Jakie zastosowanie mogą mieć konopie włókniste?

Wzrastające zaludnienie na świecie szacowane przez FAO na ok. 2,5% rocznie, zwiększa również zapotrzebowanie na różnego rodzaju wyroby, w tym także papiernicze. Zaspokojenie potrzeb na ten produkt w oparciu o dotychczasowy surowiec, jakim jest drewno, prowadzi do wycinania i zmniejszania powierzchni lasów lub ograniczania jego zapotrzebowania. Stąd wzrasta zainteresowanie produkcją masy celulozowej w oparciu o rośliny włókniste. Udział ich w produkcji papieru w świecie wzrasta.

W polskich warunkach alternatywą dla celulozy z drewna mogą być konopie włókniste, które z roślin jednorocznych dają najwyższe plony włókna i celulozy. Zasadniczym motywem poszukiwania alternatywnych rozwiązań jest niedobór drewna leśnego. Według szacunku Stowarzyszenia Papierników Polskich, w 2005 roku na wyprodukowanie 930 tys. ton masy celulozowej zużyto ponad 5,0 mln m³ drewna. Tymczasem Lasy Państwowe nie mogą zapewnić zapotrzebowania dla przemysłu drzewnego, który z roku na rok zwiększa swoje potrzeby.

W tej sytuacji zachodzi konieczność zwiększania importu surowca, półproduktów lub artykułów finalnych a przez to generowanie bezrobocia. Alternatywą jest szukanie surowca w kraju opartego o wydajną roślinę włóknistą, jaką są konopie i przystosowanie na tej bazie metod produkcji masy celulozowej.

Tabela 1. Wydajności gospodarcze  konopi włóknistych w KOW-MAR Błaszki w latach 2005–2007
Odmiany i nowe rody	Plony w dt/ha		Włókno ogółem		Celuloza		Zawartość w %
	Słoma p.s.m.	Nasiona	%	Plony w dt/ha	%	Plon w dt/ha	Olejki eteryczne	THC
Białobrzeskie	180	8,70	26,3	47,3	45,9	82,6	0,31	0,0472
Wielkopolskie	221	13,9	27,9	61,6	44,3	97,9	0,56	0,0330
IWN – 104	205	10,2	22,9	46,9	51,2	104,9	0,33	0,0271
IWN – 204	190	10,3	25,1	47,7	50,2	95,4	0,34	0,0162

Wychodząc naprzeciw powyższym potrzebom Instytut Włókien Naturalnych w Poznaniu wspólnie z Instytutem Celulozowo-Papierniczym w Łodzi przeprowadził prace badawcze i wdrożeniowe nad poznaniem alternatywnych rozwiązań masy celulozowej w oparciu o krajowy surowiec, jakim są konopie włókniste. Przydatność włókna dekortykowanego do produkcji wysokiej jakości masy celulozowej sprawdzono doświadczalnie we wspomnianym Instytucie Celulozowo-Papierniczym. Uzyskane wyniki potwierdzono na urządzeniach BIVIS w Zakładzie Przemysłowym CLEXTRAL we Francji.

Ponadto przeprowadzono w ICP doświadczenia laboratoryjne z pociętą (< 1,0 cm) słomą konopną dla sprawdzenia możliwości pozyskiwania masy celulozowej. Uzyskane wyniki wskazują, że otrzymana w ten sposób masa celulozowa dorównuje jakością masy średniowłóknistej otrzymanej z drewna leśnego oferowanego przemysłowi papierniczemu.

Na podstawie wyników badań ICP nad porównaniem ww. surowców dla produkcji mas celulozowych, włókno konopne jest bezdyskusyjne. Natomiast słoma konopna może być alternatywą przy niedoborze drewna i uzyskiwaniu gorszej jakości papieru oraz możliwości zastosowania tego samego ciągu produkcyjnego maszyn BIVIS produkowanych przez firmę CLEXTRAL.

Jak już wspomniano, podstawowym składnikiem biomasy konopi włóknistej wykorzystywanych do produkcji papieru jest celuloza. Stąd w IWNiRZ prowadzi się prace hodowlane nad uzyskaniem nowych odmian charakteryzujących się wysoką zawartością włókna oraz celulozy. Aktualnie zarejestrowanych jest 5 odmian: Białobrzeskie, Tygra, Wojko, Rajan i Wielkopolskie (wyhodowane przez dr. Kowalskiego). Na uwagę zasługuje odmiana Wielkopolskie, charakteryzująca się wysokimi plonami biomasy, nasion, włókna, celulozy i olejków eterycznych. Poza tym nowe perspektywiczne rody: IWN-104 i IWN-204 wyróżniają się bardzo wysoką zawartością celulozy.

Przydatność konopi włóknistych do produkcji papieru w porównaniu z drewnem ustalono na podstawie wyników badań przeprowadzonych przez Instytut Celulozowo-Papierniczy. Liczby przyjęte do badań dotyczące drewna uzyskano z Okręgowego Zarządu Lasów Państwowych w Poznaniu. Wyniki otrzymane przez ICP przedstawione w tab. 2 wskazują, że zawartość celulozy w suchej masie drewna sosnowego wynosi 43%, w słomie konopnej 46% a w konopnym włóknie dekortykowanym 75%. Zatem, plony celulozy z powierzchni jednego ha we włóknie wykorzystywanym do produkcji papieru są 2-krotnie wyższe (22,5 dt/ha) od wydajności celulozy z jednorocznego przyrostu drewna (11,0 dt/ha). Natomiast wydajność celulozy ze słomy konopnej jest 5-krotnie wyższa od wydajności celulozy z jednorocznego przyrostu drewna. Stąd warto zastanowić się, jak gorszej jakości celulozę ze słomy konopnej wykorzystać do produkcji np. kartonu.

Reasumując można stwierdzić na podstawie wyżej przedstawionych wyników badań uzyskanych w IWN i ICP oraz próbnych przerobów we francuskich zakładach przemysłu papierniczego, że konopie włókniste mogą stanowić alternatywę dla drewna wykorzystywanego do produkcji masy celulozowej w następujących wariantach: długowłóknistej masy celulozowej pozyskiwanej z dekortykowanego włókna konopnego przydatnej do produkcji wysokiej jakości papieru; średniowłóknistej masy celulozowej otrzymywanej z pociętej słomy konopnej, stanowiącej równorzędną wartość mas włóknistych z drewna wykorzystywanej do produkcji gorszych asortymentów papieru.