تشكيل مستقبل إنتاج العزل المستدام بالألياف الخشبية

إعادة إحياء صناعة ألواح الألياف الخشبية السويسرية مع خفض استخدام المياه العذبة إلى الحد الأدنى 

تكتسب الألياف الخشبية شعبية متزايدة عن الخشب العادي في عالم البناء والعزل، وذلك بفضل تنوعها وخصائصها الجذابة العديدة. كبداية، فإن طبيعتها مستدامة للغاية لأنها مصنوعة من بقايا صناعة الأخشاب: مواد مثل نشارة الخشب والرقائق والقطع المتبقية التي قد تعتبر نفايات. ومن بين الميزات الأخرى التي تعزز مكانة الألياف الخشبية كصناعة صاعدة هي قدراتها العازلة والحرارية الكبيرة التي تساعد في الحفاظ على تثبيت درجات الحرارة وتوفير تكاليف الطاقة، وخصائص التحكم في الرطوبة التي تبقي العفن تحت السيطرة، ومعدل إعادة التدوير بنسبة 100%.

وعليه، من غير المستغرب أن سوق الألياف الخشبية ليس مستقرًا فحسب، بل أنه مزدهر أيضًا، مع توقعات نمو متفائلة في السنوات القادمة. وقد أدى ذلك إلى انتعاش الإنتاج المحلي للألياف الخشبية في أوروبا، وخاصةً في سويسرا، حيث توقفت هذه الصناعة منذ عقود من الزمن وتركت فجوة كبيرة في سلسلة معالجة الأخشاب السويسرية. قررت الشركة السويسرية Lignatherm AG – وهي جزء من شركة Schilliger Holz AG – استئناف إنتاج ألواح العزل سويسرية الصنع من المواد الخام المحلية بأقل تأثير بيئي ممكن.

تحدي Lignatherm

لإعادة بدء الإنتاج، تبني Lignatherm مصنع جديد لإنتاج ألواح العزل من الألياف الخشبية، ومن المتوقع أن يكتمل في صيف عام 2025. وبمجرد تشغيل المصنع، سيتمكن من معالجة حوالي 50,000 طن من رقائق الخشب وتحويلها إلى ألواح عازلة من الألياف الخشبية كل عام في مبنى يبلغ ارتفاعه أقل من 40 مترًا وبمساحة 6000 متر مربع. المناظر الطبيعية المحيطة مثالية على أقل تقدير: ويجري بناء المصنع في كوسناخت - وهي ليست فقط مسقط رأس سويسرا كدولة مستقلة، حسب الفولكلور السويسري - بل إنها أيضًا مدينة تعتبر بحق من عجائب الطبيعة ذات الموقع المتميز على الشاطئ الشمالي الغربي لبحيرة لوسيرن.

مع وجود مثل هذا الكنز لحمايته، انطلقت Lignatherm للبحث عن شريك يعكس تقديرها للبيئة ويتعامل بشكل فعال مع كل من الاستخدام المتزايد للمياه وتوليد مياه الصرف الصحي المتأصل في صناعة إنتاج ألواح الألياف الخشبية. ومن قبيل المصادفة، تُعد هاتين المواصفتين اثنتان من أهم الاعتبارات البيئية المتعلقة بالصناعة.

حل GEA المبتكر المكون من ثلاث مراحل

هناك عدة استراتيجيات لتحسين استخدام المياه العذبة وإعادة تدوير مياه الصرف الصحي. ساعدت طُرق مثل التعويم التشتتي أو المعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي منتجي الألواح من الألياف منذ فترة طويلة على تقليل حجم مياه الصرف الصحي أو التخفيف من مقدار هدر المياه. ولكن لا تمثل أي من الخيارات المتاحة حلًا شاملًا؛ وهذا يؤدي إلى نقص في وجوانب التوفير الأخرى (مثل الطاقة) التي يمكن تحقيقها بطريقة أخرى.

يقول توبياس أوستروالدر، رئيس قسم المعالجة والمدير الإداري لـ Lignatherm: "سوف نصنع منتجًا مستدامًا". "لذلك، فإن عملية التصنيع المستدامة والفعالة من حيث الموارد مهمة جدًا بالنسبة لنا. وكنا بحاجة إلى شريك يمكنه مساعدتنا في توجيه عملية الإنتاج بأكملها نحو استخدام كامل لكمية مياه الصرف الصحي الناتجة عن العملية، ليس فقط لتحسين كفاءة الطاقة لدينا، بل والحفاظ على استخدام متطلبات المياه العذبة عند أدنى مستوى ممكن. ولقد وجدنا في GEA الشريك المناسب لدعمنا في هذه العملية الصعبة." بدأت Lignatherm بمعايير قوية جعلتها تثق في خبرة GEA بتقديم الإجابة على مواصفات ومعايير الكفاءة والاستدامة خاصتها.

وبناءً على ذلك، بدأ مهندسو GEA في تصميم حل مصمم خصيصًا من ثلاث مراحل لعملية معالجة المياه التي ستسمح لـ Lignatherm بإعادة تدوير ما يقرب من 100% من مياه الصرف الصحي خاصتها. وسوف يؤدي هذا إلى تقليل استهلاك المياه العذبة بشكل كبير، وبالتالي تقليل الأثر البيئي.

تصميم هذا الحل الشامل يتطلب تعمقًا في المهارات التقنية بالإضافة إلى المعرفة الواسعة بصناعة ألواح الألياف الخشبية، حيث أن المواسم أو حتى مستوى رطوبة الخشب لها تأثير كبير على نوع وعدد الجسيمات والأحماض العضوية والهيدروكربونات الأخرى التي يجب معالجتها قبل تصريف مياه الصرف الصحي الناتجة.

والنتيجة هي تآزر قوي بين بعض من التقنيات الأساسية لـ GEA المصممة خصيصًا لتلبية احتياجات Lignatherm المحددة. تتضمن هذه العملية ثلاثة أقسام أساسية مختلفة من عملية الإنتاج لضمان أقصى قدر من توفير المياه وكفاءة الطاقة:  

• تتضمن المرحلة الأولى الفصل الميكانيكي باستخدام أجهزة الطرد المركزي من GEA. هنا، يتم إزالة المواد الصلبة العالقة بشكل فعال من مجرى مياه الصرف الصحي. 

• المرحلة الثانية هي عملية الفصل الحراري باستخدام جهاز التبخير ذي الغشاء المتساقط. هنا، تخضع المواد الصلبة المذابة للتركيز من أجل التخلص منها لاحقًا، في حين يتم إنتاج المكثفات الصافية لتغذية المرحلة الثالثة. 

تُعد هذه المرحلة مستدامة بشكل خاص بفضل نظام إعادة ضغط البخار الميكانيكي (MVR) الذي يغذي المبخر دون الحاجة إلى الوقود الأحفوري بأقصى قدر من الكفاءة في استخدام الطاقة. يصل هذا النظام إلى معامل أداء (COP) - قيمة إمكانية توفير الطاقة لمحطة الفصل الحراري - يبلغ أكثر من 25. وهذا أعلى بخمس مرات على الأقل من ما تم التوصل إليه باستخدام خيارات التدفئة الأخرى مثل المضخات الحرارية أو الغلايات التي تعمل بالغاز.

• تتكون المرحلة الثالثة من المصلح البخاري خاصتنا. هذه المرحلة تعطي دائرية كاملة لنظام إعادة تدوير المياه. حيث يجمع مياه الصرف الصحي في حلقة حيث تُحوَل إلى بخار للمعالجة بحيث لا تكون هناك حاجة لتوليد البخار بطريقة أخرى. بهذه الطريقة، يمكن إعادة استخدام أكثر من 95% من مياه الصرف الصحي كبخار، مما يقلل الحاجة إلى المياه العذبة بنسبة تزيد عن 95%.

لقد كان مشروعًا صعبًا ولكنه أصبح مجزيًا في الأخير. يقول رولاند موسر، مدير مبيعات التبخير والعمليات وأحد المهندسين وراء تطوير وتخصيص الحل لـ Lignatherm: "أنا متحمس للكيفية التي يتيح بها الجمع الذكي بين تقنيات GEA المختلفة تزويد عملائنا بحل عملية معالجة مثالي". "يمثل النظام حجر الأساس لتقليل استهلاك المياه والنفايات في إنتاج [ألواح الألياف متوسطة الكثافة] ومثال على كفاءة الطاقة."

حل GEA لإغلاق حلقة معالجة المياه

الخبرة والابتكار: فوز للاستدامة.

يقول مدير مشروع التبخير، رافائيل بيا: "مقدار خبرة GEA التي تزيد عن 100 عام في محطات الفصل الحراري والصناعة الكيميائية - بما في ذلك معالجة مياه الصرف الصحي لألواح الألياف - إلى جانب المهندسين المتحمسين والمهرة القادرين على تكييف العملية مع الاحتياجات الدقيقة لـ Lignatherm كانت العناصر الأساسية في تحقيق نتائج مذهلة". "بفضل هذا التآزر، تجاوز مشروع Lignatherm أهدافه الأولية، بالإضافة إلى أنه أنتج تحسينات في تقنياتنا، مما أدى إلى إنشاء معيار جديد متفوق." وبالإضافة إلى تأثير نجاح المشروع على الصناعة، أعاد أيضًا تعريف ما يمكن تحقيقه من حيث حماية المياه والاستدامة الشاملة.

وتستند مثل هذه الأهداف المهمة دائمًا على العمل الجماعي القوي والتواصل - وهي القيم التي تتقاسمها كل من GEA وLignatherm حيث "كان الحوار المستمر أمرًا أساسيًا في تعديل العمليات والتقنيات، وضمان أن كل حل يتماشى تمامًا مع توقعات Lignatherm"، يضيف بيا. 

وأشار أوستروالدر إلى أن Lignatherm شعرت بوجود تواصل مفتوح ومباشر منذ البداية وفي كل جانب من جوانب المشروع من خلال "المشورة المتخصصة من GEA والعمل المشترك لتطوير الحل الأمثل للمشروع." التعاون والتبادل الناجح هما العاملان الرئيسيان وراء العودة المستدامة لإنتاج الألياف الخشبية في سويسرا مع الحفاظ على نقاء بحيرة لوسيرن.