Valmet lanseeraa 3D Fiber -teknologian kuitupakkausten massatuotantoon

Valmet on käynnistänyt kaupallisen teknologia-alustan kolmiulotteisten kuitupakkausten valmistukseen vauhdittaakseen siirtymää kohti kestäviä pakkausratkaisuja. Tämä tekninen sovellus yhdistää pitkälle kehitetyn kuitukerrostuksen ja integroidun prosessiautomaation, mikä mahdollistaa pakkausmateriaalien suuren mittakaavan tuotannon ja muovisten pakkausrakenteiden korvaamisen biopohjaisilla vaihtoehdoilla. Kehitystyön taustalla on pitkäaikainen tuotantokonseptien validointiyhteistyö Metsä Groupin innovaatioyhtiö Metsä Springin kanssa, jonka puitteissa puupohjaisten kuitujen jalostusmekanismeja on optimoitu yhteisessä koelaitoksessa vuodesta 2020 lähtien.

Kuitukerrostusmekanismit ja rakenteellinen optimointi
Kehitetty pakkausteknologia perustuu mekaaniseen kuitukerrostusmenetelmään, jossa selluloosakuitu muunnetaan suoraan kolmiulotteisiksi tuoterakenteiksi ilman perinteisen paperinvalmistuksen välivaiheita. Tämä prosessikonfiguraatio mahdollistaa sellaisten lopputuotteiden valmistuksen, joilla on korkea rakenteellinen jäykkyys mutta alhainen neliömassa, mikä optimoi raaka-aineen kulutuksen esimerkiksi elintarviketeollisuuden vuoissa, lautasissa ja suojapakkauksissa. Suoraan selluloosasta muotoillut geometriset rakenteet tarjoavat paremman mekaanisen lujuuden suhteessa painoon kuin tavanomaiset jatkojalostetut kartonkipakkaukset.

Mekaanisen tehokkuuden maksimoimiseksi järjestelmässä käytetään suljettua nestekiertoa ja integroitua sivuvirtojen talteenottoa. Tuotantoprosessissa syntyvä leikkuuhukka ja ylimääräinen kuitumassa ohjataan automaattisesti takaisin massanvalmistuksen primäärisyöttöön ilman laatuheikennyksiä tai välivarastoinnin tarvetta. Tämä sisäinen kierrätysmekanismi nostaa laitoksen kokonaissaantoa, vähentää neitseellisen kuidun tarvetta ja pienentää prosessiyksikön energiankulutusta valmista tuotetonnia kohti.

Prosessiautomaatio ja resurssitehokkuuden standardit
Korkea tuotantokapasiteetti saavutetaan integroimalla kuitukerrostusyksiköt reaaliaikaiseen prosessiautomaatioon, joka ohjaa massansyöttöä, muotoiluparametreja ja kuivaussykliä. Automaatioarkkitehtuuri minimoi manuaaliset säätötarpeet ja mahdollistaa jatkuvan laadunvalvonnan suuren ajonopeuden aikana. Korkean automaatiotason ansiosta järjestelmä kykenee pitämään tuotantotoleranssit ja lopputuotteen tiheysvaihtelut minimaalisina myös vaihtelevilla kuitulaaduilla.

Integroidun järjestelmän toiminnalliset roolit ja yhteistyörakenteet jakautuvat seuraavasti:

Tämä integroitu lähestymistapa antaa pakkausvalmistajille mahdollisuuden hyödyntää uusia liiketoimintamahdollisuuksia digitaalisen toimitusketjun osana ja vastata tiukentuviin kiertotalousvaatimuksiin.

Lisätiedot:
Tämä osio yksilöi tekniset erittelyt ja kilpailukykyanalyysin, joita alkuperäinen tuoteilmoitus ei sisällä

Kolmiulotteinen kuitukerrostusteknologia edustaa merkittävää mekaanista ja termistä muutosta verrattuna perinteiseen kuituvalosteknologiaan sekä tavanomaiseen muovisten pakkausmateriaalien lämpömuovaukseen. Alhaisen jalostusasteen kuituvalosteknologia kärsii usein pitkistä kuivausajoista, epätasaisesta pinnanlaadusta ja rajoitetuista geometrisista toleransseista, mikä rajoittaa sen käyttöä vaativissa kuluttajapakkauksissa. Uusi kerrostusjärjestelmä puolestaan hyödyntää dynaamista massan paineistusta ja optimoitua kuivaustekniikkaa, mikä lyhentää retentionaikaa muotissa ja tuottaa sileän, jatkojalostukseen ja pinnoitukseen sellaisenaan soveltuvan pinnan.

Verrattuna fossiilipohjaisten polymeerien, kuten polyeteeniteraftalaatin (PET) tai polystyreenin (PS) lämpömuovaukseen, biopohjainen kuituprosessi poistaa riippuvuuden petrokemian raaka-aineketjuista ja vähentää merkittävästi tuotannon primääristä hiilijalanjälkeä. Vaikka muovien suulakepuristus tarjoaa erittäin korkeat tuotantonopeudet, kuitukerrostusalusta saavuttaa kilpailukykyisen teollisen kapasiteetin korkean automaatiotason ja monikanavaisen muottikonfiguraation ansiosta. Lisäksi lopputuotteiden kierrätettävyys olemassa olevissa paperi- ja kartonkivirroissa tarjoaa standardoidun elinkaariratkaisun, joka vastaa kansainvälisiä jätteen vähentämisen benchmark-kriteerejä ilman erillisten kierrätysinfrastruktuurien rakentamista.

Toimittanut Natania Lyngdoh, Induportals-toimittaja, tekoälyn avustamana.

www.valmet.com