# Био-сухопрочные агенты для бумаги Био-сухопрочные добавки — катионный и термически модифицированный крахмал, целлюлозные полимеры и рафинирующие ферменты — восстанавливают прочность межволоконных связей в бумаге и картоне с высоким содержанием макулатуры, вытесняя синтетическую полиакриламидную химию. Source: https://bioecon.ru/technology/paper-bio-dry-strength-agents/ Updated: 2026-08-18 ## Обзор и цепочка создания стоимости Markers: [EC: Регламент ЕС об упаковке и упаковочных отходах (PPWR) / Руководящие принципы по сбросам | OECD: Промышленная биотехнология | Regulator: EPA (США), REACH (ЕС)] Био-сухопрочные агенты для бумаги — это добавки мокрого конца и поверхности биологического происхождения (модифицированный крахмал, карбоксиметилцеллюлоза и другие целлюлозные полимеры, рафинирующие ферменты и биополимерные смолы), дозируемые в количестве 0,5–2% от массы сухого волокна для восстановления сети водородных связей, обеспечивающей бумаге прочность на разрыв, сопротивление продавливанию и короткопролётную прочность при сжатии. Это структурный ответ на два давления, одновременно действующих на отрасль: падение качества первичного волокна по мере роста содержания макулатуры вплоть до 100% в тестлайнере и санитарно-гигиенической бумаге, а также регуляторное и брендовое стремление заменить ископаемые, небиоразлагаемые полиакриламидные (PAM) сухопрочные смолы. Хорошо настроенная биокрахмальная программа повышает прочность на разрыв и короткопролётную прочность при сжатии на 20–40% и позволяет фабрике поднять загрузку наполнителя или макулатуры на 5–15 процентных пунктов без потери эффективности, тогда как ферментативная предварительная обработка при рафинировании сокращает затраты энергии на рафинирование на 15–30%. Ключевые направления био-сухопрочных агентов для бумаги: 1. **Катионный и термически модифицированный крахмал (Cationic/Thermally Modified Starch):** доминирующая био-сухопрочная добавка, завариваемая и дозируемая на мокром конце или пресспате, добавляющая 20–40% прочности на разрыв на макулатурномлайнере. 2. **Целлюлозные полимеры и наноцеллюлоза (Cellulosic Polymers/Nanocellulose):** КМЦ, микро- и нанофибриллированная целлюлоза, образующие мостики связей между волокнами, повышающие прочность связей (Scott-bond) и поверхностную прочность и позволяющие увеличить загрузку наполнителя. 3. **Ферментативное рафинирование и прочность (Enzyme-Assisted Refining):** обработка целлюлазой и амилазой, сокращающая энергию рафинирования на 15–30% при сохранении длины волокна, часто в сочетании с крахмальной программой. 4. **Биополимерные и биосбалансированные смолы (Biopolymer/Biomass-Balanced Resins):** хитозан, гуар, альгинат и биосбалансированные сухопрочные смолы, вытесняющие ископаемый PAM и полностью совместимые с циклом рециклирования бумаги. ### Отраслевая цепочка создания стоимости ``` [крахмал/биомасса] ──> [модификация] ──> [дозирование мокрого конца] ──> [формование полотна] │ │ (варка / фермент) (пресс + сушка) │ │ ▼ ▼ [прочная бумага] <─── [развитие прочности] <───────────────── [цикл рециклирования] ``` ### Уровни цепочки создания стоимости | Уровень | Описание | Ключевые входы/выходы | |:---|:---|:---| | **Заготовка сырья** | кукурузный, картофельный, тапиоковый крахмал и целлюлозные побочные потоки | **Вход:** зерно, древесная целлюлоза. **Выход:** нативный крахмал, целлюлоза. | | **Модификация крахмала/полимера** | катионирование, термическая модификация, рафинирование КМЦ/НФЦ | **Вход:** нативный крахмал, реагенты. **Выход:** продукт-сухопрочная добавка. | | **Дозирование влажной химии** | дозирование варёного крахмала, фермента и биополимера в массу | **Вход:** сухопрочная добавка, фермент, волокнистая масса. **Выход:** обработанная масса. | | **Формование и прессование полотна** | формование на фордринье/формере и влажное прессование | **Вход:** обработанная масса, вода. **Выход:** влажное полотно. | | **Сушка и развитие прочности** | сушильные цилиндры и поверхностный крахмал на пресспате | **Вход:** влажное полотно, пар. **Выход:** прочная бумага. | | **Контроль качества и сточных вод** | испытания на разрыв/связь и управление стоками по ХПК/БПК | **Вход:** бумага, сток. **Выход:** данные контроля, очищенная вода. | Сквозные технологии сектора: - **Варка и подготовка крахмала (Jet-Cook Starch Prep):** непрерывная варка крахмала для стабильной вязкости на мокром конце. - **Ферментативный контроль рафинирования (Enzymatic Refining Control):** дозирование целлюлазы под целевые значения помола. - **Сенсоры мокрого конца в реальном времени (Real-Time Wet-End Sensors):** обратная связь по заряду, удержанию и прочности для дозирования сухопрочной добавки по замкнутому контуру. --- ## США США концентрируют инновации в химии прочности в крупных секторах макулатурного тестлайнера и санитарно-гигиенической бумаги, где биокрахмальные программы служат стандартным путём достижения прочности на 100% макулатурной массе. ### макулатурный тестлайнер, прочность санбумаги, ферментативное рафинирование - **Solenis BioBond и Dry Strength Program:** возобновляемые крахмальные программы прочности, подтверждённо повышающие качество тестлайнера на низкосортной макулатурной массе. - **Buckman Smarter Strength:** ферментативно-цифровая программа, сочетающая сенсор Ackumen ECHOWISE Pro в реальном времени с точечным ферментным и крахмальным дозированием. - **Руководящие принципы по сбросам и TSCA:** регулирование EPA сбросов влажной химии стимулирует переход от остаточного мономера акриламида к крахмальным и биополимерным сухопрочным добавкам. --- ## КНР Китай — крупнейший производитель бумаги и картона и быстрорастущий рынок био-сухопрочных добавок, где отечественные игроки биомассовой химии поставляют модифицированный крахмал и фурановые/биомассовые сухопрочные смолы в сектор макулатурной упаковки. ### макулатурная упаковка, биомассовая химия, отечественное снабжение - **Shandong Shengquan Group:** поставщик с биомассовой платформой (котируется SSE: 605589), производящий биомассовые добавки для бумаги наряду с фурфурольными и фенольными смолами. - **Рост рынка:** китайские исследования рынка относят биомассовые и модифицированно-крахмальные сухопрочные добавки к числу быстрорастущих сегментов мокрого конца до 2032 года. - **MARA и стандарты GB:** национальная нормативная база для пищевых и промышленных крахмальных добавок определяет допустимую модификационную химию для бумажных сортов контактного типа. --- ## ЕС ЕС лидирует в регуляторном давлении — пригодность к рециклированию и замещение волокнистой упаковки, — что делает био-химию прочности стратегическим входом для гофрокартона и тестлайнера. ### требование рециклируемости, биосбалансированная химия, поставки крахмала - **FennoBond™ и биосбалансированные добавки Kemira:** финский химический дом, чья линейка сухопрочных добавок FennoBond (777E для санитарно-гигиенической бумаги) дополняется биосбалансированными сухо- и влажнопрочными добавками, сокращающими ископаемый углерод в программе прочности. - **Термически модифицированный крахмал Roquette STABILYS®:** специализированный крахмальный портфель для промышленности бумаги-био для промышленных применений прочности. - **PPWR ЕС и REACH:** требования пригодности к рециклированию Регламента об упаковке и упаковочных отходах и регистрация химии REACH — двойной драйвер, вытесняющий ископаемый PAM крахмальными и биополимерными сухопрочными добавками. --- ## Ведущие компании и научно-исследовательские институты | Компания / Институт | Страна | Ключевые продукты/платформы | Технические особенности | Статус 2026 | |:---|:---|:---|:---|:---| | **Kemira** | 🇫🇮 Финляндия | *FennoBond™ (например, 777E) / биосбалансированные добавки* | Крахмальная и полимерная сухопрочная добавка, биосбалансированный углерод | Commercial | | **Roquette** | 🇫🇷 Франция | *STABILYS® термически модифицированный крахмал* | Крахмал для промышленности бумаги-био, гидрофобная целостность | Commercial | | **Solenis** | 🇺🇸 США | *BioBond / Dry Strength Program* | Возобновляемая крахмальная прочность на макулатурном тестлайнере | Commercial | | **Buckman Laboratories** | 🇺🇸 США | *Smarter Strength + Ackumen ECHOWISE Pro* | Ферментативное рафинирование, цифровое дозирование в реальном времени | Commercial | | **Shandong Shengquan Group** | 🇨🇳 Китай | *Биомассовые сухопрочные добавки для бумаги* | Фурфурольная/биомассовая платформа, биопрочные смолы | Commercial | --- ## Технологический стек и инновации Стек био-сухопрочности строится на крахмальной химии, ферментативном кондиционировании волокна и управлении мокрым концом по замкнутому контуру. 1. **Катионный и термически модифицированный крахмал (Cationic/Thermally Modified Starch):** - заваривается при 90–95 °C и дозируется в количестве 0,5–2% от сухого волокна, добавляя 20–40% прочности на разрыв. - пример: термически модифицированный крахмал Roquette STABILYS® A040 для промышленной прочности бумаги-био. 2. **Ферментативное рафинирование и прочность (Enzyme-Assisted Refining):** - обработка целлюлазой и амилазой сокращает энергию рафинирования на 15–30% при целевом помоле. - пример: Buckman Smarter Strength, сочетающий сенсор Ackumen ECHOWISE Pro с точечными ферментами. 3. **Биосбалансированные и биополимерные смолы (Biomass-Balanced/Biopolymer Resins):** - биосбалансированные и возобновляемые углеродные сухопрочные смолы вытесняют ископаемый PAM. - пример: Kemira FennoBond™ 777E и биосбалансированные сухопрочные добавки; возобновляемая крахмальная программа Solenis BioBond. --- ## Цепочки поставок и производственные конвейеры ### Промышленный конвейер био-сухопрочной программы (TAPPI T 494 / ISO 1924) ``` ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 1. Подача крахмала/биомассы│ ───> │ 2. Модификация и варка │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 4. Формование и пресс │ <─── │ 3. Дозирование мокрого конца│ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 5. Сушка и развитие прочн.│ ───> │ 6. Контроль прочн. и стоков│ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ ``` #### Этап 1: Подача крахмала/биомассы Кукурузный, картофельный или тапиоковый крахмал и целлюлозные побочные потоки поступают как био-сырьё для сухопрочной добавки. #### Этап 2: Модификация и варка Нативный крахмал катионируют или термически модифицируют (например, STABILYS® A040), либо целлюлозный полимер рафинируют до КМЦ/НФЦ, затем сваривают до стабильной вязкости мокрого конца. #### Этап 3: Дозирование мокрого конца Био-сухопрочную добавку дозируют в количестве 0,5–2% от сухого волокна в массу, часто с рафинирующим ферментом, при сенсорном контроле заряда и удержания в реальном времени. #### Этап 4: Формование и прессование полотна Обработанную массу формуют на фордринье или формере и влажно прессуют; модифицированный крахмал удерживается на волокнах, создавая сеть связей. #### Этап 5: Сушка и развитие прочности Полотно проходит сушильные цилиндры и, при использовании, пресспат для поверхностного крахмала, развивая прочность на разрыв, продавливание и короткопролётную прочность при сжатии. #### Этап 6: Контроль прочности и сточных вод Прочность на разрыв (TAPPI T 494 / ISO 1924) и Scott-bond подтверждаются, а сток с пониженным остаточным акриламидом управляется по Руководящим принципам EPA по сбросам и REACH.