W recyklingu papieru najsłabszym ogniwem są włókna. Każdy kolejny cykl sprawia, że stają się krótsze i mniej wytrzymałe. Zamiast je zastępować, nowa technologia pozwala je połączyć na nowo. Bionanoceluloza działa jak niewidzialna sieć wzmacniająca papier, umożliwiając więcej makulatury, stabilną jakość i mniejsze koszty – w jednym rozwiązaniu opracowanym przez badaczy Łukasiewicz – Instytutu Chemii Przemysłowej.
Rosnący udział makulatury w produkcji papieru i tektury to dziś konieczność wynikająca z regulacji środowiskowych, presji kosztowej oraz oczekiwań rynku. Jednocześnie im więcej surowców wtórnych trafia do obiegu, tym bardziej widoczne stają się ich ograniczenia technologiczne. Włókna celulozowe po kolejnych cyklach recyklingu ulegają skróceniu i osłabieniu, co prowadzi do pogorszenia właściwości mechanicznych papieru, spadku stabilności jakościowej oraz konieczności kompensowania tych strat dodatkami chemicznymi lub włóknem pierwotnym. To z kolei oznacza wyższe koszty i trudność w pogodzeniu jakości produktu z celami środowiskowymi. Odpowiedzią na te wyzwania jest opracowana w Łukasiewicz – Instytucie Chemii Przemysłowej zgłoszona do opatentowania technologia (P-450245 – modyfikowana celuloza bakteryjna oraz sposób wytwarzania modyfikowanej celulozy bakteryjnej), oparta na wykorzystaniu bakteryjnej bionanocelulozy jako biologicznego uszlachetniacza masy makulaturowej. Rozwiązanie to pozwala w prosty sposób wzmocnić strukturę papieru i tektury pochodzących z recyklingu, bez konieczności ingerencji w istniejący proces produkcyjny.
Bionanoceluloza wytwarzana jest w procesie fermentacji mikrobiologicznej i ma postać trójwymiarowej sieci nanowłókien o składzie chemicznym tożsamym z naturalną celulozą. Po odpowiednim przetworzeniu materiał trafia do masy makulaturowej w formie stabilnej zawiesiny, przeznaczonej do stosowania w części mokrej procesu papierniczego. W przeciwieństwie do klasycznych dodatków wypełniających, bionanoceluloza działa jak mikrowzmacniacz – nie „rozcieńcza” struktury papieru, lecz aktywnie uczestniczy w tworzeniu nowych wiązań pomiędzy osłabionymi włóknami. Materiał działa jak bardzo drobna sieć, która pomaga włóknom papieru lepiej się ze sobą łączyć. Dzięki temu papier staje się mocniejszy i bardziej stabilny jakościowo. Co ważne, wystarczy dodać go bardzo niewiele, żeby zobaczyć efekt. Pozwala to zmniejszyć ilość drogiego włókna pierwotnego, a tym samym obniżyć koszty produkcji i jej wpływ na środowisko.
Technologia została opracowana tak, żeby dało się ją łatwo wykorzystać w normalnej produkcji przemysłowej. Dodatek jest pochodzenia naturalnego, nie jest modyfikowany genetycznie i można go bezpiecznie stosować przy standardowych zasadach BHP. Nie zawiera żadnych „trudnych” ani syntetycznych składników, dlatego jego wdrożenie jest proste i nie wymaga dodatkowych pozwoleń. Co ważne, można go stosować razem z obecnie używanymi dodatkami i systemami, bez przerabiania istniejącej linii produkcyjnej. Z punktu widzenia rynku to rozwiązanie odpowiada na rosnące wymagania dotyczące zwiększania udziału materiałów z recyklingu przy zachowaniu jakości opakowań. Dzięki temu dodatkowi producenci papieru i tektury mogą lepiej kontrolować jakość swoich wyrobów, nawet wtedy, gdy używają dużo makulatury. To rozwiązuje jeden z największych problemów recyklingu papieru – spadek jakości przy rosnącym udziale surowców wtórnych.
To przykład technologii, która nie zmienia zasad gry w teorii, ale w praktyce pozwala produkować papier bardziej ekologiczny, bardziej stabilny jakościowo i bardziej opłacalny. A to dokładnie ten kierunek, w którym dziś zmierza przemysł papierniczy.
