для большой площади поверхности, с меньшим повреждением просветов и сохранением объема.

Добавление целлюлозных нановолокон

Наконец, в бумажную массу можно добавлять нанофибриллированную целлюлозу (НФЦ) или целлюлозные нити. Данный способ увеличивает площадь поверхности целлюлозы и в результате она легче удерживается в изделии, чем при использовании растворимый добавок. Так, например, недавние результаты исследования, опубликованные в Китае, показали, что добавление НФЦ в салфетки для рук на основе бамбуковой целлюлозы увеличило в готовом изделии прочность на разрыв, объем и водопоглощение.

В настоящее время производство санитарно-гигиенической изделий — это развивающийся сегмент, для которого характерно строительство новых предприятий по всему миру. Помимо выбора подходящей технологии бумагоделательной машины, правильного вида волокна, оптимального способа переработки и добавок для производства готового изделия соответствующего качества при минимизации общих затрат на предприятии, все большее значение будет приобретать сохранение конкурентоспособности в данной области.