Nye bæredygtige pulpteknologier

Visionen for papirmasse- og papirindustrien er at reducere udledningen af ​​kuldioxid markant og samtidig forbedre energi- og ressourceeffektiviteten. Derfor, et europæisk initiativ har udviklet en banebrydende teknologi til grønnere pulpproduktion.

I øjeblikket, pulping af træ for at isolere cellulosefibre til papirproduktion bruger energikrævende teknologier udviklet for mere end et århundrede siden, og som kræver fossile kemikalier. Der er en generel konsensus om grønnere processer, der kræver mindre energi, er mere bæredygtige, men bevarer samtidig effektiviteten af ​​højkvalitets pulpproduktion. Papirmasse- og papirindustrien kan yde et stort bidrag til en ressourceeffektiv verden, støtte globale bestræbelser på at skabe en kulstoffattig bioøkonomi.

Partnere i det EU-finansierede PROVIDES-projekt udviklede en innovativ teknologi til træ og agrobaserede lignocellulose-råmaterialer. "Vores mål var at opnå 40 procent energireduktion og 80 procent CO ₂ emissionsreduktion i papirmasse- og papirindustrien, ″ forklarer projektkoordinator Annita Westenbroek.

DES opløsningsmidler

PROVIDES-teknologien er baseret på dybe eutektiske opløsningsmidler (DES), en ny klasse af naturlige opløsningsmidler. De individuelle DES-komponenter har naturligt høje smeltepunkter over 100°C, men ved blanding danner de væsker med lav flygtighed ved stuetemperatur.

Opdaget for 15 år siden, DES'er er allerede blevet anvendt i elektrokemiske applikationer. "For kun fem år siden blev det opdaget, at nogle naturlige DES'er viser meget høj ligninopløselighed, hvilket indikerer, at de kunne anvendes som nye pulpopløsningsmidler. I vores projekt brugte vi DES'er, der opererede ved lav temperatur og atmosfærisk tryk til at isolere lignin fra træ, så vi kan få rene cellulosefibre af høj kvalitet til papirfremstilling, ″ fortsætter Westenbroek.

PROVIDES-projektet udviklede mere end hundrede DES'er. Nogle få af dem demonstrerede den unikke evne til at opløse og derfor mildt fraktionere træ. De genererede cellulosefibre var lige og velformede, giver anledning til papir med god intern binding og trækstyrke. Lignin- og hemicellulose-sidestrømmene kan videresendes til yderligere valorisering.

En anden væsentlig præstation af projektet var udviklingen af ​​de første hydrofobe DES'er, som markant forbedrede isoleringen af ​​komponenter fra vandig pulp.

Ud over en grønnere teknologi

"DES er naturbaserede, vedvarende, biologisk nedbrydelige og omkostningseffektive opløsningsmidler, der aldrig har været brugt i papirmasse- og papirindustrien eller til nogen anden biomassefraktionering før, " siger Westenbroek. Utvivlsomt, opdagelsen af ​​DES har potentialet til at revolutionere pulpprocessen, åbner vejen for at producere papirmasse med minimal energi, emissioner og restprodukter. Vigtigt, implementering af denne radikale teknologi i papirindustrien forventes at øge bæredygtigheden gennem energi-, omkostnings- og ressourceeffektivitet.

Desuden, DES kunne også bruges til at genvinde cellulose fra affald og opløse blæk og forurenende stoffer i papir til genbrug. Imidlertid, der er mange teknologiske huller, der skal udfyldes, at bringe denne laboratorieteknologi mod næste fase.

PROVIDES-konsortiets igangværende aktiviteter har til formål at optimere delignificeringsprocessen og forbedre genvindingen og genbrugen af ​​DES.

I øjeblikket, forskere forbereder et pilotfasestudie for at teste DES i højere skala og validere miljøeffekter og klimafordele. Miljøpåvirkningen af ​​PROVIDES-resultaterne rækker ud over papirindustrien, da ren lignin kan erstatte fossilbaserede aromater i den kemiske sektor.

Samlet set, PROVIDES-tilgangen sigter mod at udkonkurrere traditionelle papirmasseprocesser ved at producere produkter af højeste kvalitet til lavest energiforbrug og laveste pris. Det ultimative mål, Westenbroek konkluderer, er at "kommercielt implementere DES teknologiske innovation inden 2030 for at understøtte klimamålene for papirmasse- og papirindustrien."