Papierproductie

Papier is een plat vel dat bestaat uit ineengestrengelde cellulosevezels. Tussen de vezels bevindt zich vulmateriaal, zodat het geheel een min of meer effen oppervlak krijgt. Cellulosevezels komen enkel voor in planten (en papier uiteraard) en worden het meest uit hout gewonnen. Verder bevat hout ook lignine en hars. Om nu van een stuk hout een velletje papier te maken, moet men een hele weg afleggen.

Houtvrij en houthoudend papier

Er bestaat enige verwarring rond de termen houthoudend en houtvrij. Houtvrij papier wil helemaal niet zeggen dat het papier niet gemaakt is van hout, integendeel, men heeft eigenlijk dubbel zoveel hout nodig om hetzelfde volume papier te maken dan bij houthoudend papier.

Houtvrij papier wordt gemaakt van chemische pulp. Voor het produceren van chemische pulp moet de pure cellulosevezel vrij worden gemaakt, en dat betekent dat ook de lignine moet worden verwijderd. Hout bestaat ongeveer uit 50% cellulose (de basis voor papier) en 50% andere stoffen, waarvan het grootste gedeelte lignine. Het hout wordt in dit proces eerst gekookt in een vloeistof met chemische toevoegingen. De opbrengst bij deze methode ligt rond de 50%. De op deze manier vrijgemaakte vezels zijn volledig intact en bijzonder schoon. De resulterende pulp wordt houtvrij genoemd. Dus er wordt wel degelijk hout gebruikt en zelfs dubbel zoveel dan bij houthoudend papier.

Houthoudend papier daarentegen wordt gemaakt van mechanische pulp. In het geval van mechanische pulp wordt de vezelstof gemaakt door het hout te vermengen met water en te vermalen tegen een sneldraaiende steen. De opbrengst ligt bij deze methode rond de 95%. Mechanische pulp wordt houthoudende pulp genoemd. Het nadeel van deze methode is dat het veel lignine bevat dat een lichtgele kleur geeft aan het papier.

 

Energieverbruik en luchtvervuiling

Voor de productie van papier is heel veel energie nodig. Om te beginnen bij het rooien van de bomen en bij het transport van hout, pulp en papier, maar vooral ook in de fabriek. Daarbij gaat het vooral om de eerste stap in het productieproces, de verpulping of het uit elkaar halen van de vezels. Voor chemische pulp is het meest energie nodig. Die haalt men slechts gedeeltelijk uit de verbranding van de nevenbestanddelen van het hout, die na de verpulping overblijven. Mechanische pulp vergt minder energie. Kringlooppulp is veruit het zuinigst in energieverbruik, omdat de vezels onderling niet zo sterk verbonden zijn als in hout. Het energieverbruik voor de papierproductie zelf is onafhankelijk van de gebruikte pulpsoort.

Energie-opwekking gaat meestal gepaard met luchtvervuiling: bij de verbranding van gas, olie, steenkool of houtresten komen verzurende stoffen als zwaveldioxiden en stikstofoxiden vrij. Bij elke verbranding komt ook koolstofdioxide (CO2) vrij, het belangrijkste broeikasgas.

Bij chemische pulpfabrieken is er een belangrijke uitstoot van zwavelverbindingen (die gebruikt worden bij de verpulping). Het gros hiervan is zwaveldioxide, maar er komt ook waterstofsulfide vrij. Deze gassen stinken niet alleen enorm (rotte-eiergeur), ze zijn ook giftig voor het centraal zenuwstelsel en zorgen ook voor hoofdpijn en irritaties van ogen en slijmvliezen.

Waterverbruik en watervervuiling

Bij de papierbereiding speelt water een zeer grote rol. Enerzijds dient het als transportmiddel voor de vezels gedurende het hele proces, anderzijds is het de omgeving waarin alle chemische reacties zich afspelen. Alles bij elkaar gaat het om enorme hoeveelheden. Gelukkig wordt het grootste deel hiervan hergebruikt. Toch komt er vooral bij het bleken nogal wat water vrij. Bij papier uit chemische pulp gaat het in totaal om gemiddeld 85 m³ per ton papier; bij kringlooppapier slechts 16 m³. Toch zijn er ook al nieuwe papiersoorten die zuiniger zijn geworden qua waterverbruik.

Tijdens de papierproductie wordt het proceswater sterk vervuild met allerlei organisch materiaal afkomstig uit het hout (cellulose, lignine, hars, suikers,...) en met de proceschemicaliën. De afbraak van grote hoeveelheden organisch materiaal is een hele klus voor de waterorganismen, en wordt dikwijls bemoeilijkt of onmogelijk gemaakt door de aanwezigheid van giftige stoffen.

Hier hebben we het in de eerste plaats over gechloreerde koolwaterstoffen, afkomstig van het chloor dat gebruikt wordt om de pulp te bleken. Dit chloor heeft zich tijdens het blekingsproces gebonden met allerlei organische stoffen uit het hout. De binding tussen de elementen chloor en koolstof komt in de natuur bijna niet voor en dus zijn er geen bacteriën die deze verbindingen lusten en afbreken. Normaal gezien zijn het de bacteriën en andere micro-organismen die instaan voor de afbraak van onzuiverheden in water. Ze eten ze min of meer op en zetten ze daarbij om tot eenvoudige bouwstenen.

De meeste producenten in Europa zijn intussen overgeschakeld op andere blekingstechnieken om de chlooruitstoot terug te dringen.

Chloorarm en chloorvrij gebleekt papier

Vroeger werd chloorgas (Cl2) gebruikt dat zich bindt aan lignine en het oplost waardoor de lignine kan uitgespoeld worden. Het gebruik van chloor heeft echter onaanvaardbare neveneffecten: in het afvalwater ontstaan giftige en moeilijk afbreekbare chloorverbindingen, die kankerverwekkend zijn (o.a. dioxines), die het waterleven aantasten, en via de voedselketen in de mens terechtkomen. Omdat de verbindingen zo traag afbreken, krijgen ze de gelegenheid om zich op te stapelen in de voedselketen, zodat vissen of mensen, die aan de top staan van deze keten, de hoogste concentraties binnenkrijgen. Onder druk van de milieubeweging is de papierindustrie in Europa de voorbije tien jaar overgeschakeld naar chloorarme en chloorvrije bleking.

Bij ECF-bleking (Elementary Chlorine Free) wordt chloordioxide gebruikt in plaats van zuiver chloorgas. Hierbij komt weliswaar minder chloor vrij maar het is zelfs vooral bij dat proces dat de wierendodende chloraten vrijkomen via het afvalwater.

Tegenwoordig schakelt men steeds meer over op TCF-bleking (Totally Chlorine free), volledig chloorvrije bleking op basis van zuurstof, waterstofperoxide, ozon en/of doorgedreven koken. Hierbij komen helemaal geen schadelijke stoffen vrij: waterstofperoxide valt uiteen in water en zuurstof. Uiteraard betekent het bleken steeds een bijkomende milieubelasting tegenover het niet bleken: het is een extra stap in het productieproces die grondstoffen, zuiver water en energie vergt.

Tegenwoordig worden ook enzymen ingezet bij het bleken van papier. Het gebruik van enzymen zorgt voor een hogere papieropbrengst en witheid.

 

Vaste afvalstoffen

Bij de bereiding van chemische pulp wordt slechts de helft van het hout gebruikt, nl. de cellulose. De andere helft doet geen dienst in het productieproces, tenzij als brandstof om energie op te wekken. Op die manier gaan heel wat grondstoffen verloren. Bij mechanische pulp zijn er voor dezelfde hoeveelheid pulp slechts de helft hoeveelheid hout èn veel minder energie nodig.

Ook bij kringlooppulp komt heel wat vast afval vrij: alle onzuiverheden uit het oud papier, het ontinktingsslib, de kortste vezels, de vulmaterialen,.... Tenminste, zo lijkt het op het eerste zicht. Het gaat hier immers om een reststroom uit de oorspronkelijk ingezette hoeveelheid oud papier, die zelf een afvalstroom is. Met andere woorden, uit een kringlooppapierfabriek komt minder afval dan erin gaat.

Terug.