e2cmp ‑ Miljövänligt effektivt kemimekanisk massa för hållbara förpackningsmaterial

Grundidén är att dra nytta av den naturliga styvheten på träfibrerna och uppnå de erforderliga hållfasthetsegenskaperna genom att påverka fiberegenskaperna eftersom hög bulk är den avgörande faktorn som styr förpackningens styvhet.

KK-stiftelsen finansierar vår synergi med forskning i fem år med totalt 12 miljoner kronor. Synergin har fått namnet e2cmp - Miljövänligt effektivt kemimekanisk massa för hållbara förpackningsmaterial. Mittuniversitetet har en internationellt stark position inom processteknisk forskning i mekanisk massa. Forskningsprojektet består av fyra delprojekt.

Dessa projekt bidrar till de långsiktiga målen för utveckling av nya, miljövänliga och hållbara förpackningsmaterial och vårt mål är att ersätta plast med fiberbaserade material. Vi kommer att samarbeta med universitetet i Trois Rivieres i Quebec och British Columbia i Kanada och Tennessee i USA.

BillerudKorsnäs, Valmet och PulpEye är partnerföretag i forskningsprojekten. Tillsammans bidrar de med lika ekonomiska resurser som KK-stiftelsen för forskningsprojekten.

"Inom BillerudKorsnäs har vi en hög ambitionsnivå att utveckla och förbättra våra kartongprodukter och produktionsprocesser," säger Henrik Edlund, projektledare R & D BillerudKorsnäs. "För att förbättra och uppnå önskade massaegenskaper hos fibern i kartongens mittlager anser vi det nödvändigt att öka kunskapen och den grundläggande förståelsen för fiberbearbetning i CTMP-processen. Sådant FoU-arbete med stark forskningskaraktär och en behov av kompetens inom flera områden genomförs med fördel i samarbete med leverantörer av hårdvara och mätutrustning i branschen med högskolor. Kompetensen och erfarenheten FSCN har inom forskning om mekanisk massaproduktion har varit avgörande för BillerudKorsnäs i valet av partner. Vi har stora förväntningar på dessa gemensamma forskningsprojekt och ingår samarbete med hopp om att resultaten kommer att bidra till våra ansträngningar för att utveckla och producera hållbara förpackningar. "

Kärnfrågan är om det är möjligt att producera ett mer hållbart skogsfiberbaserat förpackningsmaterial med förbättrade funktionella egenskaper som hög bulk, styvhet och styrka när man minskar den totala materialanvändningen och energikostnaderna. För att besvara denna fråga behöver vi följande delprojekt:

Delprojekt 1

Konserverad fibermorfologi genom fibermjukgöring och optimering av spånraffinering

Målet är att utveckla kemimekanisk chip-förbehandling och chip-raffineringsteknik för att bevara den ursprungliga fibermorfologiska strukturen samtidigt som man ser till att fibrerna separeras på ett sådant sätt att skivinnehållet blir så lågt som möjligt. Fokus ligger på hur man fullt ut utnyttjar potentialen i sulfoneringskemi för att säkerställa en lämplig träfibermjukning och fiberväggsvullnad i processen för chipraffinering. Grundläggande raffineringsteori kunskaper kommer också att användas för att bättre förstå hur man kan påverka intensitet och temperaturprofiler i raffinören för att uppnå en massa med extremt välbevarade träfibrer och med minsta mängd skivor.

Projektledare: Dr Erik Persson

Delprojekt 2

Maximerad fiberavskiljning och ökad fiberyta med bevarad bulk genom optimerad raffinering med låg konsistens

Målet är att förstå hur man optimerar de kemimekaniska massafiberegenskaperna med hjälp av raffinering med låg konsistens så att alla fibrer är perfekt separerade. Fiberytorna måste också behandlas för att förbättra vidhäftningen med hjälp av ytflimmer. Eftersom det första defibrerings/raffineringssteget i stor utsträckning bestämmer massafibrernas karaktär är det viktigt att samoptimera processen för chipraffinering med låg konsistensraffinering på ett sådant sätt att fibermassan bevaras.

Projektledare - Dr Jan-Erik Berg

Delprojekt 3

Förbättrad fiberadhesion av skrymmande CTMP-fibrer med metallfri katalys

Målet är att förstå hur man kompenserar det mindre kontaktområdet fiber till fiber genom ökad vidhäftning i varje fiberförband. Möjligheter att fästa kationiska och anjoniska funktionella grupper till CTMP-fiberytor som innehåller en kombination av cellulosa, hemicellulosa och lignin kommer att undersökas. Strategin för att uppnå detta mål är att använda en ny organisk-katalytisk teknik genom att lägga till naturliga tvärbindande molekyler såsom karboximetylcellulosa och oxiderad katjonisk stärkelse till fiberytorna.

Projektledare: Professor Armando Cordova

Delprojekt 4

Synergisk processteknologimodellering och validering av fabriksskala

Målet är att skapa en industriellt implementerbar processdesign som kombinerar de tre ovannämnda teknikerna. Vi kommer i detta arbete att kombinera traditionell metodik från processdesignmodellering i kemiteknik, med hjälp av enhetsoperationsmodellblock med en processintensifierad forskningstrategi.

Projektledare: Professor Per Engstrand