В целлюлозно-бумажной промышленности крахмал – это не просто добавка, а высокотехнологичный инструмент для управления свойствами бумаги. Однако его эффективность напрямую зависит от типа и происхождения. Правильный выбор крахмала на основе молекулярного состава, утверждают специалисты, повысит эффективность его использования и, в результате, качество готовой продукции.
Комплексный анализ влияния различных типов крахмалов на основе их растительного происхождения и молекулярной структуры на процессы удержания волокна и наполнителя, а также физико-механические свойства офисной бумаги представил на Международной научно-технической конференции имени профессора В.И. Комарова в Архангельске директор по развитию Межрегиональной химической компании «РЕГИОНХИМСНАБ» (РХС) Андрей Паромов. Он поделился результатами исследовательских работ, проведенных на базе лабораторий САФУ, в результате которых специалисты «РЕГИОНХИМСНАБ» выявили зависимость между химическим строением крахмалов и эффективностью их применения. Благодаря подбору крахмала на основе его строения производительность систем, где он выступает удерживающим компонентом, возросла в разы.
Область применения
Крахмал, являясь природным возобновляемым биополимером, выступает важным компонентом при производстве бумаги. Потребление крахмала по весу в процессах изготовления и переработки бумаги занимает третье место после целлюлозного волокна и минеральных наполнителей. Область применения крахмала в производстве бумаги обширная. Он используется в качестве полимерной удерживающей добавки, связующего вещества для покрытий и клея в гофрированном картоне, поверхностного клея, в ламинированных сортах и других продуктах.
Кукуруза, картофель, восковая кукуруза, пшеница и тапиока – основные источники катонизированного крахмала. Очищенный крахмал, как правило, представляет собой порошок, требующий варки перед использованием в производстве.
Крахмалы условно можно разделить на три основных группы: крахмалы с высокой амилозой (кукурузный) как более дешёвый и поэтому наиболее распространенный, крахмалы с высоким амилопектином (восковой кукурузный, тапиоковый) – для процессов удержания при производстве офисной бумаги, амфотерные крахмалы (картофельный) – для производства тарных видов картона, где требуются повышенные прочностные свойства продукции (крафт-бумага, картон, и т.п.)
Крахмалы, применяемые при производстве бумаги
В процессе изготовления офисной бумаги в мокрой части БДМ обычно используют специально изменённые (модифицированные) катионные крахмалы различного происхождения.
По словам Андрея Паромова, такой крахмал в классическом виде его использования помогает повысить физико-механические свойства готовой продукции (бумаги).
Катионные крахмалы также могут быть задействованы в процессах формования бумаги в составе многокомпонентных систем для решения двух ключевых задач: повышения удержания компонентов бумажной массы и улучшения процессов обезвоживания сеточной части БДМ.
Катионный крахмал может быть синтезирован на бумажной фабрике из нативного крахмала, однако проблемы, связанные со стабильностью качества конечного продукта, приводят к необходимости закупать готовый котонизированный (катионный) крахмал у производителей.
Отдельное внимание в своем докладе Андрей Паромов уделил особому виду крахмала – восковому кукурузному. Его получают из генетически модифицированного сорта культурного растения. В составе крахмала восковой кукурузы почти 99% амилопектина, тогда как обычный кукурузный крахмал содержит большую долю амилозы. Таким образом, основным отличием в составе крахмалов различного происхождения является соотношение содержания амилозы и амилопектина, эти полимеры различаются химической структурой, что обуславливает различие в их свойствах.
«Амилоза состоит из линейной цепи и за счет этой структуры достаточно эффективно взаимодействует с целлюлозой. Обладает низкой молекулярной массой, повышает механическую прочность бумаги за счет создания большого числа H-связей. Амилопектин имеет разветвленную структуру, обуславливает эффективность крахмала на стадии удержания, снижает пылимость, дает повышенную гладкость поверхности бумаги», – пояснил представитель химической компании.
Катионные восковые крахмалы могут быть наиболее эффективны в качестве добавки в бумажную массу, что улучшает удержание пигмента и связывание бумаги.
На сегодняшний день, со слов докладчика, применение тапиоковых крахмалов, таких как «Starbond 29» (поставляемого РХС) или его аналогов, изготавливаемых компанией, позволяет производителям офисной бумаги, использующим в композиции бумажной массы БХТММ, значительно улучшить работу системы удержания волокна и сохранить физико-механические свойства. Во время исследования был проведен эксперимент: в состав композиции волокна добавили 30% БХТММ, произведенной на «Светогорском ЦБК», и оценили ее влияние на процессы удержания многокомпонентных систем с анионными микрочастицами. Дополнительно были протестированы альтернативные марки катионного тапиокового крахмала от РХС: RX Bond SW5000, RX Bond S3033. В ходе того же эксперимента было произведено сравнение свойств отливок при использовании различных типов крахмалов без добавления БХТММ.
«Применение тапиокового крахмала и его аналогов, производимых компанией РХС, дает значительный прирост в эффективности системы удержания волокна по сравнению с использованием кукурузного крахмала без потери физико-механических свойств готовой продукции. Полученные в ходе лабораторных исследований результаты подтверждают возможность повысить эффективность процессов удержания и обезвоживания в мокрой части БДМ», – пояснил Андрей Викторович.
В заключение своего выступления директор по развитию компании «РЕГИОНХИМСНАБ» (РХС) Андрей Паромов сделал вывод, что при использовании катионных крахмалов в технологическом процессе производства бумаги необходимо учитывать природу и строение крахмала для получения оптимального результата. «Крахмал – это перспективное «зеленое» сырье* для производства бумаги. Развитие такого направления даст возможность использовать наиболее эффективные продукты по сравнению с полностью синтетическими добавками» – заключил эксперт.
* продукция, которая соответствует принципам «зелёной химии» (устойчивой химии). Цель – минимизировать негативное воздействие на окружающую среду за счёт использования экологически чистых технологий и материалов.
Справка UpackUnion:
Международная научно-техническая конференция имени профессора В.И. Комарова «Проблемы механики целлюлозно-бумажных материалов» в восьмой раз состоялась в Архангельске с 11 по 13 сентября 2025 г. Участие в ней приняли более 200 экспертов и специалистов ЦБП. Мероприятие прошло на двух площадках: в Северном (Арктическом) федеральном университете имени М. В. Ломоносова (САФУ) и в Интеллектуальном центре – научной библиотеке САФУ.
Компания «РЕГИОНХИМСНАБ» выступила одним из партнеров конференции.
РХС – это поставщик средне- и крупнотоннажной химии, разработчик и производитель специальных химикатов. Для предприятий ЦБП компания предлагает специализированную химию: функциональные и процессные химикаты для улучшения производительности машин, повышения качества готовой продукции и экологической безопасности производств, а также технический и технологический сервис систем водоподготовки и водоотведения. В продуктовый портфель РХС входят: биоциды, химикаты для промывки прессовых сукон, систем БДМ и оборудования мокрой части, пеногасители, оптические отбеливатели, крахмалы и упрочняющие добавки, химикаты для систем удержания волокна.
Компания располагает собственной производственной базой, научно-исследовательским центром и химико-аналитической лабораторией. Среди клиентов РХС – крупнейшие игроки ЦБП России.
UpackUnion стал информационным партнером научно-технической конференции в Архангельске. О том, как прошло событие, смотрите в нашем видеоролике.
Реклама ООО «РХС» ИНН 7838422405