持続可能な木質繊維断熱材生産の未来を形作る

スイスの木質繊維板を復活させ、かつ、淡水の使用量を最小限に抑える 

木質繊維は、その多用途性と多くの魅力的な特性により、建築と密閉・隔離の分野では、通常の木材よりも継続的に支持を集めています。まず、木質繊維は、通常では廃棄物と見なされるおがくず、チップ、端材などの木材産業の残渣から作られるため、その性質は非常に持続可能です。木質繊維の新星としての地位を高めているその他の特徴は、温度を安定させ、エネルギーコストを節約するのに役立つ主要な断熱・保温機能、カビを寄せ付けない水分管理特性、そして100％のリサイクル率などです。

木質繊維市場が安定しているだけでなく、今後数年間の健全な成長予測で活況を呈していることは驚くことではありません。そのため、ヨーロッパ、特にスイスでの地元の木質繊維生産の復活が促進されました。スイスでは、数十年前にこの産業が停止し、その木材加工チェーンに大きな空白を残していました。Schilliger Holz社傘下のスイス企業Lignatherm社は、可能な限り環境への影響を最小限に抑えた国内原材料のよるスイス製断熱板の生産を再開することを決定しました。

Lignatherm社の課題

生産を再開するため、Lignatherm社は2025年夏の完成を目指して、新しい木質繊維断熱板工場の建設を進めています。操業開始後は、高さ40メートル弱、面積6,000平方メートルの建物で、年間約50,000トンの木材チップを木質繊維断熱材板に加工することになります。周辺の風景は、のどかという他ありません。工場が建設されているキュスナハトは、スイスの民間伝承による独立国家としてのスイスの発祥の地であるだけでなく、ルツェルン湖の北西岸に位置する自然の宝庫でもあります。

このような宝を守るため、Lignathermは環境への配慮を反映し、木質繊維板製造に伴う水の使用量の増加と廃水発生量の両方に効果的に対処できるパートナーを探すことにしました。これらは偶然にも、この産業関連する最も重要な環境問題の考慮事項の2つです。

GEAの革新的な3段階ソリューション

淡水の使用量を最適化し、廃水を再利用するための戦略はいくつかあります。分散浮選や廃水生物処理のような方法は、長い間、繊維板製造業者の廃水量の削減や水中の廃棄物量の軽減に役立ってきました。しかし、利用可能な選択肢のどれもがワンストップソリューションとは言えず、その結果、他の方法で達成できるはずの他の節約（エネルギーなど）の不足につながります。

「私たちは持続可能な製品を製造します」と、Lignathermの加工部門責任者兼マネージングディレクターであるTobias Osterwalder氏は言います。「したがって、持続可能で資源効率の高い製造プロセスは、私たちにとって非常に重要です。私たちは、エネルギー効率を最適化するだけでなく、淡水の使用量を可能な限り低く抑えるために、製造プロセスから出る廃水を全量利用する方向で、製造プロセス全体を支援してくれるパートナーを必要としていました。GEAで、私たちは、このような困難なプロセスをサポートしてくれる適切なパートナーを見つけました」Lignatherm社は、効率性と持続可能性の仕様とパラメータに対する答えを提供するために、GEAの専門知識を信頼する強力な基準から開始しました。

そこで、GEAのエンジニアは、Lignatherm社が流出水のほぼ100％をリサイクルできるようにする水処理プロセスのための3段階ソリューションをオーダーメイドで設計しました。これにより、淡水の消費量が大幅に削減され、従って、環境への影響も軽減されます。

このワンストップソリューションの設計には、技術的スキルの深さだけでなく、木質繊維板業界に関する確かな知識も必要でした。なぜなら、季節や木材の水分量でさえ、生成される廃水を排出する前に処理しなければならない粒子の種類や数、有機酸、その他の炭水化物に大きな影響を与えるからです。

その結果、Lignatherm社特有のニーズに合わせたGEAのコア技術の強力な相乗効果が生まれました。このプロセスは、製造工程の3つの異なる重要な部分で作用し、節水とエネルギー効率を最大化します。  

• 第1段階は、GEAのデカンタ遠心分離機による機械的分離です。ここで、浮遊物質は、廃水流から効果的に除去されます。 

• 第2段階は、薄膜降下式濃縮装置による熱分離です。ここでは、後に処分するために溶解固形物が濃縮され、澄んだ凝縮水は第3段階に供給されます。 

この段階は、化石燃料なしで最大のエネルギー効率で蒸発器に電力を供給する機械的蒸気再圧縮（MVR）システムにより、特に持続可能です。このシステムは、熱分離プラントの省エネの可能性の値である性能係数（COP）が25以上に達します。これは、ヒートポンプやガスボイラーなど、他の加熱方法と比較して5倍以上高い数値です。

• 第3段階は、水蒸気改質機で構成されています。この段階では、水リサイクルシステムが完全に循環します。廃水をループ内で捕捉してプロセス蒸気に変換するため、蒸気を発生させる必要がありません。こうして、廃水の95％以上を蒸気として再利用し、同様に淡水の必要性を95％以上削減することができます。

難しいプロジェクトですが、やりがいのあるものです。「GEAのさまざまな技術を賢く組み合わせることで、お客様に最適なプロセスソリューションを提供できることに興奮しています」と、Lignatherm社向けのソリューションの開発と調整を担当したエンジニアの一人で、エバポレーションセールスおよびプロセスマネージャーのRoland Moser氏は言います。「これは『中密度繊維板』製造における水の流出と消費の量を削減するための基礎であり、エネルギー効率の一例です」

水処理の循環ループを閉じるGEAのソリューション

経験とイノベーション：持続可能性の勝利

熱分離プラントと化学工業（繊維板廃水処理を含む）におけるGEAの100年を超える経験の重みと、Lignatherm社の正確なニーズにプロセスを適合させることができる情熱的で熟練したエンジニアとの組み合わせが、「優れた結果を達成するための重要な要素」でしたと、エバポレーションプロジェクトマネージャーのRafael Piña氏は言います。「この相乗効果のおかげで、Lignathermプロジェクトは当初の目標を上回っただけでなく、私たちの技術に改善をもたらし、新たな優れた基準を確立することができました」このプロジェクトの成功は、業界に影響を与えるだけでなく、水の保護と全体的な持続可能性の面で何が達成できるかを再定義するものでもあります。

このような重要なマイルストーンは、常に強力なチームワークとコミュニケーションに支えられています。GEAとLignathermの両社が共有している価値観は、「絶え間ない対話がプロセスとテクノロジーの調整の基礎となり、各ソリューションがLignathermの期待に完全に沿っていることを保証しました」とPiña氏は付け加えています。 

Osterwalder氏は、Lignatherm社は最初から、そしてプロジェクトのあらゆる面において、「GEAの専門的なアドバイスと、プロジェクトに理想的なソリューションを開発するための共同作業」において、オープンで直接的なコミュニケーションを感じていたと指摘しました。このようなコラボレーションと交流の成功が、ルツェルン湖の自然を手つかずの状態に守り、かつ、スイスにおける木質繊維生産の持続可能な復活を支えているのです。