Et av problemene med papirgjenvinning er at fibrene blir stivere under avvanning og tørking, som kalles horning. Det samme skjer også med for eksempel oppvaskkluter, som blir stivere over tid. Ny forskning viser hvordan avhorning foregår, kunnskap som vil gi mulighet til å resirkulere papirfibrene mange flere ganger sammenlignet med dagens fem til syv ganger.
Studier ved Karlstad Universitet gjør at det nå er kjent ved hvilke tørrstoffkonsentrasjoner horningen starter, allerede tidlig ved tørrstoffinnhold så lavt som 20 prosent tørt, ifølge Björn Sjöstrand, dosent i kjemiteknikk.
– Vi vet også ved hvilke temperaturer horningen starter, allerede ved temperaturer helt ned til 40°C men de største forskjellene er ved høyere enn 100°C. Løsemidlet spiller også en rolle, erstatter vi vannet i papirmassen med andre væsker, reduseres forhorningen. Dette tyder på at hydrogenbindingene som kan dannes i vannmiljøet bidrar til horning av fibrene.
Forskningen gir ny kunnskap om avhorning, et forskningsområde som øker mulighetene for skogindustrien til å forstå den skiftende bindingsevnen til trefibrene under tørking. Keratiniseringen skjer gjennom kjemisk binding i fibrene. Dette hindrer fiberens evne til å svelle, reduserer fleksibiliteten og dens ytre fremspring, såkalte ytre fibriller. Fleksible fibre og ytre fibriller er viktige for styrkeegenskaper ved produksjon av papp og papir.
Presentert på Ekmandagarna 2024
Forskningsresultatene ble presentert på Ekmandagarna 2024, en konferanse som SPCI, Swedish Association of Paper & Cellulose Engineers arrangerer årlig. De finnes også i flere nylig publiserte vitenskapelige artikler.
– Det var en stor ære å få muligheten til å presentere våre resultater på årets Ekmandagarna, som samler mange deltakere fra hele papirindustrien, både akademia og bransjerepresentanter. Håpet er at denne forskningen kan bidra til at papirfibrene kan gjenvinnes mange flere ganger enn i dag, sier Björn Sjöstrand.
– I tillegg kan økt kunnskap om horning føre til muligheter for å bruke mindre råstoff i papirproduksjonen, fordi vi i større grad kan kontrollere styrkeegenskapene til papirmaterialene vi produserer.
Økt sirkularitet
Fordelene med økt kunnskap om forhorning er mange. Forskningen kan bidra til nye tørkestrategier for industrien og dermed skape muligheter for flere resirkuleringssykluser og forbedrede produktegenskaper. Håpet er at fiberen, som i dag kan sirkuleres fem til syv ganger, skal kunne sirkuleres mange flere ganger. De viktigste områdene hvor kunnskap om avhorning spiller en rolle er salgsmasse, tørt avfall, resirkulering, oppløsningsmasse og mikro- og nanocelluloseapplikasjoner.
– Å bruke en mindre mengde fiber, men opprettholde produktets styrkeegenskaper betyr mer optimalisert bruk av råvaren, sier Björn Sjöstrand. Vi vil dermed bidra til både økt gjenvinning og redusert ressursbruk med prosjektets resultater.
Forskningen utføres innenfor forskningsmiljøet Pro2BE, Prosesser og produkter for en sirkulær bioøkonomi, ved Karlstad Universitet. Pro2BE fokuserer på forskning og utdanning for transformasjon til en bioøkonomi basert på bærekraftige og fornybare ressurser og på utvikling av skognæringen.
