在过去 30 年里，造纸业经历了巨大变化。在很大程度上，这种变化是由于市场对纤维包装材料的需求增加，以及绘图纸产量下滑所致。这导致市场纷纷计划将绘图纸机转换为包装机，同时可供回收工厂使用的材料量也随之增加。除上述挑战外，人们对循环再生和可持续发展的关注也与日俱增，旨在限制有毒化学品的使用，同时减少垃圾填埋量。
这些趋势共同推动了造纸行业提高纤维回收系统的效率，以助力满足包装需求，同时实现经济和可持续发展目标。本篇博文将回顾纤维回收所涉及的一些挑战，以及索理思解决方案有何用武之地。
污染物和其他复杂问题
纤维回收是提高纸张生命周期内可持续性和效率的关键。然而，工厂在纤维回收方面面临着诸多挑战，从回收材料的质量和状况到配料中引入的污染物，不一而足。让我们回顾一下使用再生纤维时遇到的三大障碍。
- 经过化学处理的包装
目前，人们对可持续纤维包装的关注旨在减少化学品的使用。然而，可持续解决方案可能无法满足食品包装所用阻隔涂层所需的防水和防油要求。从烘焙和面包包装、快餐包装、冷热饮杯、模制纤维食品托盘到模制纤维包装，无不需要具备阻隔性能，且通常依赖于无用化学品，如全氟烃基及多氟烷基物质 (PFAS) 和传统塑料解决方案。
这些传统方案具有缺点，例如针对最终功能用途进行过度设计（如增加化学品剂量）或成品回收率低下。
- 污染物
研究表明，理想情况下，木质纤维可以回收 25 次以上（来源：Rene Eckhart 博士撰写的《纸板和纸箱的可回收性》，2021 年 12 月），但再生纤维材料会带入非纤维污染物或杂质，例如油墨、胶粘物、胶水或阻隔涂层。此外，食品包装中还可能含有食物残渣。这些污染物会对多个造纸关键过程造成影响，包括再碎浆、助留和成型过程。这反过来又会导致出现效率问题和废水排放负荷增加。
- 材料的质量和一致性
造纸行业已经越来越多地使用非传统纤维，例如麦秸、竹子、草纤维替代品，甚至农业废弃物纤维甘蔗渣。回收材料性质各异，使得备料变得更加困难。与此同时，进入生产流程的原生纤维材料也逐渐减少。在每经过一次加工，纤维的质量都会有所下降。随着混合物中新鲜纤维的数量减少，再生纸的整体质量也会下降。
造纸厂必须了解并考虑各个因素，然后才能充分利用日益增多的回收纸和纸板。其目标是提高纤维助留率，去除胶体和分散污染物，从而提高纤维回收利用的效率。这需要采用整体方法，同时也要考虑水处理解决方案。在开发纤维回收解决方案方面，可以选择拥有深厚应用专业知识和造纸机转换实践经验的特种化学品供应商成为重要的合作伙伴。
流程、产品、人才
索理思将创新产品、工艺理解和技术专长完美结合，帮助造纸商优化纤维产量、能源、可加工性、用水量和污水负荷。我们提供广泛的产品组合，其中包括一系列工艺化学品，可通过提高纤维产量和从回收包装中回收更多原生纤维，来提高纤维处理的运营效率。我们的核心化学品包括：
- 再碎浆助剂。索理思再碎浆助剂有助于降低纤维回收中再碎浆流程（包括含湿强等级的再碎浆）的能耗。再碎浆助剂可以提高再生纤维的分解率，从而提高纤维产量，并使碎浆机吞吐量与造纸机的生产能力保持一致。
- 污染物控制剂。索理思污染物控制产品有助于减少异物进入回收流带来的负担。其中包括 Zenix™ 和 DeTac™ 脱粘剂、Praestafix™ 固定剂和 Zenix™ 表面钝化技术。实验室应用测试（包括疏水性颗粒的电荷、浊度和定量，以及污染物的性质）将确定最佳的污染物控制处理方案，并辅以分析工具，以识别和量化进入的污染物水平。
- 助留剂。索理思助留助滤剂可提高助留率、自留率和脱水率。PerForm™、Percol™ 和整体脱水程序为我们的客户提供可持续的优势，例如节省干燥部能源、纤维和水。
- 淀粉管理方案。Biobond SM 方案可帮助生产再生纸板的工厂，应对与进料回收纸张和纸板中的淀粉含量相关的挑战。造纸系统中的溶解淀粉会对微生物活性、pH 值、电导率以及其他功能和化学过程助剂的性能以及污水处理成本产生负面影响。Biobond 方案以活性形式保留并保存废纸中的淀粉，从而提高产量、强度和化学品处理效果，并最大限度地减少污水处理需求。
- 强度添加剂。造纸商可借助这些添加剂管理其产品所需的湿强度和干强度特性。这对于确保再生纸纸张强度始终如一至关重要。索理思提供各种强度添加剂产品组合和方案，包括 Hercobond™ 聚乙烯胺 (PVAm) 和 Hercobond Plus 乙二醛化聚丙烯酰胺 (GPAM) 化学品，以及 FusionSM 强度和助留助滤聚合物组合方案。
- 阻隔涂层。造纸商可利用索理思的 TopScreen™ 阻隔涂层生产不含聚乙烯的环保纸制包装。我们可以设计出具有不同耐油脂性、防水性、蒸气透射率 (WVTR) 和热密封性的 TopScreen 产品。所有 TopScreen 产品均可用于生产可再浆化、可回收、且通常可堆肥化的纤维制品。
除了多样化的产品组合外，索理思还提供各种实验室支持和测试服务，帮助客户开发优化的解决方案，以处理进入纸张和纸板流中的再生材料。例如，我们的专家可以根据西密歇根大学 (WMU) 和欧洲纸业联盟 (CEPI) 等既定和统一的行业测试标准，评估各种材料（包括阻隔和表面处理材料）的再碎浆和回收效率。测试的重点是初始再碎浆率、确定合格/不合格和损失量的物料平衡、定义胶体溶解物，以及评估回收后的纸张外观（光学、污垢计数和强度特性）。
图 1：左侧为 TopScreen 阻隔涂层，中间为 PLA 层压纸，右侧为 PE 层压纸
索理思还使用分析工具（例如动态纸张成型机和我们的试用造纸机），并提供各种纸张测试功能，以鉴定进料再生纤维的强度，并提出干燥强度方案建议，以弥补纤维强度的损失和基重的降低，从而提高回收纤维的使用比例。
您的再生纤维合作伙伴
虽然纤维回收计划可以帮助满足人们对纸板包装日益增长的需求，但工厂必须能够调整其运营方式，以克服从污染到能源和水资源使用效率低下的一系列挑战。索理思提供创新解决方案，为更高效的系统和可持续的纤维回收计划提供了广阔前景。
作为制浆和造纸行业值得信赖的解决方案提供商，索理思拥有市场和应用知识以及实验室能力，可开发定制解决方案，解决客户可能面临的任何挑战。
请立即联系索理思专家，了解我们如何帮助您解决纤维回收难题。