Inteligentne systemy dla branży celulozowo-papierniczej w dobie pandemii

Według szacunków na całym świecie produkuje się 500 milionów ton papieru rocznie – w przybliżeniu tyle, ile wydobyto ton węgla w Polsce przez ostatnie 7 lat. Tak duży popyt to dla całego przemysłu papierniczo-celulozowego znak do poszukiwania innowacyjnych systemów z gamy Przemysłu 4.0. Celem jest bowiem zwiększenie podaży, możliwości recyklingowych oraz jakości produktu końcowego, co w dobie nowoczesnych technologii gwarantuje jedynie inżynieria smart factory.

Przemysł papierniczo-celulozowy skorzystał na boomie branży e-commerce, gdy w wyniku pandemii koronawirusa społeczeństwa wielu krajów przestawiły się na system pracy zdalnej, wirtualnej komunikacji, cyfrowych transakcji i zakupów internetowych. Według ekspertów z Europejskiej Konfederacji Przemysłu Papierniczego wpływ na globalne zużycie papieru i tektury miał wzrost popytu na opakowania papierowe i artykuły higieniczne podczas kryzysu wywołanego COVID-19. Olbrzymią popularnością cieszą się między innymi materiały stosowane do tektury pudełkowej na warstwę płaską i pofalowaną, papier workowy, pakowy, etykiety czy materiały służące do opakowań transportowych i przesyłek kurierskich, dystrybuowanych zwłaszcza w transporcie żywności, medykamentów oraz materiałów higienicznych i sanitarnych.

Rynkowe priorytety

Korzystające z nowoczesnych technologii Industry 4.0. przedsiębiorstwa sektora papierniczego i celulozowego w większości mogły ostatnio działać bez przestojów czasowych. Według raportów CEPI w całym 2020 roku produkcja gatunków papierów opakowaniowych szacunkowo odnotowała 2,1 procentowy wzrost w zestawieniu z rokiem 2019. Natomiast produkcja papieru do użytku sanitarnego i domowego wzrosła w ciągu poprzednich 12 miesięcy w porównaniu do roku 2019 o 1,9 procent.

Na ten stan bezpośredni wpływ miały zalecenia i reżim sanitarny, które wywołały większą dbałość o higienę i częstsze przebywanie w ujęciu dobowym większej liczby osób w gospodarstwach domowych. Zwiększyła się więc podaż papierów toaletowych suchych i mokrych, ręczników kuchennych, chusteczek higienicznych, także do rąk i twarzy, serwetek oraz przede wszystkim jednorazowej odzieży szpitalnej. Jedynie produkcja tektury i pozostałych tektur opakowaniowych oraz klas opakowaniowych, używanych do wytworzenia toreb papierowych wykorzystywanych w handlu detalicznym – pozostała na niezmienionych poziomie.

– Priorytetem europejskiego przemysłu celulozowo-papierniczego w 2020 roku było zapewnienie obywatelom Unii Europejskiej dostępu do produktów potrzebnych im do celów higienicznych, zdrowotnych i spożywczych. Nieustannie współpracujemy z innymi branżami w całym łańcuchu wartości, aby zagwarantować obywatelom bezpieczeństwo dostaw. Nasze dane branżowe pokazują teraz, że kryzys i okresowe blokady przyspieszyły zmiany wzorców konsumpcji i będą miały długotrwały wpływ na rynki – wyjaśnia Jori Ringman, dyrektor generalny CEPI w komentarzu do danych Europejskiej Konfederacji Przemysłu Papierniczego.

Technologiczny profesjonalizm

Według szacunków Polskiej Izby Opakowań – w opakowaniach żywności i napojów oraz dodatków do żywności – dominują tworzywa sztuczne, które stanowią 42 procent tej sfery. Opakowania z papieru i tektury to jednak już 26 procent rynku, opakowania szklane – 16 procent oraz metalowe – 13 procent, natomiast inne, jak drewno i tekstylia – 3 procent. Na kuli ziemskiej obecnie odzyskuje się około 55 procent papieru, wskaźniki dla poszczególnych, wysokorozwiniętych regionów świata są jednak wyższe – dla Europy to 71 procent, w Japonii 1 procent mniej, zaś w Stanach Zjednoczonych dane mówią o 64 procentach wyrobów papierowych trafiających do recyklingu. Z raportów agencji EPA wynika, że równocześnie tylko w USA dla porównania odsetek odzysku tworzyw sztucznych to zaledwie 9 procent.

Pandemia koronawirusa miała też istotny skutek w postaci zwielokrotnienia nakładów na inteligentne technologie w produkcji. Rozwiązania z zakresu smart factory pozwoliły na zwiększenie jakości papieru i tektury, a przyjazne środowisku naturalnemu zastosowania przełożyły się na wzrost świadomości wytwarzania ekologicznego papieru z recyklingu. Branżowi profesjonaliści jednoznacznie wskazują na systemy i narzędzia z palety czwartej generacji przemysłu, jako główny czynnik determinujący podniesienie jakości produktu końcowego z tektury, papieru bądź wyrobów pokrewnych. Innowacyjne narzędzia w fabryce znajdują zastosowanie między innymi w składowaniu i przetwarzaniu surowców i dodatków chemicznych do produkcji papieru, mechanicznych oraz chemicznych metodach roztwarzania włókien za pomocą reagentów, ale także we flotacji, bieleniu oraz finalnym przetwarzaniu masy papierniczej.

– Pełne spektrum urządzeń smart factory ma nieprzebrany potencjał zastosowań technologicznych oraz fabrycznych również w zakładach produkujących papier, tekturę i opakowania pokrewne. Czujniki ciśnienia, poziomu, przepływu, temperatury, indukcyjne, pojemnościowe, fotoelektryczne – dopasowanych do branży rozwiązań inspirowanych Przemysłem 4.0. jest mnóstwo. Pojemnościowe transmitery wibracji odpowiadające na przykład za pomiar drgań, zasilacze, systemy diagnostyczne, instalacyjne i monitorowania, odporne na czynniki zewnętrzne w fabrykach celulozowo-papierniczych znajdują przeznaczenie do wysokospecjalistycznych celów. A konkretne produkty można dopasować do indywidualnej ścieżki innowacji każdego parku maszyn i linii produkcyjnej zawsze z poszanowaniem dla najwyższej jakości produkowanego asortymentu – mówi Piotr Szopiński, Kierownik Działu Technicznego katowickiej spółki ifm electronic.

Industrialne innowacje

Przy wykorzystaniu elementów industrialnej rewolucji w przemyśle celulozowo-papierniczym olbrzymią wagę odgrywają także aspekty ekologiczne. Produkcja z materiałów z odzysku i stałe zwiększanie możliwości recyklingowych fabryk pozwala na budowanie planów wymiernych oszczędności przy jednoczesnej maksymalizacji zysków wytwórczych. Kluczowa w trakcie całego procesu jest optymalizacja produkcji, dystrybucji energii, mediów, magazynowania oraz transportu. Takie podejście w zarządzaniu, według szacunków ekspertów z branży, może generować w skali rocznej rezerwy środków przeznaczanych na tego typu cele w granicach od kilku do kilkunastu procent.

– Przemysł 4.0. wdrożony do fabryk pozwala na zwiększenie możliwości przerabiania papieru z zachowaniem najwyższej jakości. Zaawansowane i kompatybilne z nowoczesnymi czujnikami systemy kontroli, monitorowania i diagnostyki przekładają się na produktywność i efektywność. Postępująca robotyzacja i cyfryzacja to z kolei gwarancja bezpiecznej instalacji, której prawidłowość i trwałość zawsze można zweryfikować we współpracy z konsultantami przemysłowymi odpowiedzialnymi za wdrożenia w automatyce w danej branży, także w sektorze celulozowo-papierniczym – dodaje Aleksandra Banaś, Prezes Zarządu ifm electronic.

Statystyczny mieszkaniec Ziemi rocznie zużywa ponad 50 kilogramów papieru. W Polsce odzyskiwane jest średnio 42 procent makulatury, daleko nam jednak do europejskiej średniej, która szacowana jest na 70 punktów procentowych. Wskaźniki znacząco podnoszą właśnie zastosowania z gamy smart factory, które nie tylko wspierają zarządzanie procesem produkcyjnym. Ochrona przed wycinką lasów, redukcja poboru i zanieczyszczenia wód oraz oszczędności energii – to realne skutki recyklingu odpadów celulozowych i papierniczych, które współcześnie gwarantowane są wyłącznie poprzez konkretne nowinki technologiczne instalowane w fabrykach i zakładach produkcyjnych tej branży.