ساخت جعبه و کاغذ مقوایی فلوت دار از ساقه گوجه فرنگی
شرکت خمیر و کاغذ اسلوونی (ICP) اخیراً یک کاغذ مقوایی فلوت دار تولید کرده؛ که در ساخت آن از ساقه‌های گوجه فرنگی به‌عنوان بخشی از مواد اولیه استفاده شده است.
آنچه در این مطلب می‌خوانید:
روند استفاده از ساقه‌های گوجه فرنگی در تهیه‌ی کاغذ مقوایی فلوت دار
چند درصد از کاغذ مقوایی فلوت دار از ساقهی گوجهفرنگی ساخته شده است؟
آیا می‌توان این فرآیند را برای استفاده‌ی گسترده‌تر توسعه داد؟
آیا آزمایشی با انواع دیگر زباله‌های کشاورزی نیز انجام شده است؟
ساقه‌های گوجهفرنگی از زباله‌های کشاورزی محلی تهیه شده و به لایه‌ی روکش و لایه‌ی میانی کنگره‌ای (فلوت) تبدیل می‌شوند.
متن زیر مصاحبه‌ای با ایگور کارلوویتس، محقق ارشد ICP است که در مورد چشم‌اندازها و چالش‌های بالقوه و ارتقاء بیشتر این روش توضیح می‌دهد.
آیا می‌توانید کمی بیشتر در مورد روند استفاده از ساقه‌های گوجه فرنگی در تهیه‌ی کاغذ مقوایی فلوت دار توضیح دهید؟
موسسه ICP در لیوبلیانا به‌صورت جدی درحال تحقیق در مورد استفاده از زیست‌توده (Biomass) حاصل ضایعات چوب، پسماندهای کشاورزی و صنعتی (محصولات زراعی و سبزیجات، گیاهان خودر‌و، هرس گیاهان فضای سبز شهری و جنگل‌ها، ضایعات تولید چوب و کاغذ و غیره) است. در پایگاه داده‌ی ما بیش از ۶۰ حوزه‌ی مختلف درحال بررسی‌ست.
ایده‌ی بسته‌بندی‌های بازیافتی (Circular packaging) با استفاده از ساقه‌های گوجه فرنگی در سال ۲۰۱۸ مطرح شد. اجرای این ایده با همکاری بزرگ‌ترین تولیدکنندهی گوجهفرنگی در اسلوونی (مارک تجاری Lušt) بر اساس استفاده از بستهبندی جدید جایگزین کیسه‌های پلاستیکی برای محصولات آن‌ها آغاز شد.
تحقیقات نشان می‌دهد که خصوصیات شیمیایی و مورفولوژیکی ساقه‌های گوجه فرنگی از لحاظ کمی و کیفی مشابه الیاف سلولزی با بیش از ۴۰٪ فیبر، مناسب برای تولید کاغذ است. در راستای ملزومات برای تولید بستهبندی گوجهفرنگی، فرآیند تجزیه‌ی زیست-توده، تهیه‌ی فیبر و تولید کاغذ در آزمایشگاه‌های موسسه، شبیه‌سازی و بهینه‌سازی شدند.
بهداشتی و قابل بازیافت
در مراحل تولید کاغذ، از افزودنی‌ها با پایه‌ی طبیعی نظیر چسب‌های با پایه‌ی نشاسته و رنگ‌های طبیعی استفاده شده است؛ تا بستهبندی محصولات قابلیت کمپوست شدن و بازیافت خانگی داشته باشند. همچنین از سلامت مواد غذایی در تماس با این جعبه‌ها بر اساس دستورالعمل‌ها اطمینان حاصل شود.
در سال ۲۰۱۹ موسسه‌ی ICP برای تحقیقات بازار، اولین سری جعبه‌های مقوایی خود را در مقیاس صنعتی تولید و روانه‌ی بازار کرد. (۲۵۰۰۰ جعبه)
به‌دلیل بازخورد بسیار مثبت بازار، در حال حاضر جعبه‌های تولیدشده از ساقهی گوجهفرنگی به‌طور مرتب در واحد تولید نیمه‌صنعتی موسسه تهیه می‌شود. جعبه‌های کاغذی Lušt به مدت دو سال است که در بازار مورد استفاده قرار می‌گیرند.
گام بعد، توسعه‌ی راه‌حل‌های اقتصادی و جدید بستهبندی با تولید جعبه‌ی فلوت‌دار در راستای افزایش کارایی مواد مازاد بوده است.
کاغذ تولیدشده برای رویه‌ی مقوایی بستهبندی و لایه فلوتینگ بهینه شده است. اما بزرگ‌ترین چالش، یافتن تولیدکنندهی جعبه فلوت‌دار با تجهیزات قابل تنظیم برای مواد متنوع اولیه بود. یک تولید‌کننده کوچک مقوا اسلوونیایی برای اولین‌بار با موفقیت تولید اولین محصول _جعبه‌ی هدیه_ را در سال جاری به پایان رساند.
چند درصد از کاغذ مقوایی فلوت دار از ساقهی گوجهفرنگی ساخته شده است؟
به‌منظور دستیابی به خواص مکانیکی مناسب، کاغذ تولیدشده شامل تقریبا ۵۰٪ فیبر (fibers) از الیاف ساقه‌های گوجه فرنگی است. و بقیه‌ی الیاف از چوب سخت و نرم موجود در بازار استفاده شده است. برای هر سه لایه‌ی جعبه‌ی فلوت‌دار، از کاغذ با گرماژ ۱۱۰ گرم در متر مربع استفاده می‌شود.
آیا می‌توان این فرآیند را برای استفاده‌ی گسترده‌تر توسعه داد؟
از آن‌جاکه ما این فرآیند را در مقیاس نیمه‌صنعتی با موفقیت به پایان رسانده‌ایم، قطعاً پتانسیل گسترش آن وجود دارد. اما چالش‌های مهمی نیز می‌بایست برطرف شوند. مانند در دسترس بودن زیست‌توده (یا انواع مختلف آن) از نظر کمیت، در دسترس بودن فصلی (ذخیره‌سازی)، در دسترس بودن محلی (حمل و نقل)، تغییرات در کیفیت و غیره.
اگرچه تاسیسات تولید خمیر چوب موجود، ظرفیت تولید بالا دارند؛ اما لزوماً با تغییرات بنیادی در مواد اولیه‌ی ورودی سازگار نیستند.
اکثر مواد اولیه جایگزین _در این مورد ساقهی گیاهان گوجه فرنگی_ متنوع، متغیر و فصلی هستند. بنابراین مواد اولیه‌ی ورودی برای تولید در مقیاس بزرگ و با مقادیر زیاد، در یک مکان قابل دسترس نبوده و هزینه‌ی جابه‌جایی بالایی ایجاد می‌کنند. اما امکان افزایش ظرفیت تولید از تیراژ کم تا متوسط (ظرفیت خمیر کاغذ تا ۱۰۰ تن در روز) وجود دارد. زیرا به‌راحتی با مواد اولیه‌ی مختلف برای صنایع بالادستی (تولیدکنندگان زیست‌توده، خدمات حمل و نقل و تدارکات)، صنایع پایین‌دستی (کارخانه‌های تولید کاغذ سایز متوسط، تولیدکنندگان بستهبندی و خرده‌فروشان) و مصرف‌کنندگان نهایی (تولیدکنندگان محصولات کشاورزی و شرکت‌های بازیافت) قابلیت سازگاری دارد.
یک محدودیت مهم در مناطق مختلف، فقدان واسطه‌ها و موسسات تحقیقاتی‌ست؛ که بتوانند از توسعه و ایجاد زنجیره‌های ارزش جدید حمایت و از محصولات بالقوه پشتیبانی کنند.
موسسه ICP، با تجهیزات نیمه‌صنعتی خود، فرآوری زیست‌توده، تولید کاغذ، جعبه‌ی مقوایی فلوت‌دار و متعلقات بستهبندی را در سطحی قابل ارتقا، توسعه داده است.
آیا آزمایشی با انواع دیگر زباله‌های کشاورزی نیز انجام شده است؟
آمارها نشان می‌دهد که پتانسیل بالایی از زباله‌های زیست‌توده و صنایع جانبی در اسلوونی برای پالایش زیستی (biorefining) وجود دارد.
ما در موسسه ICP، پایگاه داده‌ای از این مواد اولیه‌ی خام به‌همراه مقادیر بالقوه و مناسب‌ترین زمینه‌های کاربردی آن‌ها، نه‌تنها برای تولید کاغذ، بلکه برای استخراج مواد شیمیایی، تولید آنزیم و غیره نیز تهیه کرده‌ایم. درنتیجه ما موفق شده‌ایم که الیاف و کاغذها را از منابع مختلف تولید کنیم.
مواردی با بیشترین ظرفیت _حدود سی مورد_ از نظر ساختار شیمیایی، مورفولوژیکی، فرآیند استخراج فیبر سلولز و تولید کاغذ در مقیاس آزمایشگاهی به‌طور عمیق مورد مطالعه قرار گرفته‌اند.
به‌عنوان مثال، پسماندهای کشاورزی، گندم، کاه، رازک، جو، ذرت و غیره را تجزیه و تحلیل کرده‌ایم.
آزمایشات نیمه‌صنعتی و تولید صنعتی کاغذ با همکاری شرکای مختلف توسعه داده شده است. به‌عنوان مثال از پسماند هرس گیاهان فضای شهری (گیاهانی مانند invasive alien plants, Japanese knotweed, Canadian goldenrod, black locust) یا ضایعات صنایع مختلف (خاک اره، کیسه‌های قهوه) استفاده شده است. برخی از آن‌ها تحت نام تجاری موسسه CiP عرضه شده‌اند.
همه‌ی این محصولات از نظر چرخه‌ی تولید، بازیافت، تطابق با الزامات قانونی و بازار، ارزیابی می‌شوند. درحال‌حاضر مقوای فلوت‌دارفقط از الیاف گیاهان گوجه فرنگی و گیاه (Japanese knotweed) تهیه می‌شود. با این حال، دانش، تجهیزات و مجموعه‌ی شرکا به ما امکان آزمایش انواع دیگر زیست‌توده‌ها را خواهند داد.
ترجمه از وب‌سایت Packaging Europe