УПАКОВКАИССЛЕДОВАНИЯРАЗВИТИЕ

Первичное значение вторичного, а также о том, зачем ЦБП демоны

Д.А. ДУЛЬКИН, Д.Т.Н, ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР КОМПАНИИ «ОБЪЕДИНЕННЫЕ БУМАЖНЫЕ ФАБРИКИ»
Замещение первичных волокон вторичными
в производстве тарного картона –
основная тенденция развития гофроиндустрии.
Д.А. Дулькин

В настоящее время процесс увеличения доли тарного картона из макулатуры в России стал настолько значимым, что игнорировать его уже не могут ни производители картона из первичных волокон, ни изготовители гофротары. В настоящей статье я попытаюсь оценить перспективы данного процесса, основные требования к тарному картону из вторичных волокон и задачи, которые необходимо решать для выполнения этих требований.
В течение последних 15 лет производство гофротары в России растет с ежегодными темпами в среднем 8%, в основном за счет применения макулатуры. Это хорошо коррелирует с общемировой динамикой, где 70% повышения выпуска продукции ЦБП осуществляется за счет увеличения переработки вторичного сырья.

По результатам 2012 года уровень использования макулатуры при производстве гофротары в России составил 40%, при этом доля вторичного волокна в балансе европейского производства – 78%. Поэтому, имея в композиции большую долю качественного первичного волокна, наши производители тарного картона из макулатуры могут изготавливать продукцию с относительно высокими характеристиками, применяя устаревшее технологическое оборудование, часто переведенное с выпуска другой продукции (чаще всего с производства печатных видов бумаги).

Д.А. Дулькин, д.т.н, генеральный директор компании «Объединенные бумажные фабрики»

Но ситуация с каждым годом меняется в худшую сторону, в основном «стараниями» самих же производителей макулатурного картона, ежегодно увеличивающих свою долю в общем выпуске тарного картона. Мы прогнозируем увеличение доли макулатурного сырья в гофропроизводстве до 55% к концу 2014 года. Соответственно будет снижаться и качество макулатуры, а это потребует от производителей применения новых технологий и серьезных инвестиций в модернизацию устаревшего оборудования.

Еще важно учесть тот факт, что увеличение доли макулатурного тарного картона в общем потреблении ведет к росту среднего веса 1 м2 гофрокартона. Это не учитывают многие специалисты по маркетингу при расчете роста потребления сырья в ближайшие годы. В настоящее время средний вес 1 м2 гофротары в Европе составляет 525 г (с учетом отходов при производстве). Наши многочисленные расчеты дают аналогичный показатель для России в диапазоне 460–470 г, что неудивительно, учитывая высокую долю сырья из первичных волокон. Марка гофрокартона Т23 составляет львиную долю всего производства, при этом замена тарного картона из  первичного полуфабриката макулатурным в композиции этой марки приводит к увеличению веса тары в среднем на 15–20 г/м2. Следовательно, увеличение доли макулатурного сырья на 1% приводит к росту среднего веса 1 м2 в масштабах страны на 0,15–30 г/м2, что еще больше увеличивает общую потребность в сырье в объемах государства.


Действующая БДМ №2

Все приведенное выше обусловливает наш прогноз дефицита тарного картона из макулатуры на ближайшие 3–4 года, несмотря на ежегодный ввод новых мощностей по его производству.

БМД № 3

В настоящий момент считаю важным определить те основополагающие свойства макулатурного картона, которые необходимо обеспечить для эффективного замещения им тарного картона из первичного волокна.
На мой взгляд, их три:
1) высокая эффективность физико-механических свойств тарного картона из макулатуры;
2) технологичность тарного картона;
3) его резистентность.
Да, абсолютное значение физико-механических показателей тестлайнера ниже, чем у крафт-лайнера, в среднем на 20–25%. Но производителям гофротары важно не абсолютное значение, а стоимость прочности 1 м2 сырья! Именно стоимость м2 сырья формирует себестоимость ящика, а 25% прочности можно компенсировать весом 1 м2 тестлайнера, главное, чтобы его цена это позволяла. Так вот, именно стоимость прочности 1 м2 сырья у тестлайнеров сейчас ниже, чем у сырья из первичных волокон! Причем значительно. Это является причиной тог, что в течение 2012 года и первой половины 2013-го доля макулатурного сырья в композиции ящика выросла в целом по России на 10%!
Под технологичностью тарного картона мы понимаем набор свойств, обеспечивающих высокую экономическую эффективность производства гофрокартона и гофротары:
1. Минимальный уровень брака и отходов при изготовлении гофролиста и гофротары. Целевое значение – 3–4% (здесь имеются в виду отходы, не связанные с раскроем конкретной гофроупаковки).
2. Максимальная рабочая скорость гофроагрегата. Определяется как средняя скорость изготовления одного заказа гофрозаготовки объемом расходования не менее 2 ролей лайнера, установленных на один раскат. Минимальное допустимое значение для использования на высокоскоростных агрегатах – 250 м/мин. Предполагаю, что с учетом обновления парка гофромашин данный показатель вырастет в ближайшее время до 300–320 м/мин.
3. Минимальные потери времени при перезарядке тарного картона на гофроагрегате при скорости, которая должна быть не менее 200 м/мин.
4. Поверхностные свойства верхнего слоя, обеспечивающие печатные качества гофротары, – гладкость и степень проклейки.


В научно-исследовательской лаборатории

Не буду сейчас останавливаться на требованиях к тарному картону, обеспечивающих данные параметры технологичности, – это тема отдельного развернутого доклада. Скажу только, что в настоящее время в действующих национальных стандартах данные требования практически не учитываются, что отрицательно сказывается на конкурентоспособности отечественного сырья. Мы в нашей компании последовательно в течение нескольких лет занимаемся этой проблемой: определяем значения показателей тарного картона, методики их измерений, внедряем технологические новации в производство. Опытно-промышленные выработки у наших клиентов – производителей гофротары стали обычной практикой работы компании. В ходе этой работы мы последовательно улучшаем технологичность переработки нашего тарного картона. Например, сейчас достигнута рабочая скорость переработки картона марки «S-Лайн» в 315 м/мин.
    Однако высокие физико-механические свойства и технологичность тарного картона не являются  достаточными для производства гофротары, полностью удовлетворяющей требования потребителя. Предложите опытному технологу гофропроизводства два картона – из первичного и вторичного полуфабрикатов с одинаковыми прочностными и жесткостными свойствами сходной технологичностью – он выберет тарный картон из первичных волокон, мотивируя это тем, что у него ящик ответственный: для упаковки овощей и фруктов, работающий при высокой влажности воздуха и предназначенный для длительного хранения на холодном складе и т.д. В таких условиях ящик из макулатуры работает плохо.
Серия исследований, проведенных нами на кафедре ЦБП С(А)ФУ, показала, что тарный картон, изготовленный из разных волокнистых полуфабрикатов, имея одинаковые первоначальные физико-механические показатели, по-разному реагирует на происходящее во времени влияние окружающей среды. Грубо говоря, картон из вторичных волокон теряет механическую прочность быстрее, чем аналогичный из первичных.
Предлагаю применить для определения данного свойства картона термин «резистентность».
Резисте́нтность в микробиологии (от лат. resistentia – сопротивление, противодействие) – сопротивляемость (устойчивость, невосприимчивость) организма к воздействию различных факторов: инфекций, ядов, загрязнений, паразитов и т.п.
В нашем случае мы будем говорить о резистентности тарного картона и изготовленной из него гофротары к воздействию факторов внешней среды: высокой влажности воздуха и упакованных товаров, повышенной или пониженной температуры, динамической нагрузки и т.д.
Данные свойства гофротары еще очень плохо исследованы: отсутствуют зависимости свойств тарного картона от влияющих факторов, технологические приемы, влияющие на эти процессы. Надеюсь, что в ближайшее время данная тема станет головной в наших научных разработках.
В завершение доклада я предлагаю вашему вниманию свое видение основных задач, которые необходимо решать при производстве тарного картона из вторичного сырья, учитывая  современные тенденции развития производства, а именно:

  • «старение» вторичного волокна (увеличение циклов его повторного использования);
  • сокращение удельного водопотребления, вызванного усилением природоохранных требований.

В начальной стадии исторического процесса, которую мы прошли года 3–4 назад, основной технологической задачей было удаление из волокна посторонних включений за счет процессов грубого и тонкого сортирования. По мере увеличения доли перерабатываемого вторичного волокна в обороте России и соответственно «старения» волокна первостепенной стало восстановление бумагообразующих свойств самих вторичных волокон.


Основные задачи производства тарного картона из вторичного сырья

Основной метод – селективная обработка волокон с разными морфологическими свойствами на современном технологическом оборудовании.
Когда резерва прочности волокон уже нет, применение упрочнения крахмалом и высокомолекулярными полимерами – единственное средство повышения прочностных и жесткостных свойств тарного картона. Я последовательный противник поверхностной проклейки – это дорого, создает определенные сложности при гофрировании и экологические проблемы при дальнейшем использовании такого картона как макулатуры. Сейчас появились новые технологии внутримассной проклейки с использованием сложных многокомпонентных химических систем, позволяющие наряду с эффективным водопользованием получать удивительные результаты! Мы ведем разработки в этом направлении.
Если же посмотреть немного вперед, применение наночастиц в ближайшие 3–5 лет перевернет наши представления о формировании бумажного листа в общем и о производстве тарного картона из макулатуры в частности. Там случится значительный технологический прорыв. Наночастицы позволят многократно увеличить количество циклов «жизни» волокна, улучшить его физико-механические свойства.    По своей первой профессии я специалист по вакууму. У нас есть термин «максвелловский демон» – это существо, которое в условиях глубокого вакуума толкает молекулы вещества в нужном исследователю направлении – есть такая математическая модель. В нашем понимании наночастицы – это максвелловский демон, он должен «связывать» отдельные молекулы целлюлозы, восстанавливая целостность волокна.
Резюмируя вышесказанное, можно констатировать, что в России процесс замещения первичного волокна вторичным набирает обороты, и это ставит новые задачи перед научным сообществом, от решения которых зависит конкурентоспособность нашей промышленности.

 

 Москваwww.packaging-rd.ru  2018 © Все права защищены.